基板処理装置および基板処理方法
【課題】ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つ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】基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置１は、液滴のミストを吐出する二流体ノズル２１，２２と、二流体ノズル２１，２２を囲って二流体ノズルから吐出する液滴のミストの飛散を防止するカバー３０を有しており、カバー３０の先端外周部７０は、二流体ノズル２１，２２から吐出する液滴のミストを基板Ｗに供給するための開口部９０を有し、先端外周部７０と基板Ｗとの間には隙間Ｇが形成される。
【解決手段】基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置１は、液滴のミストを吐出する二流体ノズル２１，２２と、二流体ノズル２１，２２を囲って二流体ノズルから吐出する液滴のミストの飛散を防止するカバー３０を有しており、カバー３０の先端外周部７０は、二流体ノズル２１，２２から吐出する液滴のミストを基板Ｗに供給するための開口部９０を有し、先端外周部７０と基板Ｗとの間には隙間Ｇが形成される。
【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ェーハ等の基板を洗浄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】
基板処理装置は、例えば半導体ウェーハ等の基板の製造工程において基板に対して薬液等の液体を供給して処理を行う。基板が回転テーブルに保持されており、処理ノズルがアームに取り付けられており、アームとともに処理ノズルが移動することで処理液が基板に供給される構造が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
このような従来の基板処理装置は、基板上の汚染物質を洗浄するためにスプレー洗浄技術を用いており、スプレー洗浄技術では基板に供給する液滴と基板の衝突により発生する圧力や液体の流れにより、基板上の汚染物質の除去を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７―１０３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の従来の基板処理装置、特に回転テーブルを用いたスピン方式の半導体ウェーハの洗浄装置では、ウェーハ上のパターンの配線が微細化しているので、パターンに付着したパーティクルの直径はますます小さくなっている。このため、基板上のパーティクルを効率よく洗浄するためには、液体と気体を供給することで高い洗浄力を持った二流体ノズルが使用されている。二流体ノズルから発生する洗浄時の液滴のミストは、スピンカップ周りやチャンバー内壁等のノズルの周囲部位に付着し、洗浄後に基板を乾燥する時に、その洗浄時にノズルの周囲部位に付着した液滴のミストが飛散して、ウェーハ上に付着するリスクがある。
【０００６】
また、二流体ノズルから吐出した洗浄用の液滴のミストが、二流体ノズルに対して再度付着する現象が発生し易く、二流体ノズルに再付着した洗浄時の液滴のミストの付着液が、ウェーハ上に垂れ落ちてウェーハを汚染するリスクがある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つ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】
【０００８】
本発明の基板処理装置は、基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置であって、
前記液滴のミストを吐出するノズルと、
前記ノズルを囲って前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を防止するカバーと、を有しており、
前記カバーの先端外周部は、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを前記基板に供給するための開口部を有し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つことができる。
【００１０】
本発明の基板処理装置では、前記基板側から離れた前記カバーの上部位置には、前記カバー内の前記ノズルの上部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルの上部側にパージガスを供給するので、ノズルから吐出する液滴のミストが、ノズルに付着しないようにすることができる。これにより、ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明の基板処理装置では、前記カバーの前記先端外周部側の下部位置には、前記カバー内の前記ノズルの下部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルの下部側にパージガスを供給するので、液滴のミストが隙間を通じてカバーの外部に流出するのを防ぐことができ、飛散ミストが外部からノズルに再付着することを防止できる。これにより、ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００１２】
本発明の基板処理装置では、前記カバーは、前記カバーの前記上部位置から前記先端外周部にかけて、徐々に広がるように形成され、前記カバー内には、複数の前記ノズルから吐出する前記液滴のミストが互いに衝突する位置に複数の前記ノズルが固定されており、前記パージガス導入部は、各ノズルに対応して設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、各ノズルに対応してパージガスを確実に供給できる。
【００１３】
本発明の基板処理方法は、基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理方法であって、
カバーによりノズルを囲って、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を前記カバーにより防止し、
前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを、前記カバーの先端外周部に形成された開口部を通じて前記基板に供給し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つ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】
【００１６】
【図１】本発明の基板処理装置の実施形態１を示す図である。
【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】スプレーノズルの内部構造例を詳しく示す図である。
【図４】図３のスプレーノズルユニットの内部構造例を詳しく示す図である。
【図５】本発明の実施形態２の基板処理装置のスプレーノズルユニットを示す図である。
【図６】図５の示すスプレーノズルユニットの構造をさらに詳しく示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、本発明の基板処理装置の実施形態１を示している。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、液滴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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２に示す枚葉式の処理ユニット４は、処理対象物である基板Ｗのスピン洗浄機であり、スプレーノズルユニット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、処理室１５と、制御部１００を有する。
【００２４】
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を有している。ベース部材１７は回転テーブルであり、基板Ｗはベース部材１７の上部において、複数のチャックピン１６によりベース部材１７から浮かせた状態で着脱可能に固定（チャック）される。複数のチャックピン１６は、ベース部材１７の円周方向に沿って、例えば１２０度毎に３つ設けられている。
【００２５】
図２に示す処理室１５内には、スプレーノズルユニット１０とカップ１４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。
【００２６】
図２に示すカップ１４は、基板保持部１１の周囲に設けられており、基板Ｗの面に供給された液滴と気体を、排出部１５Ｈから、処理室１５の外部に排出して回収できるようになっている。処理室１５は、処理室１５に基板を出し入れするためのシャッター１５Ｓを有している。
【００２７】
図２〜図４を参照して、スプレーノズルユニット１０の構造について説明する。
【００２８】
図３は、スプレーノズルユニット１０の内部構造例を示す図である。図４は、図３のスプレーノズルユニット１０の内部構造例を詳しく示す図である。
【００２９】
図２に示すように、スプレーノズルユニット１０は、基板Ｗの上部に配置されており、制御部１００の指令によりノズル操作部１２が動作すると、スプレーノズルユニット１０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、微細な液滴のミストを、基板Ｗの面Ｓに渡って吐出することができる。
【００３０】
図２と図３に示すように、スプレーノズルユニット１０は、本体部２０と、カバー３０と、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２と、パージガス導入部２３，２４を有している。図４は、スプレーノズルユニット１０の本体部２０と、カバー３０と、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２と、パージガス導入部２３，２４を拡大して示している。
【００３１】
図３と図４に示すように、本体部２０は、例えば円筒状の部材であり、本体部２０は図２に示すノズル操作部１２に対して機械的に接続されており、ノズル操作部１２が動作すると、スプレーノズルユニット１０の本体部２０はＺ方向（上下方向）とＸ方向に移動可能である。
【００３２】
図３と図４に示すように、カバー３０は、本体部２０に対して固定されており、カバー３０の中心軸Ｄは、本体部２０の中心軸と一致している。カバー３０は、上部位置である小径部分８０と、下部位置である大径部分８１を有している。カバー３０の直径は、上部位置である小径部分８０から下部位置である大径部分８１に向かって下方向Ｚ１に沿って、徐々に大きくなるように形成されている、いわゆるラッパ状の部材である。
【００３３】
図４に示すように、カバー３０の小径部分８０の開口部８２には、本体部２０の下部がはめ込まれて固定されている。カバー３０の大径部分８１には、Ｘ方向に平行な方向に沿って半径方向外方向に先端外周部７０が形成されている。この先端外周部７０は、開口部９０を有している。この開口部９０は、例えば円形断面を有しており、開口部９０は基板Ｗの面Ｓに面している。このように、カバー３０の小径部分８０は、本体部２０により閉鎖されているが、カバー３０の大径部分８１は、開口部９０を有していて開放されている。
【００３４】
図４に示す先端外周部７０は、大径部分８１の円周方向に沿って切れ目なく形成されている。Ｘ方向は基板Ｗの面方向と平行であり、先端外周部７０と基板Ｗの面Ｓとの間には、狭い隙間（ギャップともいう）Ｇが形成されている。隙間Ｇは、先端外周部７０が基板Ｗの面Ｓに接触しないようにして、しかもカバー３０内に吐出した液滴のミストが、カバー３０の外部に漏れないような、距離に設定されている。この先端外周部７０は、基板Ｗの面Ｓとの間に、所定の値の隙間Ｇを形成するための隙間形成部分ともいえる部分である。本体部２０とカバー３０は、例えば金属およびテフロン（登録商標）等の樹脂により作られている。
【００３５】
図３と図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２が、カバー３０の内周面４４Ｒ側に近接して配置されている。本体部２０の下部には、取り付け部材４５Ｔが固定されている。この取り付け部材４５Ｔは、カバー３０内に配置されており、中央部４６Ｒと、第１腕部４７と第２腕部４８を有している。
【００３６】
第１ノズル部２１は、取り付け部材４５Ｔの第１腕部４７に固定され、第２ノズル部２２は、取り付け部材４５Ｔの第２腕部４８に固定されている。これらの第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、保持部材としての本体部２０と取り付け部材４５Ｔにより一体型に保持されている。このように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２が一体的に保持されていることにより、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の移動に際して、ノズル部同士の位置のずれを生じない。
【００３７】
図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、共に二流体ノズル構造であり、それぞれ第１通路３１と第２通路３２を有している。ウェーハ上のパターンの配線が微細化しているので、パターンに付着したパーティクルの直径はますます小さくなっている。このため、パーティクルを効率よく洗浄するために、通常の純水を噴射するノズルに比べて高い洗浄力を持った二流体ノズルが使用される。
【００３８】
図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の第１通路３１と第２通路３２は、ノズル軸Ｌに対して同軸になるように形成されている。第１通路３１は断面円形であり、第２通路３２は第１通路３１の周囲に形成されている。
【００３９】
液体が第１通路３１を通って噴射口３１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路３２を通って噴射口３２Ｂから噴射されることで、液体は液滴のミストとして生成されて、粒径の微細な液滴を生成できる。
【００４０】
図３と図４に示すように、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１は、液体供給部４１に対して、配管４２とバルブ４３を介して接続されている。同様にして、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２は、気体供給部４４に対して、配管４５とバルブ４６を介して接続されている。これにより、制御部１００の指令によりバルブ４３を開けることにより、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１には、液体供給部４１から液体を供給する。また、制御部１００の指令によりバルブ４６を開けることにより、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２には、気体供給部４４から気体を供給する。従って、第１ノズル部２１では、微細化された液滴のミストが生成されると共に、第２ノズル部２２では、微細化された液滴のミストが生成される。
【００４１】
液体供給部４１は、液体の一例である純水を供給する。気体供給部４４は、気体の一例である窒素ガスを供給する。
【００４２】
図４に示すように、第１ノズル部２１のノズル軸Ｌと第２ノズル部２２のノズル軸Ｌは、交差角度θで交差されている。すなわち、図３に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂが、互いに近づくようにして傾斜して取り付け部材４５により一体型に保持されている。
【００４３】
このように、第１ノズル部２１のノズル軸Ｌと第２ノズル部２２のノズル軸Ｌが、交差角度θで交差されていることにより、第１ノズル部２１から噴出されて微細化された液滴のミストと第２ノズル部２２から噴出されて微細化された液滴のミストが、衝突領域（噴霧緩衝領域）において衝突されることにより、液滴同士を衝突させて更なる微細化を行う。これにより、更なる微細化された液滴が生成できる。このように更なる微細化された液滴は、その粒径が微細に制御されており、液滴は基板Ｗの面Ｓに到達するようになっている。
【００４４】
この交差角度θは、望ましくは９０度以上で１８０度未満であるが、９０度未満であっても基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを十分に防止できる。交差角度θは、より望ましくは１２０度〜１６０度の範囲に設定されることで、基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを発生させることなく、基板Ｗ上の汚染物質を除去できる微細な液滴を生成することができる。
【００４５】
図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の内周面４４Ｒ内において、中心軸Ｄを中心として１８０度反対の位置に配置されているが、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の小径部分８０と大径部分８１のほぼ中間位置に対応して配置されている。
【００４６】
図４に示すように、パージガス導入部２３，２４が、カバー２０の外周面５０側に固定されている。これらのパージガス導入部２３，２４は、中心軸Ｄを中心として１８０度反対の位置に配置されている。パージガス導入部２３は、カバー２０の小径部分８０と第１ノズル部２１の間の位置に配置され、パージガス導入部２４は、カバー２０の小径部分８０と第２ノズル部２２の間の位置に配置されている。すなわち、パージガス導入部２３，２４は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置に配置されている。
【００４７】
図４に示すように、パージガス導入部２３はノズル穴２３Ｈに接続され、パージガス導入部２４はノズル穴２４Ｈに接続されている。これらのノズル穴２３Ｈ、２４Ｈは、カバー３０に形成されており、ノズル穴２３Ｈ、２４Ｈは、配管５１とバルブ５２を介してパージガス供給部５３に接続されている。
【００４８】
これにより、図３に示す制御部１００の指令によりバルブ５２を開けることにより、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂ、３２Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂ、３２Ｂに付着するのを防止するために、カバー３０内であって第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置から吐出するようになっている。従って、このパージガスは、液滴のミストがノズル部に付着しないようするためのミスト付着防止用気体である。
【００４９】
図４に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈから吐出するパージガスの吐出方向Ｖは、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２のノズル軸Ｌと、好ましくは平行になっている。
【００５０】
次に、上述した基板処理装置１の処理ユニット４を用いて、例えば基板Ｗの面Ｓを洗浄する洗浄処理について、図２〜図４を参照して説明する。
【００５１】
図２に示す処理対象物である基板Ｗは、ベース部材１７の上部に対して複数のチャックピン１６により、ベース部材１７から浮かせた状態で着脱可能に固定されている。制御部１００の指令によりモータ１９を作動させることで、ベース部材１７とともに基板ＷをＲ方向に回転される。
【００５２】
図２に示す制御部１００の指令によりバルブ４３を開けることにより、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１には、液体供給部４１から液体を供給する。また、制御部１００の指令によりバルブ４６を開けることにより、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２には、気体供給部４４から気体を供給する。
【００５３】
図３に示すように、液体が第１通路３１を通って噴射口３１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路３２を通って噴射口３２Ｂから噴射されることで、液体はミスト化されて、粒径の微細な液滴のミストを生成できる。つまり、液体は気体によりミスト化されて、第１ノズル部２１では、微細化された（ミスト化された）液滴が生成されると同時に、第２ノズル部２２では、微細化された（ミスト化された）液滴が生成される。
【００５４】
しかも、第１ノズル部２１から噴出されて微細化された液滴と第２ノズル部２２から噴出されて微細化された液滴を、衝突領域において衝突および分裂させることにより、更なる微細化を行うことができる。このように更なる微細化により生成された液滴は、基板Ｗの面Ｓに到達する。
【００５５】
このように、純水等の液体は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から噴出されることで第１段階の微細化された液滴のミストが生成され、さらにこの液滴のミストは、衝突領域において、液滴同士を衝突および分裂させて第２段階の更なる微細化された液滴が生成できる。この液滴が基板Ｗの面Ｓに供給されることで、粒径が微細に制御された液滴は、基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを発生させることなく基板Ｗ上のパターンに付着した汚染物質を除去できる。
【００５６】
上述したように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から液滴をミスト化して吐出する際に、カバー３０が第１ノズル部２１のノズル先端部と第２ノズル部２２のノズル先端部を覆っており、カバー３０の先端外周部７０が基板Ｗの面Ｓとの間に狭い隙間Ｇを保つように、スプレーノズルユニット１０がＸ方向に移動される。
【００５７】
第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から噴出されることで微細化された液滴のミストは、カバー３０の外部に出ないようにしている。すなわち、カバー３０は、ミスト吐出し部である第１ノズル部２１と第２ノズル部２２を、カバー３０の外部雰囲気である図２に示す処理室１５内の雰囲気から切り離している。これにより、液滴のミストが、図２に示す処理室１５の内壁、処理室１５内の基板保持部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等の各要素に付着するのを防ぐことができる。従って、処理室１５内の各要素から基板Ｗにミストが飛散して付着することを防ぐことができ、処理室１５内の清浄度を簡単にかつ確実に保つことができる。
【００５８】
しかも、図３と図４に示すように、図３に示す制御部１００の指令によりバルブ５２を開けることにより、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂ、３２Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂ、３２Ｂに付着するのを防止するために、カバー２０内であって第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置から吐出するようになっている。
【００５９】
図４に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈから吐出するパージガスの吐出方向Ｖは、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２のノズル軸Ｌと、好ましくは平行になっている。これにより、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から液滴がミスト化して吐出しても、液滴のミストをパージガスで覆うことにより、ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着するのを防止することができる。ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着しないので、ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から基板Ｗに対して飛散して落下により付着することを防げる。パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からの液滴のミストが飛散して第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に跳ね返ることを防ぐことができる。また、パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に互いにかかることを防止できる。さらに、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが基板で跳ね返って第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着することを防止できる。
【００６０】
このように、二流体ノズルの上部側にパージガスを供給するので、二流体ノズルから吐出する液滴のミストが、二流体ノズルに付着しないようにすることができる。これにより、二流体ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００６１】
（実施形態２）
次に、図５と図６を参照して、本発明の別の実施形態２を説明する。
【００６２】
図５は、本発明の実施形態２の基板処理装置のスプレーノズルユニット１０Ａを示し、図６は、図５の示すスプレーノズルユニット１０Ａの構造をさらに詳しく示している。
【００６３】
図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａの構成要素が、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０の構成要素と実質的に同じである箇所には、同じ符号を記してその説明を援用する。
【００６４】
図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａの構成要素が、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０の構成要素と異なるのは、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０に対して設けられている位置である。すなわち、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０では、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０の上部位置である小径部分８０側に設けられ、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａはそれぞれ対応する第１ノズル部２１と第２ノズル部２２よりも上部位置に設けられている。
【００６５】
これに対して、図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａでは、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０の下部位置である大径部分８１側に設けられ、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａはそれぞれ対応する第１ノズル部２１と第２ノズル部２２よりも下部位置に設けられている。図６に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈは、カバー３０の先端外周部７０の付近に形成されている。
【００６６】
パージガス導入部２３Ａのノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４Ａのノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図６に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、カバー３０の先端外周部７０と基板Ｗの面Ｓとの隙間Ｇからカバー３０の外部に流出することを、より確実に防止することができる。これにより、ミストがカバー３０の隙間Ｇからカバー３０の外部である処理室内に漏れることを確実に防ぐことができ、ミストが図２に示す処理室１５の内壁と、処理室１５内の基板保持部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等の各要素に付着することを防ぐことができる。従って、処理室１５内の各要素から基板Ｗにミストが飛散して落下し再付着することを防ぐことができ、処理室１５内の清浄度を簡単にしかも確実に保つことができる。
【００６７】
パージガス導入部２３Ａのノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４Ａのノズル穴２４Ｈから第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の下にパージガスを供給することにより、吐出面に気流の層を形成することができる。微細パターンの洗浄においては、吐出液の圧力が高いとパターン倒れのリスクが大きくなるが、ウェーハ上に液膜が生成されている状態では液膜が緩衝材になるが、ウェーハ回転数を高くした場合や乾燥に移行する瞬間において、液膜が薄くなるため、液膜緩衝材の液量が十分に得られない。そこで、上記の気流の層が液膜緩衝材の代役を勤めることで、ダメージの少ない洗浄を得ることが可能となる。
【００６８】
二流体ノズルの下部側にパージガスを供給するので、液滴のミストが隙間を通じてカバーの外部に流出するのを防ぐことができ、飛散ミストが外部から二流体ノズルに再付着することを防止できる。これにより、二流体ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からの液滴のミストが飛散して第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に跳ね返ることを防ぐことができる。また、パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に互いにかかることを防止できる。さらに、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが基板で跳ね返って第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着することを防止できる。
【００６９】
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、図３に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、取り付け部材４５Ｔにより一体化して固定されている。しかし、これに限らず、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の内周面４４Ｒに固定しても良い。ノズルは二流体ノズルに限定されない。
【００７０】
図４と図６に示すカバー内に保持されるノズル部の数は２つの限らず３つ以上であっても良く、ノズル部の数を増やすことにより、より大量の微細な液滴を生成して、基板Ｗに供給できる。
【００７１】
ノズル部に供給される気体としては、窒素ガスに限らず、圧縮エアーや、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等であっても良い。パージガスとしては、窒素ガスに限らず、圧縮エアーや、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等であっても良い。
【００７２】
また、図４と図６に示す本発明の各実施形態を、組み合わせて、カバー３０の上部位置にパージガス導入部２３，２４を設けるとともに、カバー３０の下部位置にパージガス導入部２３Ａ，２４Ａを設けるようにしても良い。
【００７３】
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】
【００７４】
１ 基板処理装置
４，４Ａ 処理ユニット
１０，１０Ａ スプレーノズルユニット
１１ 基板保持部
１２ ノズル操作部
１５ 処理室
１６ チャックピン
１７ ベース部材
１８ 回転軸
１９ モータ
２１ 第１ノズル部
２２ 第２ノズル部
３１ 第１通路
３２ 第２通路
４１ 液体供給部
４２，４５ 配管
４３，４６ バルブ
４４ 気体供給部
４４Ｒ カバーの内周面
４５Ｔ 取り付け部材
５３ パージガス供給部
７０ カバーの先端外周部
８０ カバーの小径部分（上部位置）
８１ カバーの大径部分（下部位置）
９０ 開口部
Ｌ ノズル軸
Ｗ 基板（処理対象物）
【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ェーハ等の基板を洗浄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】
基板処理装置は、例えば半導体ウェーハ等の基板の製造工程において基板に対して薬液等の液体を供給して処理を行う。基板が回転テーブルに保持されており、処理ノズルがアームに取り付けられており、アームとともに処理ノズルが移動することで処理液が基板に供給される構造が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
このような従来の基板処理装置は、基板上の汚染物質を洗浄するためにスプレー洗浄技術を用いており、スプレー洗浄技術では基板に供給する液滴と基板の衝突により発生する圧力や液体の流れにより、基板上の汚染物質の除去を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７―１０３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の従来の基板処理装置、特に回転テーブルを用いたスピン方式の半導体ウェーハの洗浄装置では、ウェーハ上のパターンの配線が微細化しているので、パターンに付着したパーティクルの直径はますます小さくなっている。このため、基板上のパーティクルを効率よく洗浄するためには、液体と気体を供給することで高い洗浄力を持った二流体ノズルが使用されている。二流体ノズルから発生する洗浄時の液滴のミストは、スピンカップ周りやチャンバー内壁等のノズルの周囲部位に付着し、洗浄後に基板を乾燥する時に、その洗浄時にノズルの周囲部位に付着した液滴のミストが飛散して、ウェーハ上に付着するリスクがある。
【０００６】
また、二流体ノズルから吐出した洗浄用の液滴のミストが、二流体ノズルに対して再度付着する現象が発生し易く、二流体ノズルに再付着した洗浄時の液滴のミストの付着液が、ウェーハ上に垂れ落ちてウェーハを汚染するリスクがある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つ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】
【０００８】
本発明の基板処理装置は、基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置であって、
前記液滴のミストを吐出するノズルと、
前記ノズルを囲って前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を防止するカバーと、を有しており、
前記カバーの先端外周部は、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを前記基板に供給するための開口部を有し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つことができる。
【００１０】
本発明の基板処理装置では、前記基板側から離れた前記カバーの上部位置には、前記カバー内の前記ノズルの上部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルの上部側にパージガスを供給するので、ノズルから吐出する液滴のミストが、ノズルに付着しないようにすることができる。これにより、ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明の基板処理装置では、前記カバーの前記先端外周部側の下部位置には、前記カバー内の前記ノズルの下部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルの下部側にパージガスを供給するので、液滴のミストが隙間を通じてカバーの外部に流出するのを防ぐことができ、飛散ミストが外部からノズルに再付着することを防止できる。これにより、ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００１２】
本発明の基板処理装置では、前記カバーは、前記カバーの前記上部位置から前記先端外周部にかけて、徐々に広がるように形成され、前記カバー内には、複数の前記ノズルから吐出する前記液滴のミストが互いに衝突する位置に複数の前記ノズルが固定されており、前記パージガス導入部は、各ノズルに対応して設けられていることを特徴とする。上記構成によれば、各ノズルに対応してパージガスを確実に供給できる。
【００１３】
本発明の基板処理方法は、基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理方法であって、
カバーによりノズルを囲って、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を前記カバーにより防止し、
前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを、前記カバーの先端外周部に形成された開口部を通じて前記基板に供給し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ノズルから吐出した液滴のミストをノズルの周囲の部位に付着するのを防いで、清浄度を保つ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】
【００１６】
【図１】本発明の基板処理装置の実施形態１を示す図である。
【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】スプレーノズルの内部構造例を詳しく示す図である。
【図４】図３のスプレーノズルユニットの内部構造例を詳しく示す図である。
【図５】本発明の実施形態２の基板処理装置のスプレーノズルユニットを示す図である。
【図６】図５の示すスプレーノズルユニットの構造をさらに詳しく示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、本発明の基板処理装置の実施形態１を示している。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、液滴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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２に示す枚葉式の処理ユニット４は、処理対象物である基板Ｗのスピン洗浄機であり、スプレーノズルユニット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、処理室１５と、制御部１００を有する。
【００２４】
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を有している。ベース部材１７は回転テーブルであり、基板Ｗはベース部材１７の上部において、複数のチャックピン１６によりベース部材１７から浮かせた状態で着脱可能に固定（チャック）される。複数のチャックピン１６は、ベース部材１７の円周方向に沿って、例えば１２０度毎に３つ設けられている。
【００２５】
図２に示す処理室１５内には、スプレーノズルユニット１０とカップ１４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。
【００２６】
図２に示すカップ１４は、基板保持部１１の周囲に設けられており、基板Ｗの面に供給された液滴と気体を、排出部１５Ｈから、処理室１５の外部に排出して回収できるようになっている。処理室１５は、処理室１５に基板を出し入れするためのシャッター１５Ｓを有している。
【００２７】
図２〜図４を参照して、スプレーノズルユニット１０の構造について説明する。
【００２８】
図３は、スプレーノズルユニット１０の内部構造例を示す図である。図４は、図３のスプレーノズルユニット１０の内部構造例を詳しく示す図である。
【００２９】
図２に示すように、スプレーノズルユニット１０は、基板Ｗの上部に配置されており、制御部１００の指令によりノズル操作部１２が動作すると、スプレーノズルユニット１０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、微細な液滴のミストを、基板Ｗの面Ｓに渡って吐出することができる。
【００３０】
図２と図３に示すように、スプレーノズルユニット１０は、本体部２０と、カバー３０と、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２と、パージガス導入部２３，２４を有している。図４は、スプレーノズルユニット１０の本体部２０と、カバー３０と、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２と、パージガス導入部２３，２４を拡大して示している。
【００３１】
図３と図４に示すように、本体部２０は、例えば円筒状の部材であり、本体部２０は図２に示すノズル操作部１２に対して機械的に接続されており、ノズル操作部１２が動作すると、スプレーノズルユニット１０の本体部２０はＺ方向（上下方向）とＸ方向に移動可能である。
【００３２】
図３と図４に示すように、カバー３０は、本体部２０に対して固定されており、カバー３０の中心軸Ｄは、本体部２０の中心軸と一致している。カバー３０は、上部位置である小径部分８０と、下部位置である大径部分８１を有している。カバー３０の直径は、上部位置である小径部分８０から下部位置である大径部分８１に向かって下方向Ｚ１に沿って、徐々に大きくなるように形成されている、いわゆるラッパ状の部材である。
【００３３】
図４に示すように、カバー３０の小径部分８０の開口部８２には、本体部２０の下部がはめ込まれて固定されている。カバー３０の大径部分８１には、Ｘ方向に平行な方向に沿って半径方向外方向に先端外周部７０が形成されている。この先端外周部７０は、開口部９０を有している。この開口部９０は、例えば円形断面を有しており、開口部９０は基板Ｗの面Ｓに面している。このように、カバー３０の小径部分８０は、本体部２０により閉鎖されているが、カバー３０の大径部分８１は、開口部９０を有していて開放されている。
【００３４】
図４に示す先端外周部７０は、大径部分８１の円周方向に沿って切れ目なく形成されている。Ｘ方向は基板Ｗの面方向と平行であり、先端外周部７０と基板Ｗの面Ｓとの間には、狭い隙間（ギャップともいう）Ｇが形成されている。隙間Ｇは、先端外周部７０が基板Ｗの面Ｓに接触しないようにして、しかもカバー３０内に吐出した液滴のミストが、カバー３０の外部に漏れないような、距離に設定されている。この先端外周部７０は、基板Ｗの面Ｓとの間に、所定の値の隙間Ｇを形成するための隙間形成部分ともいえる部分である。本体部２０とカバー３０は、例えば金属およびテフロン（登録商標）等の樹脂により作られている。
【００３５】
図３と図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２が、カバー３０の内周面４４Ｒ側に近接して配置されている。本体部２０の下部には、取り付け部材４５Ｔが固定されている。この取り付け部材４５Ｔは、カバー３０内に配置されており、中央部４６Ｒと、第１腕部４７と第２腕部４８を有している。
【００３６】
第１ノズル部２１は、取り付け部材４５Ｔの第１腕部４７に固定され、第２ノズル部２２は、取り付け部材４５Ｔの第２腕部４８に固定されている。これらの第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、保持部材としての本体部２０と取り付け部材４５Ｔにより一体型に保持されている。このように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２が一体的に保持されていることにより、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の移動に際して、ノズル部同士の位置のずれを生じない。
【００３７】
図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、共に二流体ノズル構造であり、それぞれ第１通路３１と第２通路３２を有している。ウェーハ上のパターンの配線が微細化しているので、パターンに付着したパーティクルの直径はますます小さくなっている。このため、パーティクルを効率よく洗浄するために、通常の純水を噴射するノズルに比べて高い洗浄力を持った二流体ノズルが使用される。
【００３８】
図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の第１通路３１と第２通路３２は、ノズル軸Ｌに対して同軸になるように形成されている。第１通路３１は断面円形であり、第２通路３２は第１通路３１の周囲に形成されている。
【００３９】
液体が第１通路３１を通って噴射口３１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路３２を通って噴射口３２Ｂから噴射されることで、液体は液滴のミストとして生成されて、粒径の微細な液滴を生成できる。
【００４０】
図３と図４に示すように、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１は、液体供給部４１に対して、配管４２とバルブ４３を介して接続されている。同様にして、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２は、気体供給部４４に対して、配管４５とバルブ４６を介して接続されている。これにより、制御部１００の指令によりバルブ４３を開けることにより、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１には、液体供給部４１から液体を供給する。また、制御部１００の指令によりバルブ４６を開けることにより、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２には、気体供給部４４から気体を供給する。従って、第１ノズル部２１では、微細化された液滴のミストが生成されると共に、第２ノズル部２２では、微細化された液滴のミストが生成される。
【００４１】
液体供給部４１は、液体の一例である純水を供給する。気体供給部４４は、気体の一例である窒素ガスを供給する。
【００４２】
図４に示すように、第１ノズル部２１のノズル軸Ｌと第２ノズル部２２のノズル軸Ｌは、交差角度θで交差されている。すなわち、図３に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂが、互いに近づくようにして傾斜して取り付け部材４５により一体型に保持されている。
【００４３】
このように、第１ノズル部２１のノズル軸Ｌと第２ノズル部２２のノズル軸Ｌが、交差角度θで交差されていることにより、第１ノズル部２１から噴出されて微細化された液滴のミストと第２ノズル部２２から噴出されて微細化された液滴のミストが、衝突領域（噴霧緩衝領域）において衝突されることにより、液滴同士を衝突させて更なる微細化を行う。これにより、更なる微細化された液滴が生成できる。このように更なる微細化された液滴は、その粒径が微細に制御されており、液滴は基板Ｗの面Ｓに到達するようになっている。
【００４４】
この交差角度θは、望ましくは９０度以上で１８０度未満であるが、９０度未満であっても基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを十分に防止できる。交差角度θは、より望ましくは１２０度〜１６０度の範囲に設定されることで、基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを発生させることなく、基板Ｗ上の汚染物質を除去できる微細な液滴を生成することができる。
【００４５】
図４に示すように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の内周面４４Ｒ内において、中心軸Ｄを中心として１８０度反対の位置に配置されているが、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の小径部分８０と大径部分８１のほぼ中間位置に対応して配置されている。
【００４６】
図４に示すように、パージガス導入部２３，２４が、カバー２０の外周面５０側に固定されている。これらのパージガス導入部２３，２４は、中心軸Ｄを中心として１８０度反対の位置に配置されている。パージガス導入部２３は、カバー２０の小径部分８０と第１ノズル部２１の間の位置に配置され、パージガス導入部２４は、カバー２０の小径部分８０と第２ノズル部２２の間の位置に配置されている。すなわち、パージガス導入部２３，２４は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置に配置されている。
【００４７】
図４に示すように、パージガス導入部２３はノズル穴２３Ｈに接続され、パージガス導入部２４はノズル穴２４Ｈに接続されている。これらのノズル穴２３Ｈ、２４Ｈは、カバー３０に形成されており、ノズル穴２３Ｈ、２４Ｈは、配管５１とバルブ５２を介してパージガス供給部５３に接続されている。
【００４８】
これにより、図３に示す制御部１００の指令によりバルブ５２を開けることにより、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂ、３２Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂ、３２Ｂに付着するのを防止するために、カバー３０内であって第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置から吐出するようになっている。従って、このパージガスは、液滴のミストがノズル部に付着しないようするためのミスト付着防止用気体である。
【００４９】
図４に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈから吐出するパージガスの吐出方向Ｖは、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２のノズル軸Ｌと、好ましくは平行になっている。
【００５０】
次に、上述した基板処理装置１の処理ユニット４を用いて、例えば基板Ｗの面Ｓを洗浄する洗浄処理について、図２〜図４を参照して説明する。
【００５１】
図２に示す処理対象物である基板Ｗは、ベース部材１７の上部に対して複数のチャックピン１６により、ベース部材１７から浮かせた状態で着脱可能に固定されている。制御部１００の指令によりモータ１９を作動させることで、ベース部材１７とともに基板ＷをＲ方向に回転される。
【００５２】
図２に示す制御部１００の指令によりバルブ４３を開けることにより、第１ノズル部２１の第１通路３１と第２ノズル部２２の第１通路３１には、液体供給部４１から液体を供給する。また、制御部１００の指令によりバルブ４６を開けることにより、第１ノズル部２１の第２通路３２と第２ノズル部２２の第２通路３２には、気体供給部４４から気体を供給する。
【００５３】
図３に示すように、液体が第１通路３１を通って噴射口３１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路３２を通って噴射口３２Ｂから噴射されることで、液体はミスト化されて、粒径の微細な液滴のミストを生成できる。つまり、液体は気体によりミスト化されて、第１ノズル部２１では、微細化された（ミスト化された）液滴が生成されると同時に、第２ノズル部２２では、微細化された（ミスト化された）液滴が生成される。
【００５４】
しかも、第１ノズル部２１から噴出されて微細化された液滴と第２ノズル部２２から噴出されて微細化された液滴を、衝突領域において衝突および分裂させることにより、更なる微細化を行うことができる。このように更なる微細化により生成された液滴は、基板Ｗの面Ｓに到達する。
【００５５】
このように、純水等の液体は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から噴出されることで第１段階の微細化された液滴のミストが生成され、さらにこの液滴のミストは、衝突領域において、液滴同士を衝突および分裂させて第２段階の更なる微細化された液滴が生成できる。この液滴が基板Ｗの面Ｓに供給されることで、粒径が微細に制御された液滴は、基板Ｗの微細なパターン倒壊等のダメージを発生させることなく基板Ｗ上のパターンに付着した汚染物質を除去できる。
【００５６】
上述したように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から液滴をミスト化して吐出する際に、カバー３０が第１ノズル部２１のノズル先端部と第２ノズル部２２のノズル先端部を覆っており、カバー３０の先端外周部７０が基板Ｗの面Ｓとの間に狭い隙間Ｇを保つように、スプレーノズルユニット１０がＸ方向に移動される。
【００５７】
第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から噴出されることで微細化された液滴のミストは、カバー３０の外部に出ないようにしている。すなわち、カバー３０は、ミスト吐出し部である第１ノズル部２１と第２ノズル部２２を、カバー３０の外部雰囲気である図２に示す処理室１５内の雰囲気から切り離している。これにより、液滴のミストが、図２に示す処理室１５の内壁、処理室１５内の基板保持部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等の各要素に付着するのを防ぐことができる。従って、処理室１５内の各要素から基板Ｗにミストが飛散して付着することを防ぐことができ、処理室１５内の清浄度を簡単にかつ確実に保つことができる。
【００５８】
しかも、図３と図４に示すように、図３に示す制御部１００の指令によりバルブ５２を開けることにより、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図４に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、第１ノズル部２１の噴射口３１Ｂ、３２Ｂと第２ノズル部２２の噴射口３１Ｂ、３２Ｂに付着するのを防止するために、カバー２０内であって第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の上部位置から吐出するようになっている。
【００５９】
図４に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈから吐出するパージガスの吐出方向Ｖは、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２のノズル軸Ｌと、好ましくは平行になっている。これにより、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から液滴がミスト化して吐出しても、液滴のミストをパージガスで覆うことにより、ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着するのを防止することができる。ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着しないので、ミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から基板Ｗに対して飛散して落下により付着することを防げる。パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からの液滴のミストが飛散して第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に跳ね返ることを防ぐことができる。また、パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に互いにかかることを防止できる。さらに、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが基板で跳ね返って第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着することを防止できる。
【００６０】
このように、二流体ノズルの上部側にパージガスを供給するので、二流体ノズルから吐出する液滴のミストが、二流体ノズルに付着しないようにすることができる。これにより、二流体ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。
【００６１】
（実施形態２）
次に、図５と図６を参照して、本発明の別の実施形態２を説明する。
【００６２】
図５は、本発明の実施形態２の基板処理装置のスプレーノズルユニット１０Ａを示し、図６は、図５の示すスプレーノズルユニット１０Ａの構造をさらに詳しく示している。
【００６３】
図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａの構成要素が、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０の構成要素と実質的に同じである箇所には、同じ符号を記してその説明を援用する。
【００６４】
図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａの構成要素が、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０の構成要素と異なるのは、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０に対して設けられている位置である。すなわち、図３と図４に示すスプレーノズルユニット１０では、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０の上部位置である小径部分８０側に設けられ、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａはそれぞれ対応する第１ノズル部２１と第２ノズル部２２よりも上部位置に設けられている。
【００６５】
これに対して、図５と図６に示すスプレーノズルユニット１０Ａでは、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａがカバー３０の下部位置である大径部分８１側に設けられ、パージガス導入部２３Ａ，２４Ａはそれぞれ対応する第１ノズル部２１と第２ノズル部２２よりも下部位置に設けられている。図６に示すように、パージガス導入部２３のノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４のノズル穴２４Ｈは、カバー３０の先端外周部７０の付近に形成されている。
【００６６】
パージガス導入部２３Ａのノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４Ａのノズル穴２４Ｈには、パージガス供給部５３からパージガスを供給する。このパージガスは、図６に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴のミストが、カバー３０の先端外周部７０と基板Ｗの面Ｓとの隙間Ｇからカバー３０の外部に流出することを、より確実に防止することができる。これにより、ミストがカバー３０の隙間Ｇからカバー３０の外部である処理室内に漏れることを確実に防ぐことができ、ミストが図２に示す処理室１５の内壁と、処理室１５内の基板保持部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等の各要素に付着することを防ぐことができる。従って、処理室１５内の各要素から基板Ｗにミストが飛散して落下し再付着することを防ぐことができ、処理室１５内の清浄度を簡単にしかも確実に保つことができる。
【００６７】
パージガス導入部２３Ａのノズル穴２３Ｈとパージガス導入部２４Ａのノズル穴２４Ｈから第１ノズル部２１と第２ノズル部２２の下にパージガスを供給することにより、吐出面に気流の層を形成することができる。微細パターンの洗浄においては、吐出液の圧力が高いとパターン倒れのリスクが大きくなるが、ウェーハ上に液膜が生成されている状態では液膜が緩衝材になるが、ウェーハ回転数を高くした場合や乾燥に移行する瞬間において、液膜が薄くなるため、液膜緩衝材の液量が十分に得られない。そこで、上記の気流の層が液膜緩衝材の代役を勤めることで、ダメージの少ない洗浄を得ることが可能となる。
【００６８】
二流体ノズルの下部側にパージガスを供給するので、液滴のミストが隙間を通じてカバーの外部に流出するのを防ぐことができ、飛散ミストが外部から二流体ノズルに再付着することを防止できる。これにより、二流体ノズルから基板側にミストが落下するのを防ぐことができる。パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からの液滴のミストが飛散して第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に跳ね返ることを防ぐことができる。また、パージガスを吐出することで、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に互いにかかることを防止できる。さらに、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２からのミストが基板で跳ね返って第１ノズル部２１と第２ノズル部２２に付着することを防止できる。
【００６９】
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、図３に示す第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、取り付け部材４５Ｔにより一体化して固定されている。しかし、これに限らず、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、カバー３０の内周面４４Ｒに固定しても良い。ノズルは二流体ノズルに限定されない。
【００７０】
図４と図６に示すカバー内に保持されるノズル部の数は２つの限らず３つ以上であっても良く、ノズル部の数を増やすことにより、より大量の微細な液滴を生成して、基板Ｗに供給できる。
【００７１】
ノズル部に供給される気体としては、窒素ガスに限らず、圧縮エアーや、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等であっても良い。パージガスとしては、窒素ガスに限らず、圧縮エアーや、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等であっても良い。
【００７２】
また、図４と図６に示す本発明の各実施形態を、組み合わせて、カバー３０の上部位置にパージガス導入部２３，２４を設けるとともに、カバー３０の下部位置にパージガス導入部２３Ａ，２４Ａを設けるようにしても良い。
【００７３】
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】
【００７４】
１ 基板処理装置
４，４Ａ 処理ユニット
１０，１０Ａ スプレーノズルユニット
１１ 基板保持部
１２ ノズル操作部
１５ 処理室
１６ チャックピン
１７ ベース部材
１８ 回転軸
１９ モータ
２１ 第１ノズル部
２２ 第２ノズル部
３１ 第１通路
３２ 第２通路
４１ 液体供給部
４２，４５ 配管
４３，４６ バルブ
４４ 気体供給部
４４Ｒ カバーの内周面
４５Ｔ 取り付け部材
５３ パージガス供給部
７０ カバーの先端外周部
８０ カバーの小径部分（上部位置）
８１ カバーの大径部分（下部位置）
９０ 開口部
Ｌ ノズル軸
Ｗ 基板（処理対象物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置であって、
前記液滴のミストを吐出するノズルと、
前記ノズルを囲って前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を防止するカバーと、を有しており、
前記カバーの先端外周部は、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを前記基板に供給するための開口部を有し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板側から離れた前記カバーの上部位置には、前記カバー内の前記ノズルの上部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けら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】
前記カバーの前記先端外周部側の下部位置には、前記カバー内の前記ノズルの下部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けら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４】
前記カバーは、前記カバーの前記上部位置から前記先端外周部にかけて、徐々に広がるように形成され、前記カバー内には、複数の前記ノズルから吐出する前記液滴のミストが互いに衝突する位置に複数の前記ノズルが固定されており、
前記パージガス導入部は、各前記ノズルに対応して設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理方法であって、
カバーによりノズルを囲って、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を前記カバーにより防止し、
前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを、前記カバーの先端外周部に形成された開口部を通じて前記基板に供給し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されていることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理装置であって、
前記液滴のミストを吐出するノズルと、
前記ノズルを囲って前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を防止するカバーと、を有しており、
前記カバーの先端外周部は、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを前記基板に供給するための開口部を有し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板側から離れた前記カバーの上部位置には、前記カバー内の前記ノズルの上部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けら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】
前記カバーの前記先端外周部側の下部位置には、前記カバー内の前記ノズルの下部側にパージガスを供給するパージガス導入部が設けら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４】
前記カバーは、前記カバーの前記上部位置から前記先端外周部にかけて、徐々に広がるように形成され、前記カバー内には、複数の前記ノズルから吐出する前記液滴のミストが互いに衝突する位置に複数の前記ノズルが固定されており、
前記パージガス導入部は、各前記ノズルに対応して設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板に対して液滴のミストを供給して前記基板を洗浄処理する基板処理方法であって、
カバーによりノズルを囲って、前記ノズルから吐出する前記液滴のミストの飛散を前記カバーにより防止し、
前記ノズルから吐出する前記液滴のミストを、前記カバーの先端外周部に形成された開口部を通じて前記基板に供給し、前記先端外周部と前記基板との間には隙間が形成されてい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２０１１−５４８２３（Ｐ２０１１−５４８２３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３４４２（Ｐ２００９−２０３４４２）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【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２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【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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