JP2007105727A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板表面の微細なパーティクルを十分に除去し、基板表面の洗浄力を向上させることが可能な基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供する。
【解決手段】 基板Ｗの回転中止Ｐａを中心として回転させられている基板Ｗの表面上に、洗浄ノズル７より液滴の洗浄液が吐出される。洗浄ノズル７は、その胴部７ｂに空気を吐出する気体吐出ノズル１００と、純水を吐出する液体吐出ノズル２００が配置される。気体吐出口１０１から吐出された空気と液体吐出口２０１から吐出された純水は、その衝突部位Ｇでの入射角度αが０度以上で１１０度以下の範囲に設定される。そして、空気と純水が空中にて混合し、噴霧状となした液滴の洗浄液にて基板面が洗浄される。
【選択図】図１

Description

本発明は、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）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のような各種の基板に洗浄処理を施すための洗浄装置に関する。

半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「基板」という。）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。微細加工のためには基板の両面、特に薄膜が形成される基板の一方面（薄膜形成面）を清浄に保つ必要があるから、必要に応じて基板の洗浄処理が行われる。

上述のような従来の基板の洗浄を行う基板洗浄装置は、基板の表面上に付着している汚染物を強力に除去する洗浄用二流体ノズルを用いた液滴噴射の洗浄が提案されている。

図６は、従来の洗浄用二流体ノズルを用いた洗浄装置の模式図である。この洗浄装置は、洗浄カップ５１と、洗浄カップ５１内の基板Ｗを保持するスピンチャック５２と、このスピンチャック５２を回転させる電動モータ５３と、液滴を基板Ｗの表面に向けて噴出する洗浄用二流体ノズル６０に加圧したガスを供給する気体供給手段５５と、洗浄用二流体ノズル６０に加圧した液体を供給する液体供給手段５６とを備えている。また、洗浄用二流体ノズル６０を保持し、移動させるロボットアーム５７を備えている。

図７は、従来の洗浄用二流体ノズル６０の断面図である。洗浄用二流体ノズル６０は、その中をガスが通過する第１の管路６１と、第１の管路６１の外側から、第１の管路６１の側壁を貫通し、第１の管路６１内にまでその先端部が延び、その中を液体が通過する第２の管路６２とを備えている。第２の管路６２の先端は、第１の管路６１が延びる方向と同じ方向に延びている。

次にこの洗浄装置の動作について説明する。基板Ｗをスピンチャック５２に固定し、所定の回転数で回転する。気体供給手段５５から加圧したガスを、また液体供給手段５６から加圧した液体をそれぞれ洗浄用二流体ノズル６０に供給する。洗浄用二流体ノズル６０では、ガスと液体とが混合され、液体は粒状の液滴に変化し、第１の管路６１内のガスの流れによって加速され、第１の管路６１の先端から噴出される。噴出した噴霧状の液滴は、基板Ｗの表面に衝突し、基板Ｗの表面上に付着している汚染物を除去する。

しかしながら、上記洗浄装置においては、洗浄用二流体ノズル６０の内部で気体と液体を混合しているため、気体および液体を夫々独立に流量を可変しようと一方の流量を変化させた場合、第１の管路６１内で互いの圧力が干渉し、他方の流量も変化してしまうという問題があった。

即ち、洗浄力を上げるため、気体流量を増加させると、第１の管路６１内部の気体の圧力が高まるので、第２の管路６２より供給される液体の流量が押えられてしまう。そして、二流体ノズル６０のノズル先端開口より噴出される液滴は液体流量が抑えられることにより、当初の洗浄力と異なる結果になる問題があった。

その結果、基板Ｗ表面にゴミやスラリーなどの微細なパーティクルが残ってしまい、半導体装置の製造工程において歩留りの低下につながり、大きな問題となっていた。

また、上記洗浄装置においては、洗浄用二流体ノズル６０の内部で気体と液体を混合しているため、ノズル６０内壁面の凹凸を削ることで撥塵を伴った。この撥塵は、ノズル６０内に付着した液体が乾燥した付着物を、混合時に削り取ることで発生する場合もあった。

そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板表面の微細なパーティクルを十分に除去し、基板表面の洗浄が可能な基板洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板洗浄装置であって、液体を吐出し、液体供給手段と、前記液体供給手段より供給された液体を吐出する液体吐出口と、を有する液体吐出手段と、前記液体吐手段に近接して気体を吐出し、気体供給手段と、その気体供給手段により供給された気体を吐出する気体吐出口と、を有する気体吐出手段と、前記液体供給手段と前記気体供給手段との動作を制御する制御手段と、を備え、前記液体吐出手段と前記気体吐出手段とによる洗浄は、前記液体吐出手段から吐出される液体を、空中にて前記気体吐出手段より吐出された気体と混合し、生成した液滴の洗浄液を基板面に衝突させることにより行われ、前記制御手段は、前記気体供給手段を作動させ気体の吐出を開始させるとともに、所定時間の後に前記液体供給手段を作動させ液体の吐出を開始させる制御を実行可能とされていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、基板洗浄装置であって、液体供給手段より供給された液体を吐出する液体吐出口と、気体供給手段より供給された気体を吐出する気体吐出口と、を有するノズルと、前記液体供給手段と前記気体供給手段との動作を制御する制御手段と、を備え、前記ノズルによる洗浄は、前記液体吐出口から吐出された液体に、液体吐出口の直後において、気体を混入すべく前記気体吐出口より吐出し、前記液体と気体の混合により生成した液滴の洗浄液を基板面に衝突させることにより行われ、前記制御手段は、前記気体供給手段を作動させ気体の吐出を開始させるとともに、所定時間の後に前記液体供給手段を作動させ液体の吐出を開始させる制御を実行可能とされていることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の基板洗浄装置において、前記ノズルが昇降・移動機構によって洗浄開始位置に移動させられた後に、前記気体供給手段は、気体を供給することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置において、前記ノズルが昇降・移動機構によって供給終了位置に移動させられた後に、前記気体供給手段は、気体を供給することを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記制御手段は、前記液体供給手段の作動を停止させるとともに、所定時間の後に前記気体供給手段の作動を停止させる制御を実行可能とされていることを特徴とする。

本発明によれば、気体と液体を洗浄ノズルの外部である空中にて混合させることにより、互いの流れが干渉することなく、所望の液滴流を得ることができる。したがって、所望の液滴が得られるので、基板面の微細なパーティクルを十分に除去し、基板表面の洗浄力を向上させることができるという効果を奏する。さらに、ノズル内部で混合させる場合に比較して、ゴミ等の撥塵を防止することができる。

すなわち、本願発明の基板洗浄装置によると、気体と液体が空中にて混合し、生成した液滴の洗浄液にて基板面が洗浄される。

ここで、液滴の洗浄液は、気体吐出手段と液体吐出手段より吐出された後に生成される。このため、液体と気体の流量や流速は、互いに独立した状態を維持される。そして、吐出された液体と気体は空中で混合し、その結果、液滴となる。よって、液滴の洗浄液が生成される時に、従来の二流体ノズルのように管内部にて混合することで、互いの流れが干渉することなく、所望の液滴流を得ることができる。したがって、このように空気中で混合して生成される洗浄液は、液体または気体の流量や流速を所望に制御することで、所望の液滴が得られるので、基板面の微細なパーティクルを十分に除去し、基板表面の洗浄力を向上させることができる。また、気体と液体を空中で混合することで、管内部における付着物やゴミを削り取ることによる撥塵の発生を防止することができる。

なお、ここでいう「基板面」とは、基板の薄膜が形成された面であっても、基板の薄膜が形成されていない面であってもよく、また、基板の上面、下面のいずれでもよい。すなわち、基板面とは、基板の周縁部の端面を除いたどの面であってもよい。

またさらに、ここでいう「洗浄液」とは、液体と気体が混合されて噴霧状に生成される液滴であって、その液滴は液体のみで生成される場合や、液滴化される際に液体に気体が溶解したものでもよい。液体としては、純水および薬液（たとえば、フッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸、アンモニアまたはこれらの過酸化水素水溶液など）のいずれであってもよく、基板面を洗浄できる液体であればなんでもよい。また、気体としては、空気、オゾンガス、二酸化炭素、水素のいずれであってもよい。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との空中における混合は、液体と気体を衝突させることにより行われる。その結果、基板面には確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との空中における混合は、液体と気体のどちらか一方の空中への噴流中で他方を吐出させることにより行われる。その結果、確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。また、例えば、気体の噴流中で液体を吐出する場合、液体は吐出直後に気体の流速に律速され、速やかに気体と混合され液滴が生成される。また、気体の噴流中での混合であるため、生成される液滴はそのまま噴流に案内されるので、液滴が不必要に飛び散ることが防止できる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との空中における衝突は、液体吐出口を通る中心軸線と気体吐出口を通る中心軸線との交点における各軸線のなす角度が、０度以上で１１０度以下の範囲に設定される。その結果、確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。

さらに、ここで各中心軸線の交点における各軸線のなす角度が０度であれば、気体と液体の吐出は平行状態となり、液体及び気体の一方の噴流中に他方を吐出することで混合が行われる。また、１１０度以下であれば液体と気体の衝突による液滴が良好に生成された。しかしながら、１１０度より大きければ液体と気体との衝突が正面衝突に近くなり、液滴が一方向ではなく四方に飛び散るのが確認された。即ち、基板面を洗浄するに基板面に向かう液滴が減少し、良好な洗浄が行なえない。そこで、０度以上で１１０度以下の範囲とすることで、液滴の洗浄液を一方向に向かわすことができる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、気体と液体が空中にて液滴となした洗浄液にて基板面が洗浄される。そして、この基板洗浄装置によれば、ノズルに液体吐出口と気体吐出口を備えているので、ノズルを基板上に配置することで洗浄液を基板面に衝突させることができる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との混合は、液体と気体を衝突させることにより行われる。その結果、基板面には確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との混合は、液体と気体のどちらか一方の空中への噴流中で他方を吐出させることにより行われる。その結果、基板面には確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。

また、本願発明の基板洗浄装置によると、液体と気体との空中における衝突は、液体吐出口を通る中心軸線と気体吐出口を通る中心軸線との交点における各軸線のなす角度が、０度以上で１１０度以下の範囲に設定されようにノズルが構成される。その結果、確実に液滴の洗浄液が生成され、基板面を洗浄できる。

さらに、請求項１および請求項２に係る発明の基板洗浄装置によると、液滴の生成の際に気体を吐出させた後に、液体が吐出される。その結果、液体は吐出された当初から気体と衝突して液滴となり、液流のまま基板面に衝突される無駄を省くことができる。

特に、請求項５に係る発明の基板洗浄装置によると、洗浄停止の際に液体の吐出を停止させた後に、気体の吐出が停止される。その結果、液滴の洗浄液による基板面の洗浄後に、液流が基板面に衝突される無駄を省くことができる。

以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施例＞
図１は、実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示すブロック図であり、図２はその平面図である。

図中、符号１は円板状のスピンチャックであり、このスピンチャック１に６個の支持ピン１ａが立設されている。図１に示すように、スピンチャック１は、その底面に連結された回転軸３を介して電動モータ５で回転されるようになっている。この回転駆動により、支持ピン１ａで周縁部を当接支持された基板Ｗが回転中心Ｐａ周りに水平面内で回転される。スピンチャック１の周囲には、２流体式の洗浄ノズル７から吐出された洗浄液Ｍが飛散するのを防止するための飛散防止カップ９が配備されている。この飛散防止カップ９は、未洗浄の基板Ｗをスピンチャック１に載置したり、図示していない搬送手段が洗浄済の基板Ｗをスピンチャック１から受け取る際に図中に矢印で示すようにスピンチャック１に対して昇降するように構成されている。

洗浄ノズル７は、図１に示すように、胴部７ｂに支持アーム８の先端が連接されて吐出面７ａが基板Ｗの表面に向かう姿勢で支持されている。一方、支持アーム８の基端部は、昇降・移動機構１１に連接されている。この昇降・移動機構１１によって、図２に示すように、基板Ｗ面内の洗浄液の供給開始位置Ｋから回転中心Ｐａを通って供給終了位置Ｆに向かうように構成されている。さらに、支持アーム８には、回転モータ１１ａの回転軸１１ｂに連結されている。回転モータ１1ａの回転中心Ｐｂの周りに洗浄ノズル７を基板Ｗ上で揺動させるためのものである。

また、洗浄ノズル７は、その胴部７ｂに気体として圧縮空気を導入する配管１５ａと、液体として純水を導入する配管１５ｄとが連通接続された二流体ノズルを構成している。配管１５ａは、その上手で本発明の気体供給手段に相当する圧縮空気供給部２１に接続されている。配管１５ａには、流通する空気の圧力をコントローラ２０から入力された制御信号に対応する圧力に調整する電空レギュレータ１７ａと、空気の圧力を検出する圧力センサ１８ａと、流量を検出する流量センサ１９ａとがそれぞれ備えられている。

また、配管１５ｂには、流通する純水の圧力をコントローラ２０から入力された制御信号に対応する圧力に調整する電空レギュレータ１７ｂと、空気の圧力を検出する圧力センサ１８ｂと、流量を検出する流量センサ１９ｂとがそれぞれ備えられている。なお、使用される液体は純粋に限られず、超純水などであってもよい。また、薬液（たとえば、フッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸、アンモニアまたはこれらの過酸化水素水溶液など）のいずれであってもよい。

電空レギュレータ１７ａ、１７ｂのそれぞれには、コントローラ２０から制御信号が入力され、この制御信号に応じて配管１５ａ、１５ｂを流通する各気体と純水の圧力がそれぞれ調整されている。一方、圧力センサ１８ａ、１８ｂ流量センサ１９ａ、１９ｂのそれぞれから逐次検出された検出結果がコントローラ２０にフィードバックされる。

コントローラ２０には、電動モータ５と、昇降・移動機構１１と、電空レギュレータ１７ａ、１７ｂと、圧力センサ１８ａ、１８ｂと、流量センサ１９ａ、１９ｂのそれぞれが接続されている。そして、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピーとも呼ばれる）として予めコントローラ２０に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。このコントローラ２０が本発明の制御手段に相当する。

なお、コントローラ２０には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部３０が接続されている。

さて、次に、本実施例の特徴的な構成を備えている洗浄ノズル７の内部構造について、図を用いて、詳しく説明する。図３は、洗浄ノズル７の構成を簡略的に示す装置側方から見た断面図である。

なお、胴部７ｂは上述の支持アーム８の一方端にボルト等によって固定されており、胴部７ｂ内に気体吐出口１０１を有する気体吐出ノズル１００と、液体吐出口２０１を有する液体吐出ノズル２００が挿通して配置される。気体吐出ノズル１００と液体吐出ノズル２００は、支持アーム８の内部を通る配管１５ａ、１５ｂを介して、上述の圧縮空気供給部２１と純水供給部２５に接続されている。

気体吐出ノズル１００は、その気体吐出口１０１が基板Ｗの表面に対向するように配置され、気体吐出口１０１を通る中心軸線Ｐ１は基板Ｗの表面に垂直に交わる。一方、液体吐出ノズル２００は、気体吐出ノズル１００の近傍で斜めに傾斜して配置され、その液体吐出口２０１を通る中心軸線Ｐ２が、基板Ｗの表面に対して斜めに交わる。そして、中心軸線Ｐ１、Ｐ２が交わる交点が、液体と気体との混合領域である衝突部位Ｇとなる。

そして、洗浄ノズル７の胴部７ｂは、円柱状で、その吐出面７ａの外周端縁が下方に突出した傘部７ｃを形成される。その傘部７ｃの上面部７ｄには、気体吐出口１０１が配置されるように気体吐出ノズル１００は配置され、傘部７ｃの途中に液体吐出口２０１が配置されるように液体吐出ノズル２００は配置される。尚、胴部７ｂはテフロン（登録商標）などのフッ素樹脂で一体的に形成されている。

次に、この洗浄ノズル７にて噴霧状の液滴による洗浄液を生成するに、衝突部位Ｇにおける中心軸線Ｐ１、Ｐ２の入射角度αは、各流体の流量や流速により若干異なるが、０度以上で１１０度以下の範囲が好ましい。ここで各入射角度αが０度であれば、空気と純水の吐出は平行状態となるが、一方の噴流中に他方と吐出することで液滴が生成できる。その態様に関しては、後述する第２実施例にて詳細を説明する。しかしながら、入射角度αが、１１０度より大きければ純水と空気との衝突が正面衝突に近くなり、液滴が一方向ではなく四方に飛び散るのが確認された。即ち、基板Ｗの表面を洗浄するに基板Ｗの表面に向かう液滴が減少し、良好な洗浄が行なえない。そこで、入射角度αを０度以上で１１０度以下の範囲とすることで、噴霧状の洗浄液を一方向に向かわすことができる。

さらに、液体吐出口２０１から衝突部位Ｇまでの距離βは、液体の水噴流の圧力が減衰して流れが崩壊しない距離として、０ｍｍよりも大きく２０ｍｍ以下に設けることがよい。

また、衝突部位Ｇは洗浄ノズル７の吐出面７ａと同位置もしくは少し基板Ｗの表面側に位置する。こうすることで、衝突部位Ｇにおいて傘部７ｃにより外的影響を防止し、純水と空気の混合をすることができる。さらに、上面部７ｄに近接しないことにより傘部７ｃ内面に対する噴霧状の液滴が付着し滴り落ちることを防止することができる。そして、衝突部位Ｇと基板Ｗの表面との間隔は、所望する洗浄能力に従う間隔であればよく、通常１００ｍｍ以下、好ましくは３〜３０ｍｍ程度に設定される。

以上の構成により、電空レギュレータ１７ａ、１７ｂがコントローラ２０の信号により開成されて気体吐出口１０１と液体吐出口２０１から空気と純水が供給されると、噴射する空気の噴流中に純水が混入し噴流構造を崩壊させることにより液滴化が促進される。そして、この噴霧状の洗浄液により基板Ｗの表面が洗浄される。

次に、以上の構成を有する基板洗浄装置による洗浄処理動作について説明する。先ず、所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムを指示部３０から選択して実行する。そうすると、飛散防止カップ９をスピンチャック１に対して下降させ、洗浄ノズル７が待機位置に位置している状態で、図示しない基板搬送ロボットのハンドによって、基板Ｗが基板洗浄装置内に搬入され、スピンチャック１の上面に載置されて保持される。そして、飛散防止カップ９を上昇させるとともに、洗浄ノズル７が洗浄開始位置に移動する。次に、基板Ｗを保持したスピンチャック１が回転されて、基板Ｗが回転中心Ｐａを中心に回転方向に回転される（基板回転工程）。

次に、基板Ｗを一定速度で低速回転させつつ、洗浄ノズル７は、図２に示すように、洗浄液の供給開始位置Ｋから回転中心Ｐａを通り、供給終了位置Ｆまで移動する（洗浄液供給工程）。また、スピンチャック１の回転速度は１０ｒｐｍから１０００ｒｐｍ程度が好ましい。

このとき、コントローラ２０から各電気空レギュレータ１７ａ、１７ｂに制御信号が送られ、衝突部位Ｇで液滴化するように空気と純水の圧力が適切に調整される。また、同時に、各圧力センサ１８ａ、１８ｂと流量センサ１９ａ、１９ｂから検出された結果が、逐次コントローラ２０にフィードバックされる。つまり、圧縮空気供給部２１から供給された空気が配管１５ａから搬送され、同時に純水供給部２５から純水が配管１５ｂから搬送される。

この時、洗浄ノズル７の気体吐出口１０１から空気が吐出開始され、所定時間経過後に液体吐出口２０１から純水が供給される。こうすることで、衝突部位Ｇに供給された純水は液滴化されると同時に、供給された空気と混合される。その結果、純水は吐出された当初から空気と衝突して生成された液滴が噴霧状となり、液流のまま基板Ｗの表面に衝突される無駄を省くことができる。この液滴はそのまま基板Ｗに向けて直接供給される。

ここで、噴霧状の洗浄液の噴出速度は、互いに独立した状態を維持される純水と空気の流量や流速を調整することで設定することができる。この制御は互いに空気と純水が干渉することがないので、液体または気体の流量や流速を所望に制御することで、所望の液滴が得られるの。そして、基板面の微細なパーティクルを十分に除去ことができる。

次に、スピンチャック１による基板Ｗの回転が停止される。そして最後に、洗浄ノズル７が供給終了位置Ｆに到達すると、コントローラ２０からの制御信号が電空レギュレータ１７ａ、１７ｂに送られて各供給物の供給が停止され、洗浄ノズル７は待機位置１３に移送される。この洗浄停止の際に洗浄ノズル７は、純水の吐出を停止させた後に、空気の吐出が停止される。その結果、噴霧状の洗浄液による基板Ｗの表面の洗浄後に、液流が基板Ｗの表面に衝突される無駄を省くことができる。

そして、基板Ｗを高速回転させて基板Ｗ面に付着している洗浄液を飛散し、基板Ｗ面の振り切り乾燥処理を行って一連の動作が終了する（乾燥工程）。最後に、図示しない基板搬送ロボットのハンドによって基板Ｗがスピンチャック１から搬出されて、１枚の基板Ｗに対するこの基板処理装置での洗浄処理が終了する。この後は、基板Ｗを複数枚収容可能なカセットに収容される。

以上、本発明によれば、気体と液体が空中にて混合し生成した液滴の洗浄液にて基板面が洗浄される。その際、液滴の洗浄液は、気体吐出手段と液体吐出手段より吐出された後に生成される。このため、液体と気体の流量や流速は、互いに独立した状態を維持される。そして、吐出された液体と気体は空中で混合し、その結果、液滴となる。よって、液滴の洗浄液が生成される時に、互いの流れが干渉することなく、所望の液滴を得ることができる。したがって、基板面の微細なパーティクルを十分に除去し、基板表面の洗浄力を向上させることができる。

なお、上記の実施例においては洗浄ノズル７の気体吐出口１０１を通る中心軸線Ｐ１が基板Ｗの表面に略垂直に向くように配置しているが、斜めに向くように配置してもよい。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は液体と気体の混合を他の形態で実施することもできる。

＜第２実施例＞
図４は、この発明の第２実施例にかかる洗浄ノズルの他の構成を簡略的に示す装置側方から見た断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。この第２実施例の洗浄ノズルを使用する洗浄装置の他の構成は第１実施例と同様である。洗浄ノズル７１は、胴部７１ｂは内部に気体吐出口１０１を有する気体吐出ノズル１００が挿通される。そして、洗浄ノズル７の傘部７１ｃの上面部７１ｄには、気体吐出口１０１が配置される。傘部７１ｃの下端に液体吐出ノズル３００が配置される。

液体吐出ノズル３００は、吐出面７ａに水平に配置され、その先端が気体吐出口１０１の下方で、空気の噴流中に延在して配置される。そして、先端部は下方へ曲折され、液体吐出口３０１が基板Ｗの表面に対向するように配置される。さらに、気体吐出口１０１を通る中心軸線Ｐ１が基板Ｗの表面に垂直に交わるとともに、液体吐出口３０１を通る中心軸線とも一致してなる。そして、液体吐出口３０１の吐出方向直近において、吐出された純水はその周囲の空気の噴流によりすみやかに液滴化されるため、図中Ｇ１が液体と気体との混合領域である衝突部位となる。すなわち、この第2実施例ではる中心軸線Ｐ１と液体吐出口３０１を通る中心軸線との入射角度が０度として配置構成されている。

以上、この第２実施例によれば、空気の噴流中で純水を吐出することで、すみやかに液滴が生成される。また、噴流中で液滴が生成されるので、液滴の飛び散りが少なく、洗浄効果が良好となる。なお、第２実施例は一方の噴流中に他方を吐出すればよく、液体吐出口３０１と気体吐出口１０１のそれぞれの中心軸線は必ずしも一致しなくともよい。すなわち、一方の噴流中にて他方を吐出できるのであれば、噴流中の吐出口を多少傾斜させてもよい。

＜第３実施例＞
図５は、この発明の第３実施例にかかる洗浄ノズルの構成を簡略的に示す装置側方から見た断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。この第３実施例の洗浄ノズルを使用する洗浄装置の他の構成は第１実施例と同様である。

洗浄ノズル８１は、胴部８１ｂの内部に液体吐出口４０１を有する液体吐出ノズル４００が挿通される。そして、洗浄ノズル８１の傘部８１ｃの上面部８１ｄには、液体吐出口４０１が配置される。気体吐出ノズル５００は液体吐出ノズル４００を囲んだリング状のガス通路を規定する。気体吐出ノズル５００の先端部は先細にテーパ状とされており、このノズル開口は基板Wの表面に対向している。気体吐出口５０１からの気体の吐出軌跡は、液体吐出口４０１からの純水の吐出軌跡に交わっている。液体吐出口４０１からの液体（純水）流は、混合領域内の衝突部位Ｇ２において気体流と衝突する。気体流はこの衝突部位Ｇ２に収束すうように吐出される。この混合領域は、胴部８１ｂの下端部の空間である。このため、液体吐出口４０１からの純水の吐出方向の直近において純水はそれに衝突する気体によってすみやかに液滴化される。

すなわち、この第３実施例のノズルでは、吐出される純水の液流を囲むように気体が吐出され、純水と気体とが衝突して混合される。生成される液滴は、均一に分布した状態で基板Ｗの表面の限られた範囲を洗浄する。ノズル８１が基板Ｗの表面をスキャンすることによって、基板Ｗの表面の全体が気体と純水との混合物で洗浄される。なお、この実施例において、洗浄ノズル８１の上面部８１ｄにおいて液体吐出口４０１と気体吐出口５０１は面一である必要はなく、どちらかが突出していてもよい。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することもできる。

（１）上述した本実施例では、配管１５ａから空気を供給し、配管１５ｂから純水を供給しているが、配管１５ａから純水を供給し、配管１５ｂから空気を供給するようにしてもよい。

（２）さらに、上述した一実施形態においては、配管１５ａから供給される気体が空気のみであるが、空気と洗浄度合いに寄与する気体の混合気体や、単に洗浄度合いに寄与する気体、例えば、オゾンガス、二酸化炭素、水素のみを供給するようにしてもよい。

（３）上述した本実施例では、洗浄ノズル７から液滴の洗浄液を供給するソフトタイプの基板洗浄装置であるが、洗浄ノズル７とハードタイプのブラシを併用してもよい。

（４）上述した本実施例では、洗浄液を供給する基板Ｗ面内を洗浄ノズル７が一方向に１回しか揺動していないが、基板Ｗ面内を複数回揺動するようにしてもよい。

（５）また、上述した一実施形態において、スピンチャック１は、基板Ｗの周縁部をその下方および端面でピン保持しつつ回転させるピン保持式のスピンチャックとしていたが、基板Ｗの下面を吸着して保持する吸引式のスピンチャックであってもよい。

（６）あるいは、スピンチャック１は、基板Ｗの周縁部の端面に当接しつつ基板Ｗの回転中心Ｐａに平行な軸を中心に回転する少なくとも３つのローラピンのようなものであってもよい。このローラピンを用いたスピンチャックは、特に、基板Ｗの両面を洗浄する場合に有効であり、洗浄ノズル７を基板Ｗを挟む位置に配置すれば、基板両面の全域を良好に洗浄できる。

また、上述した一実施形態においては、基板Ｗとして半導体ウエハを洗浄する場合について説明しているが、本発明は、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）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のような他の各種の基板の洗浄に対して広く適用することができる。また、その基板の形状についても、上述した一実施形態の円形基板の他、正方形や長方形の角型基板に対しても、本発明を適用することができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係る基板洗浄装置の平面図である。 本発明の実施例に係る洗浄ノズルの構成を示す縦断面図である。 本発明の第２実施例に係る洗浄ノズルの構成を示す縦断面図である。 本発明の第３実施例に係る洗浄ノズルの構成を示す縦断面図である。 従来の洗浄装置の説明図である。 従来の洗浄ノズルの説明図である。

符号の説明

１ スピンチャック
７、７１、８１ 洗浄ノズル
１５ａ〜１５ｄ 配管
１７ａ、１７ｂ 電空レギュレータ
１８ａ、１８ｂ 圧力センサ
１９ａ、１９ｂ 流量センサ
２０ コントローラ
２１ 圧縮空気供給部
２５ 純水供給部
Ｇ、Ｇ１ 衝突部位
Ｗ 基板
１００、５００ 気体吐出ノズル
１０１、５０１ 気体吐出口
２００、３００、４００ 液体吐出ノズル
２０１、３０１、４０１ 液体吐出口

Claims (5)

1. 基板洗浄装置であって、
   液体を吐出し、
   液体供給手段と、
   前記液体供給手段より供給された液体を吐出する液体吐出口と、
   を有する液体吐出手段と、
   前記液体吐手段に近接して気体を吐出し、
   気体供給手段と、
   その気体供給手段により供給された気体を吐出する気体吐出口と、
   を有する気体吐出手段と、
   前記液体供給手段と前記気体供給手段との動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記液体吐出手段と前記気体吐出手段とによる洗浄は、前記液体吐出手段から吐出される液体を、空中にて前記気体吐出手段より吐出された気体と混合し、生成した液滴の洗浄液を基板面に衝突させることにより行われ、
   前記制御手段は、前記気体供給手段を作動させ気体の吐出を開始させるとともに、所定時間の後に前記液体供給手段を作動させ液体の吐出を開始させる制御を実行可能とされていることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 基板洗浄装置であって、
   液体供給手段より供給された液体を吐出する液体吐出口と、
   気体供給手段より供給された気体を吐出する気体吐出口と、
   を有するノズルと、
   前記液体供給手段と前記気体供給手段との動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記ノズルによる洗浄は、前記液体吐出口から吐出された液体に、液体吐出口の直後において、気体を混入すべく前記気体吐出口より吐出し、前記液体と気体の混合により生成した液滴の洗浄液を基板面に衝突させることにより行われ、
   前記制御手段は、前記気体供給手段を作動させ気体の吐出を開始させるとともに、所定時間の後に前記液体供給手段を作動させ液体の吐出を開始させる制御を実行可能とされていることを特徴とする基板洗浄装置。
3. 請求項２に記載の基板洗浄装置において、
   前記ノズルが昇降・移動機構によって洗浄開始位置に移動させられた後に、前記気体供給手段は、気体を供給することを特徴とする基板洗浄装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板洗浄装置において、
   前記ノズルが昇降・移動機構によって供給終了位置に移動させられた後に、前記気体供給手段は、気体を供給することを特徴とする基板洗浄装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
   前記制御手段は、前記液体供給手段の作動を停止させるとともに、所定時間の後に前記気体供給手段の作動を停止させる制御を実行可能とされていることを特徴とする基板洗浄装置。

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