(57)【要約】【課題】  噴射用ガスの使用量を減らすと共に、被洗浄物に噴射する液滴の径を均一にできるようにする。【解決手段】  ガスと液体とを混合させて液滴を発生させる２流体ノズル１を用いた洗浄装置において、前記液体に超音波振動を加える構成とする。【選択図】  図１
2007027270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスと液体とを混合させて液滴を発生させる２流体ノズルを用いた洗浄装置であって、
前記液体に超音波振動を加えること
を特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記２流体ノズルは、超音波発振子と超音波伝播部材を備え、前記超音波伝播部材の内部に前記液体が流れる流路を有すること
を特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記超音波伝播部材に生じる超音波の振動節面に対応させて、２流体ノズルの外部から前記液体を供給するための導入部を形成したこと
を特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記超音波伝播部材の外周部に沿って、前記流路を形成した
ことを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記超音波伝播部材に超音波を集束する機能を有する集束部を設けたこと
を特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項６】
ガスと液体とを混合させて液滴を発生させる２流体ノズルを用いた洗浄方法であって、
前記液体に超音波振動を加えて洗浄を行うこと
を特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２流体ノズルを用いた洗浄装置及び洗浄方法に関し、例えば、半導体ウエハや半導体マスク等に付着した不純物を洗浄するために使用する２流体ノズルを用いた洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程においてシリコンウエハやフォトマスク等に付着した異物を除去する方法として、高圧ジェット洗浄やメガソニック洗浄を用いる方法が知られている。また、ジェットノズル内部に加圧したガスと液体とを混合する混合部を持ち、ここで発生させた微細な液滴（ミスト）をシリコンウエハに噴射して異物を高効率で洗浄し、かつ、ウエハ表面に設けられているパターン等の損傷を防ぐ洗浄方法として、２流体ジェット洗浄が知られている（特許文献１参照）。さらには、ミストの均一化を図るために、加圧されたガスが、液体を取り囲むような渦巻き気流を形成するように構成されている洗浄装置も知られている（特許文献２参照）。
【０００３】
また、微細ミストを生成する方法として、洗浄装置の内部に超音波発振子を有し、薬液を振動させて霧化を促進し、微小ミストを作成する技術が知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特許３３１５６１１号
【特許文献２】特開２００２−２０８５７９号
【特許文献３】特表２００３−５１７９１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、高圧ジェット洗浄の場合は、半導体基板等に付着した１．０μｍ以下の異物粒子に対する除去率が低く、また、メガソニック洗浄の場合は、半導体基板等に対する物理的な力の影響が非常に大きいため、ＬＳＩ(Large Scale Integration)やＭＥＭＳ(Micro Electro-Mechanical System)などの微小構造体のパターンを有している基板を損傷してしまうという問題がある。
【０００５】
また、洗浄対象物に液滴（ミスト）を噴射する際に、噴射口で渦巻き気流となるようにガスを加圧する場合や、加速管等を用いてガスを加速する場合には、加速するための大量の噴射用ガスが必要となり、装置が大型化してコストが増えるという問題がある。
【０００６】
また、液体を供給する配管が、噴射用ガスの流れを妨げるように２流体ノズルの内部に配置されている場合には、ガスが均一な圧力で液体と接することができないため、液滴の径の均一化を図ることができず、その結果、大きな液滴が発生して洗浄対象物であるウエハ基板等に損傷を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した実情を考慮して、液滴で被洗浄物を洗浄する際に使用する噴射用ガスの量を減らすとともに、微細で均一な液滴を形成することができる２流体ノズルを用いた洗浄装置及び洗浄方法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】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る洗浄装置は、ガスと液体とを混合させて液滴を発生させる２流体ノズルを用いた洗浄装置であって、前記液体に超音波振動を加える構成とする。
【０００９】
好ましくは、前記２流体ノズルは、超音波発振子と超音波伝播部材を備え、前記超音波伝播部材の内部に前記液体が流れる流路を有する構成とする。
さらに好ましくは、前記超音波伝播部材に生じる超音波の振動節面に対応させて、２流体ノズルの外部から前記液体を供給するための導入部を形成する構成とする。
【００１０】
また、本発明に係る洗浄方法は、ガスと液体とを混合させて液滴を発生させる２流体ノズルを用いた洗浄方法であって、前記液体に超音波振動を加えてミストの微細化を促進し、洗浄を行うようにする。
【００１１】
以上のように、本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法では、２流体ノズルの内部で液体に超音波振動を加えることによりミストの発生を容易にし、噴射用ガスの使用量を減らすとともに、微細で均一な液滴を形成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る洗浄装置によれば、噴射用ガスの使用量を少なくすることができる。また、被洗浄物に噴射する液滴の粒径を揃え微細にすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る洗浄方法によれば、噴射用ガスの使用量を少なくすることができる。また、被洗浄物に噴射する液滴の粒径を揃え微細にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した洗浄装置及び洗浄方法を実施するための最良の形態の例について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明を適用した２流体ノズルに係る実施の形態例の概略断面を示したものである。
図１に示すように、２流体ノズル１は、筐体２と、筐体２の内部に配置された超音波発振子３と、超音波発振子３に結合された円錐型のホーン４（以下、コーンと言う。）と、コーン４に連結された断面外形が指数関数の形を有する指数関数型のホーン５とからなる。なお、ホーン（円錐型ホーン、指数関数型ホーン）は、超音波発振子３によって発生した振動による振幅を発振子と反対側に増大して伝える役割を有している。また、コーンは、耐薬品性かつ低発塵性である樹脂製の材料、もしくはテフロンコーティングされたステレンスのような金属によって形成されている。なお、必ずしも、ホーン４とコーン５とを組み合わせる必要はなく、どちらかの部材のみを用いるようにしてもよい。また、超音波発振子３は、単一の発振子に限られず、同期をとりながら複数の発振子を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
筐体２には、２流体ノズル１に液体を供給するための液体配管６と、ガスを供給するためのガス配管７とが接続されている。また、超音波発振子３には、超音波用配線８が接続されている。なお、コーン４と筐体２との間にできる空間には、超音波振動子３にガスが侵入することを防止するためのシール部材９が設けられている。
【００１７】
コーン４とホーン５とからなる超音波伝播部材の内部には、液体配管６が配置されており、２流体ノズル１に供給された液体が流れる液体流路１０が形成されている。液体配管６は、コーン４の中心部で超音波発振子３の位置と反対の方向に直角に折り曲がり、コーン４に同心円状に連結されているホーン５の中心線を貫くように配置されている。また、筐体２とホーン５との間には、２流体ノズル１に供給されたガスが流れるガス流路１１が、ホーン５を取り囲むように形成されている。
【００１８】
液体配管６は、ホーン４上に発生する超音波の定在波の振動節面に合致するように、筐体２及びコーン４に取り付けられる。また、シール部材９も、ホーン４上に発生する超音波の振動節面に合致するように、ホーン４に取り付けられる。この場合、コーン４には、液体配管６を取り付けるための孔を設ける必要があるが、孔を設けた部分では超音波が反射され易くなるため、孔の位置は、超音波の振幅が増幅される前に設けることが望ましい。従って、ホーン４に設ける孔は、なるべく超音波振幅の小さい所、例えば、超音波発振子３に近い位置に設けることが望ましい。また、シール部材９をコーン４に設ける位置についても、同様に超音波発振子３に近い位置に設けることが望ましい。
【００１９】
液体流路１０の先端付近とガス流路１１の先端付近には、液体流路１０から吐出される液体と、ガス流路１１から吐出されるガスとが混合して、液滴（ミスト）が発生する気液混合部１３が形成されている。混合部１３におけるガス流路１１は、中心部に液体流路１０が存在するためドーナツ型の形状を有しており、ホーン５の液体流路１０から吐出される液体を取り囲むような構造を有している。また、混合部１３においては、ホーン５の先端部の位置とガス流路１１の先端部の位置が同一面に位置するように構成されている。また、ホーン５の終端部は、この部材に生じる定在波の振動腹面とすることが望ましい。
【００２０】
図２は、本発明を適用した２流体ノズルを構成する部材の配置関係を示したものである。図２において、図１と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
指数関数型ホーン５の長さLは、音速をc、超音波周波数をf、コーン４との接続面であるホーン５の端面の面積をS1、混合部１３におけるホーン５の端面の面積をS2とすると、以下の式（１）で表される。ここで、S1は10〜20[mm]、S2は4〜10[mm]、使用周波数は50KHz〜5MHzの範囲で行うものとする。
上述範囲でS1を決定すると、ホーン５の端面S1の直径D1も決定される。なお、ホーン５の端面S1、端面S2における断面形状は円形となる。なお、上記の使用周波数の範囲であれば、単一の周波数に限られず、例えば、複数の周波数を同時に発振させるような複数周波数を用いてもよい。
【００２１】
【数１】
2007027270.tif 000003
【００２２】
次に、コーン４の長さlは、角速度をωとすると、以下の式（２）で表される。
ここで、コーン４と超音波発振子３との接合面の直径をD0とおくと、AはD0とD1との比であり、D0/D1=2のときA=3.29、D0/D1=3のときA=3.48と与えられる。
【００２３】
【数２】
2007027270.tif 000004
【００２４】
また、超音波発振子３から発振される超音波Ｓによって、コーン４とホーン５上に形成される超音波の定在波の振動節のうち、コーン４上に形成される振動節面の位置Ｐは、超音波振動子３とコーン４との接合面からの距離をxとすると、以下の式（３）で求める事ができる。これにより、コーン４における振動節面の位置Ｐが決定されると、振動節面の位置Ｐに合わせて、液体配管６やシール部材９を２流体ノズル１に取り付けることができる。
【００２５】
【数３】
2007027270.tif 000005
【００２６】
図３は、本発明を適用した２流体ノズルに超音波振動が伝播する状態を示す図である。
図３において、図１と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
液体配管６には、洗浄処理条件により洗浄液もしくは純水を、また、ガス配管７には、窒素を前記の液体と同時に供給する。これと同時に、超音波振動子３から超音波を発振すると、図に示すように超音波Ｓはコーン４を伝わり、指数関数型のホーン５の先端まで到達する。
【００２７】
発生した超音波Ｓは、コーン４とホーン５とからなる振動伝播部材の内部に配置された液体流路１０に伝播し、液体流路１０を流れる液体には徐々に超音波Ｓが印加され、励起される。そして、その振動により、液体中にはキャビテーションが生じ、液体配管６の先端部からの吐出される時の液の体表面にはキャピラリー波が発生するので、液体は分離しやすい状態となり、微細で粒径の揃った均一な液滴を生成することができる。
【００２８】
また、液体配管６及びシール部材９は、ホーン４上に発生する超音波の振動節面Ｐに合致するように取り付けられているので、ホーン４に伝播する超音波Ｓの振幅が途切れることがなく、超音波の振動エネルギーを液体に効率よく伝えることができる。すなわち、超音波Ｓによる振動が内部を通過し、その振動エネルギーによってキャピラリー波やキャビテーションを発生しやすい状態となった液体は、２流体ノズル１の気液混合部１３でガス流路１１から供給されるガスと混合されて液滴となり、微細で均一なミスト流１５をウエハ１４に噴出することができる。また、超音波を用いて、予め液体を液滴にし易い状態にしているので、ガスの使用量を少なくすることができる。
【００２９】
高速化された微細なミスト流１５は、ウエハ１４の表面上に付着している異物粒子に直接衝突し、もしくは一旦、ウエハ１４の表面に衝突し、液滴がウエハ１４の表面に沿って広がり、その広がった液が異物粒子に衝突する。そして、この衝突により異物粒子に物理的な力が加わり、異物粒子はウエハ１４の表面から除去される。すなわち、従来以上に微細なパーティクルの除去と、微細パターンを破壊することがない洗浄を行うことができる。
なお、ガスの流量は、ミストが被洗体であるウエハ１４上に付着したパーティクルを洗浄するのに十分な物理力を得ることが出来る程度の流量を確保する必要がある。ここで、ガスの流速の目安として、例えば酸化膜上に形成されたPoly-Si製の幅70[nm]、高さ200[nm]の微細パターンを有する半導体ウエハに付着しているパーティクルを除去するためには、秒速50〜70[m/s]程度の流速が得られるようなN2ガスの流量を設定すればよい。
【００３０】
図１１は、本発明と従来技術におけるミスト数とミスト粒径の相関分布の比較を示す図である。
図に示された実線ａは、本発明を適用した場合のミスト数とミスト粒径の相関分布を示し、図に示された点線ｂは、従来技術を適用した場合のミスト数とミスト粒径の相関分布を示す。また、図中の斜線部分は、ウエハ上で微細パターンの破壊が発生してしまう領域を示す。
この図から明らかなように、従来技術を適用した場合には、ウエハ上で微細パターンの破壊が発生してしまうが、本発明を適用した場合には、液体に超音波振動を加えてミストの微細化を促進しているので、ウエハ上の微細パターンを破壊することなく洗浄を行うことができる。
【００３１】
図４は、本発明を適用した洗浄装置の概略図である。
図４に示すように、洗浄装置２０は、２流体ノズル１と、２流体ノズルに液体を供給するための純水供給装置２１及び薬液供給装置２２と、これらの液体を２流体ノズルに供給するための液体供給管６と、２流体ノズル１に噴射用の窒素ガス(N2)を供給するためのガス配給管７と、２流体ノズル１に設けられた超音波振動子３を制御するための超音波制御装置２３と、被洗浄物であるウエハ１４を支持する洗浄チャンバー（図示せず）とから構成される。超音波制御装置２３は、超音波振動子３の発振量を制御することで、超音波の強度を調整し、ノズル１で発生する液滴の粒径と速度を自由に調整することができる。なお、ウエハ１４を固定する図示しないチャック部は、６本の円柱形状を有するピンを備え、下部にはチャック部を回転させるためのモータ駆動部との連結構造を備えている。
【００３２】
図５は、本発明による洗浄方法によって、ウエハを洗浄する際のプロセスフローを示すものである。
まず、ステップ１において、洗浄するウエハ１４を図示しないチャンバーにロード（支持）する。つぎに、ステップ２において、ウエハ１４を所定の回転数、例えば３００ｒｐｍで回転させた後、表面酸化剤、本例ではオゾン水（純水にオゾンガスを溶解した液体）を供給し、ウエハ１４表面上に薄い酸化膜を生成する。オゾン水の供給は、通常のチューブノズルもしくは２流体ノズルを使用して行う。例えば、チューブノズルから供給する場合は、濃度20[ppm]、流量1.5[L/min]でオゾン水を供給し、ウエハ表面上に薄い酸化膜を生成する。また、２流体ノズルから供給する場合は、濃度20[ppm]、流量100[cc/min]、のオゾン水と流量50[L/min]のN2を供給する。２流体ノズルを使ってオゾン水をウエハ１４に向かって噴射すると、微小なオゾン水の液滴が高速でウエハ１４表面に衝突する。この衝突による物理的な力によってウエハ１４表面上の異物は除去され、オゾン水とともにウエハ１４表面から流される。
【００３３】
次に、ステップ３において、２流体ノズル１を使用して、ウエハ１４に希フッ酸（DHF）を供給し、ウエハ１４上に生成された酸化膜をエッチングする。液滴状にされた希フッ酸が、ウエハ１４全体に供給されるように、２流体ノズル１をウエハ上で移動させる。このとき、２流体ノズル１の先端部分が、ウエハ１４の中心線上を移動するように制御することで、ノズルから噴射されるガスの流れ方向の速度成分を、異物の除去に対して最大限に利用することができる。この際に使用する希フッ酸の濃度は1%、流量100[cc/min]、N2流量50[L/min]程度である。なお、この工程で酸化膜は、必ずしも全てエッチングする必要はない。またフッ酸をウエハ１４に供給して処理を行っている最中には、別のチューブノズルを使って純水（DIW）を同時に供給するようにしてもよい。
【００３４】
２流体ノズル１から希フッ酸を噴射すると、噴射によって微小な希フッ酸水溶液の液滴が高速でウエハ１４の表面に衝突する。この衝突による物理的な力によってウエハ１４表面上の異物が除去され、ウエハ１４表面のオゾン水と共に異物が流される。同時に、ウエハ１４表面に生成された酸化膜は、希フッ酸によりエッチングされるため、異物とウエハ１４表面の付着力が弱まり、効果的に異物を除去することができる。
【００３５】
つぎに、ステップ４において、２流体ノズル１を用いて、純水をウエハ１４の表面に噴射して純水リンスを行い、ウエハ１４表面に残留している異物の除去を行う。その後、ステップ５において、ウエハ１４の乾燥作業を行い、ウエハ１４をチャンバー部から取り外して全工程の作業を終了する。
【００３６】
本例の２流体ノズル１を用いた洗浄装置２０によれば、液体に超音波振動を加えることで、予め液滴になり易い状態にしているので、噴射用ガスの使用量を減らすことができる。また、被洗浄物に噴射するミスト流１５の液滴の粒径を小さくするとともに、均一にすることができる。
【００３７】
また、本例の２流体ノズル１を用いた洗浄方法によれば、液体に超音波振動を加えることで、予め液滴になり易い状態にしているので、噴射用ガスの使用量を減らすことができる。また、被洗浄物に噴射するミスト流１５の液滴の粒径を小さくするとともに、均一にすることができる。
【００３８】
図６（ａ）は、本発明に係る２流体ノズルの他の実施形態の例の概略断面図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した２流体ノズルをＡＡ線で切断した際の平面図である。なお、図６（ａ）（ｂ）において、図１と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図６に示すように、本例に係る２流体ノズル１においては、コーン４とホーン５との間に、液体配管６と連接するチャンバー１６が設けられている。また、ホーン５には、ホーン５の外周部５ａに沿ってカバー１９が設けられ、同心二重構造を有する液体流路１０ｂが形成されている。さらに、ホーン５には、液体流路１０ｂとチャンバー１６とを連接する液体流路１０ａが設けられている。
【００３９】
液体配管６から供給された液体は、コーン４の内部に設けられた配管内を通過して、コーン４とホーン５との間に設置されたチャンバー１６に導かれる。チャンバー１６に導かれた液体は、液体流路１０ａを通過した後、液体流路１０ｂに流入する。液体には、液体流路１０ｂを通過する間に超音波が印加されて、その振動エネルギーによってキャピラリー波やキャビテーションを発生しやすい状態となる。液体は、その状態で、気液混合部１３でガス流路１１から供給されるガスと混合されて液滴となり、微細なミスト流になる。
【００４０】
本例の２流体ノズル１を用いた洗浄装置によれば、２流体ノズル１の液体流路１０ｂが同心二重構造を有しているので、液体に超音波を印加する面積を増やすことができ、効率よく超音波の振動エネルギーを伝えることができる。なお、本例では、コーン４とホーン５の内部を液体が通過していく、すなわち内接する構造であったが、超音波を印加するとコーン・ホーン共に内外問わずそれらの構造すべてが振動することになるので、液体はホーンに対して外接していてもその効果を引き出す事ができる。
【００４１】
図７（ａ）は、本発明に係る２流体ノズルの他の実施形態の例の概略断面図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した２流体ノズルを切断した際の平面図である。本例に係る２流体ノズル１は、筐体の内部に、超音波発振子３と円筒形の超音波印加チャンバー１７を有している。また、超音波発振子３と超音波印加チャンバー１７との間には、超音波集束レンズ機能を有する金属等で形成された集束部１８が設けられている。さらに、印加チャンバー１７の下方には、ガスを供給するためのガス配管７が配置されている。
【００４２】
超音波発振子３から発生した超音波Ｓは、図７（ｂ）に示すように、集束部１８と超音波印加チャンバー１７との境目で屈折し、超音波印加チャンバー１７の中心軸に集束されて超音波集束域Ｚを形成する。液体配管６からノズル内に供給された液体は、超音波印加チャンバー１７内の超音波集束領域Ｚを通過する間に、集束された超音波Ｓが印加され、その振動エネルギーによってキャピラリー波やキャビテーションを発生しやすい状態となる。そして、液体は、印加チャンバー１７を通過した後に、ガス配管７から供給されるガスと混合されて液滴となり、微細なミスト流１５となって噴出する。なお、液体とガスとの混合は円筒チャンバー１７内でも可能であるが、超音波による効果を最大限に利用するためには、液体が集束域Ｚを通過するのと同時にガスを混合することが望ましい。
【００４３】
本例の２流体ノズル１を用いた洗浄装置によれば、超音波集束レンズ機能を有する集束部１８を備える円筒型の超音波印加チャンバー１７を超音波発振子３に接触する状態で取り付けているので、超音波の屈折する機能を利用して、超音波を超音波集束域Ｚに集束することができる。すなわち、集束域Ｚに液体を供給することで、効率よく超音波を液体に印加することができる。また、超音波発振子３の出力を低くした状態でも、微細な液滴を発生させることができる。
【００４４】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示した２流体ノズルの別の形態例である。
本例の２流体ノズル１は、超音波集束レンズ機能を有する集束部材を用いることなく、柔軟性のある材質で形成された超音波発振子３を、直接超音波印加チャンバー１７に巻きつけたものである。これにより、超音波発振子３で発生させた超音波Ｓを、超音波印加チャンバー１７の超音波集束域Ｚに向かって直線的に発振させることができるので、効率よく超音波を液体に印加することができる。
【００４５】
図８は、本発明に係る２流体ノズルの別の実施形態の例の概略断面図である。
本例に係る２流体ノズル１は、筐体の内部に、超音波発振子３と球形状の超音波印加チャンバー１７’とを有している。また、超音波発振子３と超音波印加チャンバー１７’との間には、超音波集束レンズ機能を有する金属等からなる集束部１８が設けられている。
【００４６】
超音波発振子３から発生した超音波は、集束部１８と超音波印加チャンバー１７’との境目で屈折し、超音波印加チャンバー１７の中心に集束されて超音波集束域(焦点)Ｚを形成する。液体配管６から供給された液体は、超音波印加チャンバー１７内の超音波集束領域Ｚを通過するときに、集束された超音波Ｓが印加され、その振動エネルギーによってキャピラリー波やキャビテーションを発生しやすい状態となる。そして、この状態の液体に、ガスが供給されて液滴が生成され、液体は、微細なミスト流１５となってノズル１の外部へ噴出する。
【００４７】
本例の２流体ノズル１を用いた洗浄装置によれば、チャンバーの形状を球形としたので、超音波発振子３より発振された超音波をチャンバー１７’の中心点に集束することが可能となり、効率よく液体に超音波を印加することができる。
【００４８】
なお、本例では、液滴が発生する気液混合部と超音波集束域（焦点）Ｚが一致するようにしているが、これに限らず、焦点Ｚに液体を通過させた後に液体とガスと混合させるようにしてもよい。また、集束レンズ機能を持った材質を使用せずに、球形の超音波印加チャンバー１７’に超音波発振子３を巻きつけて、球体チャンバー１７の中心点に形成された超音波集束域Ｚに向かって、直線的に超音波を発振させるようにしてもよい。
【００４９】
図９（ａ）（ｂ）は、本発明に係る２流体ノズルの別の実施形態の例の概略断面図である。なお、図９（ａ）（ｂ）において、図１と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図９（ａ）に示した２流体ノズル１は、直径の大きい円筒形状のコーン４と直径の小さい円筒形状のホーン５とが連接して形成される単純ステップ型のホーン５’を有している。なお、液体配管６は、配管の中心線が、単純ステップ型ホーン５’上に生じる超音波の振動節面Ｐと一致するように、２流体ノズル１に取り付けられている。また、図９（ｂ）に示した２流体ノズル１は、円錐台形状を有する円錐形ホーン５’’を有している。なお、液体配管６は、配管の中心線が、単純ステップ型ホーン５’上に生じる超音波の振動節面Ｐと一致するように２、流体ノズル１に取り付けられている。
【００５１】
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明に係る２流体ノズルの別の実施形態の例の概略断面図である。なお、図１０（ａ）（ｂ）において、図１と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図１０（ａ）に示した２流体ノズル１は、ホーン５の先端部が筐体２の内部に位置するように構成されている。すなわち、気液混合部１３が、筐体２の内部に位置するように形成されている。これにより、ホーン５の先端面と、ガス流路１１の突出口とが同一面に完全に一致させる必要がなくなるので、加工精度が出にくい樹脂材を用いてホーン５や筐体２を成型することができる。
【００５３】
また、図１０（ｂ）に示した２流体ノズル１では、ホーン５の先端部が筐体２の外部に位置するように構成されている。すなわち、気液混合部１３が、筐体２の外部に位置するように形成されている。
【００５４】
これにより、ホーン５の先端部は筐体２から突き出した形状となるので、気体流量と液体流量の相互干渉を少なくすることができる。すなわち、気体流量が増加するとノズル内部の圧力が上昇するため液体流量が減少するというような通常の内部混合型の２流体ノズルにおいて生じやすい現象が少なくなり、気体及び液体の流量制御が容易となる。また、気体と液体とが混合されて液滴が生成されてミスト流として噴出される場合に、ミスト流が被洗体まで到達する間に、ミスト流が筐体等に接触するおそれが無いので、粒径・ミスト速度が均一な状態で被洗浄物を洗浄することができる。
【００５５】
なお、上述した実施の形態例においては、気体とガスを逆に流しても、構造上、液体に超音波を印加することができるので、液体流路にガスを流し、ガス流路に液体を流すような構成を採用してもよい。また、ノズルに供給するガスはN2ガスに限られるものではなく、例えば、不活性ガス、もしくは反応性の低いガスなどを使用してもよい。また、被洗浄物に対する酸化の有無を問題にしないものであれば、酸素や空気などを使用してもよい。また、ノズルに供給される液体は、純水や希フッ酸、オゾン水のほかに、アンモニア過水などのアルカリ性液体、塩酸過水・硫酸過水などの酸性液体、ギ酸・シュウ酸・酢酸などの有機酸、フッ硝酸などのエッチング液を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルを構成する部品の配置図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルと被洗浄物との関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の洗浄方法によってウエハを洗浄する際の処理フローを示すものである。
【図６】図６（ａ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。図６（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの平面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。図７（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの平面図である。図７（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る２流体ノズルの概略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明と従来技術におけるミスト数とミスト粒径の相関分布の比較を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・２流体ノズル、２・・筐体、３・・超音波発振子、４・・コーン、５・・ホーン、５ａ・・ホーン外周、６・・液体配管、７・・ガス配管、８・・超音波用配線、９・・シール材、１０・・液体流路、１１・・ガス流路、１３・・気液混合部、１４・・ウエハ、１５・・ミスト流、１６・・チャンバー、１７・・超音波印加チャンバー、１８・・集束部、１９・・カバー、２０・・洗浄装置、２１・・純粋供給装置、２２・・薬液供給装置、２３・・超音波制御装置、Ｓ・・超音波、Ｚ・・超音波集束域、Ｐ・・振動節面位置
【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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【図１０】
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【図１１】
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