基板処理装置および基板処理方法
【課題】低流速で高い霧化効率を得て、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体使用量を削減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１０は、気体と液体を混合させて液体を基板Ｗに吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、基板Ｗに対して液体を吐き出す中央通路を有する内筒３１と、内筒３１の周囲に配置されて気体を吐き出す外周リング状通路３４を有する外筒３３とを有する供給ノズル３０を備え、液体を吐き出す内筒３１の出口部４３には、出口部４３において液体を拡散するために、内筒３１の外周面側が内筒３１の内周面側に比べて、内筒３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜する傾斜面４４が形成されており、傾斜面４４の形成角度θは、内筒３１の中心軸ＣＬに対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されている。
【解決手段】基板処理装置１０は、気体と液体を混合させて液体を基板Ｗに吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、基板Ｗに対して液体を吐き出す中央通路を有する内筒３１と、内筒３１の周囲に配置されて気体を吐き出す外周リング状通路３４を有する外筒３３とを有する供給ノズル３０を備え、液体を吐き出す内筒３１の出口部４３には、出口部４３において液体を拡散するために、内筒３１の外周面側が内筒３１の内周面側に比べて、内筒３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜する傾斜面４４が形成されており、傾斜面４４の形成角度θは、内筒３１の中心軸ＣＬに対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されている。
【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、特に処理対象物である例えば半導体ウエハ等の基板を処理する際に、気体と液体を混合させて供給する２流体ノズルを有す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】
一例として、基板処理装置は、ウエハ等の基板の製造工程において基板に対して純水や薬液等の液体を供給して処理を行う。この種の基板処理装置は、基板に付着したパーティクルを除去することで洗浄する。
【０００３】
基板の面には、微細化された電気配線が形成されているが、このような微細な電気配線に付着しているパーティクルが洗浄対象である。電気配線の微細化に伴ってパーティクルの直径はますます小さくなっており、高効率な洗浄技術が要求されてきている。
【０００４】
この種のパーティクルを洗浄するために、特許文献1に記載されているような高い洗浄物理力を持った２流体ノズルが使われるようになってきている。特許文献1に開示されている２流体ノズルは、液体吐出口と、そのまわりに円環状に形成された気体吐出口を有する。
【特許文献１】特開２００７―２２７８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献1に記載されている２流体ノズルを使用すると、高い洗浄物理力によって微細化された電気配線ではパターン倒れと呼ばれるダメージが発生することがある。
【０００６】
図６は吐き出した液滴の衝突過程の例を示しており、２流体ノズルの洗浄物理力は、次の式で表すことができる。
【０００７】
洗浄物理力（せん断力）Ｆｄ＝Ｃｄ・（πＤ２／４）・Ｐ
ここで、Ｃｄ：効力係数
Ｄ ：パーティクル直径
Ｐ ：衝撃圧（∝Ｖ０）
Ｖ０：衝突前の速度
Ｖｆ：衝突後の速度
である。
【０００８】
図６に示すように、洗浄物理力は、衝突した吐き出し液滴が横方向に広がることで、せん断力を発生させる。洗浄物理力は、微細化された電気配線の洗浄はできるが、微細な電気配線を有するデバイスでは、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、電気配線がせん断力に負けてしまい倒れてしまう。
【０００９】
２流体ノズルは、気体と液体を混合させて液体を、霧吹き現象を利用して高速ミストにして吐き出すものであり、気体の高速流速で負圧を発生させて液体の霧化を起こす構造である。しかし、気体の流速が大きい場合には液体の霧化の粒径が大きくなり、気体使用量が増加してしまい、液体の霧化の粒径が大きくなることで微細化された電気配線に対してダメージを与える要因となる。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低流速の気体で液体の高い霧化効率を得て、微細な気体使用量を削減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】
【００１１】
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の基板処理方法は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで前記基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低流速の気体で高い霧化効率を得て、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体使用量を削減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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の基板処理装置の好ましい第１実施形態を示している。
【００１６】
図１に示すように、基板処理装置１０は、一例として基板Ｗを洗浄する装置として用いられ、基板保持部１１と、供給ノズル３０の操作部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、供給ノズル３０と、処理室１６を有する。
【００１７】
図１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の上には処理対象物である基板Ｗが着脱可能に固定されている。この基板Ｗは、例えば半導体ウエハであり、基板Ｗの面には微細化された電気配線が形成されている。処理室１６内には、カップ１４と供給ノズル３０とベース部材１７と回転軸１８が収容されている。モータ１９が制御部１００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。
【００１８】
図１に示す供給ノズル３０は、基板Ｗの上部に配置されており、供給ノズル３０は、操作部１２の動作により、Ｚ方向（上下方向）とＸ方向（基板の半径方向）に移動可能である。
【００１９】
図２は、図１に示す供給ノズル３０の好ましい構造例を示す縦断面図である。この供給ノズル３０は、２流体ノズルである。
【００２０】
図２に示すように、供給ノズル３０は、内筒３１と、この内筒３１の周囲に配置される外筒３３を有している。
【００２１】
図２に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０の内筒３１の中央通路３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０の外筒３３が有する外周リング状通路３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒３１の中央通路３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外筒３３の外周リング状通路３４に供給する。バルブ２０とバルブ２１は、制御部１００の指令により開閉量を制御できる。
【００２２】
図２に示す供給ノズル３０は、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体４８を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗにおける微細化された電気配線には洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体４９の流速をできるだけ抑えてかつ液体４８の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
【００２３】
そこで、供給ノズル３０は、流体力学の２つの原理である液体の拡散によるキャビテーションと流体剥離現象を融合して、液体４８と気体４９がお互いに霧化効率を向上させるものである。
【００２４】
まず、図２を参照して、供給ノズル３０の内筒３１の形状について説明する。
【００２５】
図２に示す内筒３１は、本体部４１と、絞り部４２と、出口部４３を有している。この本体部４１は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬだけ形成されており、本体部４１は、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄを有する。
【００２６】
絞り部４２は、本体部４１の下部に連続して形成されており、絞り部４２は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ１だけ形成されている。絞り部４２の内径Ｄ１は、本体部４１の内径Ｄに比べて小さく設定されていることで、中央通路３２の流路を絞っている。
【００２７】
出口部４３は、絞り部４２の下部に形成されている。出口部４３は、絞り部４２を通過した液体４８が開放される形状になっており、出口部４３は中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面４４を有している。この傾斜面４４は、面取り部ともいい、出口部４３において液体４８を拡散するために、内筒３１の外周面４５側が内筒３１の内周面７１側に比べて、内筒３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面４４は、外周面４５側よりも内周面７１側が窪むように形成されており、傾斜面４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。内筒３１の本体部４１と絞り部４２は、中央通路３２を形成している。
【００２８】
この出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、液体４８を拡散する効率が悪い。
【００２９】
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に、直進しようとするが、傾斜面４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。ここで、タグチメソッドとは、品質特性のばらつきが少ない製品を開発設計段階で作り込むための統計的手法である。
【００３０】
さらに、より好ましくは、出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
【００３１】
一方、図２に示す外筒３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ２を有する。外筒３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ２は、内筒３１の本体部４１の中心軸ＣＬ方向の長さＬに比べて大きく設定されており、外筒３３の下端部４７は、絞り部４２まで達している。
【００３２】
内筒３１は、曲面形状部５０を有しており、この曲面形状部５０は、外筒３３の下端部４７の出口部５１から下方向Ｚ１に向けて徐々に先細りに絞り込まれるように形成されている。曲面形状部５０は、中心軸ＣＬに向けて絞るようにして形成されており、曲面形状部５０の下端部分の外形寸法ｄは、内筒３１の外形Ｄ３に比べて小さくなっている。
【００３３】
図２に示す内筒３１の外周面４５と外筒３３の内周面４６は、外周リング状通路３４を形成している。内筒３１の中央通路３２と外筒３３の外周リング状通路３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
【００３４】
図２に示すように、内筒３１の中央通路３２には、液体の一例である液体４８が導入され、外筒３３の外周リング状通路３４には、気体の一例である気体４９が導入される。
【００３５】
出口部４３は傾斜面４４が形成されているので開放された形状になっている。中央通路３２を通過した液体４８が出口部４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ１で示すように、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈが発生して、液体４８自体も液体４８の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体４９であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００３６】
しかも、中央通路３２には、絞り部４２が形成されており、中央通路３２の絞り部２を通過した純水４８は絞られた後に、出口部４３の傾斜面４４において、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈがさらに効率良く発生できる。このため、気体４９が低流速であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、さらに気体４９の使用量を削減できる。
【００３７】
一方、外筒３３の出口部５１には、内筒３１の曲面形状部５０を有している。この曲面形状部５０は、内筒３１の本体部４１に比べて、中心軸ＣＬに向けて絞り込んだ形状に形成され、先細り形状になっている。この曲面形状部５０が形成されていることにより、液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓで示すように負圧領域である剥離領域５２を形成して、流体剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体４８の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、図３と図４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
【００３９】
なお、図３と図４に示す第２実施形態では、供給ノズル３０Ｂの形状が、図２に示す供給ノズル３０の形状に比べて異なるが、この供給ノズル３０が装着される基板処理装置１０Ｂの構造は、図１に示す基板処理装置１０の構造と、実質的に同じであるので、図１における説明を援用する。
【００４０】
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、２流体ノズルであり、内筒１３１と、この内筒１３１の周囲に配置される外筒１３３を有している。
【００４１】
図４に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の中央通路１３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０Ｂの外筒１３３が有する外周リング状通路１３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒１３１の中央通路１３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外周リング状通路１３４に供給する。
【００４２】
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗの洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体の流速をできるだけ抑えてかつ液体の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
【００４３】
供給ノズル３０Ｂは、流体力学の２つの原理である拡散によるキャビテーションと、流体の剥離現象を融合して、液体と気体がお互いに霧化効率を向上させるものである。
【００４４】
まず、図４を参照して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の形状について説明する。
【００４５】
内筒１３１は、出口部１４３を有し、内筒１３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ４だけ形成されており、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄ４を有する。
【００４６】
出口部１４３は、中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面１４４を有している。この傾斜面１４４は、面取り部ともいい、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。出口部１４３において液体４８を拡散するために、内筒１３１の外周面１４５側が内筒３１の内周面１７１側に比べて、内筒１３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面１４４は、外周面１４５側よりも内周面１７１側が窪むように形成されており、傾斜面１４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。
【００４７】
この出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、拡散する効率が悪い。
【００４８】
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に直進しようとするが、傾斜面１４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。
【００４９】
さらに、より好ましくは、出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
【００５０】
一方、図４に示す外筒１３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ５を有する。外筒１３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ５は、内筒１３１の中心軸ＣＬ方向の長さＬ４に比べて短く設定されており、外筒１３３の下端部１４７は、傾斜面１４４付近にまで達している。
【００５１】
内筒１３１の外周面１４５と外筒１３３の内周面１４６は、外周リング状通路１３４を形成している。内筒１３１の中央通路１３２と外筒１３３の外周リング状通路１３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
【００５２】
図４に示すように、内筒１３１の中央通路１３２には、液体４８が導入され、外筒１３３の外周リング状通路１３４には、気体４９が導入される。
【００５３】
内筒３１の出口部１４３は形成角度θで開放された傾斜面１４４となっているので、中央通路１３２を通過した純水４８が出口部１４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ３で示すように、液の拡散による拡散キャビテーション４８Ｈが発生して、純水４８自体も純水４８の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００５４】
一方、外筒１３３の出口部１５１における液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓ４で示すように負圧領域である剥離領域１５２を形成して、流体剥離現象を引き起こして負圧を発生させるので、液体の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
【００５５】
ところで、空気抵抗を受ける物体の運動方程式によると、
１） 速度の遅い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ（比例定数）・Ｒ（粒径）・Ｖ（速度）
であるが、
２） 速度の速い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ１（比例定数）・Ｒ２・Ｖ２
である。
【００５６】
上述した供給ノズル３０，３０Ｂのような２流体ノズルの場合には、速度の速い物体の場合が適用され、抵抗力が質量ｍの物体移動の減速に作用するとして表現すると、
空気抵抗Ｆ＝ｍ・α、 質量ｍ∝Ｒ３
として、上記２）式を整理すると、速度Ｖ∝√Ｒが成り立つ。
【００５７】
例えば、粒径が２５μｍの時に、流速１２０ｍ／ｓｅｃとして、粒径と流速の相関グラフを作ると、図５に示す粒径／流速の相関例を示す図である。縦軸には流速（ｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸には粒子径（μｍ）を示している。
【００５８】
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、基板に対して液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、内筒の周囲に配置されて気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、液体を吐き出す内筒の出口部には、出口部において液体を拡散するために、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されている。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００５９】
また、内筒の中央通路には、液体の通過を絞るための絞り部を有する。これにより、中央通路の絞り部を通過した液体は絞られた後に、出口部の傾斜面において、液の拡散によるキャビテーションがさらに効率良く発生できる。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、さらに気体の使用量を削減できる。
【００６０】
さらに、内筒の出口部の外周面には、中心軸に向けて絞って形成された曲面形状部を有する。これにより、液体と気体との混合部では、気体が剥離領域を形成して、流体の剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体の霧化効率を上げることができる。気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板の微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板を洗浄することができる。
【００６１】
また、内筒は、中心軸に沿って同じ内径を有する中央通路を有する。これにより、内筒の形状が単純化でき、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００６２】
また、本発明の基板処理方法では、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って基板に対して液体を吐き出し、内筒の周囲に配置された供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から気体を吐き出し、液体を吐き出す内筒の出口部には、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、内筒の出口部から吐き出された液体が傾斜面において拡散される。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体の使用量を削減できる。
【００６３】
本発明では、液体としては純水に限らず他の種類のものを用いることができ、気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスに限らず他の種類のものを用いることができる。
【００６４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の基板処理装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
【図２】図１における供給ノズルの好ましい構造例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の基板処理装置の好ましい第２実施形態を示す図である。
【図４】図２における供給ノズルの好ましい構造例を示す縦断面図である。
【図５】粒径／流速の相関例を示す図である。
【図６】液滴の衝突過程の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 基板処理装置
１１ 基板保持部
１２ 供給ノズルの操作部
２２ 液体供給部
２４ 気体供給部
３０，３０Ｂ 供給ノズル（２流体ノズル）
３１ 内筒
３２ 中央通路
３３ 外筒
３４ 外周リング状通路
４１ 内筒の本体部
４２ 内筒の絞り部
４３ 出口部
４４ 傾斜面
４８ 液体
４９ 気体
１３１ 内筒
１３２ 中央通路
１３３ 外筒
１３４ 外周リング状通路
１４４ 傾斜面
Ｗ 基板
【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、特に処理対象物である例えば半導体ウエハ等の基板を処理する際に、気体と液体を混合させて供給する２流体ノズルを有す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】
一例として、基板処理装置は、ウエハ等の基板の製造工程において基板に対して純水や薬液等の液体を供給して処理を行う。この種の基板処理装置は、基板に付着したパーティクルを除去することで洗浄する。
【０００３】
基板の面には、微細化された電気配線が形成されているが、このような微細な電気配線に付着しているパーティクルが洗浄対象である。電気配線の微細化に伴ってパーティクルの直径はますます小さくなっており、高効率な洗浄技術が要求されてきている。
【０００４】
この種のパーティクルを洗浄するために、特許文献1に記載されているような高い洗浄物理力を持った２流体ノズルが使われるようになってきている。特許文献1に開示されている２流体ノズルは、液体吐出口と、そのまわりに円環状に形成された気体吐出口を有する。
【特許文献１】特開２００７―２２７８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献1に記載されている２流体ノズルを使用すると、高い洗浄物理力によって微細化された電気配線ではパターン倒れと呼ばれるダメージが発生することがある。
【０００６】
図６は吐き出した液滴の衝突過程の例を示しており、２流体ノズルの洗浄物理力は、次の式で表すことができる。
【０００７】
洗浄物理力（せん断力）Ｆｄ＝Ｃｄ・（πＤ２／４）・Ｐ
ここで、Ｃｄ：効力係数
Ｄ ：パーティクル直径
Ｐ ：衝撃圧（∝Ｖ０）
Ｖ０：衝突前の速度
Ｖｆ：衝突後の速度
である。
【０００８】
図６に示すように、洗浄物理力は、衝突した吐き出し液滴が横方向に広がることで、せん断力を発生させる。洗浄物理力は、微細化された電気配線の洗浄はできるが、微細な電気配線を有するデバイスでは、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、電気配線がせん断力に負けてしまい倒れてしまう。
【０００９】
２流体ノズルは、気体と液体を混合させて液体を、霧吹き現象を利用して高速ミストにして吐き出すものであり、気体の高速流速で負圧を発生させて液体の霧化を起こす構造である。しかし、気体の流速が大きい場合には液体の霧化の粒径が大きくなり、気体使用量が増加してしまい、液体の霧化の粒径が大きくなることで微細化された電気配線に対してダメージを与える要因となる。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低流速の気体で液体の高い霧化効率を得て、微細な気体使用量を削減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】
【００１１】
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の基板処理方法は、気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで前記基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低流速の気体で高い霧化効率を得て、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体使用量を削減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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の基板処理装置の好ましい第１実施形態を示している。
【００１６】
図１に示すように、基板処理装置１０は、一例として基板Ｗを洗浄する装置として用いられ、基板保持部１１と、供給ノズル３０の操作部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、供給ノズル３０と、処理室１６を有する。
【００１７】
図１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の上には処理対象物である基板Ｗが着脱可能に固定されている。この基板Ｗは、例えば半導体ウエハであり、基板Ｗの面には微細化された電気配線が形成されている。処理室１６内には、カップ１４と供給ノズル３０とベース部材１７と回転軸１８が収容されている。モータ１９が制御部１００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。
【００１８】
図１に示す供給ノズル３０は、基板Ｗの上部に配置されており、供給ノズル３０は、操作部１２の動作により、Ｚ方向（上下方向）とＸ方向（基板の半径方向）に移動可能である。
【００１９】
図２は、図１に示す供給ノズル３０の好ましい構造例を示す縦断面図である。この供給ノズル３０は、２流体ノズルである。
【００２０】
図２に示すように、供給ノズル３０は、内筒３１と、この内筒３１の周囲に配置される外筒３３を有している。
【００２１】
図２に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０の内筒３１の中央通路３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０の外筒３３が有する外周リング状通路３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒３１の中央通路３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外筒３３の外周リング状通路３４に供給する。バルブ２０とバルブ２１は、制御部１００の指令により開閉量を制御できる。
【００２２】
図２に示す供給ノズル３０は、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体４８を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗにおける微細化された電気配線には洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体４９の流速をできるだけ抑えてかつ液体４８の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
【００２３】
そこで、供給ノズル３０は、流体力学の２つの原理である液体の拡散によるキャビテーションと流体剥離現象を融合して、液体４８と気体４９がお互いに霧化効率を向上させるものである。
【００２４】
まず、図２を参照して、供給ノズル３０の内筒３１の形状について説明する。
【００２５】
図２に示す内筒３１は、本体部４１と、絞り部４２と、出口部４３を有している。この本体部４１は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬだけ形成されており、本体部４１は、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄを有する。
【００２６】
絞り部４２は、本体部４１の下部に連続して形成されており、絞り部４２は、内筒３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ１だけ形成されている。絞り部４２の内径Ｄ１は、本体部４１の内径Ｄに比べて小さく設定されていることで、中央通路３２の流路を絞っている。
【００２７】
出口部４３は、絞り部４２の下部に形成されている。出口部４３は、絞り部４２を通過した液体４８が開放される形状になっており、出口部４３は中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面４４を有している。この傾斜面４４は、面取り部ともいい、出口部４３において液体４８を拡散するために、内筒３１の外周面４５側が内筒３１の内周面７１側に比べて、内筒３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面４４は、外周面４５側よりも内周面７１側が窪むように形成されており、傾斜面４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。内筒３１の本体部４１と絞り部４２は、中央通路３２を形成している。
【００２８】
この出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、液体４８を拡散する効率が悪い。
【００２９】
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に、直進しようとするが、傾斜面４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。ここで、タグチメソッドとは、品質特性のばらつきが少ない製品を開発設計段階で作り込むための統計的手法である。
【００３０】
さらに、より好ましくは、出口部４３の傾斜面４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
【００３１】
一方、図２に示す外筒３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ２を有する。外筒３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ２は、内筒３１の本体部４１の中心軸ＣＬ方向の長さＬに比べて大きく設定されており、外筒３３の下端部４７は、絞り部４２まで達している。
【００３２】
内筒３１は、曲面形状部５０を有しており、この曲面形状部５０は、外筒３３の下端部４７の出口部５１から下方向Ｚ１に向けて徐々に先細りに絞り込まれるように形成されている。曲面形状部５０は、中心軸ＣＬに向けて絞るようにして形成されており、曲面形状部５０の下端部分の外形寸法ｄは、内筒３１の外形Ｄ３に比べて小さくなっている。
【００３３】
図２に示す内筒３１の外周面４５と外筒３３の内周面４６は、外周リング状通路３４を形成している。内筒３１の中央通路３２と外筒３３の外周リング状通路３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
【００３４】
図２に示すように、内筒３１の中央通路３２には、液体の一例である液体４８が導入され、外筒３３の外周リング状通路３４には、気体の一例である気体４９が導入される。
【００３５】
出口部４３は傾斜面４４が形成されているので開放された形状になっている。中央通路３２を通過した液体４８が出口部４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ１で示すように、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈが発生して、液体４８自体も液体４８の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体４９であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００３６】
しかも、中央通路３２には、絞り部４２が形成されており、中央通路３２の絞り部２を通過した純水４８は絞られた後に、出口部４３の傾斜面４４において、液の拡散によるキャビテーション４８Ｈがさらに効率良く発生できる。このため、気体４９が低流速であっても液体４８の高い霧化効率を達成でき、さらに気体４９の使用量を削減できる。
【００３７】
一方、外筒３３の出口部５１には、内筒３１の曲面形状部５０を有している。この曲面形状部５０は、内筒３１の本体部４１に比べて、中心軸ＣＬに向けて絞り込んだ形状に形成され、先細り形状になっている。この曲面形状部５０が形成されていることにより、液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓで示すように負圧領域である剥離領域５２を形成して、流体剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体４８の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、図３と図４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
【００３９】
なお、図３と図４に示す第２実施形態では、供給ノズル３０Ｂの形状が、図２に示す供給ノズル３０の形状に比べて異なるが、この供給ノズル３０が装着される基板処理装置１０Ｂの構造は、図１に示す基板処理装置１０の構造と、実質的に同じであるので、図１における説明を援用する。
【００４０】
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、２流体ノズルであり、内筒１３１と、この内筒１３１の周囲に配置される外筒１３３を有している。
【００４１】
図４に示すように、液体供給部２２が、配管２３とバルブ２０を介して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の中央通路１３２に接続されている。また、気体供給部２４が、配管２５とバルブ２１を介して、供給ノズル３０Ｂの外筒１３３が有する外周リング状通路１３４に接続されている。液体供給部２２は、純水等の液体４８を内筒１３１の中央通路１３２に供給する。気体供給部２４は、Ｎ２ガス等の気体４９を外周リング状通路１３４に供給する。
【００４２】
図４に示す供給ノズル３０Ｂは、霧吹き原理を利用して、気体４９の気流が発生する負圧で液体を霧化させるものである。気体の流速が速いと液滴の粒径が大きくなるが、液滴の粒径が大きくなってしまうと、基板Ｗの洗浄時のダメージが発生する要因となるので、気体の流速をできるだけ抑えてかつ液体の霧化効率の良いノズル形状にすることが望ましい。
【００４３】
供給ノズル３０Ｂは、流体力学の２つの原理である拡散によるキャビテーションと、流体の剥離現象を融合して、液体と気体がお互いに霧化効率を向上させるものである。
【００４４】
まず、図４を参照して、供給ノズル３０Ｂの内筒１３１の形状について説明する。
【００４５】
内筒１３１は、出口部１４３を有し、内筒１３１の中心軸ＣＬに沿って長さＬ４だけ形成されており、均一の肉厚を有しており、均一の内径Ｄ４を有する。
【００４６】
出口部１４３は、中心軸ＣＬを中心として全周囲にわたって傾斜面１４４を有している。この傾斜面１４４は、面取り部ともいい、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。出口部１４３において液体４８を拡散するために、内筒１３１の外周面１４５側が内筒３１の内周面１７１側に比べて、内筒１３１の中心軸ＣＬに平行に突出するように傾斜されている。すなわち、傾斜面１４４は、外周面１４５側よりも内周面１７１側が窪むように形成されており、傾斜面１４４は、中心軸ＣＬと直交する方向Ｔに対して形成角度θで傾けて形成されている。
【００４７】
この出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲に設定されている。もし、この形成角度θが０度であると、液体４８が絞り部４２を通過して出口部４３から吐き出された場合に、拡散する効率が悪い。
【００４８】
また、形成角度θが３０度を超えると、気流は円筒状に流れ、傾斜面４４の外側端部を超えたところで、剥離現象を起こして負圧になる。ミスト液流は中央通路３２を出えた後に直進しようとするが、傾斜面１４４のテーパー角度が大きいと、テーパーに沿いながら拡散していく。気流とミスト液流の圧力差が大きいと、ミストは効率的に分断され、粒子径が細くなる。形成角度（テーパー角度）の依存性を調べるために、流体解析を行い、タグチメソッドを使って適性条件を求めた結果、流体解析によると、形成角度θが０度〜３０度の間に霧化効率の高い設計デザインが存在することが判った。
【００４９】
さらに、より好ましくは、出口部１４３の傾斜面１４４の形成角度θは、１５度≦形成角度θ≦３０度の範囲である。これにより、負圧が３５％以上向上できる。
【００５０】
一方、図４に示す外筒１３３は、軸方向に沿って同じ肉厚を有しており、同じ内径Ｄ５を有する。外筒１３３の中心軸ＣＬ方向の長さＬ５は、内筒１３１の中心軸ＣＬ方向の長さＬ４に比べて短く設定されており、外筒１３３の下端部１４７は、傾斜面１４４付近にまで達している。
【００５１】
内筒１３１の外周面１４５と外筒１３３の内周面１４６は、外周リング状通路１３４を形成している。内筒１３１の中央通路１３２と外筒１３３の外周リング状通路１３４とは、中心軸ＣＬを中心として同心状に形成されている。
【００５２】
図４に示すように、内筒１３１の中央通路１３２には、液体４８が導入され、外筒１３３の外周リング状通路１３４には、気体４９が導入される。
【００５３】
内筒３１の出口部１４３は形成角度θで開放された傾斜面１４４となっているので、中央通路１３２を通過した純水４８が出口部１４３から下方向Ｚ１に放出される時に、矢印Ｒ３で示すように、液の拡散による拡散キャビテーション４８Ｈが発生して、純水４８自体も純水４８の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００５４】
一方、外筒１３３の出口部１５１における液体４８と気体４９との混合部では、気体４９が矢印Ｓ４で示すように負圧領域である剥離領域１５２を形成して、流体剥離現象を引き起こして負圧を発生させるので、液体の霧化効率を上げることができる。これにより、気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板Ｗの微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板Ｗを洗浄することができる。
【００５５】
ところで、空気抵抗を受ける物体の運動方程式によると、
１） 速度の遅い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ（比例定数）・Ｒ（粒径）・Ｖ（速度）
であるが、
２） 速度の速い物体の場合には、
空気抵抗Ｆ＝ｋ１（比例定数）・Ｒ２・Ｖ２
である。
【００５６】
上述した供給ノズル３０，３０Ｂのような２流体ノズルの場合には、速度の速い物体の場合が適用され、抵抗力が質量ｍの物体移動の減速に作用するとして表現すると、
空気抵抗Ｆ＝ｍ・α、 質量ｍ∝Ｒ３
として、上記２）式を整理すると、速度Ｖ∝√Ｒが成り立つ。
【００５７】
例えば、粒径が２５μｍの時に、流速１２０ｍ／ｓｅｃとして、粒径と流速の相関グラフを作ると、図５に示す粒径／流速の相関例を示す図である。縦軸には流速（ｍ／ｓｅｃ）を示し、横軸には粒子径（μｍ）を示している。
【００５８】
本発明の基板処理装置は、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、基板に対して液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、内筒の周囲に配置されて気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、液体を吐き出す内筒の出口部には、出口部において液体を拡散するために、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されている。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００５９】
また、内筒の中央通路には、液体の通過を絞るための絞り部を有する。これにより、中央通路の絞り部を通過した液体は絞られた後に、出口部の傾斜面において、液の拡散によるキャビテーションがさらに効率良く発生できる。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、さらに気体の使用量を削減できる。
【００６０】
さらに、内筒の出口部の外周面には、中心軸に向けて絞って形成された曲面形状部を有する。これにより、液体と気体との混合部では、気体が剥離領域を形成して、流体の剥離現象を引き起こすことで負圧を発生させて、液体の霧化効率を上げることができる。気体を高速流速で流して負圧を発生する必要がないので、霧化の粒径が大きくなるのを防いで基板の微細化された電気配線にダメージを与えずに、基板を洗浄することができる。
【００６１】
また、内筒は、中心軸に沿って同じ内径を有する中央通路を有する。これにより、内筒の形状が単純化でき、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、気体が低流速であっても高い霧化効率を達成でき、気体の使用量を削減できる。
【００６２】
また、本発明の基板処理方法では、気体と液体を混合させて液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理方法であって、供給ノズルの内筒の中央通路を通って基板に対して液体を吐き出し、内筒の周囲に配置された供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から気体を吐き出し、液体を吐き出す内筒の出口部には、内筒の外周面側が内筒の内周面側に比べて、内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、傾斜面の形成角度は、内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、内筒の出口部から吐き出された液体が傾斜面において拡散される。これにより、内筒の中央通路を通過した液体が、出口部から放出される時に、液の拡散によるキャビテーションが発生して、液体自体も液体の霧化現象に貢献する。このため、低流速の気体であっても液体の高い霧化効率を達成でき、微細な電気配線を有するデバイスに対してダメージを与えず、気体の使用量を削減できる。
【００６３】
本発明では、液体としては純水に限らず他の種類のものを用いることができ、気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスに限らず他の種類のものを用いることができる。
【００６４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の基板処理装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
【図２】図１における供給ノズルの好ましい構造例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の基板処理装置の好ましい第２実施形態を示す図である。
【図４】図２における供給ノズルの好ましい構造例を示す縦断面図である。
【図５】粒径／流速の相関例を示す図である。
【図６】液滴の衝突過程の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 基板処理装置
１１ 基板保持部
１２ 供給ノズルの操作部
２２ 液体供給部
２４ 気体供給部
３０，３０Ｂ 供給ノズル（２流体ノズル）
３１ 内筒
３２ 中央通路
３３ 外筒
３４ 外周リング状通路
４１ 内筒の本体部
４２ 内筒の絞り部
４３ 出口部
４４ 傾斜面
４８ 液体
４９ 気体
１３１ 内筒
１３２ 中央通路
１３３ 外筒
１３４ 外周リング状通路
１４４ 傾斜面
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、
前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、
前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記内筒の前記中央通路には、前記液体の通過を絞るための絞り部を有す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】
前記内筒の前記出口部の外周面には、前記中心軸に向けて絞って形成された曲面形状部を有す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】
前記内筒は、前記中心軸に沿って同じ内径を有する前記中央通路を有す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５】
気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで前記基板を処理する基板処理方法であって、
供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、
前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、
前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板に対して前記液体を吐き出す中央通路を有する内筒と、
前記内筒の周囲に配置されて前記気体を吐き出す外周リング状通路を有する外筒と、を有する供給ノズルを備え、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記出口部において前記液体を拡散するために、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成されており、
前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記内筒の前記中央通路には、前記液体の通過を絞るための絞り部を有す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】
前記内筒の前記出口部の外周面には、前記中心軸に向けて絞って形成された曲面形状部を有す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】
前記内筒は、前記中心軸に沿って同じ内径を有する前記中央通路を有す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５】
気体と液体を混合させて前記液体を処理対象物である基板に吐き出すことで前記基板を処理する基板処理方法であって、
供給ノズルの内筒の中央通路を通って前記基板に対して前記液体を吐き出し、
前記内筒の周囲に配置された前記供給ノズルの外筒が有する外周リング状通路から前記気体を吐き出し、
前記液体を吐き出す前記内筒の出口部には、前記内筒の外周面側が前記内筒の内周面側に比べて、前記内筒の中心軸に平行に突出するように傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の形成角度は、前記内筒の中心軸に対して直交する方向に対して、０度＜形成角度θ≦３０度の範囲で形成されており、
前記内筒の前記出口部から吐き出された前記液体が前記傾斜面において拡散されることを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７３８４９（Ｐ２０１０−７３８４９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８９４８（Ｐ２００８−２３８９４８）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【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４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【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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