(57)【要約】【課題】  長尺な基板に対して長尺方向に均一に処理することができる二流体ノズルおよび該二流体ノズルを用いた基板処理装置を提供する。【解決手段】  液体吐出スリット４５から吐出された純水は吐出口４５１に対向させた状態で拡散部３５に設けられた衝突部材４６の上面４６１に垂直に衝突する。衝突後の純水は液膜状態から破砕され、Ｘ方向に沿って両側にＹ方向に広げながら拡散部３５の両側に位置する２つの混合部３８に連通口３７を介して破砕された純水の液滴群が送り込まれる。このため、液滴群はＹ方向に広がった状態で各混合部３８において圧縮空気と混合されミスト状の純水がＹ方向に均一に生成される。さらに、各混合部３８で生成されたミスト状の純水は合流部３９で合流されて合流液体を形成するとともに、該合流液体はＹ方向に延びる開口３１から噴射される。【選択図】  図４
2007021406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに開口から基板に向けて噴射する二流体ノズルにおいて、
気体を導入する気体導入部と、
液体を導入する液体導入部と、
前記液体導入部より導入された液体をノズル内に吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部の吐出口に対向する対向部位と液体の吐出方向と交差する方向に沿って前記対向部位の両側にそれぞれ隣接する拡散部位とを有する対向面を備え、前記液体吐出部から吐出される液体を前記対向部位により破砕し前記液体の液滴群を生成するとともに、前記対向部位の両側に広げながら拡散させる拡散部と、
前記拡散部を挟んで前記拡散部の両側にそれぞれ設けられ、前記拡散部から拡散され送り込まれる前記液滴群と前記気体導入部より導入された前記気体とを混合させて前記ミスト状の液体を生成する２つの混合部と、
前記２つの混合部に繋がり該２つの混合部で生成された前記ミスト状の液体を合流させることによって互いに衝突させて合流液体を形成するとともに該合流液体を前記開口に導く合流部と
を備えたことを特徴とする二流体ノズル。
【請求項２】
前記液体吐出部は前記吐出口から前記対向部位に対して液体を垂直に吐出する請求項１記載の二流体ノズル。
【請求項３】
前記拡散部は、所定幅の衝突用平面を有する衝突部材が該衝突用平面を前記吐出口に対向させた状態で設けられ、前記衝突用平面を前記対向部位として機能させた請求項１または２記載の二流体ノズル。
【請求項４】
前記衝突部材は前記拡散部に着脱自在となっている請求項３記載の二流体ノズル。
【請求項５】
前記吐出口は前記２つの混合部の間で液体の吐出方向と交差する方向に延びるスリットを形成するとともに、前記拡散部および該拡散部に連通される前記２つの混合部も同じ方向に延びるように形成される請求項１ないし４のいずれかに記載の二流体ノズル。
【請求項６】
前記開口は前記２つの混合部の間で液体の吐出方向と交差する方向に延びるスリットを形成する請求項１ないし５のいずれかに記載の二流体ノズル。
【請求項７】
気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに第１方向に延びる開口から基板に向けて噴射する二流体ノズルにおいて、
気体を導入する気体導入部と、
液体を導入する液体導入部と、
前記液体導入部より導入された液体をノズル内に吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部の吐出口に対向する対向部位と前記第１方向と直交する第２方向に沿って前記対向部位の両側にそれぞれ隣接する拡散部位とを有する対向面を備え、前記液体吐出部から吐出される液体を前記対向部位により破砕し前記液体の液滴群を生成するとともに、前記第２方向に沿って両側に第１方向に広げながら拡散させる拡散部と、
前記第２方向において前記拡散部を挟んで前記拡散部の両側にそれぞれ設けられ、前記拡散部から拡散され送り込まれる前記液滴群と前記気体導入部より導入された前記気体とを混合させて前記ミスト状の液体を生成する２つの混合部と、
前記２つの混合部に繋がり該２つの混合部で生成された前記ミスト状の液体を合流させることによって互いに衝突させて合流液体を形成するとともに該合流液体を前記開口に導く合流部と
を備えたことを特徴とする二流体ノズル。
【請求項８】
前記液体吐出部は前記吐出口から前記対向部位に対して液体を垂直に吐出する請求項７記載の二流体ノズル。
【請求項９】
前記拡散部は、前記第２方向において所定幅の衝突用平面を有する衝突部材が該衝突用平面を前記吐出口に対向させた状態で設けられ、前記衝突用平面を前記対向部位として機能させた請求項７または８記載の二流体ノズル。
【請求項１０】
前記衝突部材は前記拡散部に着脱自在となっている請求項９記載の二流体ノズル。
【請求項１１】
前記吐出口は前記第１方向に延びるスリットを形成するとともに、前記拡散部および該拡散部に連通される前記２つの混合部は前記第１方向に延びるように形成される請求項７ないし１０のいずれかに記載の二流体ノズル。
【請求項１２】
前記開口は前記第１方向に延びるスリットを形成する請求項７ないし１１のいずれかに記載の二流体ノズル。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の二流体ノズルを備え、該二流体ノズルから前記合流液体を基板に噴射して前記基板に対して所定の処理を行う基板処理装置。
【請求項１４】
搬送される基板に対して、前記二流体ノズルを固定配置して該二流体ノズルから前記合流液体を噴射させることで前記所定の処理を行う請求項１３記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに、該ミスト状の液体を基板に向けて噴射する二流体ノズルおよび該二流体ノズルを用いて、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用基板、あるいは磁気ディスク用のガラス基板やセラミックなどの各種基板（以下、単に「基板」という）に対して所定の処理を施す基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程では、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。ここで、微細加工を良好に行うためには基板表面を清浄な状態に保つ必要があり、必要に応じて基板の洗浄処理が行われる。
【０００３】
例えば、液晶表示装置などに用いられる長尺なガラス基板に有利に対応できる洗浄方法として、エッチング液などの処理液を複数のノズルからスプレー状に基板に向けて吐出する基板処理装置がある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の装置では、処理液と気体とを混合して噴射する、複数個の二流体ノズルを一列に配置することにより、各二流体ノズルから噴射された扇状に広がるスプレー状の処理液（ミスト状の液体）が列方向（長尺方向）に連なって基板上に供給される。これによって、長尺な基板を一度に処理可能となっている。
【０００４】
また、長尺な基板など被処理対象の形状にあわせてノズル先端の開口を変形させて該開口からエッチング液などの処理液をミスト状にして吐出する二流体ノズルを用いた基板処理装置がある（特許文献２参照）。この特許文献２に記載の装置では、処理液導入口より導入され放射された処理液をミスト発生部（混合部）において、ガス導入口より導かれたガスと混合させることで処理液をミスト状としている。そして、ミスト状の処理液を扁状開口を有するノズル先端より放射させることにより、処理液を長尺状（ライン状）に吐出させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６４５８号公報（段落「００４３」、図５）
【特許文献２】特開平４−１３２２４６号公報（第４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置のように、複数のノズルをアレイ状に配設する方式では、ノズルから吐出されるスプレー状の処理液（ミスト状の液体）が有する噴角によって、各ノズルから吐出された処理液が互いに重なり合う領域が存在している。つまり、１つのノズルから吐出された処理液が基板上に供給される供給領域において、他のノズルから吐出された処理液と重なり合う部分とそうでないない部分が存在する。その結果、洗浄などの処理において濃淡（処理ムラ）ができることにより、均一な洗浄を阻害することとなる。
【０００７】
一方で、特許文献２に記載の装置のように、ミスト発生部（混合部）に導入された処理液とガスとを混合させて生成したミスト状の処理液を長尺状に吐出させた場合には、上記特許文献１に記載の装置のような問題は生じないものの、以下に示すような別異の問題が生じていた。すなわち、ミスト状の処理液を長尺な開口としたノズル先端より吐出させる場合には、処理液の重なり合いは生じないものの、ミスト状の処理液の吐出勢いが長尺な開口の中央部と端部とでは異なり、長尺方向にわたって基板を均一に処理することができなかった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、長尺な基板に対して長尺方向に均一に処理することができる二流体ノズルおよび該二流体ノズルを用いた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】
【０００９】
この発明にかかる二流体ノズルは、気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに開口から基板に向けて噴射する二流体ノズルであって、上記目的を達成するため、気体を導入する気体導入部と、液体を導入する液体導入部と、液体導入部より導入された液体をノズル内に吐出する液体吐出部と、液体吐出部の吐出口に対向する対向部位と液体の吐出方向と交差する方向に沿って対向部位の両側にそれぞれ隣接する拡散部位とを有する対向面を備え、液体吐出部から吐出される液体を対向部位により破砕し液体の液滴群を生成するとともに、対向部位の両側に広げながら拡散させる拡散部と、拡散部を挟んで拡散部の両側にそれぞれ設けられ、拡散部から拡散され送り込まれる液滴群と気体導入部より導入された気体とを混合させてミスト状の液体を生成する２つの混合部と、２つの混合部に繋がり該２つの混合部で生成されたミスト状の液体を合流させることによって互いに衝突させて合流液体を形成するとともに該合流液体を前記開口に導く合流部とを備えている。
【００１０】
このように構成された発明では、次のようにして気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに開口から噴射させている。すなわち、液体吐出部の吐出口より液体を吐出させて該吐出口に対向する対向部位に衝突させている。これにより、液体を破砕して液滴群を生成するとともに、該液滴群を液体の吐出方向と交差する方向に沿って両側に広げながら拡散部の両側にそれぞれ設けられた２つの混合部に送り込んでいる。このため、液滴群は広がった状態で各混合部において気体と混合されミスト状の液体が均一に生成される。さらに、各混合部で生成されたミスト状の液体を合流させて合流液体を形成するとともに、該合流液体を開口から噴射させている。したがって、均一に合流液体が基板に対して供給される。この構成であれば長尺な範囲でも均一に合流液体を噴射でき、例えば長尺な基板に対しても長尺方向に均一に処理することができる。
【００１１】
また、上記したように液体を破砕しながら液体の吐出方向に交差する方向に沿って両側に、つまり２方向に分割して液滴群を生成しているので液滴の微粒化が図れる。さらに、２方向に分割して生成された液滴群と気体とをそれぞれ混合させてミスト状の液体を生成するとともに、生成されたミスト状の液体を合流させることにより互いに衝突させて合流液体を形成している。そのため、液体同士の衝突により一層の液滴の微粒化が図れる。これにより、液滴の基板への衝突時の衝撃を緩和して基板へのダメージを低減することができる。しかも、液滴の微粒化により基板に供給される液滴群全体の表面積を大きくすることができる。これによって、液滴群全体の表面エネルギーを増大させ、液滴群が捕捉する物質の移動速度を大きくすることができる。その結果、例えば、パーティクル等の汚染物を除去する際に除去効率を向上させ、洗浄効果を高めることができる。
【００１２】
また、両混合部で生成したミスト状の液体を合流させて合流液体を形成し、該合流液体を開口より基板に向けて噴射しているので、基板に供給される液滴の密度が高められる。したがって、液滴の微粒化と相まって基板の処理効率を向上させることができる。
【００１３】
ここで、対向部位に対する液体の吐出角度は垂直であることが好ましい。この構成によれば、対向部位により破砕され生成された液滴群は両側に均等に拡散されていく。その結果、各混合部にて生成されるミスト状の液体の密度を均一にし、さらにはミスト状の液体の合流により形成される合流液体の密度を均一にすることができる。
【００１４】
また、所定幅の衝突用平面を有する衝突部材を、衝突用平面を液体吐出部の吐出口に対向させた状態で拡散部に設けて、衝突用平面を対向部位として機能させるようにしてもよい。このような構成によれば、液体吐出部から吐出される液体は衝突部材の衝突用平面に衝突することにより破砕され液滴群が生成されるが、生成される液滴の粒径は衝突用平面の幅に応じてコントロールされる。具体的には、衝突用平面に衝突した液体は衝突部材から薄い液膜を形成しながら両側に飛び散っていくが、衝突用平面の幅によって液膜の厚みが、さらには液膜から分裂して生成される液滴の粒径が決定される。したがって、所定幅の衝突用平面を有する衝突部材を拡散部に設けることで基板の処理内容に応じて必要とされる粒径を有する液滴を生成することができる。
【００１５】
ここで、衝突部材を拡散部に着脱自在に構成するのが好ましい。この構成によれば、基板の処理回数や処理時間に応じて衝突部材が磨耗した場合でも、衝突部材のみを交換することで、メンテナンスの経済性と利便性を向上させることができる。また、このように衝突部材を着脱自在に構成することで、生成される液滴の粒径を容易に変更することができる。すなわち、幅が相互に異なる衝突部材を用意しておくことで、基板の処理内容に応じて適宜、衝突部材を選択して拡散部に装着することで所望の粒径を有する液滴を自在に生成することができる。
【００１６】
また、液体吐出部の吐出口は２つの混合部の間で液体の吐出方向と交差する方向に延びるスリットを形成するとともに、拡散部および該拡散部に連通される２つの混合部も同じ方向に延びるように形成するのが好ましい。この構成によれば、液体吐出部から２つの混合部の間で帯状に液体が吐出され、帯状に吐出された液体が拡散部において両側に広がりながら各混合部において気体と混合される。そのため、２つの混合部で帯状に均一にミスト状の液体が生成された後、互いに合流され基板に噴射される。したがって、大面積の基板であっても長尺に均一に処理することができる。
【００１７】
また、開口は２つの混合部の間で液体の吐出方向と交差する方向に延びるスリットを形成していることが望ましい。この構成によれば、合流部から開口に導かれた合流液体（ミスト状の液体）は、混合部の間に延びるスリットから噴射されることで、全方向に飛散しようとする合流液体がスリットによって規制される。このため、開口のスリット形成方向において合流液体を基板に安定して供給することができ、処理において濃淡（処理ムラ）が発生するのを確実に防止することができる。
【００１８】
この発明にかかる二流体ノズルは、気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに第１方向に延びる開口から基板に向けて噴射する二流体ノズルであって、上記目的を達成するため、気体を導入する気体導入部と、液体を導入する液体導入部と、液体導入部より導入された液体をノズル内に吐出する液体吐出部と、液体吐出部の吐出口に対向する対向部位と該対向部位の第１方向と直交する第２方向に沿って両側にそれぞれ隣接する拡散部位とを有する対向面を備え、液体吐出部から吐出される液体を対向部位により破砕し液体の液滴群を生成するとともに、第２方向に沿って両側に第１方向に広げながら拡散させる拡散部と、第２方向において拡散部を挟んで拡散部の両側にそれぞれ設けられ、拡散部から拡散され送り込まれる液滴群と気体導入部より導入された気体とを混合させてミスト状の液体を生成する２つの混合部と、２つの混合部に繋がり該２つの混合部で生成されたミスト状の液体を合流させることによって互いに衝突させて合流液体を形成するとともに該合流液体を開口に導く合流部とを備えている。
【００１９】
このように構成された発明では、次のようにして気体と液体とを混合させてミスト状の液体を生成するとともに第１方向に延びる開口から噴射させている。すなわち、液体吐出部の吐出口より液体を吐出させて該吐出口に対向する対向部位に衝突させている。これにより、液体を破砕して液滴群を生成するとともに、該液滴群を第１方向と直交する第２方向に沿って両側に第１方向に広げながら拡散部の両側にそれぞれ設けられた２つの混合部に送り込んでいる。このため、液滴群は第１方向に広がった状態で各混合部において気体と混合されミスト状の液体が第１方向に均一に生成される。さらに、各混合部で生成されたミスト状の液体を合流させて合流液体を形成するとともに、該合流液体を第１方向に延びる開口から噴射させている。したがって、第１方向に均一に合流液体が基板に対して供給され、長尺な基板に対しても長尺方向（第１方向）に均一に処理することができる。
【００２０】
また、上記したように液体を破砕しながら第２方向に沿って両側に、つまり２方向に分割して液滴群を生成しているので液滴の微粒化が図れる。さらに、２方向に分割して生成された液滴群と気体とをそれぞれ混合させてミスト状の液体を生成するとともに、生成されたミスト状の液体を合流させることにより互いに衝突させて合流液体を形成している。そのため、液体同士の衝突により一層の液滴の微粒化が図れる。これにより、液滴の基板への衝突時の衝撃を緩和して基板へのダメージを低減することができる。しかも、液滴の微粒化により基板に供給される液滴群全体の表面積を大きくすることができる。これによって、液滴群全体の表面エネルギーを増大させ、液滴群が捕捉する物質の移動速度を大きくすることができる。その結果、例えば、パーティクル等の汚染物を除去する際に除去効率を向上させ、洗浄効果を高めることができる。
【００２１】
また、両混合部で生成したミスト状の液体を合流させて合流液体を形成し、該合流液体を開口より基板に向けて噴射しているので、基板に供給される液滴の密度が高められる。したがって、液滴の微粒化と相まって基板の処理効率を向上させることができる。
【００２２】
ここで、対向部位に対する液体の吐出角度は垂直であることが好ましい。この構成によれば、対向部位により破砕され生成された液滴群は第２方向に沿って両側に均等に拡散されていく。その結果、各混合部にて生成されるミスト状の液体の密度を均一にし、さらにはミスト状の液体の合流により形成される合流液体の密度を均一にすることができる。
【００２３】
また、第２方向において所定幅の衝突用平面を有する衝突部材を、衝突用平面を液体吐出部の吐出口に対向させた状態で拡散部に設けて、衝突用平面を対向部位として機能させるようにしてもよい。このような構成によれば、液体吐出部から吐出される液体は衝突部材の衝突用平面に衝突することにより破砕され液滴群が生成されるが、生成される液滴の粒径は衝突用平面の第２方向における幅に応じてコントロールされる。具体的には、衝突用平面に衝突した液体は衝突部材から薄い液膜を形成しながら第２方向に沿って両側に飛び散っていくが、衝突用平面の第２方向における幅によって液膜の厚みが、さらには液膜から分裂して生成される液滴の粒径が決定される。したがって、第２方向において所定幅の衝突用平面を有する衝突部材を拡散部に設けることで基板の処理内容に応じて必要とされる粒径を有する液滴を生成することができる。
【００２４】
ここで、衝突部材を拡散部に着脱自在に構成するのが好ましい。この構成によれば、基板の処理回数や処理時間に応じて衝突部材が磨耗した場合でも、衝突部材のみを交換することで、メンテナンスの経済性と利便性を向上させることができる。また、このように衝突部材を着脱自在に構成することで、生成される液滴の粒径を容易に変更することができる。すなわち、第２方向における幅が相互に異なる衝突部材を用意しておくことで、基板の処理内容に応じて適宜、衝突部材を選択して拡散部に装着することで所望の粒径を有する液滴を自在に生成することができる。
【００２５】
また、液体吐出部の吐出口は第１方向に延びるスリットを形成するとともに、拡散部および該拡散部に連通される２つの混合部を第１方向に延びるように形成するのが好ましい。この構成によれば、液体吐出部から第１方向に沿って帯状に液体が吐出され、帯状に吐出された液体が拡散部において第２方向に沿って両側に第１方向に広がりながら各混合部において気体と混合される。そのため、第１方向に沿って帯状に均一にミスト状の液体が生成された後、互いに合流され基板に噴射される。したがって、大面積の基板であっても長尺方向（第１方向）に均一に処理することができる。
【００２６】
また、開口は第１方向に延びるスリットを形成していることが望ましい。この構成によれば、合流部から開口に導かれた合流液体（ミスト状の液体）は、第１方向に延びるスリットから噴射されることで、第１方向とは異なる方向に飛散しようとする合流液体がスリットによって規制される。このため、第１方向において合流液体を基板に安定して供給することができ、処理において濃淡（処理ムラ）が発生するのを確実に防止することができる。
【００２７】
また、本発明にかかる基板処理装置は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の二流体ノズルを備えることにより、均一に生成された合流液体を基板に向けて噴射することができ、均一に処理することができる。
【００２８】
ここで、搬送される基板に対して、二流体ノズルを固定配置して該二流体ノズルから合流液体を噴射させることで処理を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、液体吐出部から吐出される液体を吐出口に対向する対向部位に衝突させることで破砕して液滴群を生成するとともに、液体の吐出方向と交差する方向に沿って両側に広げながら拡散部の両側にそれぞれ配設された２つ混合部に送り込んでいる。そして、各混合部において液滴群と気体と混合させてミスト状の液体を生成するとともに、生成されたミスト状の液体を合流させて合流液体を形成し、開口から噴射させている。このため、合流液体が均一に生成され、基板に供給される。その結果、長尺な範囲でも均一に処理することができる。また、２方向に分割して液滴群を生成するとともに、各混合部において液滴群と気体と混合させてミスト状の液体を生成して、さらに該ミスト状の液体を合流させることにより衝突させて合流液体を形成しているので、液滴の微粒化が図れる。このため、基板へのダメージを低減することができる。さらに、基板に供給される液滴の密度が高められることから、液滴の微粒化と相乗して基板の処理効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜基板処理装置の全体構成＞
図１は、本発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。この基板処理装置は、矩形状の液晶表示パネル用ガラス基板（以下、単に「基板」という）Ｗを基板搬送経路Ｃに沿って搬送する搬送機構１００と、この搬送機構１００により搬送される基板Ｗの表面に現像液を供給して現像処理する現像処理部２００と、現像処理された基板表面に純水を供給してリンス処理するとともに、リンス処理された基板Ｗの表面に圧縮空気（または窒素ガス）を吹き付けて乾燥させるリンス乾燥部３００と、現像処理部２００およびリンス乾燥部３００から回収した現像液を現像処理部２００に循環させる現像液循環部４００とを備えている。なお、図１および以降の各図には、ＸＹＺ直交座標系を付して適宜参照する。
【００３１】
搬送機構１００は、複数の搬送ローラ１００ａをＸ方向に並べた構成となっており、これらの搬送ローラ１００ａの一部（あるいは全て）を回転させることで搬送機構１００上の基板ＷをＸ方向（図１の左方から右方に向かう方向）に直線的に、しかも連続的に搬送する。複数の搬送ローラ１００ａは基板搬送方向（Ｘ方向）と略直交する方向（Ｙ方向）に配設された支持軸（図示せず）に軸支され、基板Ｗをほぼ水平姿勢で支持して搬送する。
【００３２】
現像処理部２００は、処理チャンバ２０１（処理室）を備え、処理チャンバ２０１の内部には、搬送ローラ１００ａにより搬送される基板ＷにＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）水溶液などの現像液を噴出するノズル２０２が基板搬送経路Ｃ上に配設されている。また、処理チャンバ２０１の底部には、基板Ｗに供給された現像液を回収する回収路２０３が設けられている。現像処理部２００の下方には、現像液循環部４００に装備された回収液貯槽４０１が配置されており、回収路２０３は開閉弁２０４を介して回収液貯槽４０１に連通している。
【００３３】
現像処理部２００に対して搬送方向（Ｘ方向）の下流側にはリンス乾燥部３００が配置されている。リンス乾燥部３００は、処理チャンバ（処理室）３０１を備え、処理チャンバ３０１の内部には送引均衡型水洗ノズルヘッド１０と、送引均衡型エアーナイフヘッド２０とが緩衝部９を挟んで基板搬送経路Ｃ上に近接して配設されている。これら送引均衡型水洗ノズルヘッド１０と送引均衡型エアーナイフヘッド２０の基板搬送方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）の幅は、基板Ｗの直交幅（Ｙ方向の幅）以上の大きさで形成されており、基板ＷがＸ方向に搬送されることで、各ヘッドは基板表面全体を処理することが可能となっている。また、処理チャンバ３０１の底部には、該処理チャンバ３０１内に搬送される基板Ｗから落下する液を回収する回収路３０３が設けられており、開閉弁３０４を介して回収液貯槽４０１に連通している。
【００３４】
図２は、図１の基板処理装置に装備されたリンス乾燥部３００の要部拡大図である。図２に示すように、送引均衡型水洗ノズルヘッド１０は、基板Ｗの搬送方向の上流側から順に、現像排液チューブウォール１と、前排液チューブウォール２と、水洗用の二流体ノズル３と、後排液チューブウォール４と、予備排液チューブウォール５とを備えている。また、送引均衡型エアーナイフヘッド２０は、基板Ｗの搬送方向の上流側から順に、前排気チューブウォール６と、エアーナイフ７と、後排気チューブウォール８とを備えている。なお、各ヘッドに備えられたチューブウォールは以下のように構成されている。
【００３５】
図３は、チューブウォールの概略構成を示す図である。チューブウォールは基板上の処理済液あるいは処理済ガスを吸引除去する吸引除去手段として機能している。図３（ａ）に示すように、チューブウォールは、複数のチューブを所定の方向（この実施形態ではＹ方向）に列状に密に配置することで構成されている。各チューブの一端は減圧ポンプと接続されており、減圧ポンプを稼動させることにより、チューブ他端（チューブの基板側先端部）の吸引口より基板上の処理済液あるいは処理済ガスを吸引除去する。チューブの基板側先端部は基板Ｗに非接触で近接配置されるが、基板Ｗに接触する場合も想定して各チューブは耐薬品を有するＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の樹脂で形成される。各チューブの基板側先端部は吸引効率を考慮して基板表面に対して９０度未満の角度で傾斜する（例えば基板表面に対して４５度の角度をなす）ようにカットされている。なお、基板上の処理済液あるいは処理済ガスを吸引除去する吸引除去手段としてはチューブウォールに限定されない。例えば、チューブウォールに代えて、Ｘ方向に所定の間隔を隔ててＹ方向に延びるように開口されたスリットノズルを用いて吸引除去するようにしてもよい。
【００３６】
現像排液チューブウォール１は、図１に示すように、現像液回収ポンプ１１を介して回収液貯槽４０１に接続されている。そのため、現像液回収ポンプ１１を稼動させることで、現像排液チューブウォール１から基板Ｗに供給された現像液（現像排液および現像液によって溶解されたレジスト）が基板上から除去されるとともに回収され回収液貯槽４０１に送液される。
【００３７】
二流体ノズル３は純水供給ポンプ１２を介して純水供給源１３と接続される一方で、圧縮空気供給ポンプ１４を介して圧縮空気供給源１５と接続されている。そのため、純水供給ポンプ１２および圧縮空気供給ポンプ１４を稼動させることで、二流体ノズル３に純水と圧縮空気とがそれぞれ供給される。これにより、後述するように、Ｙ方向（本発明の「第１方向」に相当）に均一にミスト状の純水（液滴）が生成される。その結果、二流体ノズル３から基板Ｗ上にミスト状の純水を供給しつつ、Ｙ方向と直交するＸ方向（本発明の「第２方向」に相当）に基板Ｗが搬送されることで、基板表面全体を均一にかつ効率良くリンス処理することができる。なお、二流体ノズル３の構成および動作については後で詳述する。
【００３８】
二流体ノズル３に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側にはそれぞれ、前排液チューブウォール２と、後排液チューブウォール４とが配設されている。これらは排液ポンプ１６と接続されており、排液ポンプ１６を稼動させることでリンス処理後の純水（処理済リンス液）と飛散するミストが前排液チューブウォール２および後排液チューブウォール４を構成する各チューブの吸引口から吸引除去され、基板外に排液される。ここで、チューブウォールは基板Ｗに近接して、しかも二流体ノズル３に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ配置されることで、チューブウォールを構成する各チューブが障壁となってリンス処理後の純水が送引均衡型水洗ノズルヘッド１０に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側に飛散するのが防止される。その結果、汚染物を飛沫同伴した純水の再付着を防止することができる。
【００３９】
さらに、図３（ｂ）に示すように、二流体ノズル３をＹ方向から挟み込むようにチューブウォール３ａ，３ｂを配設するのが望ましい。このように二流体ノズル３をチューブウォールによって四方から囲むことで、基板搬送方向に直交する方向（Ｙ方向）に飛散するミスト状の純水をも吸引除去して、汚染物を飛沫同伴した純水の再付着を防止するとともに、基板Ｗの裏面側への純水の回り込みを防止することができる。なお、二流体ノズル３を四方から囲む各チューブウォールの吸引口は、ミスト状の純水を効率良く吸引するために、二流体ノズル３側に向けて吸引口の開口面積が拡大するように各チューブの基板側先端部が基板表面に対して斜めにカットされている。
【００４０】
後排液チューブウォール４に対して基板Ｗの搬送方向の下流側には、さらに予備排液チューブウォール５が配設されており、上流側のチューブウォールによって吸引除去されず逸脱するリンス処理後の純水を確実に吸引除去している。
【００４１】
続いて、上記のように構成された送引均衡型水洗ノズルヘッド１０に対して基板Ｗの搬送方向の下流側に配置された送引均衡型エアーナイフヘッド２０について説明する。エアーナイフ７は圧縮空気供給ポンプ１４を介して圧縮空気供給源１５と接続されており、圧縮空気供給ポンプ１４を稼動させることで、基板Ｗの表面に乾燥ガスとして圧縮空気が吹き付けられ、該基板表面に残留付着するリンス処理後の純水（処理済リンス液）が液切りされる。
【００４２】
エアーナイフ７に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側にはそれぞれ、前排気チューブウォール６と後排気チューブウォール８とが配設されている。これらは排気ポンプ１７と接続されており、排気ポンプ１７を稼動させることで乾燥処理後の液体成分を含んだガス（処理済乾燥ガス）が基板外に排気される。このように、エアーナイフ７に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側とにチューブウォールがそれぞれ配置されることで、チューブウォールを構成する各チューブが障壁となって液体成分を含んだガスが送引均衡型エアーナイフヘッド２０に対して基板Ｗの搬送方向の上流側と下流側に飛散するのが防止される。さらに、二流体ノズル３と同様にしてエアーナイフ７をＹ方向から挟み込むようにチューブウォールを配設すると、エアーナイフ７をチューブウォールによって四方から囲むことができ、液体成分を含んだ空気が周囲に飛散するのが確実に防止される。
【００４３】
前排気チューブウォール６と送引均衡型水洗ノズルヘッド１０に装備された予備排液チューブウォール５との間には緩衝部９が配設されている。これによって、前排気チューブウォール６と予備排液チューブウォール５とでそれぞれに減圧吸引することで、互いに引き合って干渉するのが回避される。
【００４４】
また、図２に示すように、二流体ノズル３とエアーナイフ７の下方には基板Ｗを挟んでそれぞれ、前バックアップローラ３１１と後バックアップローラ３１２とが設けられている。各バックアップローラはＹ方向に延びるように真直度および真円度に優れる円柱状に形成されており、二流体ノズル３およびエアーナイフ７から各々に噴出されるミスト状の純水および圧縮空気の噴出圧に対抗する。これによって、基板Ｗの撓みを防止するとともに、二流体ノズル３から噴出されるミスト状の純水の基板上の打点（供給位置）を均一にすることができる。
【００４５】
次に、図１に戻って現像液循環部４００の構成について説明する。上述したように回収液貯槽４０１は現像液回収ポンプ１１を介して現像排液チューブウォール１に接続されており、回収液貯槽４０１には現像排液チューブウォール１によって吸引された現像液（濃排液）が回収される。また、回収液貯槽４０１の頂部は回収路２０３，３０３と連通されており、開閉弁２０４，３０４の開閉を適宜制御することにより、現像液を含む処理済液を回収することができる。このように構成することで、基板Ｗに供給した現像液を全て回収することが可能になっている。
【００４６】
回収液貯槽４０１はポンプ４０２に接続されており、ポンプ４０２によって回収液貯槽４０１に回収され貯留されている回収液（現像液）が減圧脱泡装置４０３を経由して脱泡液貯槽４０４に送給される。ここで、ポンプ４０２は、ダイヤフラム方式等の容積型ポンプを用いてもよいし、渦巻き方式等の非容積型ポンプを用いてもよい。つまり、使用条件に合ったポンプを選択すればよい。なお、その他のポンプについても同様である。
【００４７】
減圧脱泡装置４０３はファイバー状の中空糸を備えており、減圧脱泡装置４０３に接続される減圧ポンプ４０３ａによって減圧脱泡装置４０３内を減圧することによって中空糸を通過する回収液が脱泡される。これにより、回収液から気体（気泡）が除去され、現像液の発泡を防止することができる。そして、脱泡された回収液（脱泡液）は脱泡液貯槽４０４に貯留される。ここで、減圧脱泡装置４０３を２つ用意して、回収液貯槽４０１と脱泡液貯槽４０４との間に並設してもよい。このように構成することで、２つの減圧脱泡装置４０３を交互に運転させることができる。これにより、例えば、減圧脱泡装置４０３の一方が目詰まりを起こした場合には当該装置４０３に逆栓を施し、他方の減圧脱泡装置４０３により回収液を脱泡するとともに、その間に目詰まりを起こした装置４０３を交換することで連続運転することが可能となる。
【００４８】
脱泡液貯槽４０４はポンプ４０５に接続されており、脱泡液が脱泡液貯槽４０５からノズル２０２に送液される。これによって、脱泡液がノズル２０２から基板Ｗの表面に噴出され、基板Ｗに付着するレジストが現像される。なお、脱泡液貯槽４０４は現像液貯槽４０６に接続されており、純水の混入により現像液の濃度が低下した場合に適宜、現像液貯槽４０６から現像液が脱泡液貯槽４０４に補充されるように構成されている。具体的には、脱泡液貯槽４０４の脱泡液の濃度はレシピ等で規定される所定の濃度範囲となるように濃度センサ（図示せず）によって管理されており、脱泡液の濃度が該濃度範囲から逸脱した場合に現像液貯槽４０６から現像液が補充されるように構成されている。これによって、連続的な現像液の循環使用を可能とし、現像液の使用量を低減させている。
【００４９】
＜二流体ノズルの構成＞
次に、二流体ノズルの構成および動作について図４ないし図６を参照しつつ詳述する。図４は本発明にかかる二流体ノズルの断面斜視図である。また、図５は図４の二流体ノズルの部分拡大図である。この二流体ノズル３は、その先端部に基板搬送方向（Ｘ方向；第２方向）と直交するＹ方向（第１方向）に延びる開口３１を有し、ノズル内部で純水（本発明の「液体」に相当）と圧縮空気（本発明の「気体」に相当）とを混合させてミスト状の純水（液滴）を生成するとともに、該ミスト状の純水を合流させて開口３１から基板Ｗに向けて噴射するノズル内部混合型の二流体ノズルである。
【００５０】
二流体ノズル３は、ケーシング３２と、液体吐出用基体３３と、液体衝突用基台３４とを備えている。これらはいずれもＹ方向に延設されており、即ち後述する２つの混合部３８の間で液体吐出スリット４５から吐出される純水の吐出方向と交差する方向に延設されており、液体吐出用基体３３と液体衝突用基台３４とがケーシング３２内に収容されている。液体吐出用基体３３と液体衝突用基台３４とはＺ方向に所定の間隔を隔てて配設されており、液体吐出用基体３３と液体衝突用基台３４とで挟まれる空間は、純水を拡散させる拡散部３５を構成している。なお、液体吐出用基体３３と液体衝突用基台３４とはＸ方向において同一幅を有しており、互いに中心を一致させた状態で対向配置されている。また、Ｘ方向において液体吐出用基体３３の両側にそれぞれ液体吐出用基体３３とケーシング３２との間に形成されるスリット状の空間はノズルに導入された圧縮空気を流通させる気体流通路３６となっている。Ｘ方向において拡散部３５の両側はそれぞれ連通口３７を介して混合部３８に連通されており、各混合部３８はそれぞれ気体流通路３６と流路接続されている。すなわち、混合部３８は拡散部３５を挟んで拡散部３５の両側にそれぞれ連通口３７を介して設けられており、各混合部３８において拡散部３５から拡散され連通口３７を介して送り込まれる純水と気体流通路３６から供給される圧縮空気とを混合させてミスト状の純水を生成している。さらに、２つの混合部３８は液体衝突用基台３４の下方において合流部３９と繋がっており、合流部３９を介して各混合部３８で生成されたミスト状の液体を合流させて開口３１に導いている。
【００５１】
ケーシング３２の上部には、１本または複数本の気体送圧ポート４１が本発明の「気体導入部」として設けられ、気体送圧ポート４１はノズル内部に配設された気体マニホールド４２に連通されている。気体マニホールド４２は液体吐出用基体３３の上方にＹ方向に延設された内部空間により構成されている。また、Ｘ方向において気体マニホールド４２の底部両側にはそれぞれＺ方向に圧縮空気を流通させる気体流通路３６が接続されている。気体送圧ポート４１は、圧縮空気供給ポンプ１４を介して圧縮空気供給源１５に接続されており、圧縮空気供給ポンプ１４を稼動させることで、圧縮空気供給源１５から圧縮空気が気体送圧ポート４１を介して気体マニホールド４２に供給される。気体マニホールド４２は、気体送圧ポート４１から導入された圧縮空気をマニホールド内で均等に分散させる役割を果たし、各気体流通路３６から圧縮空気をそれぞれ直下に位置する混合部３８に向けてＹ方向に均一にして供給する。
【００５２】
また、ケーシング３２の上部には、１本または複数本の液体送圧ポート４３が本発明の「液体導入部」として設けられ、液体送圧ポート４３は液体吐出用基体３３の内部にＹ方向に延設された液体マニホールド４４に連通されている。さらに、液体マニホールド４４の底部は、Ｘ方向に所定の間隙Ｓ１（図５）を隔てた状態でＹ方向にスリット状に延設された液体吐出スリット４５に接続されている。即ち液体吐出スリット４５は２つの混合部３８の間に沿って純水の吐出方向と交差する方向にスリット状に延設されている。この液体吐出スリット４５はＸ方向において液体吐出用基体３３の両側に形成された２つの気体流通路３６から等距離となる位置に設けられている。この液体吐出スリット４５はＺ方向に沿って流路を形成し、吐出口４５１を介して拡散部３５に連通している。したがって、純水供給源１３から純水が液体送圧ポート４３に圧送されると、液体マニホールド４４を経由して液体吐出スリット４５から拡散部３５に向けてＹ方向に沿って帯状に純水が吐出される。液体マニホールド４４は、液体送圧ポート４３から導入された純水をマニホールド内で均等に分散させる役割を果たし、液体吐出スリット４５から純水を拡散部３５に向けてＹ方向に均一に吐出させる。なお、この実施形態では、液体マニホールド４４の断面形状をコ字状として液体送圧ポート４３に導入された純水を直接に液体吐出スリット４５から吐出させないように流路を屈曲させているが、即ち液体送圧ポート４３から流下する純水が当接する拡散板を配設した形態としているが、マニホールドの断面形状は特に限定されない。例えば、純水をＹ方向に均等分配するものであれば、円形または四角形などの角形としてもよい。これは、上述した気体マニホールド４２についても同様である。
【００５３】
また、この実施形態では、ケーシング３２の上部からそれぞれ気体送圧ポート４１および液体送圧ポート４３を介して圧縮空気および純水を導入することにより、水平方向（ＸＹ方向）において省スペースで二流体ノズル３を配置するように構成しているが、これに限定されず、例えばノズル側方（Ｙ方向）から圧縮空気および／または純水を導入するようにしてもよい。
【００５４】
液体吐出用基体３３と液体衝突用基台３４とはＺ方向において所定の間隔を隔てて配設されており、液体吐出用基体３３の下面と液体衝突用基台３４の上面３４１とで挟まれる空間を利用して液体吐出用基体３３の下面に開口した液体吐出スリット４５の吐出口４５１から吐出される純水を拡散させている。このように、液体吐出用基体３３の下面と液体衝突用基台３４の上面３４１とで挟まれる空間によって拡散部３５が構成されている。この拡散部３５には、衝突部材４６が、その上面４６１を本発明の「対向部位」として液体吐出スリット４５の吐出口４５１と対向させた状態で設けられている。詳しくは、Ｘ方向において液体吐出スリット４５の中心と衝突部材４６の中心とが一致するように、衝突部材４６がＸ方向において液体吐出スリット４５を中心として対称に配置されている。
【００５５】
衝突部材４６は液体衝突用基台３４の上面側に着脱自在に取り付けられている。具体的には、衝突部材４６はＹ方向に沿って延びるレール状に形成され、その一部が液体衝突用基台３４の上面側に設けられた保持溝３４２に嵌入される。詳しくは衝突部材４６の上部はＸ方向に一定の幅Ｓ２を有しながらＹ方向に延設された平板状に形成される一方、下部が凸型状の断面形状でＹ方向に延びるように、２つの混合部３８の間に形成されている（図５）。その一方で、保持溝３４２は衝突部材４６の下部断面形状に合わせて断面形状が凸型状にＹ方向に延びるように液体衝突用基台３４の上面側に形成されている。したがって、Ｙ方向に沿って衝突部材４６を移動させることにより、液体衝突用基台３４に対して衝突部材４６がカートリッジとして嵌脱可能となっている。
【００５６】
液体衝突用基台３４の上面３４１はＸＹ方向に広がる平面を構成する一方、衝突部材４６の上面４６１は液体衝突用基台３４の上面３４１に平行な平面を構成している。したがって、液体吐出スリット４５から純水がＺ方向に吐出されると、吐出された純水が衝突部材の上面４６１に対して垂直に入射して衝突する。このように衝突部材４６の上面４６１が本発明の「衝突用平面」に相当している。衝突部材４６の上面４６１のＸ方向における幅Ｓ２は、液体衝突用基台３４の上面３４１のＸ方向における幅よりも小さく構成され、衝突部材４６の上面４６１はＺ方向において液体衝突用基台３４の上面３４１に対して衝突部材４６のＺ方向における厚み分だけ高くなるように段差を形成している。液体衝突用基台３４の上面３４１において吐出口４５１の下方に位置する領域３４１ａは衝突部材４６の装着によって覆われるが、衝突部材４６の上面４６１の両側にＸ方向に沿ってそれぞれ隣接する領域３４１ｂは露出して、衝突部材４６の上面４６１に衝突して破砕される純水は液体吐出用基体３３の下面と領域３４１ｂとで挟まれる空間を通ってＸ方向に沿って両側に拡散されていく（図５）。このように衝突部材４６の上面４６１（対向部位）の両側に隣接する領域３４１ｂが、本発明の「拡散部位」として機能している。なお、Ｘ方向において衝突部材４６の中心と液体衝突用基台３４の中心とが一致するように衝突部材４６は配置されており、衝突部材４６の両側の各領域３４１ｂは同一形状の平面を構成している。また、各領域３４１ｂのＸ方向における幅は、衝突後の純水の飛行距離が１０ｍｍ以上となるように設定するのが好ましい。このように設定することで衝突後の純水を安定かつ均一に拡散させることが可能となる。
【００５７】
ここで、液体吐出スリット４５から吐出される純水を効果的に破砕させる観点から、衝突部材４６の幅Ｓ２は、液体吐出スリット４５のスリット幅Ｓ１に対して以下の関係式（１）を満足するように構成するのが好ましい。
【００５８】
Ｓ２＝Ｓ１×３〜４・・・（１）
そして、液体吐出スリット４５のスリット幅Ｓ１に応じて衝突部材４６の幅Ｓ２を変更することで、生成される純水の液滴径をコントロールすることが可能となっている。すなわち、液体吐出スリット４５から吐出される純水は衝突部材４６の上面４６１に衝突することで破砕され、純水の液滴群を生成していく。その過程は詳しくは次のとおりである。衝突部材４６の上面４６１に衝突した純水は、衝突部材４６の上面４６１の周縁部から薄い液膜（水膜）を形成しながらＸ方向に沿って両側にＹ方向に広がりながら飛散していく。このとき、衝突部材４６の幅Ｓ２によって、液膜の厚みが、さらには液膜から分裂して生成される液滴の粒径が決定される。具体的には、衝突部材４６の幅Ｓ２を大きくする程、液滴の粒径を大きくすることができる一方、幅Ｓ２を小さくする程、液滴の粒径を小さくすることができる。これは、衝突部材４６の幅Ｓ２が変更されることで、Ｘ方向において衝突部材４６から混合部３８までの衝突後の純水の飛行距離が調整されることが一因となっている。例えば、衝突部材４６の幅Ｓ２を小さくすると、Ｘ方向において衝突部材４６から混合部３８までの衝突後の純水の飛行距離が長くなる。その結果、純水の破砕の度合いが進行して液滴が微粒化される。また、純水の衝突速度（吐出速度）を速くするほど、液体吐出スリット４５のスリット幅Ｓ１を小さくするほど、液滴の微粒化が可能となるが、スリット幅Ｓ１を小さくしすぎると液体吐出スリット４５から吐出される純水の空気抵抗が大きくなるため、式（１）の関係において衝突部材４６の幅Ｓ２を、５０〜１００μｍに設定するのが好ましい。この場合、０．１μｍ〜１μｍの厚みの液膜が得られる。
【００５９】
このように、衝突部材４６の表面形状サイズで液滴径を制御可能となっているので、純水と圧縮空気とを混合させる際に、圧縮空気の流量のコントロールが容易になる。つまり、純水と圧縮空気とを混合させる際に液滴径をコントロールするとなると、気液混合比の調整もあって圧縮空気の流量を制御することが困難となる。一方で、衝突部材４６の表面形状サイズにより純水と圧縮空気と混合する前に予め液滴径を整えることができれば、圧縮空気の流量制御によって気液混合比を自由にコントロールすることが可能となる。換言すれば、衝突部材４６の表面形状サイズにより液滴径をコントロールすることにより、気液混合比や圧力調整では困難な液滴径の制御を容易に行うことが可能となる。
【００６０】
ここで、衝突部材４６は、炭化タングステン、超硬合金などの耐磨耗性に優れる材質で形成するのが好ましい。これにより、液体吐出スリット４５から吐出される純水の衝突による衝突部材４６の磨耗を低減することができる。また、衝突部材４６は液体衝突用基台３４に着脱自在となっていることから、磨耗した場合であっても衝突部材４６のみを取り外し新品に交換することによって初期状態に復帰させることができる。したがって、衝突部材４６のみを耐磨耗性を有する材質で形成することによりメンテナンスを容易にするとともに省コスト化が図れる。
【００６１】
また、Ｘ方向において拡散部３５の両側はそれぞれ、液体衝突用基台３４の上面領域３４１ｂに面する連通口３７を介して混合部３８と繋がっている。さらに、各混合部３８はＺ方向において気体流通路３６と接続されている。そのため、拡散部３５からＸ方向に沿って両側に連通口３７を介して混合部３８に送り込まれる純水の液滴群は気体流通路３６から送り込まれる圧縮空気と直交して混合される。これによって各混合部３８においてミスト状の純水が生成される。また、Ｘ方向において液体衝突用基台３４の両側に液体衝突用基台３４とケーシング３２との間に形成されるスリット状の空間はそれぞれ、混合部３８において生成されたミスト状の純水の連通路４７を形成している。各混合部３８は連通路４７を介して液体衝突用基台３４の下方において合流部３９と接続されており、さらに合流部３９はＹ方向に延びるスリットを形成する開口３１と繋がっている。
【００６２】
次に上記のように構成された二流体ノズル３の動作について説明する。圧縮空気供給ポンプ１４および純水供給ポンプ１２を稼動させることで圧縮空気および純水がそれぞれ気体送圧ポート４１および液体送圧ポート４３に圧送される。気体送圧ポート４１に圧送された圧縮空気は気体マニホールド４２を介して液体吐出用基体３３の両側に形成された２つの気体流通路３６にＹ方向に沿って均等に分配され、各気体流通路３６からそれぞれ直下に位置する各混合部３８に向けてＹ方向に均一に送り込まれる。一方で、液体送圧ポート４３に圧送された純水は液体マニホールド４４を介して液体吐出用基体３３の内部に形成された液体吐出スリット４５にＹ方向に沿って均等に分配され、液体吐出スリット４５から拡散部３５に向けてＹ方向に均一に吐出される。
【００６３】
図６は、図４の二流体ノズルにおける圧縮空気と純水との混合の様子を模式的に示す図である。液体吐出スリット４５から吐出された純水は、吐出口４５１に対向する衝突部材４６の上面４６１に垂直に入射して衝突する。これにより、純水は液膜状にＸ方向に沿って両側にＹ方向に広がりながら破砕され、粒子状（液滴群）となって連通口３７を介してＸ方向において拡散部３５を挟んで拡散部３５の両側に位置する混合部３８に送り込まれる。ここで、衝突部材４６に対して純水を垂直に入射させていることから破砕され生成された液滴群はＸ方向に沿って両側に均等に分割され拡散されていく。各混合部３８に送り込まれた純水の液滴群は、Ｚ方向に沿って気体流通路３６から送り込まれる圧縮空気と混合される。これにより、Ｙ方向において均一にミスト状の純水が生成される。
【００６４】
各混合部３８において生成されたミスト状の純水は連通路４７を介して合流部３９に運ばれ合流する。これによって、各混合部３８において生成されたミスト状の純水が互いに衝突することによって合流液体を形成するとともに、開口３１から合流液体がＹ方向に帯状に基板Ｗに向けて噴射される。ここで、開口３１はＸ方向に所定の距離を隔ててＹ方向に延びるスリットを形成している。そのため、合流部３９で形成された合流液体は開口３１から噴射されることでＹ方向と異なる方向に飛散しようとする合流液体がスリットによって規制される。このため、Ｙ方向において合流液体を基板Ｗに安定して供給することができ、処理ムラが発生するのが確実に防止される。
【００６５】
以上のように、この実施形態によれば、液体吐出スリット４５から純水を吐出させて吐出口４５１に対向する衝突部材４６の上面４６１に衝突させることにより破砕して純水の液滴群を生成するとともに、該液滴群をＸ方向に沿って両側にＹ方向に広げながら拡散部３５の両側に位置する２つの混合部３８に連通口３７を介して送り込んでいる。このため、液滴群はＹ方向に広がった状態で各混合部３８において圧縮空気と混合されミスト状の純水がＹ方向に均一に生成される。さらに、各混合部３８で生成されたミスト状の純水を合流させて合流液体を形成するとともに、該合流液体をＹ方向に延びる開口３１から噴射させている。したがって、Ｙ方向に均一に基板Ｗに対して合流液体が供給され、長尺な基板Ｗに対しても長尺方向（Ｙ方向）に均一に処理することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、純水を破砕しながらＸ方向に沿って両側に、２方向に分割して液滴群を生成しているので液滴の微粒化を図ることができる。さらに、２つの混合部３８において生成されたミスト状の純水を合流部３９で合流させることにより互いに衝突させて合流液体を形成しているので、一層の液滴の微粒化が図れる。このため、液滴の基板Ｗへの衝突時の衝撃を緩和して基板Ｗへのダメージを低減することができる。しかも、液滴の微粒化により基板Ｗに供給される液滴群全体の表面積を大きくして、液滴群全体の表面エネルギーを増大させ、液滴群が捕捉する物質の移動速度を大きくすることができる。その結果、パーティクル等の汚染物の除去効率を向上させ、洗浄効果を高めることができる。
【００６７】
さらに、２つの混合部３８で生成したミスト状の純水を合流させて合流液体を形成するとともに該合流液体を開口３１より基板Ｗに噴射させているので、基板Ｗに供給される液滴の密度を高めることができる。したがって、液滴の微粒化とともに基板Ｗの処理効率を向上させることができる。
【００６８】
また、この実施形態によれば、衝突部材４６をその上面４６１を液体吐出スリット４５の吐出口４５１に対向させた状態で拡散部３５に設けているので、衝突部材４６の上面４６１により破砕され生成される液滴群の粒径を衝突部材４６のＸ方向における幅Ｓ２に応じてコントロールすることができる。つまり、衝突部材４６の上面４６１に純水を衝突させることで純水は衝突部材４６から薄い液膜（水膜）を形成しながらＸ方向に沿って両側に飛び散っていくが、衝突部材４６の幅Ｓ２によって衝突部材４６から拡散部３５の両側に位置する混合部３８までの距離が変更される。これにより、純水の破砕の進行度合いが調整され、衝突部材４６の幅Ｓ２に応じて液膜の厚み、さらには液膜から分裂して生成される液滴の粒径をコントロールすることができる。したがって、衝突部材４６を拡散部３５に設けることで、基板Ｗの処理内容に応じて必要とされる粒径を有する液滴を生成することができる。しかも、このように衝突部材４６により液滴径を制御することにより、所望の液滴径を得るまでの液滴の飛行距離を実効的に縮めることができ、Ｘ方向にノズルをコンパクトに作製することができる。
【００６９】
さらに、この実施形態によれば、衝突部材４６を拡散部３５に着脱自在に設けているので、基板Ｗの処理回数や処理時間に応じて衝突部材４６が磨耗した場合でも、衝突部材４６のみを交換することで、メンテナンスの経済性と利便性を向上させることができる。また、このように衝突部材４６を着脱自在に構成することで、生成される液滴の粒径を容易に変更することができる。すなわち、Ｘ方向における幅Ｓ２が相互に異なる衝突部材４６を用意しておくことで、基板Ｗの処理内容に応じて適宜、衝突部材４６を選択して液体衝突用基台３４に装着することで所望の粒径を有する液滴を自在に生成することができる。
【００７０】
＜その他＞
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、拡散部３５に衝突部材４６を設けて生成される純水の液滴径をコントロールしているが、衝突部材４６の配設は必須ではない。この場合、液体衝突用基台３４の上面側において保持溝３４２を形成することなく、液体吐出スリット４５の吐出口４５１に対向する液体衝突用基台３４の上面領域３４１ａが、本発明の「対向部位」として機能する。
【００７１】
また、上記実施形態では、液体吐出スリット４５の吐出口４５１から対向部位に対して純水を垂直に吐出させているが、純水の吐出方向はこれに限定されない。しかしながら、対向部位に対して純水を垂直に吐出させた方がＸ方向に沿って両側に純水の液滴群を均等に拡散させる点において有利である。これにより、各混合部３８にて生成されるミスト状の純水の密度を均一にして、さらにはミスト状の純水を合流させることにより形成される合流液体の密度を均一にすることができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、混合部３８に送り込まれる純水の液滴群と圧縮空気とを直交して混合させているが、これに限定されない。例えば液体吐出用基体３３の両側に形成される各気体流通路３６をそれぞれ開口３１に向けて傾斜させるように構成して、混合部３８に向けて飛散する液滴群の進行方向と該混合部３８に向けて送り込まれる圧縮空気の進行方向とが鈍角をなすように混合させるようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、液体吐出スリット４５からＹ方向に沿って帯状に純水を吐出させているが、これに限定されない。例えばＹ方向に沿って複数の液体吐出管を配列させることによって各液体吐出管から純水を吐出させるようにしてもよい。このように構成した場合でも、各液体吐出管から吐出された純水が対向部位に衝突することによりＸ方向に沿って両側にＹ方向に広がりながら混合部３８に送り込まれる。これにより、Ｙ方向に沿って均一にミスト状の純水を生成することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、二流体ノズル３は基板Ｗに向けて噴射される合流液体（ミスト状の純水）が基板Ｗの法線方向とほぼ平行となる姿勢で固定されているが、基板Ｗの法線方向に対して傾斜させて合流液体を噴射させるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、二流体ノズル３は、Ｙ方向を第１方向として、Ｙ方向に直交するＸ方向を第２方向としてＸ方向に搬送される基板Ｗに対してＹ方向に延びる開口３１から合流液体を噴射しているが、これに限定されない。つまり、第１方向とは異なる方向に搬送される基板Ｗに二流体ノズル３から合流液体を噴射する基板処理装置にも適用することができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、一方向（Ｘ方向）に搬送される基板Ｗに対して二流体ノズル３を用いて処理しているが、これに限定されない。例えば回転される半導体ウエハやガラス基板等の基板に対して二流体ノズル３を用いて処理を行う基板処理装置にも適用することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、搬送される基板をガラス基板としているが、半導体ウエハを搬送するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、二流体ノズル３を固定して搬送される基板Ｗを処理するようにしているが、これに限定されない。例えば基板Ｗを固定して二流体ノズル３を移動させながら処理してもよいし、基板Ｗと二流体ノズル３の双方を移動させながら処理するようにしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、二流体ノズル３に「液体」として純水を供給して基板Ｗを洗浄処理させているがこれに限定されない。例えば、「液体」として薬液を供給してエッチング処理、現像処理、剥離処理を行うようにしてもよい。この場合にも、二流体ノズル３の基板搬送経路Ｃの上流側および／または下流側に配置されるチューブウォール等の吸引除去手段と組合わせて使用することにより、薬液の置換を効率良く行うとともに、薬液による各種反応を促進させることができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、ケーシング３２の上面において、気体送圧ポート４１と液体送圧ポート４３とをＸ方向に並列に配置しているが、図７および図８に示すように、Ｙ方向（スリット形成方向）に一列に配置するようにしてもよい。図７は、本発明にかかる二流体ノズルの変形形態を示す断面斜視図である。また、図８（ａ）は、図７の二流体ノズルのＡ−Ａ’切断面を、図８（ｂ）は、図７の二流体ノズルのＢ−Ｂ’切断面を示す図である。
【００８１】
この場合、気体送圧ポート６１と液体送圧ポート６３とは所定間隔をあけながらＹ方向に沿って交互に配置される。そして、気体送圧ポート６１に繋がる気体マニホールド６２はケーシング５２の上部で、Ｙ方向に沿って配列された液体送圧ポート６３の間に配設される。ケーシング５２の上部は別体の板状部材７１で構成され、気体流通路５６と連通する領域まで板状部材７１のケーシング５２内面側を削って凹部を削成し、その開放面を液体吐出用基体５３の上面でふさぐことで、気体マニホールド６２を形成する。さらに、液体吐出用基体５３の内部の液体マニホールド６４は流路を拡張したバッファ室を形成している。バッファ室は断面四角形で、Ｙ方向に延設される。
【００８２】
このように構成することで、ケーシング５２内部はＹ方向から見て液体送圧ポート６３と気体送圧ポート６１から開口５１に至る仮想線を中心として、左右対称な形状とすることができ、容易に作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用基板、あるいは磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などを含む基板全般の表面に気体と液体とを混合させることで生成したミスト状の液体を噴射する二流体ノズルおよび該二流体ノズルを用いた基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置に装備されたリンス乾燥部の要部拡大図である。
【図３】チューブウォールの概略構成を示す図である。
【図４】本発明にかかる二流体ノズルの断面斜視図である。
【図５】図４の二流体ノズルの部分拡大図である。
【図６】図４の二流体ノズルにおける圧縮空気と純水との混合の様子を模式的に示す図である。
【図７】本発明にかかる二流体ノズルの変形形態を示す断面斜視図である。
【図８】図７の二流体ノズルの切断面を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
３…二流体ノズル
３１，５１…開口
３５…拡散部
３８…混合部
３９…合流部
４１，６１…気体送圧ポート（気体導入部）
４３，６３…液体送圧ポート（液体導入部）
４５…液体吐出スリット（液体吐出部）
４６…衝突部材
３４１…（液体衝突用基台の）上面（対向面）
３４１ａ…（液体衝突用基台の上面）領域（対向部位）
３４１ｂ…（液体衝突用基台の上面）領域（拡散部位）
４５１…（液体吐出スリットの）吐出口
４６１…衝突部材の上面（対向部位）
Ｓ２…（第２方向における衝突用平面の）幅
Ｗ…基板
【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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