基板処理装置及び基板処理方法
【課題】洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【解決手段】処理対象である基板Ｗ上の被処理面Ｗ１を洗浄する第１のノズル１１と、被処理面Ｗ１上に液を供給する第２のノズル１２と、を備え、第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１に対向し液に接触する光触媒１１ａと、光触媒１１ａを保持する保持部材１１ｂと、保持部材１１ｂを透過して光触媒１１ａに光を照射する光源１１ｃとを備える。
【解決手段】処理対象である基板Ｗ上の被処理面Ｗ１を洗浄する第１のノズル１１と、被処理面Ｗ１上に液を供給する第２のノズル１２と、を備え、第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１に対向し液に接触する光触媒１１ａと、光触媒１１ａを保持する保持部材１１ｂと、保持部材１１ｂを透過して光触媒１１ａに光を照射する光源１１ｃとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において、半導体ウエーハやガラス基板などの基板の表面（被処理面）に対して処理液の供給等を行い、その被処理面を処理する装置である。この基板処理装置としては、例えば、被処理面から不要になったレジスト膜を剥離するレジスト剥離装置や、被処理面に付着したパーティクル（粒子）を除去して洗浄する洗浄装置等を挙げることができる。
【０００３】
ところで洗浄装置に対しては、近年のデバイスの微細化に伴い細かな構造物を破壊することなく洗浄する機能が求められる。そのための洗浄方法としては、物理的な方法として例えば、液滴を基板に向けてスプレー状に噴霧吐出させてパーティクルを除去する方法、超音波等を利用してキャビテーションの圧壊による洗浄方法等を挙げることができる（例として以下の特許文献１参照）。一方、化学的な方法としては、例えば、酸化還元反応を利用した方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２０８１７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、例えば、特許文献１に示されている二流体スプレーノズルを利用して物理的に基板からパーティクルを除去する方法の場合、液滴の粒径や流速等の適切な制御を行わなければ基板上の微細な構造物を破壊してしまう。また、超音波を利用した洗浄は、キャビテーションの圧壊によりヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）（以下、「ＯＨラジカル」と表わす）が発生するため、有機物のパーティクルの除去に効果的であるが、圧壊場所が基板近傍であるとやはり構造物の破壊につながるため、特に微細な構造物をもつパターン洗浄には不向きである。
【０００６】
酸化還元反応を利用した方法については、確かに基板上に付着したパーティクルを除去する力は大きいが、基板の表面を腐食、或いは、変質させてしまう可能性がある。そのため洗浄対象との関係で万能ではない。
【０００７】
さらには、上述したように有機物の除去のためにはＯＨラジカルの利用が有益であるが、ＯＨラジカルの寿命は１００万分の１秒とも言われるように非常に短いため、単にキャビテーションの圧壊によってＯＨラジカルを発生させる方法では基板上で効果的にＯＨラジカルを利用して洗浄を行うのは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及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】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、基板処理装置において、処理対象である基板上の被処理面を洗浄する第１のノズルと、被処理面上に液を供給する第２のノズルと、を備え、第１のノズルは、被処理面に対向し液に接触する光触媒と、光触媒を保持する保持部材と、保持部材を透過して光触媒に光を照射する光源とを備える。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、基板処理装置において、処理対象である基板上の被処理面に処理液を吐出して洗浄するノズルと、処理液に超音波を印加する超音波発生装置と、超音波が印加された処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される超音波の振動を減衰させる装置とを備える。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、基板処理方法において、処理対象である基板を保持して回転させる工程と、基板の被処理面に対して液を第２のノズルから供給する工程と、被処理面に対向し液に接触する光触媒と、光触媒を保持する保持部材と、保持部材を透過して光触媒に光を照射する光源とを備える第１のノズルにより被処理面を洗浄する工程とを備える。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、基板処理方法において、処理対象である基板を保持して回転させる工程と、基板上の被処理面に吐出する処理液に超音波を印加する工程と、超音波が印加された処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される超音波の振動を減衰させる装置により振動が減衰された処理液を被処理面に吐出して洗浄する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及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】
【００１４】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態における供給ノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１及び第２の実施の形態における基板処理装置１の主要構成を示す断面図である。図１に示すように、第１及び第２の実施の形態における基板処理装置１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられているカップ３と、カップ３内に設けられ基板Ｗを水平状態で保持する保持テーブル４と、この保持テーブル４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。また、保持テーブル４上の基板Ｗの上方にはその被処理面Ｗ１を洗浄する第１のノズル１１が位置し、第１のノズル１１は、移動機構６によって被処理面Ｗ１に沿って移動可能とされている。
【００１７】
さらに、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍを形成するために液を供給する第２のノズル１２が処理ボックス２の側方から伸びている。この第２のノズル１２は、図示しない液体供給部に接続されており、図示しない制御部からの制御に基づいて適宜被処理面Ｗ１に液を供給する。この制御部は、また、回転機構５や移動機構６の制御も行い、必要に応じて保持テーブル４を回転させたり、第１のノズル１１を被処理面Ｗ１上で移動させたりする。
【００１８】
処理ボックス２は、カップ３、保持テーブル４、第１のノズル１１、或いは第２のノズル１２を収容している。処理ボックス２の上部には、ダウンフロー用のフィルタ付きファン２ａが設けられている。このファン２ａも図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。
【００１９】
カップ３は、円筒形状に形成されており、その内部に保持テーブル４を収容する。このカップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜している。また、保持テーブル４は、カップ３の内部であってその上部側に水平面内で回転可能に設けられており、挟持部材４ａにより基板Ｗを脱着可能に保持する。この際、基板Ｗのうち被処理面Ｗ１が第１のノズル１１と対向するように、ファン２ａに向かい合って保持される。
【００２０】
回転機構５は、保持テーブル４に連結される回転軸とその回転軸を回転させるモータ（図示せず）とからなる。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。回転機構５は、モータにより回転軸を、例えば図１に示すＲ方向に回転させ、保持テーブル４を基板Ｗの被処理面Ｗ１に交差する回転軸まわりに回転させる。
【００２１】
移動機構６は、第１のノズル１１を支持するアームと、そのアームに連結された回転軸と、その回転軸を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。移動機構６は、モータにより回転軸を図１に示すＲ方向に回転させ、アームを介して第１のノズル１１を基板Ｗの被処理面Ｗ１に沿って基板Ｗの半径方向であるＸ軸方向（図１参照）に移動させる。また、移動機構６は、第１のノズル１１を上下方向であるＺ軸方向（図１参照）に移動させる機構も有している。
【００２２】
第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１との間で光触媒反応を起こす機能を備えている。図２は、本発明の第１の実施の形態における第１のノズル１１および処理対象となる基板Ｗ（被処理面Ｗ１）の一部分を拡大して示す拡大図である。
【００２３】
第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１に対向する位置に設けられている光触媒１１ａと、この光触媒１１ａを保持する保持部材１１ｂと、保持部材１１ｂを透過して光触媒１１ａに光を照射する光源１１ｃとから構成される。この光源１１ｃが移動機構６のアームによって支持されていることから、制御部（図示せず）からの指示に基づいて、第１のノズル１１は被処理面Ｗ１上を自在に移動することができる。
【００２４】
なお、「ノズル」とは一般的に「気体や液体を噴き出させるための筒状の装置」を指すが、本発明の実施の形態においては便宜上、光触媒１１ａ、保持部材１１ｂ、光源１１ｃから構成される「第１のノズル１１」のように噴き出し用の孔が設けられていないものについても「ノズル」と表わす。
【００２５】
光触媒１１ａとしては、第１の実施の形態においては、酸化チタン（ＴｉＯ２）が採用されている。但し、光触媒としての役割が果たせる物質であればいずれの物質であっても良い。光触媒１１ａは、保持部材１１ｂに例えば、酸化チタンをスパッタリングすることによって保持部材１１ｂに保持される。
【００２６】
一方、光触媒１１ａは光が印加されることによってその機能を発揮するものである。本発明の実施の形態においては、その構成上、保持部材１１ｂには光源１１ｃからの光を透過する機能を備えていることが求められる。従って、保持部材１１ｂは、例えば石英である。
【００２７】
光源１１ｃは、光触媒１１ａに光を印加する。光触媒反応を行うために、本発明の実施の形態における光源１１ｃからは紫外線が照射される。
【００２８】
第２のノズル１２からは、図示しない液体供給部から例えば超純水が供給される。第２のノズル１２から供給された超純水は、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍを形成する。この液膜Ｍの厚みは、例えば、１ないし２ｍｍ程度である。この形成された液膜Ｍに第１のノズル１１の光触媒１１ａを接触させて光触媒反応を行う。
【００２９】
ここで、基板処理の流れについて説明する。まず、基板Ｗが保持テーブル４上に挟持部材４ａを介して保持される。このような基板Ｗの被処理面Ｗ１上に第２のノズル１２から超純水が供給されると、回転機構５が保持テーブル４を介して基板Ｗを回転させるため、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍが形成される。そして、移動機構６が第１のノズル１１を被処理面Ｗ１上の液膜Ｍに光触媒１１ａが接する位置まで移動させる。この際、図１或いは、図２において示すように、光触媒１１ａの部分が液膜Ｍ内に含浸し、被処理面Ｗ１と非常に近い距離にある。なお、光触媒１１ａが液膜Ｍに接している間は、被処理面Ｗ１に対して第２のノズル１２から超純水が継続して供給されている。
【００３０】
光源１１ｃから紫外線が照射されると、光触媒１１ａと被処理面Ｗ１との間で光触媒反応が起こる。光触媒反応によって、ＯＨラジカルが発生し、このＯＨラジカルが基板Ｗの被処理面Ｗ１に供給されることによって、被処理面Ｗ１を洗浄し被処理面Ｗ１上に付着した有機物（パーティクル）を除去することができる。
【００３１】
以上説明した構成を採用することによって、洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させ、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００３２】
特に光触媒１１ａを被処理面Ｗ１に近づけて反応させることによって、発生するＯＨラジカルが消滅する前に潤沢に被処理面Ｗ１上に供給することができ、その分より効果的にパーティクルの除去を行うことができる。
【００３３】
なお、これまでは第２のノズル１２から被処理面Ｗ１上に供給される液として超純水を例に挙げて説明を行った。但し、被処理面Ｗ１上に供給される液は超純水のみでなくとも良い。例えば、被処理面Ｗ１上に供給される液として、酸素を過剰に溶解させた酸素飽和溶液、或いは、超純水とともに酸素バブルを併せて供給することとしても良い。このような液が第２のノズル１２から被処理面Ｗ１上に供給されることによって、酸素の還元反応が促され光触媒反応が促進されることになるため、ＯＨラジカルがより潤沢に被処理面Ｗ１上に供給され、基板上に付着した有機物等のパーティクルをより効果的に除去することができることになる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板の一部分を拡大して示す拡大図である。本発明の第１の実施の形態における第１のノズル１１と第２の実施の形態における第１のノズル２１との違いは、光触媒２２が酸化チタン（ＴｉＯ２）のみで構成されるのではなく、酸化チタン（ＴｉＯ２）２２ａとこの酸化チタン２２ａと電気的に接続される金属触媒２２ｂとから構成される点である。その他の構成や光触媒反応を用いて被処理面Ｗ１の洗浄を行う基板処理の流れは第１の実施の形態で説明した流れと同様である。
【００３６】
ここで、金属触媒２２ｂとして、第２の実施の形態においてはプラチナ（Ｐｔ）を採用しているが、オーミック接触が可能な金属であれば金属触媒２２ｂとして採用することが可能である。
【００３７】
また、酸化チタン２２ａから対向する被処理面Ｗ１までの距離と金属触媒２２ｂから対向する被処理面Ｗ１までの距離は、前者が後者よりも短く、酸化チタン２２ａが被処理面Ｗ１により近い位置に配置されている。この配置は、光触媒反応の結果生じるＯＨラジカルが消滅する前に被処理面Ｗ１に供給するためである。
【００３８】
なお、これまで説明した酸化チタン２２ａと金属触媒２２ｂとの関係が維持できるのであれば、両者の配置は、例えば、格子状、或いは、ストライプ状等、どのような配置であっても良い。
【００３９】
光触媒２２の構成を以上のようにすることによって、第１の実施の形態において説明した構成を採用するよりも、さらに洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させ、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１、或いは第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４１】
第３の実施の形態は、これまで第１、或いは、第２の実施の形態において説明してきた光触媒反応を利用した基板Ｗの洗浄に加えて、併せて物理的な方法を用いた洗浄も行うものである。ここで物理的な方法を利用した洗浄方法とは、例えば、液滴を基板に向けてスプレー状に噴霧吐出させてパーティクルを除去する方法、超音波等を利用してキャビテーションの圧壊による洗浄方法等である。
【００４２】
図４は、本発明の第３の実施の形態における基板処理装置３１の主要構成を示す断面図である。第１、或いは、第２の実施の形態における構成と異なる点は、第１のノズル４１が被処理面Ｗ１に対して物理的な方法によって洗浄を行うために対応した構成を採用していること、及び、第１のノズル４１へ液体を供給するための液体供給部４２及び、気体を供給するための気体供給部４３が設けられていることである。
【００４３】
第１のノズル４１は、例えば、以下のような構成である。まず第１のノズル４１の中央に、例えば、二流体ノズルが配置されている（図４では図示せず）。この二流体ノズルは、第１流体として液体が供給される中央流路となる内筒と、その内筒を収容して第２流体として気体が供給されるリング状の流路となる外筒等を有している。第１流体としての液体は、液体供給部４２から、第２流体としての気体は気体供給部４３からそれぞれ供給される。被処理面Ｗ１には、外筒のノズル孔から排出される気体により内筒のノズル孔から液体を液滴化（霧化）して噴射する。
【００４４】
二流体ノズルの周囲には、上述した光触媒、保持部材、光源から成る光触媒反応を行うノズルが設けられている。光触媒反応については上述した通りであり、また、第１の実施の形態で示した構成、或いは、第２の実施の形態において示した構成のいずれを採用しても良い。また、洗浄工程において、いずれの方法を先に被処理面Ｗ１に適用しても良い。
【００４５】
このように化学的な洗浄のみならず物理的な洗浄も併せて行うことができるように構成することにより、洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去するとともに、物理的にもパーティクルを除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上述の第１ないし第３の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４７】
第４の実施の形態においては、ＯＨラジカルを利用した洗浄方法に関し、より潤沢に被処理面Ｗ１に対してＯＨラジカルを供給するための構成について説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態における基板処理装置５１の主要構成を示す断面図である。
【００４８】
図５に示すように、第４の実施の形態における基板処理装置５１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられているカップ３と、カップ３内に設けられ基板Ｗを水平状態で保持する保持テーブル４と、この保持テーブル４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。また、保持テーブル４上の基板Ｗの上方にはその被処理面Ｗ１を洗浄する供給ノズル６１が位置し、供給ノズル６１は、移動機構６によって被処理面Ｗ１に沿って移動可能とされている。
【００４９】
さらに、供給ノズル６１へ液体を供給するための液体供給部４２及び、気体を供給するための気体供給部４３が設けられている。これら液体供給部４２及び気体供給部４３は、図示しない制御部からの制御に基づいて適宜供給ノズル６１に液体、或いは気体を供給する。この制御部は、また、回転機構５や移動機構６の制御も行い、必要に応じて保持テーブル４を回転させたり、供給ノズル６１を被処理面Ｗ１上で移動させたりする。
【００５０】
処理ボックス２は、カップ３、保持テーブル４、或いは供給ノズル６１を収容している。処理ボックス２の上部には、ダウンフロー用のフィルタ付きファン２ａが設けられている。このファン２ａも図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。
【００５１】
カップ３は、円筒形状に形成されており、その内部に保持テーブル４を収容する。このカップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜している。また、保持テーブル４は、カップ３の内部であってその上部側に水平面内で回転可能に設けられており、挟持部材４ａにより基板Ｗを脱着可能に保持する。この際、基板Ｗのうち被処理面Ｗ１が供給ノズル６１と対向するように、ファン２ａに向かい合って保持される。
【００５２】
回転機構５は、保持テーブル４に連結される回転軸とその回転軸を回転させるモータ（図示せず）とからなる。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。回転機構５は、モータにより回転軸を、例えば図５に示すＲ方向に回転させ、保持テーブル４を基板Ｗの被処理面Ｗ１に交差する回転軸まわりに回転させる。
【００５３】
移動機構６は、供給ノズル６１を支持するアームと、そのアームに連結された回転軸と、その回転軸を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。移動機構６は、モータにより回転軸を図５に示すＲ方向に回転させ、アームを介して供給ノズル６１を基板Ｗの被処理面Ｗ１に沿って基板Ｗの半径方向であるＸ軸方向（図５参照）に移動させる。また、移動機構６は、供給ノズル６１を上下方向であるＺ軸方向（図５参照）に移動させる機構も有している。
【００５４】
供給ノズル６１は、超音波を用いたキャビテーションの圧壊に基づくＯＨラジカルを発生させ被処理面Ｗ１に噴射する。供給ノズル６１には液体供給部４２及び気体供給部４３から液体、気体がそれぞれ供給され混合されることでキャビテーションが発生する。
【００５５】
但し、このままキャビテーションの圧壊が被処理面Ｗ１の近傍で起こると、被処理面Ｗ１上の微細な構造物を破壊してしまう可能性がある。そこで、本発明の第４の実施の形態における供給ノズル６１および洗浄対象となる基板Ｗとの一部分を拡大して示す拡大図である図６に示すように、もともとの構成要素である移動機構６のアーム側から、超音波発生装置６１ａとノズル本体６１ｂに加えて、供給ノズル６１には、超音波の振動を減衰させる装置（以下、「振動減衰装置」と表わす）６１ｃが組み合わせられる。
【００５６】
超音波発生装置６１ａによって、キャビテーションの圧壊が行われることになるが、振動減衰装置６１ｃが供給ノズル６１の被処理面Ｗ１に最も近接した位置に設けられていることから、供給ノズル６１内部において伝達する振動を効果的に抑制する。この効果によってキャビテーションの圧壊を被処理面Ｗ１近傍で発生させることなく供給ノズル６１（ノズル本体６１ｂ）内部に集中させることができる。従って、超音波の振動が直接被処理面Ｗ１へと伝達されることを防止して被処理面Ｗ１上の微細な構造物の破壊を回避することができ、キャビテーションの圧壊により発生するＯＨラジカルを含む処理液を被処理面Ｗ１上へと供給することができる（図６参照）。
【００５７】
また、振動減衰装置６１ｃが設けられることによって、超音波発生装置６１ａから振動減衰装置６１ｃに向けて超音波の振動が伝達されることになるが、振動減衰装置６１ｃが後述するように多孔質部材であると、超音波の振動は振動減衰装置６１ｃ内において乱反射する（図６の振動減衰装置６１ｃから上方へと向かう矢印参照）。従って、処理液に満遍なく超音波の振動が印加されることになる。さらに、超音波発生装置６１ａと振動減衰装置６１ｃとの間においてノズル本体６１ｂはいわば仕切られた空間となるため、処理液に対して超音波の振動を集中して印加することができる。これらのことは、ＯＨラジカルの発生に大いに寄与する。
【００５８】
ここで、振動減衰装置６１ｃとしては、多孔質材を挙げることができる。この多孔質材は材質として多くの孔を持つ構造であり、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガラス材料、カーボン材料、高分子材料等である。
【００５９】
また、供給ノズル６１から被処理面Ｗ１に供給される液体には、気体供給部４３から供給される気体が混合されるが、予め液体に所定の気体を溶解させておくことも可能である。このように液体に気体を溶解させておくことで、発生させるＯＨラジカルの量を制御することができる。溶解させる気体としては、例えば、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ３）等を挙げることができる。
【００６０】
さらに、液体に過飽和となるように溶解させることもできる。この場合には、例えば、図５においては図示していないが、溶解槽にて気体を加圧状態で大気飽和濃度以上に溶解させ、供給ノズル６１への供給前に圧力開放装置（例えば、バルブやオリフィス）を介してその圧力を開放する。これにより圧力の開放とともに液体に気泡が大量に導入される。
【００６１】
このような構成を採用することによって、液体に気泡を大量に導入することが可能となるとともに、超音波発生装置、振動減衰装置を利用することでキャビテーションを圧壊させてＯＨラジカルを潤沢に発生させつつも、さらに振動減衰装置によって超音波の振動は被処理面Ｗ１へは伝達されない。従って、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを含む処理液を潤沢に供給させることが可能となり、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００６２】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述した被処理面上に液が供給される際のその液の温度について、処理室（処理ボックス）内の温度よりも低い温度で供給することができる。このような低温の液は高温の液に比べて多量の溶解ガスをその液内に含むことが可能であり、低温の液を利用することで多量のＯＨラジカルの供給を行うことができる。
【００６３】
また、上記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、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良い。
【符号の説明】
【００６４】
１，３１，５１…基板処理装置、２…処理ボックス、３…カップ、４…保持テーブル、４ａ…挟持部材、５…回転機構、６…移動機構、１１，２１，４１…第１のノズル、１１ａ…光触媒、１１ｂ…保持部材、１１ｃ…光源、１２…第２のノズル、２２…光触媒、２２ａ…酸化チタン、２２ｂ…金属触媒、４２…液体供給部、４３…気体供給部、Ｍ…液膜、Ｗ…ウエーハ、Ｗ１…被処理面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において、半導体ウエーハやガラス基板などの基板の表面（被処理面）に対して処理液の供給等を行い、その被処理面を処理する装置である。この基板処理装置としては、例えば、被処理面から不要になったレジスト膜を剥離するレジスト剥離装置や、被処理面に付着したパーティクル（粒子）を除去して洗浄する洗浄装置等を挙げることができる。
【０００３】
ところで洗浄装置に対しては、近年のデバイスの微細化に伴い細かな構造物を破壊することなく洗浄する機能が求められる。そのための洗浄方法としては、物理的な方法として例えば、液滴を基板に向けてスプレー状に噴霧吐出させてパーティクルを除去する方法、超音波等を利用してキャビテーションの圧壊による洗浄方法等を挙げることができる（例として以下の特許文献１参照）。一方、化学的な方法としては、例えば、酸化還元反応を利用した方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２０８１７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、例えば、特許文献１に示されている二流体スプレーノズルを利用して物理的に基板からパーティクルを除去する方法の場合、液滴の粒径や流速等の適切な制御を行わなければ基板上の微細な構造物を破壊してしまう。また、超音波を利用した洗浄は、キャビテーションの圧壊によりヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）（以下、「ＯＨラジカル」と表わす）が発生するため、有機物のパーティクルの除去に効果的であるが、圧壊場所が基板近傍であるとやはり構造物の破壊につながるため、特に微細な構造物をもつパターン洗浄には不向きである。
【０００６】
酸化還元反応を利用した方法については、確かに基板上に付着したパーティクルを除去する力は大きいが、基板の表面を腐食、或いは、変質させてしまう可能性がある。そのため洗浄対象との関係で万能ではない。
【０００７】
さらには、上述したように有機物の除去のためにはＯＨラジカルの利用が有益であるが、ＯＨラジカルの寿命は１００万分の１秒とも言われるように非常に短いため、単にキャビテーションの圧壊によってＯＨラジカルを発生させる方法では基板上で効果的にＯＨラジカルを利用して洗浄を行うのは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及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】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、基板処理装置において、処理対象である基板上の被処理面を洗浄する第１のノズルと、被処理面上に液を供給する第２のノズルと、を備え、第１のノズルは、被処理面に対向し液に接触する光触媒と、光触媒を保持する保持部材と、保持部材を透過して光触媒に光を照射する光源とを備える。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、基板処理装置において、処理対象である基板上の被処理面に処理液を吐出して洗浄するノズルと、処理液に超音波を印加する超音波発生装置と、超音波が印加された処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される超音波の振動を減衰させる装置とを備える。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、基板処理方法において、処理対象である基板を保持して回転させる工程と、基板の被処理面に対して液を第２のノズルから供給する工程と、被処理面に対向し液に接触する光触媒と、光触媒を保持する保持部材と、保持部材を透過して光触媒に光を照射する光源とを備える第１のノズルにより被処理面を洗浄する工程とを備える。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、基板処理方法において、処理対象である基板を保持して回転させる工程と、基板上の被処理面に吐出する処理液に超音波を印加する工程と、超音波が印加された処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される超音波の振動を減衰させる装置により振動が減衰された処理液を被処理面に吐出して洗浄する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及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】
【００１４】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態における基板処理装置の主要構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態における供給ノズルおよび洗浄対象となる基板との一部分を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１及び第２の実施の形態における基板処理装置１の主要構成を示す断面図である。図１に示すように、第１及び第２の実施の形態における基板処理装置１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられているカップ３と、カップ３内に設けられ基板Ｗを水平状態で保持する保持テーブル４と、この保持テーブル４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。また、保持テーブル４上の基板Ｗの上方にはその被処理面Ｗ１を洗浄する第１のノズル１１が位置し、第１のノズル１１は、移動機構６によって被処理面Ｗ１に沿って移動可能とされている。
【００１７】
さらに、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍを形成するために液を供給する第２のノズル１２が処理ボックス２の側方から伸びている。この第２のノズル１２は、図示しない液体供給部に接続されており、図示しない制御部からの制御に基づいて適宜被処理面Ｗ１に液を供給する。この制御部は、また、回転機構５や移動機構６の制御も行い、必要に応じて保持テーブル４を回転させたり、第１のノズル１１を被処理面Ｗ１上で移動させたりする。
【００１８】
処理ボックス２は、カップ３、保持テーブル４、第１のノズル１１、或いは第２のノズル１２を収容している。処理ボックス２の上部には、ダウンフロー用のフィルタ付きファン２ａが設けられている。このファン２ａも図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。
【００１９】
カップ３は、円筒形状に形成されており、その内部に保持テーブル４を収容する。このカップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜している。また、保持テーブル４は、カップ３の内部であってその上部側に水平面内で回転可能に設けられており、挟持部材４ａにより基板Ｗを脱着可能に保持する。この際、基板Ｗのうち被処理面Ｗ１が第１のノズル１１と対向するように、ファン２ａに向かい合って保持される。
【００２０】
回転機構５は、保持テーブル４に連結される回転軸とその回転軸を回転させるモータ（図示せず）とからなる。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。回転機構５は、モータにより回転軸を、例えば図１に示すＲ方向に回転させ、保持テーブル４を基板Ｗの被処理面Ｗ１に交差する回転軸まわりに回転させる。
【００２１】
移動機構６は、第１のノズル１１を支持するアームと、そのアームに連結された回転軸と、その回転軸を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。移動機構６は、モータにより回転軸を図１に示すＲ方向に回転させ、アームを介して第１のノズル１１を基板Ｗの被処理面Ｗ１に沿って基板Ｗの半径方向であるＸ軸方向（図１参照）に移動させる。また、移動機構６は、第１のノズル１１を上下方向であるＺ軸方向（図１参照）に移動させる機構も有している。
【００２２】
第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１との間で光触媒反応を起こす機能を備えている。図２は、本発明の第１の実施の形態における第１のノズル１１および処理対象となる基板Ｗ（被処理面Ｗ１）の一部分を拡大して示す拡大図である。
【００２３】
第１のノズル１１は、被処理面Ｗ１に対向する位置に設けられている光触媒１１ａと、この光触媒１１ａを保持する保持部材１１ｂと、保持部材１１ｂを透過して光触媒１１ａに光を照射する光源１１ｃとから構成される。この光源１１ｃが移動機構６のアームによって支持されていることから、制御部（図示せず）からの指示に基づいて、第１のノズル１１は被処理面Ｗ１上を自在に移動することができる。
【００２４】
なお、「ノズル」とは一般的に「気体や液体を噴き出させるための筒状の装置」を指すが、本発明の実施の形態においては便宜上、光触媒１１ａ、保持部材１１ｂ、光源１１ｃから構成される「第１のノズル１１」のように噴き出し用の孔が設けられていないものについても「ノズル」と表わす。
【００２５】
光触媒１１ａとしては、第１の実施の形態においては、酸化チタン（ＴｉＯ２）が採用されている。但し、光触媒としての役割が果たせる物質であればいずれの物質であっても良い。光触媒１１ａは、保持部材１１ｂに例えば、酸化チタンをスパッタリングすることによって保持部材１１ｂに保持される。
【００２６】
一方、光触媒１１ａは光が印加されることによってその機能を発揮するものである。本発明の実施の形態においては、その構成上、保持部材１１ｂには光源１１ｃからの光を透過する機能を備えていることが求められる。従って、保持部材１１ｂは、例えば石英である。
【００２７】
光源１１ｃは、光触媒１１ａに光を印加する。光触媒反応を行うために、本発明の実施の形態における光源１１ｃからは紫外線が照射される。
【００２８】
第２のノズル１２からは、図示しない液体供給部から例えば超純水が供給される。第２のノズル１２から供給された超純水は、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍを形成する。この液膜Ｍの厚みは、例えば、１ないし２ｍｍ程度である。この形成された液膜Ｍに第１のノズル１１の光触媒１１ａを接触させて光触媒反応を行う。
【００２９】
ここで、基板処理の流れについて説明する。まず、基板Ｗが保持テーブル４上に挟持部材４ａを介して保持される。このような基板Ｗの被処理面Ｗ１上に第２のノズル１２から超純水が供給されると、回転機構５が保持テーブル４を介して基板Ｗを回転させるため、被処理面Ｗ１上に液膜Ｍが形成される。そして、移動機構６が第１のノズル１１を被処理面Ｗ１上の液膜Ｍに光触媒１１ａが接する位置まで移動させる。この際、図１或いは、図２において示すように、光触媒１１ａの部分が液膜Ｍ内に含浸し、被処理面Ｗ１と非常に近い距離にある。なお、光触媒１１ａが液膜Ｍに接している間は、被処理面Ｗ１に対して第２のノズル１２から超純水が継続して供給されている。
【００３０】
光源１１ｃから紫外線が照射されると、光触媒１１ａと被処理面Ｗ１との間で光触媒反応が起こる。光触媒反応によって、ＯＨラジカルが発生し、このＯＨラジカルが基板Ｗの被処理面Ｗ１に供給されることによって、被処理面Ｗ１を洗浄し被処理面Ｗ１上に付着した有機物（パーティクル）を除去することができる。
【００３１】
以上説明した構成を採用することによって、洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させ、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００３２】
特に光触媒１１ａを被処理面Ｗ１に近づけて反応させることによって、発生するＯＨラジカルが消滅する前に潤沢に被処理面Ｗ１上に供給することができ、その分より効果的にパーティクルの除去を行うことができる。
【００３３】
なお、これまでは第２のノズル１２から被処理面Ｗ１上に供給される液として超純水を例に挙げて説明を行った。但し、被処理面Ｗ１上に供給される液は超純水のみでなくとも良い。例えば、被処理面Ｗ１上に供給される液として、酸素を過剰に溶解させた酸素飽和溶液、或いは、超純水とともに酸素バブルを併せて供給することとしても良い。このような液が第２のノズル１２から被処理面Ｗ１上に供給されることによって、酸素の還元反応が促され光触媒反応が促進されることになるため、ＯＨラジカルがより潤沢に被処理面Ｗ１上に供給され、基板上に付着した有機物等のパーティクルをより効果的に除去することができることになる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施の形態における第１のノズルおよび洗浄対象となる基板の一部分を拡大して示す拡大図である。本発明の第１の実施の形態における第１のノズル１１と第２の実施の形態における第１のノズル２１との違いは、光触媒２２が酸化チタン（ＴｉＯ２）のみで構成されるのではなく、酸化チタン（ＴｉＯ２）２２ａとこの酸化チタン２２ａと電気的に接続される金属触媒２２ｂとから構成される点である。その他の構成や光触媒反応を用いて被処理面Ｗ１の洗浄を行う基板処理の流れは第１の実施の形態で説明した流れと同様である。
【００３６】
ここで、金属触媒２２ｂとして、第２の実施の形態においてはプラチナ（Ｐｔ）を採用しているが、オーミック接触が可能な金属であれば金属触媒２２ｂとして採用することが可能である。
【００３７】
また、酸化チタン２２ａから対向する被処理面Ｗ１までの距離と金属触媒２２ｂから対向する被処理面Ｗ１までの距離は、前者が後者よりも短く、酸化チタン２２ａが被処理面Ｗ１により近い位置に配置されている。この配置は、光触媒反応の結果生じるＯＨラジカルが消滅する前に被処理面Ｗ１に供給するためである。
【００３８】
なお、これまで説明した酸化チタン２２ａと金属触媒２２ｂとの関係が維持できるのであれば、両者の配置は、例えば、格子状、或いは、ストライプ状等、どのような配置であっても良い。
【００３９】
光触媒２２の構成を以上のようにすることによって、第１の実施の形態において説明した構成を採用するよりも、さらに洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させ、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１、或いは第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４１】
第３の実施の形態は、これまで第１、或いは、第２の実施の形態において説明してきた光触媒反応を利用した基板Ｗの洗浄に加えて、併せて物理的な方法を用いた洗浄も行うものである。ここで物理的な方法を利用した洗浄方法とは、例えば、液滴を基板に向けてスプレー状に噴霧吐出させてパーティクルを除去する方法、超音波等を利用してキャビテーションの圧壊による洗浄方法等である。
【００４２】
図４は、本発明の第３の実施の形態における基板処理装置３１の主要構成を示す断面図である。第１、或いは、第２の実施の形態における構成と異なる点は、第１のノズル４１が被処理面Ｗ１に対して物理的な方法によって洗浄を行うために対応した構成を採用していること、及び、第１のノズル４１へ液体を供給するための液体供給部４２及び、気体を供給するための気体供給部４３が設けられていることである。
【００４３】
第１のノズル４１は、例えば、以下のような構成である。まず第１のノズル４１の中央に、例えば、二流体ノズルが配置されている（図４では図示せず）。この二流体ノズルは、第１流体として液体が供給される中央流路となる内筒と、その内筒を収容して第２流体として気体が供給されるリング状の流路となる外筒等を有している。第１流体としての液体は、液体供給部４２から、第２流体としての気体は気体供給部４３からそれぞれ供給される。被処理面Ｗ１には、外筒のノズル孔から排出される気体により内筒のノズル孔から液体を液滴化（霧化）して噴射する。
【００４４】
二流体ノズルの周囲には、上述した光触媒、保持部材、光源から成る光触媒反応を行うノズルが設けられている。光触媒反応については上述した通りであり、また、第１の実施の形態で示した構成、或いは、第２の実施の形態において示した構成のいずれを採用しても良い。また、洗浄工程において、いずれの方法を先に被処理面Ｗ１に適用しても良い。
【００４５】
このように化学的な洗浄のみならず物理的な洗浄も併せて行うことができるように構成することにより、洗浄対象となる基板近傍にて光触媒反応を利用してＯＨラジカルを潤沢に発生させることによって、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去するとともに、物理的にもパーティクルを除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上述の第１ないし第３の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４７】
第４の実施の形態においては、ＯＨラジカルを利用した洗浄方法に関し、より潤沢に被処理面Ｗ１に対してＯＨラジカルを供給するための構成について説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態における基板処理装置５１の主要構成を示す断面図である。
【００４８】
図５に示すように、第４の実施の形態における基板処理装置５１は、処理室となる処理ボックス２と、その処理ボックス２内に設けられているカップ３と、カップ３内に設けられ基板Ｗを水平状態で保持する保持テーブル４と、この保持テーブル４を水平面内で回転させる回転機構５とを備えている。また、保持テーブル４上の基板Ｗの上方にはその被処理面Ｗ１を洗浄する供給ノズル６１が位置し、供給ノズル６１は、移動機構６によって被処理面Ｗ１に沿って移動可能とされている。
【００４９】
さらに、供給ノズル６１へ液体を供給するための液体供給部４２及び、気体を供給するための気体供給部４３が設けられている。これら液体供給部４２及び気体供給部４３は、図示しない制御部からの制御に基づいて適宜供給ノズル６１に液体、或いは気体を供給する。この制御部は、また、回転機構５や移動機構６の制御も行い、必要に応じて保持テーブル４を回転させたり、供給ノズル６１を被処理面Ｗ１上で移動させたりする。
【００５０】
処理ボックス２は、カップ３、保持テーブル４、或いは供給ノズル６１を収容している。処理ボックス２の上部には、ダウンフロー用のフィルタ付きファン２ａが設けられている。このファン２ａも図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。
【００５１】
カップ３は、円筒形状に形成されており、その内部に保持テーブル４を収容する。このカップ３の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜している。また、保持テーブル４は、カップ３の内部であってその上部側に水平面内で回転可能に設けられており、挟持部材４ａにより基板Ｗを脱着可能に保持する。この際、基板Ｗのうち被処理面Ｗ１が供給ノズル６１と対向するように、ファン２ａに向かい合って保持される。
【００５２】
回転機構５は、保持テーブル４に連結される回転軸とその回転軸を回転させるモータ（図示せず）とからなる。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。回転機構５は、モータにより回転軸を、例えば図５に示すＲ方向に回転させ、保持テーブル４を基板Ｗの被処理面Ｗ１に交差する回転軸まわりに回転させる。
【００５３】
移動機構６は、供給ノズル６１を支持するアームと、そのアームに連結された回転軸と、その回転軸を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。このモータは図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部の制御に基づいて駆動する。移動機構６は、モータにより回転軸を図５に示すＲ方向に回転させ、アームを介して供給ノズル６１を基板Ｗの被処理面Ｗ１に沿って基板Ｗの半径方向であるＸ軸方向（図５参照）に移動させる。また、移動機構６は、供給ノズル６１を上下方向であるＺ軸方向（図５参照）に移動させる機構も有している。
【００５４】
供給ノズル６１は、超音波を用いたキャビテーションの圧壊に基づくＯＨラジカルを発生させ被処理面Ｗ１に噴射する。供給ノズル６１には液体供給部４２及び気体供給部４３から液体、気体がそれぞれ供給され混合されることでキャビテーションが発生する。
【００５５】
但し、このままキャビテーションの圧壊が被処理面Ｗ１の近傍で起こると、被処理面Ｗ１上の微細な構造物を破壊してしまう可能性がある。そこで、本発明の第４の実施の形態における供給ノズル６１および洗浄対象となる基板Ｗとの一部分を拡大して示す拡大図である図６に示すように、もともとの構成要素である移動機構６のアーム側から、超音波発生装置６１ａとノズル本体６１ｂに加えて、供給ノズル６１には、超音波の振動を減衰させる装置（以下、「振動減衰装置」と表わす）６１ｃが組み合わせられる。
【００５６】
超音波発生装置６１ａによって、キャビテーションの圧壊が行われることになるが、振動減衰装置６１ｃが供給ノズル６１の被処理面Ｗ１に最も近接した位置に設けられていることから、供給ノズル６１内部において伝達する振動を効果的に抑制する。この効果によってキャビテーションの圧壊を被処理面Ｗ１近傍で発生させることなく供給ノズル６１（ノズル本体６１ｂ）内部に集中させることができる。従って、超音波の振動が直接被処理面Ｗ１へと伝達されることを防止して被処理面Ｗ１上の微細な構造物の破壊を回避することができ、キャビテーションの圧壊により発生するＯＨラジカルを含む処理液を被処理面Ｗ１上へと供給することができる（図６参照）。
【００５７】
また、振動減衰装置６１ｃが設けられることによって、超音波発生装置６１ａから振動減衰装置６１ｃに向けて超音波の振動が伝達されることになるが、振動減衰装置６１ｃが後述するように多孔質部材であると、超音波の振動は振動減衰装置６１ｃ内において乱反射する（図６の振動減衰装置６１ｃから上方へと向かう矢印参照）。従って、処理液に満遍なく超音波の振動が印加されることになる。さらに、超音波発生装置６１ａと振動減衰装置６１ｃとの間においてノズル本体６１ｂはいわば仕切られた空間となるため、処理液に対して超音波の振動を集中して印加することができる。これらのことは、ＯＨラジカルの発生に大いに寄与する。
【００５８】
ここで、振動減衰装置６１ｃとしては、多孔質材を挙げることができる。この多孔質材は材質として多くの孔を持つ構造であり、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガラス材料、カーボン材料、高分子材料等である。
【００５９】
また、供給ノズル６１から被処理面Ｗ１に供給される液体には、気体供給部４３から供給される気体が混合されるが、予め液体に所定の気体を溶解させておくことも可能である。このように液体に気体を溶解させておくことで、発生させるＯＨラジカルの量を制御することができる。溶解させる気体としては、例えば、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、アルゴン（Ａｒ）、アンモニア（ＮＨ３）等を挙げることができる。
【００６０】
さらに、液体に過飽和となるように溶解させることもできる。この場合には、例えば、図５においては図示していないが、溶解槽にて気体を加圧状態で大気飽和濃度以上に溶解させ、供給ノズル６１への供給前に圧力開放装置（例えば、バルブやオリフィス）を介してその圧力を開放する。これにより圧力の開放とともに液体に気泡が大量に導入される。
【００６１】
このような構成を採用することによって、液体に気泡を大量に導入することが可能となるとともに、超音波発生装置、振動減衰装置を利用することでキャビテーションを圧壊させてＯＨラジカルを潤沢に発生させつつも、さらに振動減衰装置によって超音波の振動は被処理面Ｗ１へは伝達されない。従って、洗浄対象となる基板近傍にてＯＨラジカルを含む処理液を潤沢に供給させることが可能となり、基板上に付着した有機物等のパーティクルを効果的に除去することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。
【００６２】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上述した被処理面上に液が供給される際のその液の温度について、処理室（処理ボックス）内の温度よりも低い温度で供給することができる。このような低温の液は高温の液に比べて多量の溶解ガスをその液内に含むことが可能であり、低温の液を利用することで多量のＯＨラジカルの供給を行うことができる。
【００６３】
また、上記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、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良い。
【符号の説明】
【００６４】
１，３１，５１…基板処理装置、２…処理ボックス、３…カップ、４…保持テーブル、４ａ…挟持部材、５…回転機構、６…移動機構、１１，２１，４１…第１のノズル、１１ａ…光触媒、１１ｂ…保持部材、１１ｃ…光源、１２…第２のノズル、２２…光触媒、２２ａ…酸化チタン、２２ｂ…金属触媒、４２…液体供給部、４３…気体供給部、Ｍ…液膜、Ｗ…ウエーハ、Ｗ１…被処理面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象である基板上の被処理面を洗浄する第１のノズルと、
前記被処理面の上に液を供給する第２のノズルと、を備え、
前記第１のノズルは、前記被処理面に対向し前記液に接触する光触媒と、前記光触媒を保持する保持部材と、前記保持部材を透過して前記光触媒に光を照射する光源とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記光触媒は、酸化チタン及び前記酸化チタンと電気的に接続される金属触媒とから構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】
前記酸化チタンから対向する前記被処理面までの距離と前記金属触媒から対向する前記被処理面までの距離は、前者が後者よりも短く前記被処理面に近い位置に配置され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】
前記第２のノズルから供給される前記液は、気体を溶解させた液、或いは、バブルであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第１のノズルは、前記被処理面に気体により液体を液滴化して噴射するノズル孔を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１のノズルは、さらに超音波発生装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
第１のノズルから供給される前記液体、前記第２のノズルから供給される前記液の温度は、処理室内の温度よりも低い温度であることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
処理対象である基板上の被処理面に処理液を吐出して洗浄するノズルと、
前記処理液に超音波を印加する超音波発生装置と、
前記超音波が印加された前記処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される前記超音波の振動を減衰させる装置と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記処理液には、気体が溶解されていることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
処理対象である基板を保持して回転させる工程と、
前記基板の被処理面に対して液を第２のノズルから供給する工程と、
前記被処理面に対向し前記液に接触する光触媒と、前記光触媒を保持する保持部材と、前記保持部材を透過して前記光触媒に光を照射する光源とを備える第１のノズルにより前記被処理面を洗浄する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
処理対象である基板を保持して回転させる工程と、
基板上の被処理面に吐出する処理液に超音波を印加する工程と、
前記超音波が印加された前記処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される前記超音波の振動を減衰させる装置により振動が減衰された前記処理液を前記被処理面に吐出して洗浄する工程と、
を備えていることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
処理対象である基板上の被処理面を洗浄する第１のノズルと、
前記被処理面の上に液を供給する第２のノズルと、を備え、
前記第１のノズルは、前記被処理面に対向し前記液に接触する光触媒と、前記光触媒を保持する保持部材と、前記保持部材を透過して前記光触媒に光を照射する光源とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記光触媒は、酸化チタン及び前記酸化チタンと電気的に接続される金属触媒とから構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】
前記酸化チタンから対向する前記被処理面までの距離と前記金属触媒から対向する前記被処理面までの距離は、前者が後者よりも短く前記被処理面に近い位置に配置され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】
前記第２のノズルから供給される前記液は、気体を溶解させた液、或いは、バブルであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第１のノズルは、前記被処理面に気体により液体を液滴化して噴射するノズル孔を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１のノズルは、さらに超音波発生装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
第１のノズルから供給される前記液体、前記第２のノズルから供給される前記液の温度は、処理室内の温度よりも低い温度であることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
処理対象である基板上の被処理面に処理液を吐出して洗浄するノズルと、
前記処理液に超音波を印加する超音波発生装置と、
前記超音波が印加された前記処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される前記超音波の振動を減衰させる装置と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記処理液には、気体が溶解されていることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
処理対象である基板を保持して回転させる工程と、
前記基板の被処理面に対して液を第２のノズルから供給する工程と、
前記被処理面に対向し前記液に接触する光触媒と、前記光触媒を保持する保持部材と、前記保持部材を透過して前記光触媒に光を照射する光源とを備える第１のノズルにより前記被処理面を洗浄する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
処理対象である基板を保持して回転させる工程と、
基板上の被処理面に吐出する処理液に超音波を印加する工程と、
前記超音波が印加された前記処理液が吐出する位置に設けられる多孔質材で形成される前記超音波の振動を減衰させる装置により振動が減衰された前記処理液を前記被処理面に吐出して洗浄する工程と、
を備え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２０１２−１５２９３（Ｐ２０１２−１５２９３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４９７８５（Ｐ２０１０−１４９７８５）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【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２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【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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