(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバブル、マイクロナノバブル、あるいはナノバブルのいずれかの微小気泡を含む液体を基板に供給して当該基板の洗浄処理を行う基板処理装置であって、
前記微小気泡を含む液体を生成する微小気泡液生成部と、
前記微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体から有機系の汚染物を除去する有機汚染除去装置であって、前記液体中に含まれる前記微小気泡を圧壊することなく、その波長またはエネルギー強度がコントロールされた紫外線を照射する有機汚染除去装置を含む異物除去機構部と、
この異物除去機構部を通過した前記液体並びに当該液体に含まれる前記微小気泡を前記基板に供給するチューブとを備え、
このチューブを介して前記基板に供給される、前記微小気泡を含む液体を用いて、前記基板の洗浄処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記異物除去機構部は、さらに前記微小気泡を含む液体から金属不純物を除去する金属不純物フィルタ、前記微小気泡を含む液体から溶存ガスを除去する溶存ガス除去機構、そして前記微小気泡を含む液体からパーティクル除去するパーティクル除去部の少なくとも１つを含む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】
前記微小気泡液生成部と前記異物除去機構部は、前記異物除去機構部を通過した前記微小気泡を含む液体を前記微小気泡液生成部に戻すための循環用の配管により接続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４】
マイクロバブル、マイクロナノバブル、あるいはナノバブルのいずれかの微小気泡を含む液体を生成する微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体から、異物除去機構部にて異物を除去した、前記微小気泡を含む前記液体を基板に供給して当該基板の洗浄処理を行う基板処理方法であって、
前記微小気泡液生成部により、前記微小気泡を含む液体を生成し、
前記異物除去機構部により、前記微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体に、当該液体中に含まれる前記微小気泡を圧壊することなく、その波長またはエネルギー強度がコントロールされた紫外線を照射して前記液体から有機系の汚染物を除去し、
前記異物除去機構部を通過した前記液体並びに当該液体に含まれる前記微小気泡を前記基板に供給して当該基板の洗浄処理を行う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する。
【背景技術】
【０００２】
一例として、基板処理装置は、基板の製造工程において基板に対して純水や薬液等の液体を供給して処理を行う。この種の基板処理装置では、基板に付着したパーティクルや液体中に浮遊するパーティクルを除去する必要がある。
【０００３】
基板のパーティクルを除去するために、特許文献１では、基板処理装置に対してマイクロバブル発生部を接続して、マイクロバブル発生部からマイクロバブルを含む純水を処理槽内の基板に供給することが提案されている。
【０００４】
このマイクロバブル発生部の構造は、特許文献１の図９に記載されており、マイクロバブル発生部は、ケーシングの中に送水管と、この送水管を取り囲む送気路とを形成した構造になっている。送気路は窒素ガス供給部と真空ポンプに接続されており、送気路を流れる窒素ガスの圧力は、真空ポンプの作動により調整してケーシング内を加減圧できる。
【０００５】
これにより、ケーシング内を減圧した場合には、送水管を流れる純水から余分な気体が過飽和となって析出し、その気体は中空子分離膜を通って送気路へ流出する。また、ケーシング内を加圧した場合には、送気路を流れる窒素ガスが、中空子分離膜を通って送水管内の純水中に加圧溶融するようになっている。
【特許文献１】特開２００６―１７９７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載されているマイクロバブル発生部を用いて微小気泡を含む液体を生成する際には、マイクロバブル発生部は金属部品を用いて構成するのが一般的である。しかし、金属部品を用いると、微小気泡を含む液体内には半導体ウェハを洗浄する際に悪影響を与える金属イオンが、金属部品から溶出して含まれてしまう。このため、基板を洗浄処理する際に、基板に金属イオンが付着してしまい、基板処理後の後工程において問題が生じるおそれがある。ＰＮ接合での電流リークや酸化膜の耐力不良があり、キャリアライフタイムの低下等を招き、半導体デバイスの電気的特性を致命的に劣化させることになる。
【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、異物を確実に除去することができる微小気泡生成装置、微小気泡生成方法および基板処理装置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、マイクロバブル、マイクロナノバブル、あるいはナノバブルのいずれかの微小気泡を含む液体を基板に供給して当該基板の洗浄処理を行う基板処理装置であって、
前記微小気泡を含む液体を生成する微小気泡液生成部と、
前記微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体から有機系の汚染物を除去する有機汚染除去装置であって、前記液体中に含まれる前記微小気泡を圧壊することなく、その波長またはエネルギー強度がコントロールされた紫外線を照射する有機汚染除去装置を含む異物除去機構部と、
この異物除去機構部を通過した前記液体並びに当該液体に含まれる前記微小気泡を前記基板に供給するチューブとを備え、
このチューブを介して前記基板に供給される、前記微小気泡を含む液体を用いて、前記基板の洗浄処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の微細気泡生成方法は、マイクロバブル、マイクロナノバブル、あるいはナノバブルのいずれかの微小気泡を含む液体を生成する微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体から、異物除去機構部にて異物を除去した、前記微小気泡を含む前記液体を基板に供給して当該基板の洗浄処理を行う基板処理方法であって、
前記微小気泡液生成部により、前記微小気泡を含む液体を生成し、
前記異物除去機構部により、前記微小気泡液生成部から供給される前記微小気泡を含む液体に、当該液体中に含まれる前記微小気泡を圧壊することなく、その波長またはエネルギー強度がコントロールされた紫外線を照射して前記液体から有機系の汚染物を除去し、
前記異物除去機構部を通過した前記液体並びに当該液体に含まれる前記微小気泡を前記基板に供給して当該基板の洗浄処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異物を確実に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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の微小気泡生成装置の好ましい第１実施形態を示している。
【００１４】
図１に示すように、微小気泡生成装置１０は、水供給部１１と、気体供給部２０と、微小気泡水生成部１２と、異物除去機構部３０を有している。
【００１５】
異物除去機構部３０は、金属イオン除去フィルタ１３と有機汚染除去装置１４と溶存ガス除去機構１５およびパーティクル除去部１６の少なくとも１つを含んでおり、これらの要素の配列の順序は、特に限定されない。
【００１６】
図１に示す水供給部１１は、バルブ１１Ｂを開けることにより、液体の一例として水を微小気泡水生成部１２に供給することができる。気体供給部２０は、気体の一例として窒素ガスを、バルブ２０Ｂを開けることにより、微小気泡水生成部１２に供給できる。
【００１７】
図１に示す微小気泡水生成部１２は、微小気泡液生成部の一例であり、気体供給部２０から供給された窒素ガス２１を例えば第１多孔質フィルタに通すことで多数の微小気泡を生成し、水供給部１１から供給された水２２を例えば第２多孔質フィルタに通すことで、生成された多数の微小気泡を、水の中に含ませる。これにより、微小気泡水生成部１２は、気体と水から多数の微小気泡を含む水２３を生成することができる。生成された微小気泡を含む液体２３は、金属イオン除去フィルタ１３に供給されるようになっている。
【００１８】
図１に示す異物除去機構部３０の金属イオン除去フィルタ１３は、微小気泡を含む水２３中の金属不純物を除去するためのフィルタであり、例えば好ましくはイオン交換樹脂を用いている。イオン交換樹脂としては、陰イオン交換樹脂または陽イオン交換樹脂の単床、あるいは両者の混床等を用いることができる。
【００１９】
異物除去機構部３０の有機汚染除去装置１４は、有機系の汚染物を除去する部分であり、例えば紫外線（ＵＶ）を、微小気泡を含む水２３に照射するようになっている。これにより、微小気泡を含む水２３中の有機汚染物を除去する。有機物汚染は、酸化膜の電気特性に影響を及ぼすために除去する。
【００２０】
紫外線の波長またはエネルギー強度をコントロールすることで、微小気泡を圧壊することなく、微小気泡を含む液体中の有機物の除去が可能となる。また、上記コントロールを行うことで効率的に微小気泡を含む液体から有機物を除去できる。
【００２１】
異物除去機構部３０の溶存ガス除去機構１５は、微小気泡を含む水２３中の溶存ガス、例えば酸素ガス、炭酸ガス等の様な溶存ガスを除去する脱気膜である。例えば、酸素ガスが溶存していたら、基板の酸化を促進してしまうために、酸素ガスを除去する必要がある。
【００２２】
異物除去機構部３０のパーティクル除去部１６は、微小気泡を含む水２３中のパーティクル等の固体異物を除去するフィルタである。基板にパーティクルを付着させると、基板の配線をショートさせたりして。半導体デバイスの電気特性に影響を及ぼすために、微小気泡を含む水２３中のパーティクル等の固体異物は除去する。パーティクル除去部１６を通過した微小気泡を含む液体２３は、洗浄装置１００に供給されるようになっている。
【００２３】
なお、微小気泡が金属イオン除去フィルタ１３やパーティクル除去部１６を通過しても、微小気泡は不定形であるので破裂しない。従来では洗浄装置に微小気泡を供給する時にフィルタ等が複数個必要だったのを、上記構成にすることでフィルタは１個にすることができ、構成を簡単化することができる。
【００２４】
図２は、図１に示す微小気泡生成装置１０と、洗浄装置１００の一例として基板処理装置を示している。
【００２５】
図２に示す洗浄装置１００は、基板保持部７１と、供給ノズルの操作部７２と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン７３と、カップ７４と、供給ノズル７５と、処理室７６を有する。
【００２６】
基板保持部７１は、円板のベース部材７７と、回転軸７８と、モータ７９を有しており、ベース部材７７の上には基板Ｗが着脱可能に固定されている。処理室７６内には、カップ７４と供給ノズル７５とベース部材７７と回転軸７８が収容されている。モータ７９が制御部８０の指令により動作することで、ベース部材７７はＲ方向に連続回転することができる。バルブ１１Ｂとバルブ２０Ｂは、制御部８０の指令により開閉量を制御できる。
【００２７】
図２に示す供給ノズル７５は、基板Ｗの上部に配置されており、供給ノズル７５は、操作部７２の動作により、Ｚ方向（上下方向）とＸ方向（基板の半径方向）に移動可能である。
【００２８】
図２に示す微小気泡生成装置１０のパーティクル除去部１６は、チューブ８１を介して供給ノズル７５に接続されている。従って、微小気泡を含む水２３は、チューブ８１を介して供給ノズル７５に供給できるので、微小気泡を含む水２３は供給ノズル７５を通じて基板Ｗの噴射できる。このように微小気泡を含む水２３を基板Ｗの表面に噴射することで、微小気泡の持つマイナス電位で、プラスにチャージされたパーティクルのような汚染物を包み込んで、この汚染物を微小気泡と共に基板Ｗの表面から除去できる。
【００２９】
微小気泡を含む水２３を生成する際に、たとえ金属イオンやパーティクル等の異物が溶け込んだとしても、異物除去機構部３０は金属イオンやパーティクル等の異物を確実に除去することができる。従って、基板Ｗを洗浄処理する場合に、基板Ｗに対して異物による悪影響が生じない。
【００３０】
（第２実施形態）
図３は、本発明の微小気泡生成装置の好ましい第２実施形態を示している。  
図３に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０Ｂが、図１と図２に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０と異なるのは、パーティクル除去部１６から微小気泡水生成部１２に対して循環用の配管３１が配置されていることである。そして、循環用の配管３１の途中には、図２に示す各洗浄装置１００側のチューブ８１が接続されている。これらの洗浄装置１００は、図２に示す洗浄装置１００と同じものである。また、微小気泡水生成部１２には、微小気泡を含む水２３の一部を必要に応じて排水するためのタンク４０を備えている。
【００３１】
図３に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０Ｂのその他の構成要素が、図１と図２に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０の対応する構成要素と同じであるので、同じ符号を記してその説明を用いる。
【００３２】
図３に示すように、パーティクル除去部１６から微小気泡水生成部１２に対して循環用の配管３１が配置されているので、１台の微小気泡生成装置１０Ｂから複数の洗浄装置１００の基板に対して、異物（汚染物）を含まない微小気泡を含む水２３を確実に供給することができる。また、微小気泡を含む水２３の一部あるいは全部を繰り返して再利用することができるので、気体と水の利用効率が向上する。
【００３３】
しかも、微小気泡生成装置１０Ｂでは、微小気泡水生成部１２において新たな微小気泡を含む水２３を生成する。しかも、パーティクル除去部１６から微小気泡水生成部１２に対して循環して戻ってきた微小気泡を含む水２３の一定量は、タンク４０に排水し、残りの微小気泡を含む水２３に対して新たな微小気泡を含む水２３を生成することができる。このため、微小気泡を含む水２３の中の微小気泡の量と、微小気泡を含む水２３の清浄度をコントロールすることができる。
【００３４】
上述した各本発明の実施形態では、異物除去機構部３０は、金属不純物フィルタ、有機汚染除去装置、溶存ガス除去機構、そしてパーティクル除去部の少なくとも１つを含むように構成することができる。しかも、異物除去機構部３０の各要素の配列順序は、特に限定されない。
【００３５】
なお、本発明の実施形態では、液体として純水を用いなくても通常の水を用いることができる。
【００３６】
本発明の微小気泡生成装置では、微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成装置であって、微小気泡を含む液体を生成する微小気泡液生成部と、微小気泡液生成部から供給される微小気泡を含む液体から、異物を除去する異物除去機構部と、を備える。これにより、微小気泡を含む液体から金属イオン等の異物を確実に除去することができる。
【００３７】
異物除去機構部は、微小気泡を含む液体から金属不純物を除去する金属不純物フィルタを含む。これにより、微小気泡を含む液体から金属不純物を確実に除去できる。
【００３８】
異物除去機構部は、微小気泡を含む液体から有機系の汚染物を除去する有機汚染除去装置を含む。これにより、微小気泡を含む液体から有機系の汚染物を確実に除去できる。
【００３９】
異物除去機構部は、微小気泡を含む液体から溶存ガスを除去する溶存ガス除去機構を含む。微小気泡を含む液体から溶存ガスを確実に除去できる。
【００４０】
異物除去機構部は、微小気泡を含む液体からパーティクルを除去するパーティクル除去部を含む。微小気泡を含む液体からパーティクルを確実に除去できる。
【００４１】
異物除去機構部は、金属不純物フィルタ、有機汚染除去装置、溶存ガス除去機構、そしてパーティクル除去部の少なくとも１つを含む。これにより、異物除去機構部は、必要に応じて任意に組み合わせて構成することができる。
【００４２】
微小気泡液生成部と異物除去機構部は、異物除去機構部を通過した微小気泡を含む液体を微小気泡液生成部に戻すための循環用の配管により接続されている。これにより、微小気泡生成装置から複数の洗浄装置の基板に対して、異物（汚染物）を含まない微小気泡を含む水を確実に供給することができる。また、微小気泡を含む水の一部あるいは全部を繰り返して再利用することができるので、気体と水の利用効率が向上する。
【００４３】
図４は、微小気泡生成装置の運転時間と微小気泡数の関係例を示すグラフである。図４では、縦軸が微小気泡数であり、横軸は運転時間を示している。図４に示す曲線におけるポイントＰ１は、図１に示す第１実施形態の微小気泡生成装置１０における微小気泡数を示しており、図４に示す曲線におけるポイントＰ２，Ｐ３，Ｐ４は、図３に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０Ｂにおける微小気泡数を示している。
【００４４】
図４に示す例で明らかなように、図３に示す第２実施形態の微小気泡生成装置１０Ｂのように微小気泡を含む水２３を循環利用することで、図１に示す第１実施形態の微小気泡生成装置１０に比べて、微小気泡数を増加させながら微小気泡生成装置１０Ｂの運転時間を伸ばすことができ、微小気泡を含む水２３の利用効率を向上できる。また、微小気泡生成装置を連続運転することができるので、微小気泡生成装置の運転開始、運転終了時の不安定な状態をなくすることが可能となり、安定して微小気泡を含む水２３を洗浄装置１００側に供給することが可能となる。
【００４５】
ところで、本発明では、微小気泡とは、微細気泡あるいはマイクロ・ナノバブルともいい、マイクロバブル（ＭＢ）、マイクロナノバブル（ＭＮＢ）、ナノバブル（ＮＢ）を含む概念である。マイクロバブル（ＭＢ）とは、その発生時に気泡の直径が１０μｍ〜数十μｍ以下の微小な気泡のことをいい、マイクロナノバブル（ＭＮＢ）とは、その発生時に気泡の直径が数百ｎｍ〜１０μｍ以下の微小な気泡のことをいう。さらに、ナノバブル（ＮＢ）とは、数百ｎｍ以下の微小な気泡のことをいう。
【００４６】
気体としては、窒素ガスに代えてオゾンガスや空気を用いることもできる。液体としては、純水の他に酸性液やアルカリ液を用いることができる。
【００４７】
さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の微小気泡生成装置の好ましい第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す洗浄装置の例を示す図である。
【図３】本発明の微小気泡生成装置の好ましい第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明の微小気泡生成装置の実施形態における微小気泡生成装置の運転時間と微小気泡数の関係例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０          微小気泡生成装置
１１          水供給部
１２          微小気泡水生成部（微小気泡液生成部の一例）
１３          金属イオン除去フィルタ
１４          有機汚染除去装置
１５          溶存ガス除去機構
２０          気体供給部
２３          微小気泡を含む液体
３０          異物除去機構部
１００        洗浄装置（基板処理装置）
【図１】
0005243849.tif 000002
【図２】
0005243849.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005243849.tif 000005