CN101599424A - 微小气泡生成装置、微小气泡生成方法及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

生成含微小气泡的液体(23)的微小气泡生成装置(10)包括：微小气泡液生成部(12)，其生成含微小气泡的液体(23)；异物除去机构部(30)，其从微小气泡液生成部(12)所提供的含微小气泡的液体(23)中除去异物。

Description

微小气泡生成装置、微小气泡生成方法及基板处理装置
技术领域
本发明涉及微小气泡生成装置、微小气泡生成方法及基板处理装置，涉及如生成含微小气泡的洗涤用液体的微小气泡生成装置及微小气泡生成方法、使用含微小气泡的洗涤用液体来处理基板的基板处理装置。
背景技术
作为一例，基板处理装置在基板制造工序中，对基板提供纯水和药液等液体进行处理。这种基板处理装置中，需要除去基板上粘附的微粒和液体中浮游的微粒。
为了除去基板的微粒，专利文献1中提出了以下方案：将微米气泡发生部与基板处理装置连接，从微小气泡发生部向处理槽内的基板提供含微小气泡的纯水。
该微米气泡发生部的结构如专利文献1中图9所示，微小气泡发生部的结构为：箱中形成送水管和环绕该送水管的送气路。送气路与氮气供给部和真空泵连接，送气路中流动的氮气的压力由真空泵的工作来调整，使箱内加减压。
由此，使箱内减压时，多余的气体过饱和，从送水管中流动的纯水中析出，其气体通过中空子分离膜后流向送气路。使箱内加压时，送气路中流动的氮气通过中空子分离膜后，加压溶解在送水管内的纯水中。
[专利文献1]特开2006-179765号公报
但是，使用专利文献1所记载的微小气泡发生部生成含微小气泡的液体时，微小气泡发生部一般是使用金属部件的结构。但使用金属部件时，对洗涤半导体晶片有坏影响的金属离子会从金属部件中洗提出，含在含微小气泡的液体内。因此，对基板进行洗涤处理时，基板上会粘附金属离子，在基板处理后的后工序中可能会产生问题。PN接合的漏电和氧化膜耐力不合格，导致载流子寿命降低等，对半导体设备的电气特性有致命的影响。
发明内容
本发明是鉴于上述问题发明的，其目的在于提供能够确实除去金属离子等异物的微小气泡生成装置、微小气泡生成方法及基板处理装置。
本发明的微小气泡生成装置，生成含微小气泡的液体，其特征在于，包括：微小气泡液生成部，其生成含上述微小气泡的液体；异物除去机构部，其从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
本发明的微小气泡生成方法，使用生成含微小气泡的液体的微小气泡液生成部和从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物的异物除去机构部，生成含上述微小气泡的液体，其特征在于，由上述微小气泡液生成部生成含上述微小气泡的液体，由上述异物除去机构部从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
本发明的基板处理装置，具有生成含微小气泡的液体的微小气泡生成装置，其特征在于，上述微小气泡生成装置包括：微小气泡液生成部，其生成含上述微小气泡的液体；异物除去机构部，其从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
附图说明
图1是表示本发明的微小气泡生成装置的第1实施方式。
图2是表示图1所示的洗涤装置的一例。
图3是表示本发明的微小气泡生成装置的第2实施方式。
图4是表示本发明的微小气泡生成装置实施方式中的微小气泡生成装置的运行时间与微小气泡数的关系例。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1表示本发明的微小气泡生成装置的第1实施方式。
如图1所示，微小气泡生成装置10具有：水供给部11；气体供给部20；微小气泡水生成部12；异物除去机构部30。
异物除去机构部30包括金属离子除去过滤器13、有机污染除去装置14、溶存气体除去机构15和微粒除去部16中的至少1个，这些部件的排列顺序没有特别限定。
图1所示的水供给部11通过打开阀门11B，能够向微小气泡水生成部12提供液体，例如水。气体供给部20通过打开阀门20B，能够向微小气泡水生成部12提供气体，例如氮气。
图1所示的微小气泡水生成部12是微小气泡液生成部的一例，将气体供给部20所提供的氮气21通过如第1多孔质过滤器，并且将水供给部11所提供的水22通过如第2多孔质过滤器，由此水中生成并含有多个微小气泡。由此，微小气泡水生成部12能够由气体和水生成含多个微小气泡的水23。生成的含微小气泡的液体23被提供给金属离子除去过滤器13。
图1所示的异物除去机构部30的金属离子除去过滤器13是用于除去含微小气泡的水23中的金属不纯物的过滤器，例如使用离子交换树脂来形成较好。离子交换树脂可以使用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂的单床或两者的混床等。
异物除去机构部30的有机污染除去装置14是除去有机类污染物的部分，例如用紫外线(UV)照射含微小气泡的水23。由此能够除去含微小气泡的水23中的有机污染物。有机物污染会影响到氧化膜的电气特性，所以要除去。
通过控制紫外线波长或能量强度，能够不压坏微小气泡地除去含微小气泡的液体中的有机物。并且，通过进行上述控制，能够有效地从含微小气泡的液体中除去有机物。
异物除去机构部30的溶存气体除去机构15是除去含微小气泡的水23中的溶存气体、如氧气和二氧化碳气体等各种溶存气体的除气膜。例如溶存有氧气时，会促进基板氧化，所以需要除去氧气。
异物除去机构部30的微粒除去部16是除去含微小气泡的水23中的微粒等固体异物的过滤器。微粒粘附在基板上后，基板的布线会短路，对半导体设备的电气特性有影响，所以要除去含微小气泡的水23中的微粒等固体异物。通过微粒除去部16后的含微小气泡的液体23被提供到洗涤装置100上。
并且，微小气泡即使通过金属离子除去过滤器13和微粒除去部16，因微小气泡是不定形的，所以不会破裂。以往，向洗涤装置提供微小气泡时需要有多个过滤器等，但通过上述结构，可以设置1个过滤器，能够简化结构。
图2表示图1所示的微小气泡生成装置10和作为洗涤装置100的一例的基板处理装置。
图2所示的洗涤装置100具有：基板保持部71；供给喷嘴75用的操作部72；向下吹风用的带过滤器的风机73；杯74；供给喷嘴75；处理室76。
基板保持部71具有圆板的基底部件77、转动轴78和电机79，基板W可装卸地固定在基底部件77上。处理室76内容纳有杯74、供给喷嘴75、基底部件77和转动轴78。电机79根据控制部80的指令来动作，基底部件77能够在R方向上连续转动。阀门11B和阀门20B能够根据控制部80的指令来控制开关量。
图2所示的供给喷嘴75设置在基板W上部，供给喷嘴75由操作部72的动作，能够向Z方向(上下方向)和X方向(基板的半径方向)移动。
图2所示的微小气泡生成装置10的微粒除去部16通过管81与供给喷嘴75连接。因此，含微小气泡的水23通过管81提供到供给喷嘴75，含该微小气泡的水23通过供给喷嘴75喷射到基板W表面。这样，将含微小气泡的水23喷射到基板W表面上，由微小气泡所含的负电位包住带正电的微粒等污染物，能够从基板W表面上将该污染物与微小气泡一起除去。
生成含微小气泡的水23时，即使金属离子和微粒等异物溶入水中，异物除去机构部30也能够确实地除去金属离子和微粒等异物。因此，对基板W进行洗涤处理时，不会对基板W有异物所导致的坏影响。
(第2实施方式)
图3表示本发明的微小气泡生成装置的第2实施方式。
图3所示的第2实施方式的微小气泡生成装置10B与图1及图2所示的第1实施方式的微小气泡生成装置10的不同点在于，从微粒除去部16到微小气泡水生成部12设置有循环用配管31。并且，循环用配管31中途连接有图2所示的各洗涤装置100侧的管81。这些洗涤装置100与图2所示的洗涤装置100相同。另外，微小气泡水生成部12具有槽40，其作用为根据需要排出一部分含微小气泡的水23。
图3所示的第2实施方式的微小气泡生成装置10B的其他结构要素与图1和图2所示的第1实施方式的微小气泡生成装置10的对应结构要素相同，所以第2实施方式中，用与第1实施方式相同的符号标记，省略其说明。
如图3所示，从微粒除去部16到微小气泡水生成部12设置有循环用配管31，所以能够由1台微小气泡生成装置10B向多台洗涤装置100的基板提供不含异物(污染物)的含微小气泡的水23。并且，含微小气泡的水23的一部分或全部能够重复再利用，所以能够提高气体和水的利用效率。
而且，由微小气泡生成装置10B，在微小气泡水生成部12中生成新的含微小气泡的水23。并且，从微粒除去部16循环回到微小气泡水生成部12的含微小气泡的水23的规定量排到箱40，向剩下的含微小气泡的水23添加新的含微小气泡的水23。因此，能够控制含微小气泡的水23中的微小气泡的量和含微小气泡的水23的清洁度。
上述各本发明的实施方式中，异物除去机构部30可以包含金属不纯物过滤器、有机污染除去装置、溶存气体除去机构、微粒除去部中至少一个。并且，异物除去机构部30的各部件的排列顺序没有特别限定。
本发明的实施方式中，液体可以不使用纯水，使用通常的的水。
本发明的微小气泡生成装置，生成含微小气泡的液体，包括：微小气泡液生成部，其生成含微小气泡的液体；异物除去机构部，其从微小气泡液生成部所提供的含微小气泡的液体中除去异物。由此，能够从含微小气泡的液体中确实地除去金属离子等异物。
异物除去机构部包括金属不纯物过滤器，其从含微小气泡的液体中除去金属不纯物。由此能够从含微小气泡的液体中确实地除去金属不纯物。
异物除去机构部包括有机污染除去装置，其从含微小气泡的液体中除去有机类污染物。由此能够从含微小气泡的液体中确实地除去有机类污染物。
异物除去机构部包括溶存气体除去机构，其从含微小气泡的液体中除去溶存气体。由此能够从含微小气泡的液体中确实地除去溶存气体。
异物除去机构部包括微粒除去部，其从含微小气泡的液体中除去微粒。由此能够从含微小气泡的液体中确实地除去微粒。
异物除去机构部包含金属不纯物过滤器、有机污染除去装置、溶存气体除去机构、微粒除去部中至少一个。由此，可以根据需要任意组合，构成异物除去机构部。
微小气泡液生成部和异物除去机构部由循环用配管连接，其作用是使通过异物除去机构部后的含微小气泡的液体回到微小气泡液生成部。由此，能够由微小气泡生成装置向多个洗涤装置的基板确实地提供不含异物(污染物)的含微小气泡的水。并且，含微小气泡的水的一部分或全部可以重复再利用，所以能够提高气体和水的利用效率。
图4是表示微小气泡生成装置的运行时间与微小气泡数的关系例的图。图4中，纵轴为微小气泡数，横轴表示运行时间。图4所示的曲线中的点P1表示图1所示的第1实施方式的微小气泡生成装置10中的微小气泡数，图4所示的曲线中的点P2、P3、P4表示图3所示的第2实施方式的微小气泡生成装置10B中的微小气泡数。
从图4所示例中可知，像图3所示的第2实施方式的微小气泡生成装置10B这样循环利用含微小气泡的水23后，与图1所示的第1实施方式的微小气泡生成装置10相比，能够在增加微小气泡数的同时延长微小气泡生成装置10B的运行时间，能够提高含微小气泡的水23的利用效率。并且，微小气泡生成装置能够连续运行，所以能够消除微小气泡生成装置运行开始、运行结束时的不稳定状态，能够向洗涤装置100侧稳定提供含微小气泡的水23。
本发明中，微小气泡也叫做微米气泡或微纳气泡，包含微米气泡(MB)、微纳气泡(MNB)、纳米气泡(NB)。微米气泡(MB)是指发生时气泡直径在10μm-几十μm以下的微小气泡，微纳气泡(MNB)是指发生时气泡直径在几百nm-10μm以下的微小气泡。纳米气泡(NB)是指几百nm以下的微小气泡。
气体可以用臭氧气体和空气代替氮气。液体除了纯水，还可以使用酸性液体和碱性液体。
并且，可以组合本发明的实施方式所公开的多个结构要素来构成各种发明。例如也可以从本发明的实施方式所公开的全部结构要素中删除几个结构要素。还可以适当组合不同实施方式中的结构要素。
以上说明了本发明的实施方式，只是例示了具体例，并没有特别限定本发明，各部分的具体结构等可以有适当改变。另外，实施方式所记载的作用和效果只是列举了本发明所产生的最合适的作用和效果，本发明的作用和效果并不限定于本发明实施方式中所记载。本发明可以用于例如生成含微小气泡的液体(例如洗涤用液体)的微小气泡生成装置及微小气泡生成方法，以及使用含微小气泡的液体(例如洗涤用液体)来处理基板的基板处理装置及基板处理方法等。

Claims (9)

1.一种微小气泡生成装置，生成含有微小气泡的液体，其特征在于，具备：
微小气泡液生成部，其生成含有上述微小气泡的液体；
异物除去机构部，其从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
2.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述异物除去机构部包括从含上述微小气泡的液体中除去金属不纯物的金属不纯物过滤器。
3.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述异物除去机构部包括从含上述微小气泡的液体中除去有机类污染物的有机污染除去装置。
4.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述异物除去机构部包括从含上述微小气泡的液体中除去溶存气体的溶存气体除去机构。
5.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述异物除去机构部包括从含上述微小气泡的液体中除去微粒的微粒除去部。
6.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述异物除去机构部包括从含上述微小气泡的液体中除去金属不纯物的金属不纯物过滤器、从含上述微小气泡的液体中除去有机类污染物的有机污染除去装置、从含上述微小气泡的液体中除去溶存气体的溶存气体除去机构、从含上述微小气泡的液体中除去微粒的微粒除去部中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的微小气泡生成装置，其特征在于，上述微小气泡液生成部和上述异物除去机构部由循环用配管连接，该循环用配管用于使通过上述异物除去机构部后的含上述微小气泡的液体返回上述微小气泡液生成部。
8.一种微小气泡生成方法，使用生成含微小气泡的液体的微小气泡液生成部和从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物的异物除去机构部，来生成含上述微小气泡的液体，其特征在于，
由上述微小气泡液生成部生成含上述微小气泡的液体，
由上述异物除去机构部从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
9.一种基板处理装置，具有生成含微小气泡的液体的微小气泡生成装置，其特征在于，
上述微小气泡生成装置包括：
微小气泡液生成部，其生成含上述微小气泡的液体；
异物除去机构部，其从上述微小气泡液生成部所提供的含上述微小气泡的液体中除去异物。
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