複連ノズル及び当該複連ノズルを備える基板処理装置
【課題】 スキャンによって効率的に広い面積の基板を処理できるノズル及び基板処理装置の提供。
【解決手段】 第一の気体導入孔１０１、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔１０３、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路１０５、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズル１００を複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部１０を具備する複連ノズル１。
【解決手段】 第一の気体導入孔１０１、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔１０３、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路１０５、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズル１００を複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部１０を具備する複連ノズル１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の汚染、付着物を除去、洗浄する工程において用いられるノズル及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造プロセスにおいては、１枚の基板に対して、５０〜１００回もの洗浄が繰り返される。その洗浄の対象は、デバイス信頼性に影響を与えるレジスト膜やポリマー膜等の有機物やパーティクル等である。この洗浄工程では、通常、アルカリ洗浄液と酸洗浄液の組合せやその他硫酸過水や有機溶剤等の薬品を使用し、また、その残留物を除去するためのリンス工程では、大量の純水を使用する。その他、レジストの除去には、プラズマアッシング装置を用いるのが一般的であるが、その後の残留物や不純物の洗浄は別の洗浄装置が使用されている。ここで、上記に示した従来技術の洗浄や薄膜除去に使われる薬液は、１）高価である、２）環境負荷が大きいため特別な排水処理設備が必要である、３）作業者の安全衛生の確保のため装置が大型化し、特別な装置内排気設備が必要である、薬液を洗い流すために大量の純水が必要である、４）１台の装置では薄膜除去から洗浄までをカバーできない、といった欠点をもつ。
【０００３】
上記の技術課題の下で水蒸気及び水を用いる基板処理方法が提案されている（特許文献１）。当該方法によれば、水蒸気及び水のみで、高い物理的衝撃力を得ることが出来るため、レジストやポリマー膜を剥離することができる。したがって、電子デバイスの製造プロセスにおいて薬液を減らすことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１３７９７パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板の処理効率の問題から、基板に対して水蒸気及び水の混相流体を噴射してスキャンする処理が求められる場合がある。しかし、上記の発明によれば、スキャンによる一回の処理で、広い面積を処理することが難しく、高い処理効率を得ることが出来なかった。そこで、本発明は、スキャンによって効率的に広い面積の基板を処理できるノズル及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（１）は、第一の気体導入孔、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズルを複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部を具備する複連ノズルである。
【０００７】
複連ノズルを用いた場合、蒸気発生器等から気体を導入すると、各ノズルからの気体噴出量が均一にならないという問題を有していた。これに起因して、レジスト等の除去対象物が十分に除去されないといった問題が発生していた。
そこで、本発明（２）〜（６）においては、複連ノズルを用いた場合であって、各ノズルからの気体噴出量が均一に調整されるような手段を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明（２）は、第二の気体導入孔、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間、を備える気体滞留部を更に具備する、前記発明（１）の複連ノズルである。
【０００９】
本発明（３）は、前記気体滞留部は、前記気体滞留空間内の第二の気体導入孔の近傍に、当該第二の気体導入孔から噴出される気体を拡散する遮蔽棒を更に備える、前記発明（２）の複連ノズルである。
【００１０】
本発明（４）は、前記遮蔽棒の幅が前記気体導入孔の内径よりも大きい、前記発明（３）の複連ノズルである。
【００１１】
本発明（５）は、前記遮蔽棒が、前記気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位を有する、前記発明（３）又は（４）の複連ノズルである。
【００１２】
本発明（６）は、前記角形状傾斜部位の傾斜角が、３０〜１５０°である、前記発明（５）の複連ノズルである。
【００１３】
複連ノズルを用いて対象物に対して噴射する場合、ノズル噴出口とノズル噴出口の間における衝撃力が、ノズル噴出口の直下における衝撃力とは大きく異なるといった問題を有していた。すなわち、複連ノズルを単に用いて対象物に対して噴射した場合、対象物上に与えられる衝撃力が均一ではないことがわかった。そこで、本発明（７）〜（８）においては、対象物に与える衝撃力均一性の高い複連ノズルを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明（７）は、前記複数の加速ノズルは、各々の噴出口が横方向に一連に配置されており、
前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．２〜１．０である、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つの複連ノズルである。
【００１５】
本発明（８）は、前記噴出口は、隣接する噴出口をつなぎ、噴出方向に開放するスリットが設けられている、前記発明（７）の複連ノズルである。
【００１６】
複連ノズルを用いて対象物に対して混相流体を噴射する場合、各ノズル噴出口より噴射される液体の量が均一ではないという問題を有していた。そこで、本発明（９）〜（１０）においては、複連ノズルを用いた場合であって、各ノズルからの液体噴出量が均一に調整されるような手段を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明（９）は、第二の液体導入孔、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間、を備える液体滞留部を更に具備する、前記発明（１）〜（８）のいずれか一つの複連ノズルである。
【００１８】
本発明（１０）は、前記液体滞留部が、前記複連ノズルの側面に設けられており、
前記液体滞留空間が横長直方体形状を有しており、
前記第二の液体導入孔が、液体滞留空間の一端の上部に設けられており、
前記第一の液体導入孔が、前記液体滞留空間の他端の上部に設けられている、前記発明（８）の複連ノズルである。
【００１９】
本発明（１１）は、前記発明（１）〜（１０）のいずれか一つの複連ノズルと、
前記複連ノズルに対して水蒸気を供給する蒸気発生部と、
前記複連ノズルに対して液体を供給する水供給部と、を具備する基板処理装置である。
【００２０】
本発明（１２）は、前記複連ノズルに対して不活性ガス又は清浄空気を供給するガス供給部を更に具備する、前記発明（１１）の基板処理装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る複連ノズルによれば、一回のスキャンによって効率的に広い面積の基板を処理できるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る気体滞留部を設けることによって、第二の気体導入孔から導入される気体が、一旦滞留した後に各ノズルへと供給されるため、複連ノズルを構成する各加速ノズルから噴出される混相流体の噴出量が均一になるという効果を奏する。特に気体滞留空間内に遮蔽棒を設けることによって、第二の気体導入孔から導入される気体の流れが遮蔽されて、気体滞留部を設けることによる均一性の向上効果が顕著となる。
【００２３】
複連ノズルの横方向の広がり幅Ｗと距離Ｐの比を上記に示すような範囲とすることによって、各ノズル下及びノズル噴出口間における衝撃力分布は高い均一性を示す。また、ノズル噴出口間にスリットを設けることによって衝撃力分布の均一性は更に高まる。
【００２４】
液体滞留部を更に有することによって、各ノズルへと供給される水の量が一定となるため、噴射される混相流体も均一になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る複連ノズルの正面図である。
【図２】図２は、本発明に係る複連ノズルの側面図である。
【図３】図３は、本発明に係る複連ノズルの底面図である。
【図４】図４は、本発明に係る複連ノズルの平面図である。
【図５】図５は、広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）と距離Ｐの説明図である。
【図６】図６は、本発明に係る複連ノズルのスリットの構造を示す写真である。
【図７】図７は、遮蔽棒の構造を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図９】図９は、本発明に係る複連ノズルから混相流体が噴射される様子を示した写真である。
【図１０】図１０は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を横方向に位置を変化させながら測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１〜４は、本発明に係る複連ノズルの形態を示す。図１は本発明に係る複連ノズルの正面図であり、図２は本発明に係る複連ノズルの側面図であり、図３は本発明に係る複連ノズルの底面図であり、図４は本発明に係る複連ノズルの平面図である。尚、破線で表現した部分は、複連ノズルの内部の構造を示す透視線である。
【００２７】
本発明に係る複連ノズル１は、加速ノズル１００を複数備え、該加速ノズルが並列に配された複連加速ノズル部１０を具備する。複数の加速ノズル１００は、互いに噴出方向が並行になるように配列されている。ここでは、加速ノズル１００が８本設けられた例（１００ａ〜ｈ）を示しているが、ノズルの本数には特に限定されない。
【００２８】
図２を用いて加速ノズル１００の詳細を説明する。加速ノズル１００は、該ノズルの上流に設けられノズル内で最大断面積を有する第一の気体導入孔１０１と、該第一の気体導入孔よりも下流であり、加速流路の側面に設けられた第一の液体導入孔１０３と、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路１０５と、加速された混相流体が噴射される噴出口１０７とを有する。加速流路１０５は断面積が下流に向かうにつれて小さくなる導入路１０５１、該導入部の終端に形成された流路内で最小断面積を有する絞り部１０５３、該絞り部と連続的に形成されており下流に向かうにつれて断面積が大きくなる加速路１０５５を有する。尚、第一の気体導入孔１０１の断面積のほうが、第一の液体導入孔１０３の断面積よりも大きいことが好適である。このような構成をとることによって、連続相の気体と、分散相の液滴からなる混相流体を噴射し易くなる。尚、噴出口１０７の断面形状は、円形であっても、楕円形であっても、スリット形であってもよい。
【００２９】
複連加速ノズル部１０は、加速ノズル１００の噴出口１０７ａ〜ｈが横方向に一連に配置されている（図１）。
【００３０】
図５に示すように、加速ノズルの噴出口１０７の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．０１〜２．０であることが好適であり、０．２〜１．０であることがより好適である。当該範囲の比とすることによって、複連ノズルから噴射される混相流体に隙間がなくなり、対象物に与える衝撃力が均一となる。当該比よりも大きな値とすると、噴出口と噴出口の間が開きすぎて複連ノズルから噴射される混相流体に隙間が発生し、噴出口下と噴出口間で衝撃力に著しい差が発生する。尚、後述の加速ノズル噴出口間のスリット１０９を設けた場合（図５（ｂ））、噴出口の横幅は、スリットの上端部における横幅を意味する（図５（ｃ））。
【００３１】
更に、図３、図６に示すように、複連ノズル部の噴出口１０７は、隣合う噴出口をつなぎ噴出方向に開放するスリット１０９が設けられていることが好適である。尚、図６の丸で囲った部分がスリット１０９である。スリット１０９は、各噴出口１０７の間に設けられている（スリット１０９ａ〜ｇ）。当該スリットを設けることによって、複連ノズルのから噴出される混相流体の衝撃力を損なうことなく噴流の広がりが増すため、衝撃力の均一性が更に高まる。
【００３２】
尚、本発明においてスリットの幅は、噴出口の縦方向の幅に対する比（［スリット幅］／［噴出口の縦方向の幅］）で、０．３〜１．０の範囲が好適である。スリットの深さは、噴出口から１〜１０ｍｍが好適である。このような幅及び深さを有することによって、衝撃力の均一性が高まる。
【００３３】
本発明に係る複連ノズル１は、第一の気体導入部１０１へと均一に気体を導入するための気体滞留部２０を具備する。気体滞留部２０は、第二の気体導入孔２０１、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間２０３を備える。
【００３４】
気体滞留空間２０３は、その入り口付近において第二の気体導入孔２０１の断面積よりも広い断面積を有し、下流に向かうにしたがって狭い断面積となる形状を有する。滞留空間出口２０３１は、前記複連ノズル部１０の複数の第一の気体導入孔１０１を囲い込む。導入された気体が滞留空間２０３で滞留することによって、気体が均一な圧力で各加速ノズルの第一の気体導入孔１０１に供給される。したがって、各加速ノズルから噴出される気体の量が均一となる。
【００３５】
前記気体滞留部２０は、滞留空間２０３内の第二の気体導入孔２０１の近傍に、当該第二の気体導入孔２０１から噴出される気体を拡散する遮蔽棒２０５を更に備える。図７は、遮蔽棒２０５の構造を示す図であり、図７（ａ）は側面図であり、図７（ｂ）は正面図であり、図７（ｃ）はａａ断面図である。遮蔽棒２０５は、滞留空間２０３を形成する壁面に架設されている。遮蔽棒２０５を配することで、第二の気体導入孔２０１から噴出される気体流が遮蔽されて、気体滞留空間２０３を滞留せずに第二の気体導入孔２０１の直下流部に存在する複連ノズルに偏って気体が供給されることを防止する。
【００３６】
遮蔽棒２０５は、図７に示すように、第二の気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位２０５１を有することが好適である。尚、角形状傾斜部位２０５１の傾斜角度θは、特に限定されないが、３０°〜１５０°が好適であり、６０°〜１２０°がより好適であり、９０°が特に好適である。このような範囲の傾斜角度とすることによって、適度な遮蔽効果が得られ、各加速ノズルへの気体の供給量の均一性が高まる。また、遮蔽棒２０５の側面に、溝２０５３を設けて角形状傾斜部位の位置を回動可能に構成してもよい。
【００３７】
図４に示されるように、遮蔽棒２０５の幅ｄａは、第二の気体導入孔２０１の内径ｄｂよりも大きいことが好適である。遮蔽棒２０５の幅ｄａとは、第二の気体導入孔２０１の方向に対して垂直な成分の最大幅を意味する。当該構成により、気体流の遮蔽効果が顕著となり、各ノズルから噴出される気体の均一性が高まる。
【００３８】
本発明に係る複連ノズル１は、第一の液体導入部１０３へと均一に水を導入するための液体滞留部３０を具備する。液体滞留部３０は、第二の液体導入孔３０１、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間３０２、を備える。液体滞留部３０は、複連ノズルの側面に設けられている。液体滞留空間３０２は、横長直方体形状を有している。更に、第二の液体導入孔３０１が、液体滞留空間３０２の横方向一端の上面に設けられており、液体供給孔３０３が、前記液体滞留空間の横方向他端の第一の液体導入部１０３に隣接する上部に設けられている。当該液体滞留部３０は、上記の気体滞留部２０により各加速ノズルへの気体供給量が均一になる場合には、特に、液体供給量が均一となる。
【００３９】
図８は、本発明に係る基板処理装置５００の全体図である。本装置５００は、水蒸気供給部（Ａ）、ガス供給部（Ｂ）、水供給部（Ｃ）、２流体調整部（Ｄ）、混相流体噴射部（Ｅ）、基板保持・回転・上下機構部（Ｆ）を有する構成である。以下、各部を詳述する。
【００４０】
（Ａ）水蒸気供給部
水蒸気供給部（Ａ）は、純水を供給するための水供給管５１１と、所定温度Ｄ１（℃）以上に加温して水蒸気を発生させ、水蒸気の発生量を制御して水蒸気を所定値Ｃ１（ＭＰａ）に加圧する蒸気発生器５１２と、蒸気の供給及びその停止を司る開閉可能な水蒸気開閉バルブ５１３と、蒸気発生器５１２から下流に供給される水蒸気の圧力を計測するための圧力計５１４と、蒸気供給圧力を所望の値に調整するための水蒸気圧力調整バルブ５１５と、供給水蒸気内の微小液滴量を調整する温度制御機構付き加熱蒸気生成器兼飽和蒸気湿り度調整器５１６と、安全装置としての安全弁５１７と、から構成される。水蒸気の流量及び圧力は、水蒸気圧力調整バルブ５１５のみで制御することが可能である。
【００４１】
（Ｂ）ガス供給部
ガス供給部（Ｂ）は、不活性ガス又は清浄空気を供給するためのガス供給管５２１と、不活性ガス又は清浄空気の供給圧力を所望の値に調整するためのガス圧力調整弁５２２と、不活性ガス又は清浄空気の停止及び再開を司り、流量を所望の値に調整するためのガス開閉兼用流量調整バルブ５２３と、不活性ガス又は清浄空気の温度を調整するためのガス温度制御機構付加熱部５２４と、下流に供給される気体の圧力を計測するためのガス流量計５２５と、から構成される。元圧をガス圧力調整弁５２２で、一定（０．４ＭＰａ程度）とし、出力流量を開閉兼用流量調整バルブ５２３で制御することが可能である。
【００４２】
（Ｃ）水供給部
水供給部（Ｃ）は、水を供給するための水供給管５３１と、水に熱エネルギーを持たせるための水温度制御機構付加熱部５３２と、水の流量を確認するための水流量計５３３と、下流への水の供給の停止及び再開を司る下流供給用水開閉バルブ５３４と、流量を調整するため及び水が気体配管内に円滑に導入されるためのオリフィス（流量調整バルブ）５３５から構成される。尚、当該液体（ここでは水）をノズルに供給する場合、従来のような窒素ガス等の混合体でないことが好適である。液体に気体を均等に混ぜることはできず、前述の混合体とした場合、不連続に気泡が配管内に入ることが危惧されるからである。但し、当該液体（ここでは水）に溶けるガス、例えば水であればＣＯ２を溶かした液体状態でノズルに供給してもよい。水の流量は、一定圧力（通常０．４ＭＰａ）を純水のタンク（図示せず）にかけた状態で、その出力をオリフィス（流量調整バルブ）５３５を調節して、水流量計５３３により確認しながら制御できる。
【００４３】
（Ｄ）２流体調整部
２流体調整部（Ｄ）は、生成された２流体の温度や飽和水蒸気の湿り度を調整するための２流体温度制御機構付加熱部５４１を有している。
【００４４】
（Ｅ）混相流体噴射部
混相流体噴射部（Ｅ）は、対象物に対して混相流体を噴射するための、前後左右方向（図８のＸ軸ノズルスキャン範囲又はＹ軸ノズルスキャン範囲）に移動可能な複連ノズル１と、ノズルの移動を円滑に行うためのするためのフレキシブル配管５５２と、流体のノズル直前の圧力を計測するための圧力計５５３と、から構成される。複連ノズル１は、Ｘ軸方向にスキャンすることにより、効率的に基板を処理することができる。尚、図８に示すノズルは、複合ノズル１の側面の概略構成図である。
【００４５】
（Ｆ）基板保持・回転部
基板保持・回転部（Ｆ）は、対象物（基板）を搭載・保持可能なステージ５６１と、ステージ５６１を回転させるための回転モーター５６２とから構成される。
【００４６】
以下、本発明に係る装置の作用を説明する。
本発明に係る装置においては、水蒸気供給部から供給される水蒸気と、水供給部から供給される水とを複連ノズル１内で混合して生成した混相流体を噴射する。尚、不活性ガス又は清浄空気を混合することで、水蒸気の噴射量を低く抑えながら、高い圧力を得ることができる。例えば、希少金属のリフトオフ工程にて、レジストを残留させつつ、希少金属のみを剥離回収することが可能となるため、水蒸気の中に、不活性ガス又は清浄空気を混合させてもよい。
【００４７】
本発明に係る複合ノズル１の第二の気体導入孔２０１には、水蒸気供給部から供給される水蒸気や、ガス供給部からの気体が導入される。当該第二の気体導入孔から導入された気体は、遮蔽棒２０５によって一旦流れが遮断され、空気滞留空間２０３内で滞留した後に、各加速ノズル１００の第一の気体導入孔１０１へと均一に供給される。
【００４８】
一方、複連ノズル１の第二の液体導入孔３０１には、水供給部から水が供給される。この際、供給される水は、薬液を添加して混合したものを使用してもよい。第二の液体導入孔３０１から導入された水は、液体滞留空間３０２の底面部へと流れた後、当該滞留空間内で滞留して、当該空間内の上部に設けられた液体供給孔３０３から、各加
速ノズルの第一の液体導入孔１０３へと均一に供給される。
【００４９】
複連加速ノズル部１０内の各加速ノズル内では、第一の気体導入孔１０１から導入された気体と、加速流路側面の第一の液体導入孔１０３から供給された液体が、当該加速流路によって、加速され噴出口１０７から噴出される。各ノズルの気体と液体の供給量が均一であるため、各ノズルから噴射される混相流体の量は均一となる。
【００５０】
上記のように、混相流体を噴射させながら、複連ノズル１を噴出口１０７が連なった横方向（Ｙ軸）に対して垂直方向（Ｘ軸）に基板を走査することによって、効率的に基板全体を処理することができる。また、各加速ノズルから噴出される混相流体の量が均一であることによって、基板表面上を均一に処理することができる。更に、噴出口１０７にスリット１０９を設けることによって、衝撃力を均一にすることができるため、一度のスキャン処理で均一に基板を処理することができる。
【実施例】
【００５１】
例１
以下の条件下、加速ノズル部を７本とした本発明に係る複連ノズル１用いて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される流体の状態を観察した。結果を図９に示す。更に、当該条件により、電極配線パターンが形成されたレジスト表面に金の薄膜が形成された基板に対して混相流体（気体：蒸気＋空気、液体：水）を噴射して、不要な金のリフトオフを行なった。
【００５２】
気体全体の圧力：０．３４ＭＰａ
蒸気の温度：６８℃
蒸気の流量：１５ｋｇ／Ｈｒ・本
空気の温度：２５℃
空気の流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ・本
純水の流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ・本
純水の温度：２０℃
ノズルＧＡＰ：１０ｍｍ
ノズルスキャン：１５ｍｍ／ｓ
【００５３】
例２
比較実験として、遮蔽棒、噴出口スリットを設けていない、Ｐ／Ｗ比：７．０であること以外は例１と同じ構造の複連ノズルを用いた以外は、例１と同様の条件にて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される混相流体の状態を観察した。結果を図９に示す。更に、当該条件により、電極配線パターンが形成されたレジスト表面に金の薄膜が形成された基板に対して混相流体（気体：蒸気＋空気、液体：水）を噴射して、不要な金のリフトオフを行なった。
【００５４】
以上の結果、例１に係る複連ノズルで混相流体を噴射する場合、例２のものの場合と比較して、各ノズルからの噴射量が均一になっていることが観察された（図９）。更に、金のリフトオフを行なったところ、例１に係る複連ノズルを使用した場合には、均一に金がリフトオフされている様子が観察されたが、例２に係る複連ノズルの場合には、一部の金がリフトオフされずに残っている様子が観察された。
【００５５】
打撃力の均一性の実験
以下の条件下、加速ノズルを７本とした本発明に係る複連ノズル１用いて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した。尚、衝撃力の測定にはロードセルを用いた。結果を図１０、図１１に示す。
【００５６】
気体全体の圧力：０．３４ＭＰａ
蒸気の温度：６８℃
蒸気の流量：１５ｋｇ／Ｈｒ・本
空気の温度：２５℃
空気の流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ・本
純水の流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ・本
純水の温度：２０℃
ノズルＧＡＰ：１０ｍｍ
ノズルスキャン：０ｍｍ／ｓ
【００５７】
以上の結果から、遮蔽棒が設けられていない場合には、中心に位置する加速ノズルからの気体の噴射量が多くなり、液体の噴射量が少なくなる。遮蔽棒を設けることによって各ノズルからの気体、液体の各噴出量が均一になる。特に、角度が６０°〜１２０°においては各ノズルからの噴出量は高い均一性を有していた。
【００５８】
更に詳細に、１８０°遮蔽棒を設けて、噴出口スリットを設けていない、複連ノズルと、例１で用いた複連ノズルを用いて衝撃力の詳細な測定を行った。上記の噴射条件において、複連ノズルの片端から他端にかけて、ノズル横方向位置を変化させながら衝撃力を測定した。結果を図１２に示す。
【００５９】
結果、噴出口間に［スリット幅］／［噴出口の縦方向の幅］：０．４、スリットの深さ：５ｍｍのスリット設けて、遮蔽棒の角形状傾斜部位の傾斜角度を９０°とすることによって、各ノズル下、ならびにノズル噴出口間における衝撃力分布は高い均一性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るノズル及び装置は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ、ハードディスクなどの記録媒体、プリント基板、太陽電池基板等の製造工程における剥離、洗浄工程や、発光ダイオード、半導体レーザなど発光デバイス製造プロセスの電極形成工程で用いられる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 複連ノズル
１０ 複連加速ノズル部
１００ 加速ノズル
１０１ 第一の気体導入孔
１０３ 第一の液体導入孔
１０５ 加速流路
１０７ 噴出口
２０ 気体滞留部
２０１ 第二の気体導入孔
２０３ 気体滞留空間
２０５ 遮蔽棒
３０ 液体滞留部
３０１ 第二の液体導入孔
３０２ 液体滞留空間
Ａ 水蒸気供給部
Ｂ ガス供給部
Ｃ 水供給部
Ｄ ２流体調整部
Ｅ 混相流体噴射部
Ｆ 基板保持・回転・上下機構部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の汚染、付着物を除去、洗浄する工程において用いられるノズル及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造プロセスにおいては、１枚の基板に対して、５０〜１００回もの洗浄が繰り返される。その洗浄の対象は、デバイス信頼性に影響を与えるレジスト膜やポリマー膜等の有機物やパーティクル等である。この洗浄工程では、通常、アルカリ洗浄液と酸洗浄液の組合せやその他硫酸過水や有機溶剤等の薬品を使用し、また、その残留物を除去するためのリンス工程では、大量の純水を使用する。その他、レジストの除去には、プラズマアッシング装置を用いるのが一般的であるが、その後の残留物や不純物の洗浄は別の洗浄装置が使用されている。ここで、上記に示した従来技術の洗浄や薄膜除去に使われる薬液は、１）高価である、２）環境負荷が大きいため特別な排水処理設備が必要である、３）作業者の安全衛生の確保のため装置が大型化し、特別な装置内排気設備が必要である、薬液を洗い流すために大量の純水が必要である、４）１台の装置では薄膜除去から洗浄までをカバーできない、といった欠点をもつ。
【０００３】
上記の技術課題の下で水蒸気及び水を用いる基板処理方法が提案されている（特許文献１）。当該方法によれば、水蒸気及び水のみで、高い物理的衝撃力を得ることが出来るため、レジストやポリマー膜を剥離することができる。したがって、電子デバイスの製造プロセスにおいて薬液を減らすことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１３７９７パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板の処理効率の問題から、基板に対して水蒸気及び水の混相流体を噴射してスキャンする処理が求められる場合がある。しかし、上記の発明によれば、スキャンによる一回の処理で、広い面積を処理することが難しく、高い処理効率を得ることが出来なかった。そこで、本発明は、スキャンによって効率的に広い面積の基板を処理できるノズル及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（１）は、第一の気体導入孔、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズルを複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部を具備する複連ノズルである。
【０００７】
複連ノズルを用いた場合、蒸気発生器等から気体を導入すると、各ノズルからの気体噴出量が均一にならないという問題を有していた。これに起因して、レジスト等の除去対象物が十分に除去されないといった問題が発生していた。
そこで、本発明（２）〜（６）においては、複連ノズルを用いた場合であって、各ノズルからの気体噴出量が均一に調整されるような手段を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明（２）は、第二の気体導入孔、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間、を備える気体滞留部を更に具備する、前記発明（１）の複連ノズルである。
【０００９】
本発明（３）は、前記気体滞留部は、前記気体滞留空間内の第二の気体導入孔の近傍に、当該第二の気体導入孔から噴出される気体を拡散する遮蔽棒を更に備える、前記発明（２）の複連ノズルである。
【００１０】
本発明（４）は、前記遮蔽棒の幅が前記気体導入孔の内径よりも大きい、前記発明（３）の複連ノズルである。
【００１１】
本発明（５）は、前記遮蔽棒が、前記気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位を有する、前記発明（３）又は（４）の複連ノズルである。
【００１２】
本発明（６）は、前記角形状傾斜部位の傾斜角が、３０〜１５０°である、前記発明（５）の複連ノズルである。
【００１３】
複連ノズルを用いて対象物に対して噴射する場合、ノズル噴出口とノズル噴出口の間における衝撃力が、ノズル噴出口の直下における衝撃力とは大きく異なるといった問題を有していた。すなわち、複連ノズルを単に用いて対象物に対して噴射した場合、対象物上に与えられる衝撃力が均一ではないことがわかった。そこで、本発明（７）〜（８）においては、対象物に与える衝撃力均一性の高い複連ノズルを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明（７）は、前記複数の加速ノズルは、各々の噴出口が横方向に一連に配置されており、
前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．２〜１．０である、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つの複連ノズルである。
【００１５】
本発明（８）は、前記噴出口は、隣接する噴出口をつなぎ、噴出方向に開放するスリットが設けられている、前記発明（７）の複連ノズルである。
【００１６】
複連ノズルを用いて対象物に対して混相流体を噴射する場合、各ノズル噴出口より噴射される液体の量が均一ではないという問題を有していた。そこで、本発明（９）〜（１０）においては、複連ノズルを用いた場合であって、各ノズルからの液体噴出量が均一に調整されるような手段を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明（９）は、第二の液体導入孔、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間、を備える液体滞留部を更に具備する、前記発明（１）〜（８）のいずれか一つの複連ノズルである。
【００１８】
本発明（１０）は、前記液体滞留部が、前記複連ノズルの側面に設けられており、
前記液体滞留空間が横長直方体形状を有しており、
前記第二の液体導入孔が、液体滞留空間の一端の上部に設けられており、
前記第一の液体導入孔が、前記液体滞留空間の他端の上部に設けられている、前記発明（８）の複連ノズルである。
【００１９】
本発明（１１）は、前記発明（１）〜（１０）のいずれか一つの複連ノズルと、
前記複連ノズルに対して水蒸気を供給する蒸気発生部と、
前記複連ノズルに対して液体を供給する水供給部と、を具備する基板処理装置である。
【００２０】
本発明（１２）は、前記複連ノズルに対して不活性ガス又は清浄空気を供給するガス供給部を更に具備する、前記発明（１１）の基板処理装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る複連ノズルによれば、一回のスキャンによって効率的に広い面積の基板を処理できるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る気体滞留部を設けることによって、第二の気体導入孔から導入される気体が、一旦滞留した後に各ノズルへと供給されるため、複連ノズルを構成する各加速ノズルから噴出される混相流体の噴出量が均一になるという効果を奏する。特に気体滞留空間内に遮蔽棒を設けることによって、第二の気体導入孔から導入される気体の流れが遮蔽されて、気体滞留部を設けることによる均一性の向上効果が顕著となる。
【００２３】
複連ノズルの横方向の広がり幅Ｗと距離Ｐの比を上記に示すような範囲とすることによって、各ノズル下及びノズル噴出口間における衝撃力分布は高い均一性を示す。また、ノズル噴出口間にスリットを設けることによって衝撃力分布の均一性は更に高まる。
【００２４】
液体滞留部を更に有することによって、各ノズルへと供給される水の量が一定となるため、噴射される混相流体も均一になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る複連ノズルの正面図である。
【図２】図２は、本発明に係る複連ノズルの側面図である。
【図３】図３は、本発明に係る複連ノズルの底面図である。
【図４】図４は、本発明に係る複連ノズルの平面図である。
【図５】図５は、広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）と距離Ｐの説明図である。
【図６】図６は、本発明に係る複連ノズルのスリットの構造を示す写真である。
【図７】図７は、遮蔽棒の構造を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図９】図９は、本発明に係る複連ノズルから混相流体が噴射される様子を示した写真である。
【図１０】図１０は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明に係る複連ノズルからの噴出される流体の衝撃力を横方向に位置を変化させながら測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１〜４は、本発明に係る複連ノズルの形態を示す。図１は本発明に係る複連ノズルの正面図であり、図２は本発明に係る複連ノズルの側面図であり、図３は本発明に係る複連ノズルの底面図であり、図４は本発明に係る複連ノズルの平面図である。尚、破線で表現した部分は、複連ノズルの内部の構造を示す透視線である。
【００２７】
本発明に係る複連ノズル１は、加速ノズル１００を複数備え、該加速ノズルが並列に配された複連加速ノズル部１０を具備する。複数の加速ノズル１００は、互いに噴出方向が並行になるように配列されている。ここでは、加速ノズル１００が８本設けられた例（１００ａ〜ｈ）を示しているが、ノズルの本数には特に限定されない。
【００２８】
図２を用いて加速ノズル１００の詳細を説明する。加速ノズル１００は、該ノズルの上流に設けられノズル内で最大断面積を有する第一の気体導入孔１０１と、該第一の気体導入孔よりも下流であり、加速流路の側面に設けられた第一の液体導入孔１０３と、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路１０５と、加速された混相流体が噴射される噴出口１０７とを有する。加速流路１０５は断面積が下流に向かうにつれて小さくなる導入路１０５１、該導入部の終端に形成された流路内で最小断面積を有する絞り部１０５３、該絞り部と連続的に形成されており下流に向かうにつれて断面積が大きくなる加速路１０５５を有する。尚、第一の気体導入孔１０１の断面積のほうが、第一の液体導入孔１０３の断面積よりも大きいことが好適である。このような構成をとることによって、連続相の気体と、分散相の液滴からなる混相流体を噴射し易くなる。尚、噴出口１０７の断面形状は、円形であっても、楕円形であっても、スリット形であってもよい。
【００２９】
複連加速ノズル部１０は、加速ノズル１００の噴出口１０７ａ〜ｈが横方向に一連に配置されている（図１）。
【００３０】
図５に示すように、加速ノズルの噴出口１０７の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．０１〜２．０であることが好適であり、０．２〜１．０であることがより好適である。当該範囲の比とすることによって、複連ノズルから噴射される混相流体に隙間がなくなり、対象物に与える衝撃力が均一となる。当該比よりも大きな値とすると、噴出口と噴出口の間が開きすぎて複連ノズルから噴射される混相流体に隙間が発生し、噴出口下と噴出口間で衝撃力に著しい差が発生する。尚、後述の加速ノズル噴出口間のスリット１０９を設けた場合（図５（ｂ））、噴出口の横幅は、スリットの上端部における横幅を意味する（図５（ｃ））。
【００３１】
更に、図３、図６に示すように、複連ノズル部の噴出口１０７は、隣合う噴出口をつなぎ噴出方向に開放するスリット１０９が設けられていることが好適である。尚、図６の丸で囲った部分がスリット１０９である。スリット１０９は、各噴出口１０７の間に設けられている（スリット１０９ａ〜ｇ）。当該スリットを設けることによって、複連ノズルのから噴出される混相流体の衝撃力を損なうことなく噴流の広がりが増すため、衝撃力の均一性が更に高まる。
【００３２】
尚、本発明においてスリットの幅は、噴出口の縦方向の幅に対する比（［スリット幅］／［噴出口の縦方向の幅］）で、０．３〜１．０の範囲が好適である。スリットの深さは、噴出口から１〜１０ｍｍが好適である。このような幅及び深さを有することによって、衝撃力の均一性が高まる。
【００３３】
本発明に係る複連ノズル１は、第一の気体導入部１０１へと均一に気体を導入するための気体滞留部２０を具備する。気体滞留部２０は、第二の気体導入孔２０１、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間２０３を備える。
【００３４】
気体滞留空間２０３は、その入り口付近において第二の気体導入孔２０１の断面積よりも広い断面積を有し、下流に向かうにしたがって狭い断面積となる形状を有する。滞留空間出口２０３１は、前記複連ノズル部１０の複数の第一の気体導入孔１０１を囲い込む。導入された気体が滞留空間２０３で滞留することによって、気体が均一な圧力で各加速ノズルの第一の気体導入孔１０１に供給される。したがって、各加速ノズルから噴出される気体の量が均一となる。
【００３５】
前記気体滞留部２０は、滞留空間２０３内の第二の気体導入孔２０１の近傍に、当該第二の気体導入孔２０１から噴出される気体を拡散する遮蔽棒２０５を更に備える。図７は、遮蔽棒２０５の構造を示す図であり、図７（ａ）は側面図であり、図７（ｂ）は正面図であり、図７（ｃ）はａａ断面図である。遮蔽棒２０５は、滞留空間２０３を形成する壁面に架設されている。遮蔽棒２０５を配することで、第二の気体導入孔２０１から噴出される気体流が遮蔽されて、気体滞留空間２０３を滞留せずに第二の気体導入孔２０１の直下流部に存在する複連ノズルに偏って気体が供給されることを防止する。
【００３６】
遮蔽棒２０５は、図７に示すように、第二の気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位２０５１を有することが好適である。尚、角形状傾斜部位２０５１の傾斜角度θは、特に限定されないが、３０°〜１５０°が好適であり、６０°〜１２０°がより好適であり、９０°が特に好適である。このような範囲の傾斜角度とすることによって、適度な遮蔽効果が得られ、各加速ノズルへの気体の供給量の均一性が高まる。また、遮蔽棒２０５の側面に、溝２０５３を設けて角形状傾斜部位の位置を回動可能に構成してもよい。
【００３７】
図４に示されるように、遮蔽棒２０５の幅ｄａは、第二の気体導入孔２０１の内径ｄｂよりも大きいことが好適である。遮蔽棒２０５の幅ｄａとは、第二の気体導入孔２０１の方向に対して垂直な成分の最大幅を意味する。当該構成により、気体流の遮蔽効果が顕著となり、各ノズルから噴出される気体の均一性が高まる。
【００３８】
本発明に係る複連ノズル１は、第一の液体導入部１０３へと均一に水を導入するための液体滞留部３０を具備する。液体滞留部３０は、第二の液体導入孔３０１、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間３０２、を備える。液体滞留部３０は、複連ノズルの側面に設けられている。液体滞留空間３０２は、横長直方体形状を有している。更に、第二の液体導入孔３０１が、液体滞留空間３０２の横方向一端の上面に設けられており、液体供給孔３０３が、前記液体滞留空間の横方向他端の第一の液体導入部１０３に隣接する上部に設けられている。当該液体滞留部３０は、上記の気体滞留部２０により各加速ノズルへの気体供給量が均一になる場合には、特に、液体供給量が均一となる。
【００３９】
図８は、本発明に係る基板処理装置５００の全体図である。本装置５００は、水蒸気供給部（Ａ）、ガス供給部（Ｂ）、水供給部（Ｃ）、２流体調整部（Ｄ）、混相流体噴射部（Ｅ）、基板保持・回転・上下機構部（Ｆ）を有する構成である。以下、各部を詳述する。
【００４０】
（Ａ）水蒸気供給部
水蒸気供給部（Ａ）は、純水を供給するための水供給管５１１と、所定温度Ｄ１（℃）以上に加温して水蒸気を発生させ、水蒸気の発生量を制御して水蒸気を所定値Ｃ１（ＭＰａ）に加圧する蒸気発生器５１２と、蒸気の供給及びその停止を司る開閉可能な水蒸気開閉バルブ５１３と、蒸気発生器５１２から下流に供給される水蒸気の圧力を計測するための圧力計５１４と、蒸気供給圧力を所望の値に調整するための水蒸気圧力調整バルブ５１５と、供給水蒸気内の微小液滴量を調整する温度制御機構付き加熱蒸気生成器兼飽和蒸気湿り度調整器５１６と、安全装置としての安全弁５１７と、から構成される。水蒸気の流量及び圧力は、水蒸気圧力調整バルブ５１５のみで制御することが可能である。
【００４１】
（Ｂ）ガス供給部
ガス供給部（Ｂ）は、不活性ガス又は清浄空気を供給するためのガス供給管５２１と、不活性ガス又は清浄空気の供給圧力を所望の値に調整するためのガス圧力調整弁５２２と、不活性ガス又は清浄空気の停止及び再開を司り、流量を所望の値に調整するためのガス開閉兼用流量調整バルブ５２３と、不活性ガス又は清浄空気の温度を調整するためのガス温度制御機構付加熱部５２４と、下流に供給される気体の圧力を計測するためのガス流量計５２５と、から構成される。元圧をガス圧力調整弁５２２で、一定（０．４ＭＰａ程度）とし、出力流量を開閉兼用流量調整バルブ５２３で制御することが可能である。
【００４２】
（Ｃ）水供給部
水供給部（Ｃ）は、水を供給するための水供給管５３１と、水に熱エネルギーを持たせるための水温度制御機構付加熱部５３２と、水の流量を確認するための水流量計５３３と、下流への水の供給の停止及び再開を司る下流供給用水開閉バルブ５３４と、流量を調整するため及び水が気体配管内に円滑に導入されるためのオリフィス（流量調整バルブ）５３５から構成される。尚、当該液体（ここでは水）をノズルに供給する場合、従来のような窒素ガス等の混合体でないことが好適である。液体に気体を均等に混ぜることはできず、前述の混合体とした場合、不連続に気泡が配管内に入ることが危惧されるからである。但し、当該液体（ここでは水）に溶けるガス、例えば水であればＣＯ２を溶かした液体状態でノズルに供給してもよい。水の流量は、一定圧力（通常０．４ＭＰａ）を純水のタンク（図示せず）にかけた状態で、その出力をオリフィス（流量調整バルブ）５３５を調節して、水流量計５３３により確認しながら制御できる。
【００４３】
（Ｄ）２流体調整部
２流体調整部（Ｄ）は、生成された２流体の温度や飽和水蒸気の湿り度を調整するための２流体温度制御機構付加熱部５４１を有している。
【００４４】
（Ｅ）混相流体噴射部
混相流体噴射部（Ｅ）は、対象物に対して混相流体を噴射するための、前後左右方向（図８のＸ軸ノズルスキャン範囲又はＹ軸ノズルスキャン範囲）に移動可能な複連ノズル１と、ノズルの移動を円滑に行うためのするためのフレキシブル配管５５２と、流体のノズル直前の圧力を計測するための圧力計５５３と、から構成される。複連ノズル１は、Ｘ軸方向にスキャンすることにより、効率的に基板を処理することができる。尚、図８に示すノズルは、複合ノズル１の側面の概略構成図である。
【００４５】
（Ｆ）基板保持・回転部
基板保持・回転部（Ｆ）は、対象物（基板）を搭載・保持可能なステージ５６１と、ステージ５６１を回転させるための回転モーター５６２とから構成される。
【００４６】
以下、本発明に係る装置の作用を説明する。
本発明に係る装置においては、水蒸気供給部から供給される水蒸気と、水供給部から供給される水とを複連ノズル１内で混合して生成した混相流体を噴射する。尚、不活性ガス又は清浄空気を混合することで、水蒸気の噴射量を低く抑えながら、高い圧力を得ることができる。例えば、希少金属のリフトオフ工程にて、レジストを残留させつつ、希少金属のみを剥離回収することが可能となるため、水蒸気の中に、不活性ガス又は清浄空気を混合させてもよい。
【００４７】
本発明に係る複合ノズル１の第二の気体導入孔２０１には、水蒸気供給部から供給される水蒸気や、ガス供給部からの気体が導入される。当該第二の気体導入孔から導入された気体は、遮蔽棒２０５によって一旦流れが遮断され、空気滞留空間２０３内で滞留した後に、各加速ノズル１００の第一の気体導入孔１０１へと均一に供給される。
【００４８】
一方、複連ノズル１の第二の液体導入孔３０１には、水供給部から水が供給される。この際、供給される水は、薬液を添加して混合したものを使用してもよい。第二の液体導入孔３０１から導入された水は、液体滞留空間３０２の底面部へと流れた後、当該滞留空間内で滞留して、当該空間内の上部に設けられた液体供給孔３０３から、各加
速ノズルの第一の液体導入孔１０３へと均一に供給される。
【００４９】
複連加速ノズル部１０内の各加速ノズル内では、第一の気体導入孔１０１から導入された気体と、加速流路側面の第一の液体導入孔１０３から供給された液体が、当該加速流路によって、加速され噴出口１０７から噴出される。各ノズルの気体と液体の供給量が均一であるため、各ノズルから噴射される混相流体の量は均一となる。
【００５０】
上記のように、混相流体を噴射させながら、複連ノズル１を噴出口１０７が連なった横方向（Ｙ軸）に対して垂直方向（Ｘ軸）に基板を走査することによって、効率的に基板全体を処理することができる。また、各加速ノズルから噴出される混相流体の量が均一であることによって、基板表面上を均一に処理することができる。更に、噴出口１０７にスリット１０９を設けることによって、衝撃力を均一にすることができるため、一度のスキャン処理で均一に基板を処理することができる。
【実施例】
【００５１】
例１
以下の条件下、加速ノズル部を７本とした本発明に係る複連ノズル１用いて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される流体の状態を観察した。結果を図９に示す。更に、当該条件により、電極配線パターンが形成されたレジスト表面に金の薄膜が形成された基板に対して混相流体（気体：蒸気＋空気、液体：水）を噴射して、不要な金のリフトオフを行なった。
【００５２】
気体全体の圧力：０．３４ＭＰａ
蒸気の温度：６８℃
蒸気の流量：１５ｋｇ／Ｈｒ・本
空気の温度：２５℃
空気の流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ・本
純水の流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ・本
純水の温度：２０℃
ノズルＧＡＰ：１０ｍｍ
ノズルスキャン：１５ｍｍ／ｓ
【００５３】
例２
比較実験として、遮蔽棒、噴出口スリットを設けていない、Ｐ／Ｗ比：７．０であること以外は例１と同じ構造の複連ノズルを用いた以外は、例１と同様の条件にて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される混相流体の状態を観察した。結果を図９に示す。更に、当該条件により、電極配線パターンが形成されたレジスト表面に金の薄膜が形成された基板に対して混相流体（気体：蒸気＋空気、液体：水）を噴射して、不要な金のリフトオフを行なった。
【００５４】
以上の結果、例１に係る複連ノズルで混相流体を噴射する場合、例２のものの場合と比較して、各ノズルからの噴射量が均一になっていることが観察された（図９）。更に、金のリフトオフを行なったところ、例１に係る複連ノズルを使用した場合には、均一に金がリフトオフされている様子が観察されたが、例２に係る複連ノズルの場合には、一部の金がリフトオフされずに残っている様子が観察された。
【００５５】
打撃力の均一性の実験
以下の条件下、加速ノズルを７本とした本発明に係る複連ノズル１用いて、混相流体を噴射して、各ノズルからの噴出される流体の衝撃力を測定した。尚、衝撃力の測定にはロードセルを用いた。結果を図１０、図１１に示す。
【００５６】
気体全体の圧力：０．３４ＭＰａ
蒸気の温度：６８℃
蒸気の流量：１５ｋｇ／Ｈｒ・本
空気の温度：２５℃
空気の流量：１５０Ｌ／ｍｉｎ・本
純水の流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ・本
純水の温度：２０℃
ノズルＧＡＰ：１０ｍｍ
ノズルスキャン：０ｍｍ／ｓ
【００５７】
以上の結果から、遮蔽棒が設けられていない場合には、中心に位置する加速ノズルからの気体の噴射量が多くなり、液体の噴射量が少なくなる。遮蔽棒を設けることによって各ノズルからの気体、液体の各噴出量が均一になる。特に、角度が６０°〜１２０°においては各ノズルからの噴出量は高い均一性を有していた。
【００５８】
更に詳細に、１８０°遮蔽棒を設けて、噴出口スリットを設けていない、複連ノズルと、例１で用いた複連ノズルを用いて衝撃力の詳細な測定を行った。上記の噴射条件において、複連ノズルの片端から他端にかけて、ノズル横方向位置を変化させながら衝撃力を測定した。結果を図１２に示す。
【００５９】
結果、噴出口間に［スリット幅］／［噴出口の縦方向の幅］：０．４、スリットの深さ：５ｍｍのスリット設けて、遮蔽棒の角形状傾斜部位の傾斜角度を９０°とすることによって、各ノズル下、ならびにノズル噴出口間における衝撃力分布は高い均一性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るノズル及び装置は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ、ハードディスクなどの記録媒体、プリント基板、太陽電池基板等の製造工程における剥離、洗浄工程や、発光ダイオード、半導体レーザなど発光デバイス製造プロセスの電極形成工程で用いられる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 複連ノズル
１０ 複連加速ノズル部
１００ 加速ノズル
１０１ 第一の気体導入孔
１０３ 第一の液体導入孔
１０５ 加速流路
１０７ 噴出口
２０ 気体滞留部
２０１ 第二の気体導入孔
２０３ 気体滞留空間
２０５ 遮蔽棒
３０ 液体滞留部
３０１ 第二の液体導入孔
３０２ 液体滞留空間
Ａ 水蒸気供給部
Ｂ ガス供給部
Ｃ 水供給部
Ｄ ２流体調整部
Ｅ 混相流体噴射部
Ｆ 基板保持・回転・上下機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の気体導入孔、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズルを複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部を具備する複連ノズル。
【請求項２】
第二の気体導入孔、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間、を備える気体滞留部を更に具備する、請求項１記載の複連ノズル。
【請求項３】
前記気体滞留部は、前記気体滞留空間内の第二の気体導入孔の近傍に、当該第二の気体導入孔から噴出される気体を拡散する遮蔽棒を更に備える、請求項２記載の複連ノズル。
【請求項４】
前記遮蔽棒の幅が前記気体導入孔の内径よりも大きい、請求項３記載の複連ノズル。
【請求項５】
前記遮蔽棒が、前記気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位を有する、請求項３又は４記載の複連ノズル。
【請求項６】
前記角形状傾斜部位の傾斜角が、３０〜１５０°である、請求項５記載の複連ノズル。
【請求項７】
前記複数の加速ノズルは、各々の噴出口が横方向に一連に配置されており、
前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．２〜１．０である、請求項１〜６のいずれか一項記載の複連ノズル。
【請求項８】
前記噴出口は、隣接する噴出口をつなぎ、噴出方向に開放するスリットが設けられている、請求項７記載の複連ノズル。
【請求項９】
第二の液体導入孔、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間、を備える液体滞留部を更に具備する、請求項１〜８のいずれか一項記載の複連ノズル。
【請求項１０】
前記液体滞留部が、前記複連ノズルの側面に設けられており、
前記液体滞留空間が横長直方体形状を有しており、
前記第二の液体導入孔が、液体滞留空間の一端の上部に設けられており、
前記第一の液体導入孔が、前記液体滞留空間の他端の上部に設けられている、請求項９記載の複連ノズル。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項記載の複連ノズルと、
前記複連ノズルに対して水蒸気を供給する蒸気発生部と、
前記複連ノズルに対して液体を供給する水供給部と、を具備する基板処理装置。
【請求項１２】
前記複連ノズルに対して不活性ガス又は清浄空気を供給するガス供給部を更に具備する、請求項１１記載の基板処理装置。
【請求項１】
第一の気体導入孔、前記第一の気体導入孔よりも下流に設けられた第一の液体導入孔、該第一の気体導入孔から供給された気体及び該第一の液体導入孔から供給された液体を加速する加速流路、及び加速された混相流体が噴射される噴出口を有する加速ノズルを複数備え、該加速ノズルが並列に配されている、複連加速ノズル部を具備する複連ノズル。
【請求項２】
第二の気体導入孔、該第二の気体導入孔から供給された気体を滞留させて、前記第一の気体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して気体を供給する気体滞留空間、を備える気体滞留部を更に具備する、請求項１記載の複連ノズル。
【請求項３】
前記気体滞留部は、前記気体滞留空間内の第二の気体導入孔の近傍に、当該第二の気体導入孔から噴出される気体を拡散する遮蔽棒を更に備える、請求項２記載の複連ノズル。
【請求項４】
前記遮蔽棒の幅が前記気体導入孔の内径よりも大きい、請求項３記載の複連ノズル。
【請求項５】
前記遮蔽棒が、前記気体導入孔の方向に対向した角形状傾斜部位を有する、請求項３又は４記載の複連ノズル。
【請求項６】
前記角形状傾斜部位の傾斜角が、３０〜１５０°である、請求項５記載の複連ノズル。
【請求項７】
前記複数の加速ノズルは、各々の噴出口が横方向に一連に配置されており、
前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向の広がり幅Ｗ（［絞り部横幅］−［噴出口横幅］）／２）に対する、前記複数の加速ノズルの噴出口の横方向端部から隣接する噴出口の横方向端部の距離Ｐの比（［Ｐ］／［Ｗ］）が、０．２〜１．０である、請求項１〜６のいずれか一項記載の複連ノズル。
【請求項８】
前記噴出口は、隣接する噴出口をつなぎ、噴出方向に開放するスリットが設けられている、請求項７記載の複連ノズル。
【請求項９】
第二の液体導入孔、該第二の液体導入孔から導入された液体を滞留させて、前記第一の液体導入孔を介して前記複数の加速ノズルに対して液体を供給する液体滞留空間、を備える液体滞留部を更に具備する、請求項１〜８のいずれか一項記載の複連ノズル。
【請求項１０】
前記液体滞留部が、前記複連ノズルの側面に設けられており、
前記液体滞留空間が横長直方体形状を有しており、
前記第二の液体導入孔が、液体滞留空間の一端の上部に設けられており、
前記第一の液体導入孔が、前記液体滞留空間の他端の上部に設けられている、請求項９記載の複連ノズル。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項記載の複連ノズルと、
前記複連ノズルに対して水蒸気を供給する蒸気発生部と、
前記複連ノズルに対して液体を供給する水供給部と、を具備する基板処理装置。
【請求項１２】
前記複連ノズルに対して不活性ガス又は清浄空気を供給するガス供給部を更に具備する、請求項１１記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図６】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図６】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７４７４１（Ｐ２０１２−１７４７４１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３２６７７（Ｐ２０１１−３２６７７）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０３１８７０７３）アクアサイエンス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０３１８７０７３）アクアサイエンス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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