(57)【要約】【課題】微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージの発生を防いで、基板に付着した汚染物質を除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、微細粒子の液滴を吐出するノズル１０と、ノズル１０から吐出した液滴をさらに微細化して基板Ｗに供給する液滴微細化手段とを備え、例えば液滴微細化手段は保持部材２３であり、保持部材２３は、複数のノズル部２１，２２から吐出した液滴が互いに交差するように複数のノズル部２１，２２を配置して、複数のノズル部２１，２２から吐出する液滴を互いに交差することで液滴の粒子の衝突により発生させる液滴交差領域Ｈを形成させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して液滴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、
前記液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出した前記液滴をさらに微細化して前記基板に供給する液滴微細化手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記ノズルは、複数のノズル部を有しており、
前記液滴微細化手段は、複数の前記ノズル部から吐出した前記液滴が互いに交差するように複数の前記ノズル部を配置して、複数の前記ノズル部から吐出する前記液滴を互いに交差することで前記液滴の粒子の衝突により発生させる液滴交差領域を形成させ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】
前記液滴微細化手段は、前記ノズルから吐出した前記液滴に対して気体を供給する気体供給ノズルであ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】
前記気体供給ノズルからの前記気体の流れを前記ノズルから吐出した前記液滴に対して供給することにより、前記液滴に乱流を発生させることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ノズルは、複数の前記ノズル部と、複数の前記ノズル部を一体構造に保持する保持部材と、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６】
前記ノズルと前記気体供給ノズルは、保持部材により一体構造になっていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板に対して液滴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、
ノズルから微細粒子の前記液滴を吐出して、
前記ノズルから吐出した前記液滴を、液滴微細化手段によりさらに微細化して前記基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【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、近年の半導体基板では、基板上に微細なパターンが形成されており、基板のパターンに付着した汚染物質を除去するために、基板に液滴を供給すると、その液滴の力により、パターン倒壊等のダメージが発生する状況になっている。
【０００６】
パターン倒壊等のダメージの発生を抑制するためには、基板に供給する液滴のエネルギーをコントロールすることが重要であり、ノズルの形状等により液滴の大きさや飛翔速度等をコントロールすることにより抑制しようとしている。従来のスプレーノズルとして二流体ノズルを用いることがある。この二流体ノズルでは、液体と気体をノズルに供給して、ノズル内部で気体と液体を混合して微細な液滴を生成する。
【０００７】
しかし、基板のパターンの微細化が進み、従来の二流体ノズルから基板に供給する液滴のエネルギーをコントロールするだけでは、微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージを発生させ易い状況にある。すなわち、従来の二流体ノズルを用いて基板に液滴を衝突させて基板の洗浄を行う場合に、汚染物質の除去効率を上げることと、パターンのダメージを低減することを両立させることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージの発生を防いで、基板に付着した汚染物質を除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板処理装置は、基板に対して液滴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、
前記液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出した前記液滴をさらに微細化して前記基板に供給する液滴微細化手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージの発生を防いで、基板に付着した汚染物質を除去することができる。
【００１１】
本発明の基板処理装置では、前記ノズルは、複数のノズル部を有しており、
前記液滴微細化手段は、複数の前記ノズル部から吐出した前記液滴が互いに交差するように複数の前記ノズル部を配置して、複数の前記ノズル部から吐出する前記液滴を互いに交差することで前記液滴の粒子の衝突により発生させる液滴交差領域を形成させることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルから吐出する液滴は、液滴交差領域により更なる微細な液滴を生成して基板に供給して基板のパターンの汚染物質を除去できる。
【００１２】
本発明の基板処理装置では、前記液滴微細化手段は、前記ノズルから吐出した前記液滴に対して気体を供給する気体供給ノズルであることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルから吐出する液滴は、気体が供給されることで更なる微細な液滴を生成して基板に供給して基板のパターンの汚染物質を除去できる。
【００１３】
本発明の基板処理装置では、前記気体供給ノズルからの前記気体の流れを前記ノズルから吐出した前記液滴に対して供給することにより、前記液滴に乱流を発生させることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルから吐出する液滴は、気体が供給されることで乱流を発生させて微細な液滴を生成して基板に供給して基板のパターンの汚染物質を除去できる。
【００１４】
本発明の基板処理装置では、前記ノズルは、複数の前記ノズル部と、複数の前記ノズル部を一体構造に保持する保持部材と、を有することを特徴とする。上記構成によれば、複数のノズル部を一体的に移動することができ、構造を簡単化することができる。
【００１５】
本発明の基板処理装置では、前記ノズルと前記気体供給ノズルは、保持部材により一体構造になっていることを特徴とする。上記構成によれば、ノズルと気体供給ノズルを一体的に移動することができ、構造を簡単化することができる。
【００１６】
本発明の基板処理方法は、基板に対して液滴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、
ノズルから微細粒子の前記液滴を吐出して、
前記ノズルから吐出した前記液滴を、液滴微細化手段によりさらに微細化して前記基板に供給することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージの発生を防いで、基板に付着した汚染物質を除去することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、微細化の進んだパターンの倒壊のようなダメージの発生を防いで、基板に付着した汚染物質を除去することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】本発明の実施形態２の基板処理装置の処理ユニットを示す図である。
【図５】図４の示す処理ユニットのスプレーノズルの構造図である。
【図６】本発明の基板処理装置により生成されて基板に供給される液適の粒子の大きさの分布と、従来の二流体ノズルにより生成されて基板に供給される液滴の粒子の大きさの分布を比較して示す図である。
【図７】本発明の基板処理装置により基板に供給された液滴により得られる基板上のパーティクルの除去率と、従来の二流体ノズルから基板に供給された液滴により得られる基板上のパーティクルの除去率とを比較して示す図である。
【図８】エネルギーに対する液滴の発生頻度を示す図である。
【図９】図９（Ａ）と図９（Ｂ）は、本発明の基板処理装置でのノズル部から噴射した場合における液滴の衝突および分裂の例を示しており、図９（Ｃ）は、液滴が衝突するだけの比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図２に示す処理室１５内には、スプレーノズル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。
【００２９】
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、処理ユニット４の外部に排出して回収できるようになっている。排出部１５Ｈの先には排出用のポンプ（図示しない）が接続されている。処理ユニット４は、基板を処理ユニット４に出し入れするためのシャッター１５Ｓを有している。
【００３０】
図２と図３を参照して、スプレーノズル１０の構造について説明する。図３は、スプレーノズル１０の内部構造例を詳しく示す図である。
【００３１】
図２に示すように、スプレーノズル１０は、例えば二流体ノズルである。スプレーノズル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、微細な粒子の揃った液滴を、基板Ｗの面Ｓに渡って吐出することができる。
【００３２】
図２と図３に示すように、スプレーノズル１０は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２を有している。これらの第１ノズル部２１と第２ノズル部２２は、共に二流体ノズルであり、好ましくは保持部材２３により、一体的に保持されている。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の移動に際して相互にずれを生じることなく、複数の二流体ノズル部２１，２２を一体的に移動することができ、構造を簡単化することができる。
【００３３】
図３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を有しており、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（汚染物質）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、高い洗浄力を持った二流体ノズルが使用される。
【００３４】
図３に示す第１ノズル部２１の第１通路３１と第２通路３２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。
【００３５】
図３において、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Ｍを生成できる。
【００３６】
図３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Ｍ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Ｍが生成される。
【００３７】
図９（Ａ）は、本発明の基板処理装置でのノズル部２１，２２から噴射を用いた場合における液滴の衝突の例を模式的に示しており、図９（Ｂ）は、ノズル部２１，２２から噴射を用いた場合における液滴の分裂の例を模式的に示し、図９（Ｃ）は、液滴が衝突するだけの比較例を模式的に示している。
【００３８】
図９（Ａ）に示すように、破線の矢印で示す気流２００が互いに反対方向から流れると、これらの気流２００による乱流が発生して、液滴Ｍの方向性が乱れることにより液滴Ｍ同士が衝突して、粒径の微細な液滴Ｎを生成できる。しかも、図９（Ｂ）に示すように、気流２００による乱流が発生して液滴Ｍは反対方向に力がかかることで分裂されるので、粒径の微細な液滴Ｎを生成できる。
【００３９】
これに対して、図９（Ｃ）に示す比較例では、気流３００が液体３０１に対してＶ方向に流れだけであるので、液体３０１同士が衝突したり、分裂することが難しい。
【００４０】
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。
【００４１】
図２と図３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保持部材２３により一体型に保持されている。
【００４２】
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は、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から吐出されて微細化された液滴Ｍと第２ノズル部２２から噴出されて微細化され、液滴Ｍ同士を衝突および分裂させて更なる微細化を行うことで、更なる微細化により生成された液滴Ｎが生成できる。このように更なる微細化により生成された液滴Ｎは、その粒径が微細に制御されており、液滴Ｎは基板Ｗに到達するようになっている。
【００４３】
液滴微細化手段は保持部材２３である。保持部材２３は、スプレーノズル１０の第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出した液滴Ｍを、さらに微細化した液滴Ｎにして基板Ｗに供給するために、複数の第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出した液滴Ｍが互いに交差するように、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２を保持している。この保持部材２３は、第１ノズル部２１と第２ノズル部２２から吐出する液滴Ｍを互いに交差する液滴交差領域Ｈを形成させる。液滴交差領域Ｈでは、液滴Ｍの粒子の衝突および分裂により更に微細な粒径を有する液滴Ｎを発生させることができる。
【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Ｎを生成することができる。
【００４５】
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と図３を参照して説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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Ｍ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Ｍ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Ｍが生成される。
【００４９】
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Ｍと第２ノズル部２２から噴出されて微細化された液滴Ｍを、衝突および分裂させることにより液滴交差領域Ｈを形成して、液滴Ｍ同士を衝突および分裂させて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Ｎは、その粒径が微細に制御されており、液滴Ｎは基板Ｗに到達するようになっている。
【００５０】
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Ｍが生成され、液滴Ｍ同士を液滴交差領域Ｈにおいて衝突および分裂させて第２段階の微細化である更なる微細化された液滴Ｎが生成できる。この液滴Ｎが基板Ｗの面に供給されることで、粒径が微細に制御された液滴Ｎ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上の汚染物質を除去できる。
【００５１】
（実施形態２）
次に、図４と図５を参照して、本発明の別の実施形態２を説明する。
【００５２】
図４は、本発明の実施形態２の基板処理装置の処理ユニット４Ａを示し、図５は、図４の示す処理ユニット４Ａのスプレーノズル１０Ａの構造を示している。
【００５３】
図４に示す処理ユニット４Ａの構成要素が、図２に示す処理ユニット４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。図４に示す処理ユニット４Ａの構成要素が、図２に示す処理ユニット４の構成要素と異なるのは、スプレーノズル１０Ａの構造である。
【００５４】
図４と図５に示すスプレーノズル１０Ａは、二流体ノズルであり、１つの二流体ノズル部７０を有している。１つの二流体ノズル部７０と２つの気体供給ノズル７３は、保持部材２３Ａにより一体型に保持されている。これにより、二流体ノズル７０と気体供給ノズル７３を一体的に移動することができ、構造を簡単化することができる。
【００５５】
図５に示すように、二流体ノズル部７０は、二流体ノズル構造を有しており、第１通路７１と第２通路７２を有している。第１通路７１と第２通路７２は、ノズル軸Ｔに対して同軸になるように形成されている。第１通路７１は断面円形であり、第２通路７２は第１通路７１の周囲に形成されている。
【００５６】
図５に示すように、二流体ノズル部７０の第１通路７１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、二流体ノズル部７０の第２通路７２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、二流体ノズル部７０の第１通路７１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、二流体ノズル部７０の第２通路７２には、気体供給部４４から気体を供給する。
【００５７】
液体が第１通路７１を通って噴射口７１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路７２を通って噴射口７２Ｂ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Ｍを生成できる。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。
【００５８】
一方、図５に示すように、２つの気体供給ノズル７３は、バルブ６１と配管６２を介して気体供給部６０に接続されている。２つの気体供給ノズル７３の噴射口が互いに近づくように傾斜して保持されており、２つの気体供給ノズル７３のノズル軸Ｐは、交差角度Ｇで交差している。２つの気体供給ノズル７３のノズル軸Ｐは、ノズル部７０のノズル軸Ｔに対してＧ／２の角度を形成している。２つの気体供給ノズル７３が、窒素ガス等の気体を、液滴Ｍ内に噴射することにより、液滴は乱流領域を通過して、液滴Ｍをさらに微細化するようになっている。２つの気体供給ノズル７３とこれらの２つの気体供給ノズル７３を保持する保持部材２３Ａは、液滴微細化手段１５０を構成している。
【００５９】
次に、基板処理装置の処理ユニット４Ａ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４と図５を参照して説明する。
【００６０】
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。
【００６１】
図４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、ノズル部７０の第１通路７１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、ノズル部７０の第２通路７２には、気体供給部４４から気体を供給する。従って、ノズル部７０では、微細化された液滴Ｍが生成される。図５に示すように、液体が第１通路７１を通って噴射口７１Ｂから噴射される際に、気体が第２通路７２を通って噴射口７２Ｂ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Ｍを生成できる。
【００６２】
図９（Ａ）に示すように、破線の矢印で示す気流２００が互いに反対方向から流れると、これらの気流２００による乱流が発生して、液滴Ｍの方向性が乱れることにより液滴Ｍ同士が衝突して、粒径の微細な液滴Ｎを生成できる。しかも、図９（Ｂ）に示すように、気流２００による乱流が発生して液滴Ｍは反対方向に力がかかることで分裂されるので、粒径の微細な液滴Ｎを生成できる。
【００６３】
これに対して、図９（Ｃ）に示す比較例では、気流３００が液体３０１に対してＶ方向に流れだけであるので、液体３０１同士が衝突したり、分裂することが難しい。
【００６４】
このように、ノズル部７０から噴出されて微細化された液滴Ｍには、２つの気体供給ノズル７３の噴出口から気体が噴射されることで、液滴Ｍはこの気体により発生する乱流によりさらに微細化される。乱流により液滴Ｍ同士を衝突および分裂させて更なる微細化を行うことで、更なる微細化された液滴Ｎを生成することができる。このように更なる微細化により生成された液滴Ｎは、その粒径が微細に制御されており、液滴Ｎは基板Ｗに到達するようになっている。
【００６５】
純水等の液体は、ノズル部７０から噴出されることで第１段階の微細化された液滴Ｍが生成され、さらにこの液滴Ｍは、乱流領域において衝突および分裂させることにより２段階目の微細化である更なる微細化された液滴Ｎが生成できる。この液滴Ｎ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Ｎ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上の汚染物質を除去できる。
【００６６】
図６は、本発明の基板処理装置により生成されて基板に供給される液適の粒子の大きさの分布８０と、従来の二流体ノズルにより生成されて基板に供給される液滴の粒子の大きさの分布８１と、を比較して示している。
【００６７】
図６に示すように、本発明の実施形態における分布８０の液滴の粒径の分布幅Ｃ１は、従来例の分布８１の液滴の粒径の分布幅Ｃ２に比べて狭くなっている。つまり、本発明の実施形態における分布幅Ｃ１は、従来例の分布幅Ｃ２に比べて、より狭い粒径幅に集中させることができ、本発明を用いることで、液滴の粒子径は微細化することができる。
【００６８】
図７は、本発明の基板処理装置により基板に供給された液適により得られる基板上のパーティクル（汚染物質）の除去率９０と、従来の二流体ノズルから基板に供給された液滴により得られる基板上のパーティクル（汚染物質）の除去率９１と、を比較して示している。図７の横軸はパーティクル除去率を示し、縦軸は基板のパターンのダメージ発生数を示している。本発明におけるパーティクルの除去率９０は四角の記号で示し、従来におけるパーティクルの除去率９１は丸の記号で示している。
【００６９】
図７に示すように、本発明の実施形態では、パーティクル除去率に関わらす、基板のパターンのダメージ発生率はゼロにすることができる。これに対して、従来例の二流体ノズルを用いる場合では、パーティクル除去率が増加すると、基板のパターンのダメージ発生率が急激に増加することが分かる。つまり、本発明の実施形態では、パーティクルを除去しても基板のパターンのダメージが発生せずに、パーティクル除去率を維持したままで、パターンの低ダメージ化を図ることができる。これに対して、従来例では、基板のパーティクルを除去すればするほど、基板のパターンのダメージが発生し易いのである。
【００７０】
図８は、エネルギーに対する液滴の発生頻度を示している。図８では、パーティクルが基板に付着するためのエネルギーレベルＥ１と、基板上のパターンに倒壊のようなダメージが加わる際のエネルギーレベルＥ２を示している。
【００７１】
図８に示すこれらのエネルギーレベルＥ１，Ｅ２の間には、本発明の基板処理装置により生成される液滴のエネルギー曲線Ｄ１と、従来例の液滴のエネルギー曲線Ｄ２が位置されている。しかし、液滴のエネルギー曲線Ｄ１はエネルギーレベルＥ１，Ｅ２の間に完全に入っているが、従来例の液滴のエネルギー曲線Ｄ２はエネルギーレベルＥ２と交差する部分Ｋが存在している。この交差する部分Ｋが存在するということは、従来例の液滴が基板のパターンに供給されると、パターンにダメージが加わることを意味している。図８においても、本発明の実施形態では、パーティクルを除去しても基板のパターンのダメージが発生せずに、パーティクル除去率を維持したままで、パターンの低ダメージ化を図ることができる。
【００７２】
本発明の実施形態では、微細粒子の揃った液滴を生成して、この液滴を基板に対して供給できる。このため、基板に与える液滴の圧力や流れの速さ分布のコントロール性を向上でき、基板のパターンに倒壊のようなダメージを発生させることなく、基板の汚染物質を除去できる。基板に与える液滴のエネルギーを小さい状態にコントロールすることができる。基板に与えるエネルギーを細かく（ファイン）にコントロールでき、基板上のパターンにダメージを発生させないようにして、パターンに残っている汚染物質を除去できる。液滴の粒径を容易に制御することができ、洗浄条件を任意にコントロールすることができる。液滴の粒径と粒子速度を別の制御因子により独立に制御でき、基板に供給する液滴の状態をコントロールできる。
【００７３】
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、保持部材２３により、一体化して保持されている。これにより、基板処理装置の内部において基板上に配置しなければならないノズルや配管等の構成要素の取り回しを簡単にできる。これに限らず、保持部材を無くして、第１ノズルと第２ノズルを別体としても良い。ノズルは、二流体ノズルに限定されず他の種類のノズル、例えば霧吹きのようなもので液滴が出るノズルであっても良い。
【００７４】
また、図５に示すノズル部７０と気体供給ノズル７３を、保持部材２３Ａにより一体化して保持されている。これにより、基板処理装置の内部において基板上に配置しなければならないノズルや配管等の構成要素の取り回しを簡単にできる。
【００７５】
保持部材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Ｎを生成して、基板Ｗに供給できる。
【００７６】
使用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。ノズルの材質を金属製のもの以外に、テフロン（登録商標）等の樹脂製のものであっても良い。
【００７７】
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】
【００７８】
１            基板処理装置
４，４Ａ      処理ユニット
１０，１０Ａ  スプレーノズル（ノズルの例）
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
２３          保持部材（液滴微細化手段の一例）
２３Ａ        保持部材（液滴微細化手段の一例）
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
７０          ノズル部
７３          気体供給ノズル（液滴微細化手段の一例）
１５０        液滴微細化手段
Ｌ            ノズル軸
Ｗ            基板（処理対象物）
Ｈ            液滴交差領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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