TW202120208A - 噴嘴及基板清洗裝置 - Google Patents

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TW202120208A
TW202120208A TW109133875A TW109133875A TW202120208A TW 202120208 A TW202120208 A TW 202120208A TW 109133875 A TW109133875 A TW 109133875A TW 109133875 A TW109133875 A TW 109133875A TW 202120208 A TW202120208 A TW 202120208A
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中川洋一
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日商荏原製作所股份有限公司
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Abstract

提供一種噴嘴及基板清洗裝置，以提高將包含微小氣泡的液體向基板噴灑時的均勻性。噴嘴具備：中空的殼體；以及多個板材，該多個板材設置於該殼體內，並將前述中空劃分為多個空間，在該殼體的上表面或側面設置有流入口，該流入口係供氣體溶解液流入且與被該板材劃分出的空間中的最上方的空間連通，在各該板材設置有多個貫通孔，在該殼體的下表面設置有狹縫，該狹縫與被前述板材劃分出的空間中的最下方的空間連通。

Description

噴嘴及基板清洗裝置
[與關聯申請的相互參照]
本申請主張2019年10月4日申請的日本專利申請第2019-183439號及2020年8月20日申請的日本國專利申請第2020-139153號的優先權，並藉由參照編入其全部內容。
本技術涉及一種噴嘴及基板清洗裝置。
生成微小氣泡(例如，微氣泡)的噴嘴被使用於基板處理工序。例如，在國際公開WO2011/052111中，對於四邊形狀的基板，在頭主體配置多個圓筒形狀的噴射噴嘴，並將該噴射噴嘴相對於基板的移動方向垂直地配置，從而從噴射噴嘴向基板噴灑臭氧微氣泡水。
但是，由於噴射噴嘴等間隔配置，因此存在在噴射噴嘴間產生空白區域，從而有無法實現將包含微小氣泡(例如，微氣泡)的液體均勻地噴灑到噴灑對象物(例如基板)上這樣的問題。
本技術是鑒於上述問題而做出的，希望提供一種能夠提高將包含微小氣泡的液體向噴灑對象物(例如基板)噴灑時的均勻性的噴嘴及基板清洗裝置。
一實施型態的噴嘴係生成微小氣泡者，具備：中空的殼體；以及多個板材，該多個板材設置於前述殼體內，並將前述殼體內劃分為多個空間，在前述殼體的上表面或側面設置有流入口，該流入口係供氣體溶解液流入且與被前述板材劃分出的空間中的最上方的空間連通，在各前述板材設置有多個貫通孔，在前述殼體的下表面設置有狹縫，該狹縫與被前述板材劃分出的空間中的最下方的空間連通。
一實施型態的基板清洗裝置具備上述所記載的噴嘴。
1,1a1,1a2,1b,1c,1d,1e,1f:噴嘴
2:臂構件
3:支柱
4,6,7:配管
5:配線
8:生成器
9:支承構件
10:基板清洗裝置
11,13:端面
12:上表面
14:下表面
15:流入口
16,16b:狹縫
17,17a,17b,17d,17g:殼體
21,21a,21b,21c:板材
22,22a,22b,22c:板材
23,23a,23b,23c:板材
41:電熱構件
51:紅外線照射器
52:臂構件
71:流路形成構件
72:空間
81:頭管
82:微小氣泡生成噴嘴
83:開口
84,87:排出區域
85:狹縫
86:整流單元
86g:整流單元
100:噴嘴
101:頭管
102:微氣泡生成噴嘴
110:噴嘴
111:微氣泡生成噴嘴
112:頭管
120:噴嘴
121:微氣泡生成噴嘴
122:臂構件
123:支柱
130:噴嘴
131:微氣泡生成噴嘴
132:臂構件
133:支柱
171,171a,171b:頂板構件
172,172a,173,173a,174,174a:臺階
175,175a,175b:支承構件
181,182,183,184,181a,182a,183a,184a,181b,182b,183b,184b:墊片
191,192,193,194,191a,192a,193a,194a,191b,192b,193b,194b:墊片
B,C,D,E:縱截面
H1,H1b,H1c,H2,H2b,H2c,H3,H3b,H3c:貫通孔
L1~L3:虛線
S1,S2,S3:液體
S11,S12,S13:噴出區域
P1,P2:圖樣
R1,R2:區域
W1,W2,W3,W4,W5:基板
圖1A是第一實施型態的基板清洗裝置的概略結構圖。
圖1B是第一實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖2A是取下配管4的情況下的噴嘴1的概略立體圖。
圖2B是圖2A的箭頭A1的箭視圖(arrow view)。
圖2C是圖2A的縱截面B的剖視圖。
圖2D是第一實施型態的第一變形例的縱剖視圖。
圖2E是第一實施型態的第二變形例的縱剖視圖。
圖2F是表示墊片184b、194b為分開的構件的情況下，第一實施型態的第二變形例的噴嘴1a2的一部分的組裝工序的示意圖。
圖2G是表示墊片184b、194b是一體物的情況下，第一實施型態的第二變形例的噴嘴1a2的一部分的組裝工序的示意圖。
圖3A是板材21的俯視圖的一例。
圖3B是板材22的俯視圖的一例。
圖3C是板材23的俯視圖的一例。
圖3D是用於說明狹縫16的實現方法的其他例的圖。
圖4A是表示液體從第一實施型態的噴嘴被排出的狀態的示意圖。
圖4B是被排出的液體的圖樣。
圖5是表示從第一實施型態的噴嘴向基板排出包含微小氣泡的液體的狀態的示意圖。
圖6是表示從第一實施型態的噴嘴向基板排出包含微小氣泡的液體的狀態示意圖。
圖7A是變形例1的板材21b的俯視圖。
圖7B是變形例1的板材22b的俯視圖。
圖7C是變形例1的板材23b的俯視圖。
圖8A是變形例2的板材21c的俯視圖。
圖8B是變形例2的板材22c的俯視圖。
圖8C是變形例2的板材23c的俯視圖。
圖9A是第二實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖9B是圖9A的縱截面C的剖視圖。
圖10是第三實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖11A是第四實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖11B是圖11A的縱截面D的剖視圖。
圖12A是第五實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖12B是圖12A的縱截面E的剖視圖。
圖13A是第六實施型態的噴嘴的概略立體圖。
圖13B是第六實施型態的變形例的噴嘴的概略立體圖。
圖14是第一比較例的噴嘴的概略立體圖與表示向基板上的噴灑模式的圖。
圖15是第二比較例的噴嘴的概略立體圖。
圖16是第三比較例的噴嘴的概略立體圖。
圖17是第四比較例的噴嘴的概略立體圖。
以下，在各實施型態中，參照附圖進行說明。但是，存在省略不必要的詳細的說明的情況。例如，存在省略對已知事項的詳細說明、對實質上相同的結構的重複說明的情況。這是為了避免以下的說明變得不必要的冗長，以使本領域中具有通常知識者容易理解。
一實施型態的第一型態的噴嘴生成微小氣泡，並具備：中空的殼體；以及多個板材，該多個板材設置於前述殼體內，並將前述殼體內劃分為多個空間，在前述殼體的上表面或側面設置有流入口，該流入口供氣體溶解液流入且與被前述板材劃分出的空間中的最上方的空間連通，在各前述板材設置有多個貫通孔，在前述殼體的下表面設置有狹縫，該狹縫與被前述板材劃分出的空間中的最下方的空間連通。
根據該結構，通過板材而被氣液分離的液體與氣體氣泡在通過各板材的過程中，其氣泡尺寸被微小化，在到達被板材劃分出的空間中的最下方的空間時，生成了包含微小氣泡的液體。該包含微小氣泡的液體經由狹縫被排出。由此，能夠提高將包含微小氣泡的液體向噴灑對象物(例如基板)噴灑時的均勻性。
一實施型態的第二型態的噴嘴是在第一型態的噴嘴中，前述板材是多個，在多個板材中的與第一板材相比設置於下方的第二板材中，貫通孔的數量比第一板材的貫通孔的數量多，及/或貫通孔的大小為第一板材的貫通孔的大小以下。
根據該結構，能夠使氣泡尺寸微小化。
一實施型態的第三型態的噴嘴，是在第一或第二型態的噴嘴中，具備加熱單元，該加熱單元對前述殼體或前述氣體溶解液進行加熱。
根據該結構，通過對向噴灑對象物(例如基板)噴灑之前的液體進行加熱而有意地降低氣體溶解度，從而促進了氣泡的生成。另外，根據該結構，向噴嘴供給之前的氣體溶解液是例如常溫，從而容易進行濃度管理。另外，不需要為了將通過噴嘴而升溫後的液體向噴灑對象物(例如基板)噴灑，而將升溫後的氣體溶解液保持在高壓力。
一實施型態的第四型態的噴嘴是在第三型態的噴嘴中，前述加熱單元是設置於前述殼體的電熱構件。
根據該結構，能夠通過电热構件对殼體或通過噴嘴的液體進行加热。
一實施型態的第五型態的噴嘴是在第三型態的噴嘴中，前述加熱單元是向前述殼體照射紅外線的紅外線照射器。
根據該結構，通過用紅外線對殼體進行加熱，能夠加熱通過噴嘴的液體。
一實施型態的第六型態的噴嘴是在第三型態的噴嘴中，前述加熱單元是在前述殼體的內部流通的規定溫度以上的介質。
根據該結構，通過規定溫度以上的介質通過殼體的內部，從而能夠通過加熱殼體來加熱通過噴嘴的液體。
一實施型態的第七型態的噴嘴是在第三型態的噴嘴中，前述加熱單元是在前述殼體的表面流通的規定溫度以上的介質。
根據該結構，能夠對殼體的表面進行加熱，從而能夠加熱通過噴嘴的液體。
一實施型態的第八型態的噴嘴是在第一到第七中任一種型態的噴嘴中，前述狹縫沿前述殼體的長度方向設置。
根據該結構，能夠向噴灑对象物(例如基板)均勻地噴灑一列包含微小氣泡的液體。
一實施型態的第九型態的噴嘴具備：頭管，該頭管供給氣體溶解液；多個微小氣泡生成噴嘴，該多個微小氣泡生成噴嘴通過從前述頭管供給的氣體溶解液而生成並排出包含微小氣泡的液體；以及整流單元，該整流單元設置有狹縫，並且從前述微小氣泡生成噴嘴排出的液體從狹縫排出。
根據該結構，由於將包含微小氣泡的液體整流而均勻地排出，因此能夠提高將包含微小氣泡的液體向噴灑對象物(例如基板)噴灑時的均勻性。
一實施型態的第十型態的基板清洗裝置具備第一到第九中任一種型態的噴嘴。
根據該結構，通過板材而被氣液分離的液體與氣體氣泡在通過各板材的過程中，其氣泡尺寸被微小化，在到達被板材劃分出的空間中的最下方的空間時，生成了包含微小氣泡的液體。該包含微小氣泡的液體經由狹縫被排出。由此，能夠提高將包含微小氣泡的液體向噴灑對象物(例如基板)噴灑時的均勻性。
為了促進對本技術的實施型態的理解，首先對比較例進行說明。
<第一比較例>
圖14是第一比較例的噴嘴的概略立體圖與表示向基板上的噴灑模式的圖。圖14的上側的圖是第一比較例的噴嘴的概略立體圖，圖14的下側的圖是表示向基板上的噴灑模式的圖。如圖14所示，第一比較例的噴嘴100是將圓筒形狀的多個微氣泡生成噴嘴102排列配置於頭管101者。微氣泡生成噴嘴102是生成微氣泡的噴嘴，如噴出區域S11所示，噴出包含微氣泡的液體。
在該情況下，如圖14的下側的向基板上的噴灑圖樣P2所示，存在在基板W3上產生沒有被包含微氣泡的液體噴射到的區域的問題。或者，存在噴灑不均的問題。
<第二比較例>
圖15是第二比較例的噴嘴的概略立體圖。如圖15所示，第二比較例的噴嘴110具備：生成微氣泡的微氣泡生成噴嘴111、和具有與微氣泡生成噴嘴111的一端連通的液體供給口的頭管112。在頭管112的下表面設置有狹縫(未圖示)。由此，如噴出區域S12所示，從設置於該頭管112的下表面的狹縫排出包含微氣泡的液體。
在包含微氣泡的液體到達設置於該頭管112的下表面的狹縫為止的期間，微氣泡的一部分消失。由此，在圖15的區域R2中，與區域R1相比，微氣泡的密度降低，從而存在從狹縫排出的液體所含的微氣泡不均勻的问題。
<第三比較例>
圖16是第三比較例的噴嘴的概略立體圖。如圖16所示，第三比較例的噴嘴120具備：微氣泡生成噴嘴121、支承微氣泡生成噴嘴121的臂構件122以及連結有該臂構件122的支柱123。如箭頭A4所示，臂構件122能夠擺動。如圖16的噴出區域S13所示，包含微氣泡的液體從微氣泡生成噴嘴121被噴出。基板W4沿箭頭A5的朝向旋轉。
噴嘴排出液的噴灑區域的直徑比基板W4的半徑小，因此，為了對基板W4的整個區域進行噴灑，需要使臂構件122擺動而遍及基板W4整個區域，從而存在耗費時間的問題。
<第四比較例>
圖17是第四比較例的噴嘴的概略立體圖。如圖17所示，第四比較例的噴嘴130具備：四個微氣泡生成噴嘴131、固定有該四個微氣泡生成噴嘴131的臂構件132以及連結有臂構件132的一端的支柱133。基板W5沿箭頭A6的方向被直線狀地運送。在對該基板W5進行噴灑的情況下，存在在例如臂構件132的長軸方向(X方向)上，在與相鄰的微氣泡生成噴嘴131的中間的位置相當的基板W5的位置(例如，虛線L1至L3的位置)發生噴灑不均的問題。
對於這些問題，在各實施型態中，實現了將包含微小氣泡的液體向噴灑對象物簾狀地均勻噴灑。在以下的各實施型態中，以基板作為噴灑對象物的一例進行說明。
另外，在以下的各實施型態中，微小氣泡是指直徑到數毫米為止的氣泡，也包含微氣泡、奈米氣泡。
<第一實施型態>
圖1A是第一實施型態的基板清洗裝置的概略結構圖。如圖1A所示，第一實施型態的基板清洗裝置10具備：生成溶解有氣體(例如臭氧)的氣體溶解液體的生成器8、生成微小氣泡的噴嘴1、一端與生成器8連通且另一端與噴嘴1連通的配管4以及從下方支承基板(未圖示)的支承構件9。由生成器8生成的氣體溶解液係通過配管4而向噴嘴1供給，從而從噴嘴1排出包含微小氣泡的液體。由此，包含微小氣泡的液體向被支承構件9支承的基板噴灑。在配管4上、或在與配管4連接的生成器8的內部的配管安裝有空氣驅動閥，該空氣驅動閥控制液體的流動，但是為了使說明簡單而未圖示。
圖1B是第一實施型態的噴嘴的概略立體圖。如圖1B所示，第一實施型態的噴嘴1作為一例，在端面11中與配管4連結，且與臂構件2連結。臂構件2與支柱3連結，從而噴嘴1經由臂構件2固定於支柱3。
圖2A是取下配管4的情況下的噴嘴1的概略立體圖。如圖2A所示，在噴嘴1的端面11設置有供氣體溶解液流入的流入口15。
圖2B是圖2A的箭頭A1的箭視圖。如圖2B所示，在下表面14設置有狹縫16，包含微小氣泡的液體從狹縫16排出。即，狹縫是供包含微小氣泡的液體排出的開口。狹縫16例如沿殼體17的長度方向設置。
圖2C是圖2A的縱截面B的剖視圖。如圖2C所示，噴嘴1具備：中空的殼體17；設置於殼體17內並將中空劃分為兩個空間SP1、SP2的板材21；設置於殼體17內並將中空劃分為兩個空間SP2、SP3的板材22；以及設置於殼體17內並將中空劃分為兩個空間SP3、SP4的板材 23。板材21至23各者均設置有多個貫通孔。殼體17例如藉由將頂板構件171固定於支承構件175上而形成。該固定係藉由經由螺絲連結、或在設置支承構件175之後對支承構件175進行頂板構件171的黏接、熔接等而實現。
本實施型態中生成微小氣泡的原理的概要是，藉由一口氣釋放氣體充分地溶解之高壓力的氣體溶解液的壓力，從而使溶解的氣體作為微小氣泡放出。即，當將使溶解氣體在一定壓力下過飽和後的液體向大氣釋放時，與過飽和對應的氣體成分從液體中生成為微小氣泡。該現象由於氣體溶解液通過設置於噴嘴1內的板材21(也稱作孔部)而發生。設置於孔部的下段的板材22、23(也稱作網格板)的作用是，藉由使析出的微小氣泡與網格板碰撞而使其微細化。
這裡，對各空間SP1至SP4所具有的作用(特徵)進行說明。空間SP1是氣體溶解液流入的空間，壓力最高。在空間SP2中，氣體溶解液通過設置於板材21的多個貫通孔，從而一口氣釋放壓力而生成微小氣泡。在空間SP3中，微小氣泡進一步微細化。到達空間SP4的包含微小氣泡的液體被整流而從狹縫16主要藉由壓力被噴射。當液體通過設置於板材21至23的貫通孔(狹縫)時，壓力下降，因此，隨著通過空間SP2、SP3、SP4，壓力係階段性地下降。
空間SP1至SP4的高度尺寸(圖2C的Y方向的長度)較佳為0.5mm至20mm。
如圖2C所示，在噴嘴內存在臺階的情況下，較佳為例如，以空間SP1至SP4中的一個空間的截面積(例如，XZ面的截面積，即橫截面的面積)為基準，在下方相鄰的空間的截面積(例如，XZ面的截面積，即橫截面的面積)係具有0.1至1.0的面積比的相似形的形狀。
狹縫的寬度(圖2C的X方向的長度)較佳為0.01mm至2mm。
在殼體17的內側面設置有臺階172。在該臺階172上配置有板材21。噴嘴1具備墊片181、191，該墊片181、191設置於殼體17的頂板構件171與板材21之間。藉由將頂板構件171固定於支承構件175，從而藉由頂板構件171使墊片181、191將板材21按壓於支承構件175的臺階172，從而將板材21固定於殼體17的內側。
並且，在殼體17的內側面設置有臺階173。在該臺階173上配置有板材22。噴嘴1具備設置於板材21與板材22之間的墊片182、192。藉由板材21，墊片182、192係將板材22按壓於支承構件175的臺階173，從而將板材22固定。
並且，在殼體17的內側面設置有臺階174。在該臺階174上設置有墊片184、194。並且，在該墊片184、194上設置有板材23。噴嘴1具備設置於板材22與板材23之間的墊片183、193。藉由板材22，墊片183、193係按壓板材23，進而該板材23將墊片184、194按壓於支承構件175的臺階174，從而將板材23固定於殼體17的內側。即，墊片184與墊片194被板材23按壓、板材23被墊片183與墊片193按壓、墊片183與墊片193被板材22按壓、板材22被墊片182與墊片192按壓、墊片182與墊片192被板材21按壓、板材21被墊片181與墊片191按壓、墊片181與墊片191被頂板構件171按壓。這樣，板材21至23分別被墊片181至184、191至194壓住，從而其位置不會錯開。
這裡，墊片181、191可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片182、192可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片183、193可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片184、194可以是分開的構件，也可以是一體物。在分開的構件的情況下可以是棒狀， 在一體物的情況下可以是四邊的框狀。由於是一體物的情況下，與分開的構件的情況相比，噴嘴的安裝容易，因此較佳。
如圖2C所示，流入口15係與被板材21劃分出的空間SP1、SP2中的上方的空間SP1連通。此外，該流入口15可以設置於上表面12，也可以設置於與端面11對應的端面13。即，在殼體17的上表面或側面設置有流入口，該流入口供氣體溶解液流入且與被板材21至23劃分出的空間SP1至SP4中的最上方的空間SP1連通。在從上表面12供給氣體溶解液的情況下，供給口也可以不是一個，而是供給口的位置成為等距離而配置多個。另外，也可以從端面11、端面13同時供給。
被供給時的氣體溶解液的壓力較佳為0至1.0MPa。氣體溶解液首先被導入空間SP1。
此外，噴嘴1的縱截面不需要是如圖2C所示的梯形，也可以是噴嘴1內部結構不變，而僅噴嘴1的殼體17的縱截面為長方形。只要是能夠在內部收容板材的形狀，纵截面形狀可以是任意形狀。
圖2D是第一實施型態的第一變形例的縱剖視圖。如圖2D所示，第一實施型態的第一變形例的噴嘴1a1與圖2C的噴嘴1相同地，在支承構件175a的縱截面呈臺階狀地隨著朝向下表面(即向-Y方向)而變細這一點上是共通的，但是，將殼體17a的縱截面變更為長方形。
如圖2D所示，在噴嘴1a1的支承構件175a的內側的底面176沒有設置墊片，這一點與圖2C的噴嘴1不同。支承構件175a的具體結構如下所述。在殼體17a的支承構件175a的內側的臺階174a設置有板材23a。在板材23a上設置有墊片183a、193a。墊片183a、193a的上端的高度與臺階173a的高度相同，在該墊片183a、193a與臺階173a上設置有板材22a。在該板材22a上設置有墊片182a、192a。同樣地，墊片 182a、192a的上端的高度與臺階172a的高度相同，在該墊片182a、192a與臺階172a上設置有板材21a。在該板材21a上設置有墊片181a、191a。墊片181a、191a的上端的高度與支承構件175a的上端的高度相同，在該墊片181a、191a與支承構件175a上設置有頂板構件171a。另外，在支承構件175a的底面設置有狹縫16a。
這裡，墊片181a、191a可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片182a、192a可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片183a、193a可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片184a、194a可以是分開的構件，也可以是一體物。在分開的構件的情況下可以是棒狀，在一體物的情況下可以是四邊的框狀。由於是一體物的情況下，與分開的構件的情況相比，噴嘴的安裝容易，因此較佳。
此外，在圖2C中，噴嘴1的支承構件175的縱截面隨著朝向下表面(即向-Y方向)而變細(支承構件175的縱截面是臺階結構)，但是，支承構件175的X方向的寬度也可以在Y方向上大致一定。然而，如圖2C所示之噴嘴的縱截面形狀隨著朝向下表面而變細的方式係藉由將板材21、22、23放置於臺階，從而固定變得容易，因此較佳。如果墊片的高度正確，則如圖2E所示，也可以不是臺階結構。
圖2E是第一實施型態的第二變形例的縱剖視圖。如圖2E所示，噴嘴1a2中，在殼體17b的支承構件175b的內側的底面設置有墊片184b、194b，在該墊片184b、194b上設置有板材23b。進而，在板材23b上設置有墊片183b、193b，在該墊片183b、193b上設置有板材22b。進而，在板材22b上設置有墊片182b、192b，在該墊片182b、192b上設置有板材21b。進而，在板材21b上設置有墊片181b、191b，在該墊片 181b、191b上設置有頂板構件171b。另外，在支承構件175b的底面設置有狹縫16b。
這裡，墊片181b、191b可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片182b、192b可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片183b、193b可以是分開的構件，也可以是一體物。同樣地，墊片184b、194b可以是分開的構件，也可以是一體物。在分開的構件的情況下可以是棒狀，在一體物的情況下可以是四邊的框狀。由於是一體物的情況下，與分開的構件的情況相比，噴嘴的安裝容易，因此較佳。
圖2F是表示在墊片184b、194b是分開的構件的情況下，第一實施型態的第二變形例的噴嘴1a2的一部分的組裝工序的示意圖。如圖2F所示，在支承構件175b的內側的底面配置棒狀的墊片184b、194b，之後，在墊片184b、194b上配置板材23b。
圖2G是表示在墊片184b、194b是一體物的情況下，第一實施型態的第二變形例的噴嘴1a2的一部分的組裝工序的示意圖。如圖2G所示，墊片184b、194b構成具有四邊框形狀的墊片的側面部分。如圖2G所示，在支承構件175b的內側的底面配置具有墊片184b、194b的四邊框的墊片，之後，在該墊片上配置板材23b。
圖3A是板材21的俯視圖的一例。圖3B是板材22的俯視圖的一例。圖3C是板材23的俯視圖的一例。如圖3A所示，在板材21，作為一例，設置有多個微小徑的貫通孔H1(例如，最大為直徑2.0mm程度)。在圖3A中，作為一例，這些貫通孔H1等間隔地設置。在這裡，作為一例，貫通孔H2與貫通孔H3的數量大致相同，貫通孔H2與貫通孔H3的大小大致相同。貫通孔的軸的角度與板材21、22、23的平面所成的角度可以是直角，也可以具有直角以外的規定的角度。
氣體溶解液係通過加工於板材21的貫通孔H1而向空間SP2移動。藉由氣體溶解液向空間SP2移動而使供給時的氣體溶解液的壓力釋放，從而生成溶解的氣體。由此，在空間SP2中，氣體溶解液被氣液分離。空間SP2中的液體及氣體(氣泡)通過板材22而向空間SP3移動。在板材22設置有多個微小徑的貫通孔H2(例如，最大為直徑2.0mm程度)。因此，氣泡在通過該板材22的過程中，其氣泡尺寸微小化。
同樣地，到達空間SP3的液體及氣體(氣泡)係通過板材23而向空間SP4移動。在板材23設置有多個微小徑的貫通孔H3(例如，最大為直徑2.0mm程度)。因此，氣泡在通過該板材23的過程中，其氣泡尺寸微小化。
其結果是，在空間SP2氣液分離的液體與氣體氣泡在分別通過板材22、23的過程中，其氣泡尺寸被微小化，從而在到達空間SP4時，生成包含微小氣泡(例如，被微小化到奈米至微米的氣泡)的液體。在殼體17的下表面設置有狹縫16，該狹縫16係與被板材21至23劃分出的空間SP1至SP4中最下方的空間SP4連通。狹縫16可以藉由刀片、線等加工出所期望的狹縫而形成。此外，在本實施型態中，狹縫16設置為相對於殼體17的外側的下表面呈直角，但是不限於此，也可以將狹縫16設置為相對於殼體17的外側的下表面具有直角以外的一定的角度，即可將狹縫16設置為相對於殼體17的外側的下表面傾斜。
圖3D是用於說明狹縫16的實現方法的其他例的圖。圖3D是表示支承構件175的下表面側的一例的立體圖。如圖3D所示，可以是預先準備設置有狹縫16的形狀的切口的第一部分173和第二部分174，並藉由將第一部分173與第二部分174黏接、熔接、用螺絲類緊固而形成支承構件175。由此，能夠實現所期望的狹縫寬度。
圖4A是表示液體從第一實施型態的噴嘴排出的狀態的示意圖。圖4B是被排出到基板的液體的圖樣。到達空間SP4的包含微小氣泡的液體係通過狹縫16，並如圖4A的液體S1所示，被排出為一列的帶狀。由此，如圖4B的圖樣P1所示，向基板W均勻地噴射一列包含微小氣泡的液體。
藉由該結構，將包含微小氣泡的液體向作為噴灑對象物的一例的基板上均勻地噴灑一列，而不會造成不均勻。另外，由於能夠在噴嘴內均勻地生成一列包含微小氣泡的液體，因此還消除了微小氣泡的數量分佈取決於一列內的位置的情形。
圖5是表示從第一實施型態的噴嘴向基板排出包含微小氣泡的液體的狀態的示意圖。如圖5所示，如對於沿箭頭A2的方向旋轉的基板W1排出的液體S2所示，從噴嘴1一列地排出包含微小氣泡的液體。從噴嘴1排出的一列的範圍是包含從基板W1的中心到基板W1的外緣為止的範圍。由此，藉由基板W1的旋轉，能夠向基板W1的整個面均勻地噴射包含微小氣泡的液體。由此，能夠不使安裝有噴嘴1的臂構件2擺動而向基板W1整體均勻地噴灑包含微小氣泡的液體。此外，從噴嘴1排出的一列的範圍不限於上述，也可以是包含從基板W1的中心到超過基板W1的外緣的位置為止的範圍。
圖6是表示從第一實施型態的噴嘴向基板排出包含微小氣泡的液體的狀態的示意圖。如圖6所示，如對於向箭頭A3的方向直線狀地移動的基板W2排出的液體S3所示，從噴嘴1一列地排出包含微小氣泡的液體。從噴嘴1排出的一列的範圍是包含相對於基板W2的移動方向大致垂直的方向上的基板W2的寬度的範圍。由此，能夠向基板整體均勻地噴灑包含微小氣泡的液體。
此外，為了生成具有所期望的分佈與氣泡的直徑的微小氣泡，也可以適當地變更設置於板材21至23的孔形狀(圓、長孔、四邊、三角)、及其尺寸、加工的安排。進而，也可以增減板材21至23的配置數量及/或空間SP1至SP4的數量。
<變形例1>
圖7A是變形例1的板材21b的俯視圖。圖7B是變形例1的板材22b的俯視圖。圖7C是變形例1的板材23b的俯視圖。
此外，如圖7A所示，變形例1的板材21b可以以一定的間隔設置貫通孔H1b(例如，寬度到2.0mm程度為止的狹縫)。如圖7B所示，變形例1的板材22b也可以設置多個比板材21b的貫通孔H1b小的貫通孔。另外，如圖7B所示，變形例1的板材22b的貫通孔H2b的數量比板材21b的貫通孔H1b的數量多。如圖7C所示，變形例1的板材23b也可以設置多個比板材21b的狹縫小的狹縫。另外，如圖7C所示，變形例1的板材23b的貫通孔H3b的數量比板材21b的貫通孔H1b的數量多。在此，作為一例，貫通孔H2b與貫通孔H3b的數量大致相同，貫通孔H2b與貫通孔H3b的大小大致相同。
<变形例2>
如圖8A所示，變形例2的板材21c也可以連續地設置狹縫(例如，寬度到2.0mm程度為止的狹縫)。如圖8B所示，變形例2的板材22c也可以設置多個比板材21c的貫通孔H1c小的貫通孔H2c。另外，如圖8B所示，變形例2的板材22c的貫通孔H2c的數量比板材21c的貫通孔H1c的數量多。如圖8C所示，變形例2的板材23c也可以設置多個比板材21c的貫通孔小的貫通孔。另外，如圖8C所示，變形例2的板材23c的貫通孔H3c的數量比板材21c的貫通孔H1c的數量多。在此，作為一例，貫通孔H2c 與貫通孔H3c的數量大致相同，貫通孔H2c與貫通孔H3c的大小大致相同。
這樣，在多個板材中的與第一板材(例如板材21)相比設置於下方的第二板材(例如板材22)中，貫通孔的數量比第一板材(例如板材21)的貫通孔多，及/或貫通孔的大小在第一板材(例如板材21)的貫通孔(例如板材22)的大小以下。根據該結構，能夠使氣泡尺寸微小化。
以上，第一實施型態的噴嘴是生成微小氣泡的噴嘴1，具備：中空的殼體17；以及多個板材21至23，該多個板材21至23設置於殼體17內，並將該殼體內劃分為多個空間。在殼體17的上表面或側面設置有流入口，該流入口供氣體溶解液流入且與被板材21至23劃分出的空間中的最上方的空間SP1連通，在各板材21至23設置有多個貫通孔，在殼體17的下表面設置有狹縫16，該狹縫16與被板材21至23劃分出的空間中的最下方的空間SP4連通。
通過該結構，藉由通過板材21而氣液分離的液體與氣體氣泡在分別通過板材22或板材23的過程中，其氣泡尺寸被微小化，在到達被板材劃分出的空間中的最下方的空間SP4時，生成包含微小氣泡的液體。該包含微小氣泡的液體經由狹縫16而被排出。由此，能夠提高將包含微小氣泡的液體向基板噴灑時的均勻性。
此外，在本實施型態中，多個板材21至23設置為與殼體的下表面大致平行，但不限於此，也可以設置為相對於殼體的下表面非平行的角度。另外，在本實施型態中，多個板材21至23彼此設置為大致平行，但不限於此，也可以設置為非平行的角度。
接著，對第二至第五實施型態進行說明。在第二至第五實施型態中，與第一實施型態相比，區別在於，噴嘴具備對殼體17或氣體溶解 液進行加熱的加熱單元。由此，藉由對向基板噴灑之前的液體進行加熱而有意地降低氣體溶解度，從而促進了氣泡的生成。另外，根據該結構，向噴嘴供給之前的氣體溶解液(例如，臭氧水)是例如常溫，從而容易進行濃度管理。另外，不需要為了將通過噴嘴而升溫後的液體向基板噴灑，而將升溫後的氣體溶解液保持在高壓力。
在第二至第五的實施型態中，加熱單元的型態相互不同。在以下，對其進行詳細說明。
<第二實施型態>
首先，對第二實施型態進行說明。圖9A是第二實施型態的噴嘴的概略立體圖。圖9B是圖9A的縱截面C的剖視圖。圖9A的第二實施型態的噴嘴1b與圖2A的第一實施型態的噴嘴1相比，增設了用於向電熱構件41供給電的配線5。對與圖2A及圖2B相同的結構也標註相同的符號並省略其說明。
如圖9B所示，在第二實施型態中，加熱單元是設置於殼體17b的電熱構件(例如電熱線)41，在此，作為一例，該加熱單元設置於殼體17b的內部。電熱構件41係與配線5連接，並藉由配線5所供給的電流而加熱。藉由電熱構件41加熱殼體17，從而能夠加熱通過噴嘴1b的液體。
此外，電熱構件41可以設置於殼體17的表面，也可以設置於殼體17的內表面而對氣體溶解液直接加熱。
<第三實施型態>
接著，對第三實施型態進行說明。圖10是第三實施型態的噴嘴的概略立體圖。圖10的第三實施型態的噴嘴1c與圖2A的第一實施型態的噴嘴1相比，增設了紅外線照射器51及臂構件52，該臂構件52將紅外線照射器51固定於支柱3。對與圖2A相同的結構也標註相同的符號並省略其說 明。如圖10所示，在第三實施型態中，加熱單元是藉由從與殼體17相對的面照射紅外線，從而向殼體17照射紅外線的紅外線照射器51。由此，藉由紅外線對殼體17進行加熱，從而能夠加熱通過噴嘴1c的液體。雖然在圖10內圖示了一個紅外線照射器，但是，也可以在隔著殼體17的噴嘴的相對側設置另一個紅外線照射器，從而從噴嘴的兩面進行加熱。進而，在從側面11、12進行液體供給的情況下，也可以在殼體17的上方設置紅外線照射器，從而從三個方向進行加熱。
<第四實施型態>
接著，對第四實施型態進行說明。圖11A是第四實施型態的噴嘴的概略立體圖。圖11B是圖11A的縱截面D的剖視圖。圖11A的第四實施型態的噴嘴1d與圖2A的第一實施型態的噴嘴1相比，增設了配管6，該配管6用於使規定的溫度以上的介質在噴嘴1d的內部流通。對與圖2A及圖2B相同的結構也標註相同的符號並省略其說明。
在第四實施型態中，加熱單元是在殼體17d的內部流通的規定溫度以上的介質(例如，液體或氣體)。如圖11B所示，在殼體17d的內部設置有空洞61，藉由規定溫度以上的介質通過該空洞61，從而殼體17d被加熱，由此，能夠加熱通過噴嘴1d的液體。
<第五實施型態>
接著，對第五實施型態進行說明。圖12A是第五實施型態的噴嘴的概略立體圖。圖12B是圖12A的縱截面E的剖視圖。圖12A的第五實施型態的噴嘴1e與圖2A的第一實施型態的噴嘴1相比，增設了配管7，該配管7用於將規定溫度以上的介質向噴嘴1e供給。對與圖2A及圖2B相同的結構也標註相同的符號並省略其說明。
在第五實施型態中，加熱單元是在殼體17的表面流通的規定溫度以上的介質(例如，液體或氣體)。如圖12B所示，殼體17係例如一部分被流路形成構件71覆蓋，並且配管7與該流路形成構件71和殼體17之間的空間72連通。由此，向該流路形成構件71與殼體17之間的空間72供給規定溫度以上的介質，因此能夠加熱殼體17的表面，從而能夠加熱通過噴嘴1e的液體。
<第六實施型態>
接著，對第六實施型態進行說明。圖13A是第六實施型態的噴嘴的概略立體圖。與圖2A的第一實施型態的噴嘴1相比，第六實施型態的噴嘴1f具備：供給氣體溶解液的頭管81；設置於頭管81的多個微小氣泡生成噴嘴82；以及整流單元86。頭管81與圖1B的配管4連通，通過配管4而向頭管81供給氣體溶解液。如圖13A的排出區域84所示，多個微小氣泡生成噴嘴82係從頭管81供給的氣體溶解液生成包含微小氣泡的液體並排出。在整流單元86的下表面設置有狹縫85，如圖13A的排出區域87所示，從微小氣泡生成噴嘴82排出的液體從狹縫85被排出。這裡，整流單元86具有上表面整體開口且在下表面設置有狹縫的結構。即，整流單元86具有容器的形狀，並且在下表面設置有狹縫85。狹縫85係沿著整流單元86的長度方向設置。由此，能夠將排出的液體整流為一列。
以上，第六實施型態的噴嘴1f具備：頭管81，該頭管81係被供給氣體溶解液；多個微小氣泡生成噴嘴82，係從頭管81供給的氣體溶解液而生成並排出包含微小氣泡的液體；以及整流單元86，係設置有狹縫85，並且從微小氣泡生成噴嘴82排出的液體從狹縫85被排出。
通過該結構，由於將包含微小氣泡的液體整流而均勻地排出，因此能夠提高將包含微小氣泡的液體向基板噴灑時的均勻性。
<第六實施型態的變形例>
圖13B是第六實施型態的變形例的噴嘴的概略立體圖。如圖13B所示，整流單元86g可以是覆蓋頭管81和多個微小氣泡生成噴嘴82的殼體。在整流單元86g的端面設置有開口83，以頭管81的端面的流入口與該開口83對應的方式固定頭管81。頭管81係與圖1B的配管4連通，並且通過配管4向頭管81供給氣體溶解液。如圖13B的排出區域86所示，從頭管81供給的氣體溶解液而生成並排出包含微小氣泡的液體。在整流單元86g的下表面設置有狹縫85，從微小氣泡生成噴嘴82排出的液體係如圖13B的排出區域87所示，從狹縫85排出。
在該情況下，整流單元86g的上表面可以開口也可以不開口。如果整流單元86g的上表面封閉，則能夠防止液體的一部分向殼體17g外飛散。並且，在整流單元86g的上表面未開口時，也可以使安裝於開口83的微小氣泡生成噴嘴82的朝向為鉛直上方。在該情況下，當通過微小氣泡生成噴嘴82後立即通過狹縫85時，可能無法完全整流為均勻的簾狀，因此，調整為少量液體積存的方式比較不會受到來自噴嘴的噴灑的影響，因此較佳。
以上，本技術不限於與上述實施型態完全相同，在進行實施的階段中，能夠在不脫離其主旨的範圍內變更構成要素而具體化。另外，藉由上述實施型態所公開的多個構成要素的適當的組合，能夠形成各種發明。例如，也可以從實施型態所示的全部構成要素刪除幾個構成要素。進而，也可以將不同的實施型態中的構成要素進行適當組合。
15:流入口
16:狹縫
17:殼體
21:板材
22:板材
23:板材
171:頂板構件
172,173,174:臺階
175:支承構件
181,182,183,184:墊片
191,192,193,194:墊片

Claims (10)

  1. 一種生成微小氣泡的噴嘴，係具備：
    中空的殼體；以及
    多個板材，該多個板材設置於前述殼體內，並將前述殼體內劃分為多個空間，
    在前述殼體的上表面或側面設置有流入口，該流入口係供氣體溶解液流入且與被前述板材劃分出的空間中的最上方的空間連通，
    在各前述板材設置有多個貫通孔，
    在前述殼體的下表面設置有狹縫，該狹縫與被前述板材劃分出的空間中的最下方的空間連通。
  2. 如請求項1所述的噴嘴，其中，
    前述板材具有多個，
    在多個板材中的與第一板材相比設置於下方的第二板材中，貫通孔的數量比第一板材的貫通孔的數量多，及/或貫通孔的大小為第一板材的貫通孔的大小以下。
  3. 如請求項1或2所述的噴嘴，其更具備：
    加熱單元，係對前述殼體或前述氣體溶解液進行加熱。
  4. 如請求項3所述的噴嘴，其中，
    前述加熱單元是設置於前述殼體的電熱構件。
  5. 如請求項3所述的噴嘴，其中，
    前述加熱單元是向前述殼體照射紅外線的紅外線照射器。
  6. 如請求項3所述的噴嘴，其中，
    前述加熱單元是在前述殼體的內部流通的規定溫度以上的介質。
  7. 如請求項3所述的噴嘴，其中，
    前述加熱單元是在前述殼體的表面流通的規定溫度以上的介質。
  8. 如請求項1所述的噴嘴，其中，
    前述狹縫係沿前述殼體的長度方向設置。
  9. 一種噴嘴，具備：
    頭管，係被供給氣體溶解液；
    多個微小氣泡生成噴嘴，係從前述頭管供給的氣體溶解液生成並排出包含微小氣泡的液體；以及
    整流單元，係設置有狹縫，並且從前述微小氣泡生成噴嘴排出的液體從狹縫排出。
  10. 一種基板清洗裝置，其具備：
    請求項1至9中任一項所述的噴嘴。
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