JP2010165825A5

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Publication number: JP2010165825A5
Application number: JP2009006461A
Authority: JP
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2029-01-15

Description

一方、本発明者は、微小気泡の一例であるナノバブルについて研究を進めているなかで、ナノバブル生成過程においてガスが液体中に飽和濃度まで溶解することが判明している。本発明者は、バブル生成過程の時間経過に伴いナノバブルは液体のクラスタ中から脱離を起こすと考えている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスが飽和した状態の液体を基板の処理時に瞬時に加熱して微小気泡の生成と破壊を行うことで、簡単な構成でありながら微小気泡を有効に利用して基板の処理を確実に行う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である。

本発明の基板処理方法は、基板に対して微小気泡を含む液体を供給して基板を処理する基板処理方法であって、微小気泡生成部は、気体と液体から前記微小気泡を含む液体を生成し、ノズルから前記微小気泡を含む液体を前記基板に吐出する際に、加熱手段が前記微小気泡を含む液体の温度を上げることを特徴とする。

本発明によれば、例えばガスが飽和した状態の液体を基板の処理時に瞬時に加熱して微小気泡の生成と破壊を行うことで、簡単な構成でありながら微小気泡を有効に利用して基板の処理を確実に行う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。

図２に示すノズル１５は基板Ｗの上部に配置されており、制御部２０の指令により操作部１２が動作すると、ノズル１５はＺ方向（上下方向）とＸ方向（基板Ｗの半径方向）に移動して、微小気泡を含む液体Ｌを基板Ｗに吐出することができる。

これにより、微小気泡生成ユニット３０は、多数の微小気泡を含む液体Ｌを生成して配管４１を介してノズル１５側に供給して、ノズル１５は微小気泡を含む液体Ｌを基板Ｗの表面に対して吐出することができる。

これにより、バルブ５４を開けることで、過熱水蒸気もしくは温水５５は、加熱媒体吐出ノズル５１を介して、ノズル１５から吐出した微小気泡を含む液体Ｌの下部に向けて噴射される。このため、ノズル１５からの微小気泡を含む液体Ｌが基板Ｗに到達する際に、加熱媒体吐出ノズル５１は過熱水蒸気もしくは温水５５をノズル１５からの微小気泡を含む純水Ｌに対して混合させて、ナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌの温度を上げることができる。従って、過熱水蒸気もしくは温水５５がナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌを積極的に加温することで、ナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌ中の飽和溶存ガスから気泡を生成させて破壊させることができるようになっている。

この微小気泡を含む液体Ｌは、配管４１を介してノズル１５に供給される。これにより、微小気泡を含む液体Ｌは、ノズル１５を通じて基板Ｗに吐出することができる。ナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌを基板Ｗの表面に吐出することで、ナノバブルＮＢの持つマイナス電位が、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。

従って、過熱水蒸気もしくは温水５５がナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌを積極的に加温することで、ナノバブルＮＢである微小気泡を含む液体Ｌ中の飽和溶存ガスから気泡が生成されて破壊させることができる。

図６に示すように、窒素、酸素、二酸化炭素、塩化水素、アンモニアの溶解度は、１ａｔｍの気体が媒体と接しているとき、溶媒１ｍｌ中に溶け込む気体の体積(ｍｌ)を、標準状態での体積に変換して表すことが多い。気体の溶解度は、一般に高温になるほど小さくなるが、これは温度が高いと溶媒分子や溶けた気体分子の熱運動が激しいために、気体分子が溶液中から空間に飛び出しやすいからである。

本発明の基板処理装置の実施の形態では、本発明者がナノバブルについて鋭意研究を進めてきている中で、ナノバブル生成過程においてガスは液体中に飽和濃度まで溶解することが判明している。また、バブル生成後の時間経過に伴いナノサイズのバブルは、液体のクラスタ中から脱離を起こすと考えられる。ナノバブルは、溶存ガスとしても溶解して存在し液体の物性を変化させ、基板等の処理対象物の表面改質等の効果を発揮するが、洗浄効果としては、ナノバブルが破裂することで生じる衝撃力によって汚れを落とすことができることである。

そこで、基板Ｗの表面を洗浄処理する場合には、ガスが飽和した状態の微小気泡を含む液体Ｌを基板Ｗの洗浄利用時に加熱して、微小気泡を含む液体Ｌからさらに気泡（ナノバブル）を生成して破壊させる。各実施形態では、温度によって微小気泡を含む液体Ｌ中のガス溶解度が異なることを利用している。

本発明の基板処理装置は、基板に対して微小気泡を含む液体を供給して基板を処理する基板処理装置であって、気体と液体から微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成部と、微小気泡を含む液体を基板に吐出するノズルと、ノズルから吐出された微小気泡を含む液体の温度を上げる加熱手段と、を備える。これにより、例えばガスが飽和した状態の液体を基板の処理時に瞬時に加熱して微小気泡の生成を行うことで、簡単な構成でありながら微小気泡を有効に利用して基板の処理を確実に行うことができる。

本発明の基板処理方法では、基板に対して微小気泡を含む液体を供給して基板を処理する基板処理方法であって、微小気泡生成部は、気体と液体から微小気泡を含む液体を生成し、ノズルから微小気泡を含む液体を基板に吐出する際に、加熱手段が微小気泡を含む液体の温度を上げることを特徴とする。これにより、例えばガスが飽和した状態の液体を基板の処理時に瞬時に加熱して微小気泡の生成を行うことで、簡単な構成でありながら微小気泡を有効に利用して基板の処理を確実に行うことができる。

Claims

基板に対して微小気泡を含む液体を供給して基板を処理する基板処理装置であって、
気体と液体から前記微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成部と、
前記微小気泡を含む液体を前記基板に吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出された前記微小気泡を含む液体の温度を上げる加熱手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
前記加熱手段は、前記ノズルから吐出された前記微小気泡を含む液体に対して過熱水蒸気または温水を供給することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
前記加熱手段は、前記基板を加熱することで前記ノズルから前記基板に吐出された前記微小気泡を含む液体の温度を上げるヒータであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
前記微小気泡を含む液体は、ナノバブルを含み、飽和状態までガス溶解されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の基板処理装置。
基板に対して微小気泡を含む液体を供給して基板を処理する基板処理方法であって、
微小気泡生成部は、気体と液体から前記微小気泡を含む液体を生成し、
ノズルから前記微小気泡を含む液体を前記基板に吐出する際に、加熱手段が前記微小気泡を含む液体の温度を上げることを特徴とする基板処理方法。