JP2012000580A

JP2012000580A - Bubble-containing liquid generating device and treatment device

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Publication number: JP2012000580A
Application number: JP2010138969A
Authority: JP
Inventors: Harumichi Hirose; 治道廣瀬; Yoshihiro Ando; 佳大安藤; Hideaki Terakado; 秀晃寺門; Yukinobu Nishibe; 幸伸西部
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】バブル含有液に含まれるバブルのサイズを変えることのできるバブル含有液生成装置とその装置を用いた処理装置を提供することである。
【解決手段】バブル含有液生成装置は、気体溶存液を生成する気体溶存液生成機構（１１、１３、１４、１５）と、該気体溶存液生成機構により生成された気体溶存液と気体とを混合して霧状の液体を噴出する二流体ノズル１６と、該二流体ノズル１６に供給すべき前記気体の流量を制御する気体流量制御手段（１８、１９、２７、２５）とを有する構成となる。
【選択図】図１A bubble-containing liquid generating apparatus capable of changing the size of bubbles contained in a bubble-containing liquid and a processing apparatus using the apparatus.
A bubble-containing liquid generating apparatus includes a gas-dissolved liquid generating mechanism (11, 13, 14, 15) for generating a gas-dissolved liquid, and a gas-dissolved liquid and a gas generated by the gas-dissolved liquid generating mechanism. A configuration having a two-fluid nozzle 16 for mixing and ejecting a mist-like liquid, and gas flow rate control means (18, 19, 27, 25) for controlling the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle 16; Become.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、微細なバブルを含有する液体を生成するバブル含有液生成装置及び該バブル含有液生成装置を用いた処理装置に関する。 The present invention relates to a bubble-containing liquid generating apparatus that generates a liquid containing fine bubbles and a processing apparatus using the bubble-containing liquid generating apparatus.

近年、液体内で微細バブルを発生させることにより生成されたバブル含有液体が様々な分野で利用されるようになっている。例えば、微細バブルと液体との界面の電位が洗浄効果や酸化作用を促し、また、物体表面に付着した微細バブルが破裂するときのエネルギーによって物体表面の汚れの剥離に寄与する等の性質を利用して、バブル含有液体を半導体ウェーハ等の基板の洗浄に利用することが提案されている。なお、微細バブルはそのバブルのサイズが小さくなるに従って、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルと呼ばれる。 In recent years, a bubble-containing liquid generated by generating fine bubbles in a liquid has been used in various fields. For example, the electric potential at the interface between the fine bubble and the liquid promotes the cleaning effect and oxidation action, and the property that contributes to the peeling of dirt on the object surface by the energy when the fine bubble attached to the object surface bursts. Thus, it has been proposed to use a bubble-containing liquid for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer. A fine bubble is called a microbubble, a micronanobubble, or a nanobubble as the bubble size decreases.

従来、マイクロバブルを含有するバブル含有液を利用した基板処理装置が提案されている（特許文献１参照）。この基板処理装置では、マイクロバブル発生部により発生させられたマイクロバブルを含む純水（マイクロバブル含有液体）が処理槽内の基板に供給され、超音波発生部が前記処理槽内のマイクロバブル含有液体に対して超音波を発すると、この超音波振動の衝撃によって基板の表面からパーティクルが除去されるようになっている。 Conventionally, a substrate processing apparatus using a bubble-containing liquid containing microbubbles has been proposed (see Patent Document 1). In this substrate processing apparatus, pure water (microbubble-containing liquid) containing microbubbles generated by the microbubble generator is supplied to the substrate in the processing tank, and the ultrasonic generator contains the microbubbles in the processing tank. When ultrasonic waves are emitted to the liquid, particles are removed from the surface of the substrate by the impact of this ultrasonic vibration.

特開２００６−１７９７６５号公報JP 2006-179765 A

ところで、微細バブルを含有するバブル含有液による洗浄処理においては、その洗浄処理の目的に応じて、好ましいバブルのサイズがあるということが判明した。例えば、半導体ウェーハの基板の洗浄処理において、特に微細部分の洗浄には、より微細なバブル、例えば、マイクロナノバブルやナノバブルを含むバブル含有液が好ましく、そのような洗浄後の基板上に残った異物を除去（浮上分離）するためには、比較的サイズの大きいバブルを含むバブル含有液が好ましく、また、廃液の浄化処理では、ラジカル発生による有機成分除去のためにより微細なナノバブルを含むバブル含有液、異物除去後の浮上分離のためにマイクロナノバブルを含むバブル含有液がそれぞれ好ましい。 By the way, it has been found that in the cleaning process using the bubble-containing liquid containing fine bubbles, there is a preferable bubble size depending on the purpose of the cleaning process. For example, in a cleaning process of a substrate of a semiconductor wafer, a finer bubble, for example, a bubble-containing liquid containing micro-nano bubbles or nano-bubbles is preferable for cleaning a fine portion, and the foreign matter remaining on the substrate after such cleaning In order to remove (floating separation), a bubble-containing liquid containing bubbles of relatively large size is preferable, and in the waste liquid purification treatment, a bubble-containing liquid containing finer nanobubbles for removing organic components by radical generation In addition, bubble-containing liquids containing micro-nano bubbles are preferable for floating separation after removing foreign substances.

しかしながら、前述した従来の基板処理装置では、処理の目的に応じて、バブル含有液に含まれるバブルのサイズを変えることができない。 However, in the conventional substrate processing apparatus described above, the size of the bubble contained in the bubble-containing liquid cannot be changed according to the purpose of processing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バブル含有液に含まれるバブルのサイズを変えることのできるバブル含有液生成装置と、そのバブル含有液生成装置を用いた処理装置を提供するものである。 This invention is made in view of such a situation, and provides the bubble containing liquid production | generation apparatus which can change the size of the bubble contained in a bubble containing liquid, and the processing apparatus using the bubble containing liquid production | generation apparatus. To do.

本発明に係るバブル含有液生成装置は、気体溶存液を生成する気体溶存液生成機構と、該気体溶存液生成機構により生成された気体溶存液と気体とを混合して霧状の液体を噴出する二流体ノズルと、該二流体ノズルに供給すべき前記気体の流量を制御する気体流量制御手段とを有する構成となる。 The bubble-containing liquid production | generation apparatus which concerns on this invention mixes the gas dissolved liquid production | generation mechanism which produces | generates gas dissolved liquid, the gas dissolved liquid produced | generated by this gas dissolved liquid production | generation mechanism, and gas, and ejects a mist-like liquid And a gas flow rate control means for controlling the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle.

このような構成により、気体溶存液が二流体ノズルから気体とともに噴出する際に減圧開放がなされて、霧状に飛翔する各液粒内に微細なバブルが生成され得る。そして、二流体ノズルに供給すべき気体の流量が制御されることにより、気体溶存液の減圧開放の状態が変化するとともに霧状にある各液粒のサイズが変化し得る。 With such a configuration, when the gas-dissolved liquid is ejected together with the gas from the two-fluid nozzle, the decompression is released, and fine bubbles can be generated in each liquid droplet flying in a mist form. Then, by controlling the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle, the state of decompression release of the gas-dissolved liquid can be changed and the size of each mist-like liquid particle can be changed.

本発明に係るバブル含有液生成装置において、前記気体溶存液生成機構は、気体と液体とを混合する気液混合機構と、前記気液混合機構により生成された気体含有液体を貯留して加圧する加圧機構とを有する構成することができる。 In the bubble-containing liquid generating apparatus according to the present invention, the gas-dissolved liquid generating mechanism stores and pressurizes the gas-liquid mixing mechanism that mixes gas and liquid, and the gas-containing liquid generated by the gas-liquid mixing mechanism. And a pressurizing mechanism.

このような構成により、気体と液体とが混合されてできた気体含有液体が加圧されることにより当該気体含有液体に含まれる気体が液中に溶解し、気体溶存液が生成され得る。 With such a configuration, when the gas-containing liquid formed by mixing the gas and the liquid is pressurized, the gas contained in the gas-containing liquid is dissolved in the liquid, and a gas-dissolved liquid can be generated.

更に、本発明に係るバブル含有液生成装置において、前記二流体ノズルから噴出される液体を貯留する貯留槽と、該貯留槽に貯留する液体に含有されるバブルの量を検出するバブル量検出手段とを有する構成とすることができる。 Furthermore, in the bubble-containing liquid generating apparatus according to the present invention, a storage tank that stores the liquid ejected from the two-fluid nozzle, and a bubble amount detection unit that detects the amount of bubbles contained in the liquid stored in the storage tank It can be set as the structure which has.

このような構成により、二流体ノズルから噴出される霧状のバブル含有液が貯液槽に貯められ、該貯液槽に貯留されたバブル含有液含まれるバブルの量をバブル量検出手段での検出結果に基づいてモニタすることができるようになる。 With such a configuration, the mist-like bubble-containing liquid ejected from the two-fluid nozzle is stored in the liquid storage tank, and the amount of the bubble-containing liquid stored in the liquid storage tank is determined by the bubble amount detection means. It becomes possible to monitor based on the detection result.

また、本発明に係るバブル含有液生成装置において、前記二流体ノズルに供給される前記気体溶存液を加熱する加熱機構を有する構成とすることができる。 Moreover, the bubble containing liquid production | generation apparatus which concerns on this invention can be set as the structure which has a heating mechanism which heats the said gas solution supplied to the said 2 fluid nozzle.

このような構成により、二流体ノズルに供給される気体溶存液の温度を高くすることができるので、気体溶存液は、飽和溶解度が低下してよりバブルが発生し易い状態となる。その結果、気体溶存液が二流体ノズルから気体とともに噴出する際の減圧開放によって、より多くのバブルを発生させることができるようになる。 With such a configuration, the temperature of the gas dissolved liquid supplied to the two-fluid nozzle can be increased, so that the gas dissolved liquid is in a state where the saturation solubility is lowered and bubbles are more likely to be generated. As a result, more bubbles can be generated by releasing the reduced pressure when the gas-dissolved liquid is ejected together with the gas from the two-fluid nozzle.

前記加熱機構は、前記気体溶存液生成機構から二流体ノズルに送られる途中の前記気体溶存液を加熱するヒータユニットであっても、前記二流体ノズルに供給される前記気体溶存液に加熱液体を混合させる加熱液混合機構であってもよい。 Even if the heating mechanism is a heater unit that heats the gas-dissolved liquid being sent from the gas-dissolved liquid generating mechanism to the two-fluid nozzle, the heating liquid is supplied to the gas-dissolved liquid supplied to the two-fluid nozzle. A heating liquid mixing mechanism may be used.

本発明に係る処理装置は、前述したいずれかのバブル含有液生成装置と、前記二流体ノズルから噴出される液体を処理液として被処理物に供する処理液供給機構とを有する構成となる。 The processing apparatus according to the present invention includes any one of the above-described bubble-containing liquid generation apparatuses and a processing liquid supply mechanism that supplies the liquid ejected from the two-fluid nozzle as a processing liquid to an object to be processed.

このような構成により、前述したバブル含有液生成装置における二流体ノズルから噴出するバブル含有液が被処理物に供されるようになるので、処理目的に応じたサイズのバブルを含み得るバブル含有液により被処理物を処理することができるようになる。 With such a configuration, since the bubble-containing liquid ejected from the two-fluid nozzle in the bubble-containing liquid generating apparatus described above is supplied to the object to be processed, the bubble-containing liquid that can contain bubbles of a size according to the processing purpose Thus, the workpiece can be processed.

本発明に係る処理装置において、前記処理液供給機構は、前記二流体ノズルから噴出される液体を直接前記被処理物に供する構造となる構成とすることができ、また、前記バブル含有液生成装置が前記二流体ノズルから噴出される液体を貯留する貯留槽を有する場合には、前記処理液供給機構は、前記処理物に処理液を吐射するノズルと、前記貯液槽に貯留される液体を前記ノズルに処理液として送る処理液移送機構とを有する構成とすることができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the processing liquid supply mechanism may be configured to directly supply the liquid ejected from the two-fluid nozzle to the object to be processed, and the bubble-containing liquid generation apparatus Has a storage tank for storing the liquid ejected from the two-fluid nozzle, the processing liquid supply mechanism includes a nozzle for spraying the processing liquid onto the processing object, and a liquid stored in the liquid storage tank. And a processing liquid transfer mechanism for supplying the liquid as a processing liquid to the nozzle.

本発明に係るバブル含有液生成装置によれば、二流体ノズルに供給すべき気体の流量が制御されることにより、該二流体ノズルに供給される気体溶存液の減圧開放の状態が変化するとともに霧状にある各液粒のサイズが変化し得るので、バブル含有液の各液粒内に含まれるバブルのサイズを変えることができるようになる。 According to the bubble-containing liquid generating apparatus according to the present invention, the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle is controlled, so that the reduced pressure release state of the gas-dissolved liquid supplied to the two-fluid nozzle changes. Since the size of each liquid droplet in the form of mist can be changed, the size of the bubble contained in each liquid particle of the bubble-containing liquid can be changed.

本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示すバブル含有液生成装置に用いられる二流体ノズルの断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the two-fluid nozzle used for the bubble containing liquid production | generation apparatus shown in FIG. 図１に示す基板処理装置における制御系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control system in the substrate processing apparatus shown in FIG. 二流体ノズルに供給される気体の流量と当該二流体ノズルから吐出される液体におけるバブル含有効率との関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between the flow volume of the gas supplied to a two fluid nozzle, and the bubble containing efficiency in the liquid discharged from the said two fluid nozzle. 二流体ノズルに供給される気体の流量と当該二流体ノズルから噴出される液体の溶存気体濃度との関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between the flow volume of the gas supplied to a two-fluid nozzle, and the dissolved gas concentration of the liquid ejected from the said two-fluid nozzle. 気体溶存液の減圧開放によって発生するバブルの粒径と液中におけるバブル含有効率との関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between the particle size of the bubble which generate | occur | produces by decompression | release of gas dissolved liquid, and the bubble containing efficiency in a liquid. 本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置は、図１に示すように構成される。 The substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured as shown in FIG.

図１に示す基板処理装置１００は、バブル含有液生成装置を構成する第１貯液槽１１、第１ガス供給部１３、第１ポンプ１４、加圧槽１５、二流体ノズル１６、第２ガス供給部１８、ガス流量調整弁２７、及びガス流量調整弁２７を駆動させるアクチュエータ１９を備えるとともに、半導体ウェーハ５０を洗浄処理するために用いられる第２貯液槽２１、第２ポンプ２３及び洗浄室１０１を備えている。前記バブル含有液生成装置では、液体、例えば、純水ＤＩＷを貯留する第１貯液槽１１と加圧槽１５とが送通管１２にて連結され、この送通管１２にポンプ１４が設けられている。そして、第１貯液槽１１からの純水ＤＩＷが通る送通管１２の第１貯液槽１１と第１ポンプ１４との間に、第１ガス供給部１３からの気体（例えば、窒素ガス、酸素ガス等）が開閉弁２０を介して供給されるようになっている（気液混合機構）。 A substrate processing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a first liquid storage tank 11, a first gas supply unit 13, a first pump 14, a pressurization tank 15, a two-fluid nozzle 16, and a second gas that constitute a bubble-containing liquid generation apparatus. The second liquid storage tank 21, the second pump 23 and the cleaning chamber used for cleaning the semiconductor wafer 50 are provided with the supply unit 18, the gas flow rate adjusting valve 27, and the actuator 19 for driving the gas flow rate adjusting valve 27. 101. In the bubble-containing liquid generating apparatus, a first liquid storage tank 11 for storing a liquid, for example, pure water DIW, and a pressure tank 15 are connected by a transmission pipe 12, and a pump 14 is provided in the transmission pipe 12. It has been. A gas (for example, nitrogen gas) from the first gas supply unit 13 is provided between the first liquid storage tank 11 and the first pump 14 of the transmission pipe 12 through which the pure water DIW from the first liquid storage tank 11 passes. , Oxygen gas, etc.) are supplied via the on-off valve 20 (gas-liquid mixing mechanism).

第１ガス供給部１３からの気体が混在した純水ＤＩＷ（以下、適宜、気体含有液体という）が、第１ポンプ１４により送通管１２を通って加圧槽１５（加圧機構）に圧送され、その気体含有液体が加圧槽１５に一時的に貯められる。加圧槽１５では、貯留される気体含有液体が加圧され、気体含有液体内の気体が液体中に溶融して、液中の気体濃度が上昇し、過飽和あるいはそれに近い状態となった気体溶存液Ｗが生成される（気体溶存液生成機構）。なお、加圧槽１５内の圧力は、圧力調整器２６によって調整することができる。 Pure water DIW mixed with gas from the first gas supply unit 13 (hereinafter, appropriately referred to as gas-containing liquid) is pumped by the first pump 14 through the feed pipe 12 to the pressurizing tank 15 (pressurizing mechanism). The gas-containing liquid is temporarily stored in the pressurized tank 15. In the pressurization tank 15, the gas-containing liquid to be stored is pressurized, the gas in the gas-containing liquid is melted in the liquid, the gas concentration in the liquid is increased, and the gas dissolved in a state of being supersaturated or close thereto. The liquid W is produced | generated (gas dissolved liquid production | generation mechanism). Note that the pressure in the pressurizing tank 15 can be adjusted by the pressure regulator 26.

加圧槽１５と二流体ノズル１６とが送通管１７によって連結され、加圧槽１５内の気体溶存液Ｗがその加圧された状態を維持しつつ送通管１７を通って二流体ノズル１６に供給される。二流体ノズル１６には、第２ガス供給部１８からの気体（例えば、空気）がガス流量調整弁２７を介して供給されている。ガス流量調整弁２７はアクチュエータ１９によって駆動されることによりその開度が調整され、その開度に応じた流量にて第２ガス供給部１８からの気体が二流体ノズル１６に供給される。二流体ノズル１６は、加圧槽１５から供給される気体溶存液Ｗと第２ガス供給部１８からの気体とを混合して霧状の液体（微細な液粒）を噴出する。二流体ノズル１６から霧状に噴出される液体は、後述するように微細なバブル（マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブル）の含まれたバブル含有液ＢＷとなっており、そのバブル含有液が第２貯液槽２１に貯められる。 The pressurization tank 15 and the two-fluid nozzle 16 are connected by the feed pipe 17, and the two-fluid nozzle passes through the feed pipe 17 while maintaining the pressurized state of the gas dissolved liquid W in the pressurization tank 15. 16 is supplied. A gas (for example, air) from the second gas supply unit 18 is supplied to the two-fluid nozzle 16 via a gas flow rate adjustment valve 27. The gas flow rate adjusting valve 27 is driven by the actuator 19 to adjust its opening degree, and the gas from the second gas supply unit 18 is supplied to the two-fluid nozzle 16 at a flow rate corresponding to the opening degree. The two-fluid nozzle 16 mixes the gas-dissolved liquid W supplied from the pressurizing tank 15 and the gas from the second gas supply unit 18 and ejects a mist-like liquid (fine liquid particles). The liquid ejected in a mist form from the two-fluid nozzle 16 is a bubble-containing liquid BW containing fine bubbles (microbubbles, micronanobubbles, nanobubbles) as will be described later, and the bubble-containing liquid is the second. It is stored in the liquid storage tank 21.

第２貯液槽２１と洗浄室１０１内の洗浄ノズルユニット１１０とが送通管２２によって連結され、その送通管２２の途中に第２ポンプ２３が設けられている。第２ポンプ２３により、第２貯液槽２１内に貯められたバブル含有液ＢＷが送通管２２を通って洗浄ノズルユニット１１０に処理液（洗浄液）として供給される（処理液移送機構）。洗浄室１０１内には、洗浄ノズルユニット１１０の下方に配置されるように被洗浄物となる半導体ウェーハ５０を支持する機構が設けられている。具体的には、駆動ユニット１１３の回転軸１１２に固定されたテーブル１１１上に半導体ウェーハ５０が支持され、駆動ユニット１１３によるテーブル１１１の回転にともなって半導体ウェーハ５０が回転するようになっている。第２貯液槽２１から第２ポンプ２３によって洗浄ノズルユニット１１０に供給されたバブル含有液ＢＷが、その洗浄ノズルユニット１１０から回転する半導体ウェーハ５０の表面に処理液として吹き付けられる（処理液供給機構）。半導体ウェーハ５０の表面は、その吹き付けられる処理液によって洗浄される。なお、半導体ウェーハ５０等の被洗浄物（被処理物）は、上述のように洗浄ノズルユニット１１０の下方において回転させる他、搬送機構によって洗浄ノズルユニット１１０の下方を所定速度で移動させるようにしてもよい。 The second liquid storage tank 21 and the cleaning nozzle unit 110 in the cleaning chamber 101 are connected by a transmission pipe 22, and a second pump 23 is provided in the middle of the transmission pipe 22. The bubble-containing liquid BW stored in the second liquid storage tank 21 is supplied as a processing liquid (cleaning liquid) to the cleaning nozzle unit 110 through the transmission pipe 22 by the second pump 23 (processing liquid transfer mechanism). In the cleaning chamber 101, a mechanism for supporting the semiconductor wafer 50 to be cleaned is provided so as to be disposed below the cleaning nozzle unit 110. Specifically, the semiconductor wafer 50 is supported on the table 111 fixed to the rotating shaft 112 of the drive unit 113, and the semiconductor wafer 50 rotates as the table 111 is rotated by the drive unit 113. The bubble-containing liquid BW supplied from the second liquid storage tank 21 to the cleaning nozzle unit 110 by the second pump 23 is sprayed as a processing liquid on the surface of the semiconductor wafer 50 rotating from the cleaning nozzle unit 110 (processing liquid supply mechanism). ). The surface of the semiconductor wafer 50 is cleaned with the sprayed processing liquid. The object to be cleaned (processed object) such as the semiconductor wafer 50 is rotated below the cleaning nozzle unit 110 as described above, and is also moved below the cleaning nozzle unit 110 at a predetermined speed by the transport mechanism. Also good.

前述した二流体ノズル１６は、例えば、図２に示すように構成されている。 The two-fluid nozzle 16 described above is configured as shown in FIG. 2, for example.

図２において、この二流体ノズル１６は、ユニット本体１６０の略中央部に上下方向に延びる気体通路１６１が形成された構造となっている。気体通路１６１の上端部が気体導入口１６１ａとして開口するとともに、気体通路１６１の下端部がノズル孔１６１ｂとして開口している。また、ユニット本体１６０の外側面から気体通路１６１に至るように液体通路１６２が形成されている。 In FIG. 2, the two-fluid nozzle 16 has a structure in which a gas passage 161 extending in the vertical direction is formed in a substantially central portion of the unit main body 160. The upper end portion of the gas passage 161 opens as a gas inlet 161a, and the lower end portion of the gas passage 161 opens as a nozzle hole 161b. A liquid passage 162 is formed so as to reach the gas passage 161 from the outer surface of the unit main body 160.

このような二流体ノズル１６では、液体通路１６２の口部に加圧槽１５から続く送通管１７の端部が接続され、加圧槽１５（図１参照）からの気体溶存液Ｗが液体通路１６２を通って気体通路１６１に導かれるようになっている。また、第２ガス供給部１８からの気体（例えば、空気）Ｇがガス流量調整弁２７を介してユニット本体１６０の気体導入口１６１ａから気体通路１６１に供給され、ガス流量調整弁２７の開度に応じた流量の気体Ｇが気体通路１６１を通過する。気体通路１６１を通過する気体Ｇ中に液体通路１６２からの気体溶存液Ｗが供給されることにより、気体Ｇと気体溶存液Ｗとが混合されて、その気体溶存液Ｗがノズル孔１６１ｂから霧状（微細な液粒）となって飛出する。 In such a two-fluid nozzle 16, the end of the transmission pipe 17 that continues from the pressurizing tank 15 is connected to the mouth of the liquid passage 162, and the gas dissolved liquid W from the pressurizing tank 15 (see FIG. 1) is liquid. The gas is guided to the gas passage 161 through the passage 162. Further, the gas (for example, air) G from the second gas supply unit 18 is supplied to the gas passage 161 from the gas introduction port 161 a of the unit body 160 via the gas flow rate adjustment valve 27, and the opening degree of the gas flow rate adjustment valve 27. The gas G having a flow rate corresponding to the gas passage 161 passes through the gas passage 161. By supplying the gas dissolved liquid W from the liquid passage 162 into the gas G passing through the gas passage 161, the gas G and the gas dissolved liquid W are mixed, and the gas dissolved liquid W is fogged from the nozzle hole 161b. It jumps out in the form (fine liquid particles).

加圧された状態の気体溶存液Ｗが二流体ノズル１６のノズル孔１６１ｂから噴出する際に当該気体溶存液Ｗの減圧開放がなされ、その液中に微細なバブルが発生する。これにより、二流体ノズル１６から霧状となって飛出する液体（液粒）は、微細なバブルを含むバブル含有液ＢＷとなる。 When the gas-dissolved liquid W in a pressurized state is ejected from the nozzle hole 161b of the two-fluid nozzle 16, the gas-dissolved liquid W is released under reduced pressure, and fine bubbles are generated in the liquid. As a result, the liquid (liquid particles) ejected in the form of mist from the two-fluid nozzle 16 becomes a bubble-containing liquid BW containing fine bubbles.

上述したような構造の基板処理装置１００における処理系は、例えば、図３に示すように構成されている。 The processing system in the substrate processing apparatus 100 having the above-described structure is configured as shown in FIG. 3, for example.

図３において、処理ユニット２５には、第２貯液槽２１に設けられたパーティクルカウンタ２８、ガス流量調整弁２７を駆動するアクチュエータ１９、及び加圧槽１５に設けられた圧力調整器２６が接続されている。パーティクルカウンタ２８は、第２貯液槽２１内に貯められたバブル含有液ＢＷ中の単位体積当たりのバブルの数に応じた検出信号をそのバブル含有液ＢＷ中のバブルの量を表す信号として出力する（バブル量検出手段）。 In FIG. 3, a particle counter 28 provided in the second liquid storage tank 21, an actuator 19 for driving the gas flow rate adjustment valve 27, and a pressure regulator 26 provided in the pressurization tank 15 are connected to the processing unit 25. Has been. The particle counter 28 outputs a detection signal corresponding to the number of bubbles per unit volume in the bubble-containing liquid BW stored in the second liquid storage tank 21 as a signal representing the amount of bubbles in the bubble-containing liquid BW. (Bubble amount detection means).

ところで、二流体ノズル１６において、供給される気体の流量と、噴出後の液体（液粒）に含まれるバブルの量との関係は、例えば、図４に示すグラフのようになることが判明した。図４に示すグラフでは、縦軸が二流体ノズル１６から噴出される液体（液粒）に含まれるバブルの個数割合（％）で定義されるバブル含有効率を表し、横軸が二流体ノズル１６に供給される気体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）を表している。また、第２ガス供給部１８から供給される気体の流量と、噴出後の液体（液粒）中の溶存気体濃度（ｍｇ／Ｌ）との関係が図５に示すグラフのようになる。図４及び図５に示す関係によれば、第２ガス供給部１８から二流体ノズル１６に供給される気体の流量が多くなるほど、噴出後の液体（液粒）中のバブルの含有割合（バブル含有効率）は大きくなり、その結果、噴出後の液体（液粒）の気体溶存濃度が低下することが分かる。これは、二流体ノズル１６に供給される気体溶存液Ｗ中の溶存気体のより多くの量が気化されてより多くのバブルに変わったものと考えられる。また、気体溶存液Ｗの減圧開放によって発生するバブルの粒径（μｍ）と発生するバブルの量（バブル含有効率）との関係が図６に示すグラフのようになる。この関係によれば、前述したように、液体中のバブルの個数割合（バブル含有効率）が大きくなるということは、含まれるバブルのサイズが小さくなることを意味する。従って、図４に示す関係は、二流体ノズル１６に供給される気体の流量が多くなるほど、二流体ノズル１６から霧状に噴出される液体（液粒）に含まれるバブルの大きさが、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように小さくなることを表しているといい得る。液中に含まれるバブルのサイズが大きくなるほど（例えば、図４の（ａ）、（ｂ））、その液体の白濁の程度が大きくなり、液中に含まれるバブルのサイズが小さくなるほど（例えば、図４の（ｃ）、（ｄ）参照）、液体の透明の度合いが大きくなる。 By the way, in the two-fluid nozzle 16, it turned out that the relationship between the flow volume of the gas supplied and the quantity of the bubble contained in the liquid (liquid particle) after ejection becomes like the graph shown in FIG. . In the graph shown in FIG. 4, the vertical axis represents the bubble containing efficiency defined by the number ratio (%) of bubbles contained in the liquid (liquid particles) ejected from the two-fluid nozzle 16, and the horizontal axis represents the two-fluid nozzle 16. Represents the flow rate (L / min) of the gas supplied to. Further, the relationship between the flow rate of the gas supplied from the second gas supply unit 18 and the dissolved gas concentration (mg / L) in the liquid (liquid particles) after ejection is as shown in the graph of FIG. According to the relationship shown in FIGS. 4 and 5, the larger the flow rate of the gas supplied from the second gas supply unit 18 to the two-fluid nozzle 16, the more the bubble content (bubbles) in the liquid (liquid particles) after ejection. The content efficiency) increases, and as a result, it can be seen that the dissolved gas concentration of the liquid (liquid particles) after ejection decreases. It is considered that this is because a larger amount of dissolved gas in the gas dissolved liquid W supplied to the two-fluid nozzle 16 is vaporized and changed into more bubbles. Moreover, the relationship between the particle size (μm) of bubbles generated by the decompression release of the gas dissolved liquid W and the amount of bubbles generated (bubble containing efficiency) is as shown in the graph of FIG. According to this relationship, as described above, an increase in the ratio of the number of bubbles in the liquid (bubble containing efficiency) means that the size of the included bubbles is reduced. Therefore, the relationship shown in FIG. 4 is that the larger the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 is, the larger the size of the bubbles contained in the liquid (liquid droplets) ejected from the two-fluid nozzle 16 is ( It can be said that it represents a decrease as shown in a), (b), (c), and (d). The larger the size of bubbles contained in the liquid (for example, (a), (b) of FIG. 4), the greater the degree of cloudiness of the liquid, and the smaller the size of bubbles contained in the liquid (for example, (See FIGS. 4C and 4D), the degree of transparency of the liquid increases.

処理ユニット２５は、二流体ノズル１６に供給すべき気体の流量を調整するガス流量構成弁２７のアクチュエータ１９を制御する。具体的には、処理ユニット２５は、図４に示すような二流体ノズル１６に供給される気体の流量と、二流体ノズル１６から噴出される液体（液粒）中に含まれるバブルの量（バブル含有効率）、及び図６に示すようなバブル含有効率とバブルの大きさとの関係に基づいて作成された、二流体ノズル１６に供給される気体の流量と、二流体ノズル１６から噴出されるバブルの大きさとの関係についての参照テーブルを備えている。この参照テーブルは、二流体ノズル１６に供給される気体の流量が多くなるに従って、二流体ノズル１６から霧状に噴出する液体（液粒）に含まれるバブルのサイズが小さくなる関係を示すことになる（図４及び図６参照）。例えば、操作部（図示略）の操作によって、二流体ノズル１６から噴出されるべきバブル含有液ＢＷに含まれるバブルの大きさについての指示がなされると、処理ユニット２５は、参照テーブル（図４及び図６に示す関係参照）に基づいて前記指示されたバブルの大きさに対応する気体の流量を決定し、二流体ノズル１６に供給される気体の流量がその決定した流量になるように、アクチュエータ１９を制御してガス流量調整弁２７の開度を調整する。また、処理ユニット２５は、パーティクルカウンタ２６からの検出信号を入力し、第２貯液槽２１に貯められたバブル含有液ＢＷ中の単位体積当たりのバブルの個数、即ち、バブル含有液ＢＷ中のバブルの大きさをモニタしている。 The processing unit 25 controls the actuator 19 of the gas flow rate configuration valve 27 that adjusts the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle 16. Specifically, the processing unit 25 uses the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 as shown in FIG. 4 and the amount of bubbles contained in the liquid (liquid particles) ejected from the two-fluid nozzle 16 ( The bubble flow efficiency), and the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 created based on the relationship between the bubble-containing efficiency and the bubble size as shown in FIG. It has a reference table for the relationship with bubble size. This reference table shows a relationship in which the size of bubbles contained in liquid (liquid particles) ejected in a mist form from the two-fluid nozzle 16 becomes smaller as the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 increases. (See FIGS. 4 and 6). For example, when an instruction about the size of the bubble contained in the bubble-containing liquid BW to be ejected from the two-fluid nozzle 16 is made by an operation of the operation unit (not shown), the processing unit 25 displays the reference table (FIG. 4). And the relationship shown in FIG. 6), the flow rate of the gas corresponding to the instructed bubble size is determined so that the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 becomes the determined flow rate. The actuator 19 is controlled to adjust the opening of the gas flow rate adjustment valve 27. Further, the processing unit 25 receives a detection signal from the particle counter 26, and the number of bubbles per unit volume in the bubble-containing liquid BW stored in the second liquid storage tank 21, that is, in the bubble-containing liquid BW. The size of the bubble is monitored.

このような基板処理装置１００での半導体ウェーハ５０（被処理物）の洗浄処理について説明する。 A cleaning process of the semiconductor wafer 50 (object to be processed) in the substrate processing apparatus 100 will be described.

例えば、半導体ウェーハ５０の微細部分までも良好に洗浄するために、できるだけ細かいバブル（例えば、ナノバブル）を含むバブル含有液ＢＷを生成するための指示がなされると、処理ユニット２５は、参照テーブル（図４及び図６に示す関係）に基づいて、二流体ノズル１６に供給される気体の流量が比較的大きな値となるように（図４（ｄ）参照）、アクチュエータ１９を駆動してガス流量調整弁２７の開度を制御する。これにより、二流体ノズル１６に対して加圧槽１５から加圧状態の気体溶存液Ｗが供給されるとともに、第２ガス供給部１８からの気体が比較的大きい流量にて供給される。その結果、極めて微細なバブル（例えば、ナノバブル）を含むバブル含有液ＢＷが霧状となって二流体ノズル１６から噴出されて第２貯液槽２１に貯められる。 For example, when an instruction for generating a bubble-containing liquid BW including bubbles as fine as possible (for example, nanobubbles) is given to satisfactorily clean even a fine portion of the semiconductor wafer 50, the processing unit 25 reads the reference table ( Based on the relationship shown in FIGS. 4 and 6, the actuator 19 is driven so that the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 becomes a relatively large value (see FIG. 4D). The opening degree of the regulating valve 27 is controlled. Thereby, the gas dissolved liquid W in a pressurized state is supplied from the pressurizing tank 15 to the two-fluid nozzle 16, and the gas from the second gas supply unit 18 is supplied at a relatively large flow rate. As a result, the bubble-containing liquid BW containing extremely fine bubbles (for example, nanobubbles) is sprayed from the two-fluid nozzle 16 and stored in the second liquid storage tank 21.

そして、このように第２貯液槽２１に貯められた極めて微細なバブルを含むバブル含有液ＢＷは、ポンプ２３によって洗浄ノズルユニット１１０に供給され、そのバブル含有液ＢＷが処理液（洗浄液）として洗浄ノズルユニット１１０から回転する半導体ウェーハ５０の表面に吹き付けられる。このナノバブルのような極めて微細なバブルを含む洗浄液にて半導体ウェーハ５０の表面が洗浄され、微細な構造部分に付着した異物も極めて微細なバブルの作用によってその表面から良好に剥離することができる。 The bubble-containing liquid BW containing extremely fine bubbles thus stored in the second liquid storage tank 21 is supplied to the cleaning nozzle unit 110 by the pump 23, and the bubble-containing liquid BW is used as a processing liquid (cleaning liquid). The cleaning nozzle unit 110 sprays the rotating surface of the semiconductor wafer 50. The surface of the semiconductor wafer 50 is cleaned with a cleaning liquid containing extremely fine bubbles such as nanobubbles, and foreign matter adhering to the fine structure portion can be well separated from the surface by the action of the extremely fine bubbles.

前述したように極めて微細なバブルを含む洗浄液にて洗浄された半導体ウェーハ５０の表面に残った異物を除去（浮上分離）するためには、比較的サイズの大きいバブルを含むバブル含有液ＢＷが好ましい。このため、微細バブルのなかでも比較的大サイズの大きいバブル（例えば、マイクロバブル）を含むバブル含有液ＢＷを生成するための指示がなされると、処理ユニット２５は、参照テーブル（図４及び図６に示す関係）に基づいて、二流体ノズル１６に供給される気体の流量が比較的小さな値となるように（図４（ａ）参照）、アクチュエータ１９を駆動してガス流量調整弁２７の開度を制御する。これにより、二流体ノズル１６に対して加圧槽１５から加圧状態の気体溶存液Ｗが供給されるとともに、第２ガス供給部１８からの気体が比較的小さい流量にて供給される。その結果、微細バブルであっても比較的大きいサイズのバブル（例えば、マイクロバブル）を含むバブル含有液ＢＷが霧状となって二流体ノズル１６から噴出されて第２貯液槽２１に貯められる。 As described above, in order to remove (floating and separate) foreign matter remaining on the surface of the semiconductor wafer 50 cleaned with the cleaning liquid containing extremely fine bubbles, the bubble-containing liquid BW containing bubbles having a relatively large size is preferable. . For this reason, when an instruction for generating a bubble-containing liquid BW including a relatively large large bubble (for example, a microbubble) is given among the fine bubbles, the processing unit 25 displays the reference table (FIG. 4 and FIG. 4). 6), the actuator 19 is driven so that the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 16 becomes a relatively small value (see FIG. 4A). Control the opening. Thereby, while the gas dissolved liquid W of a pressurized state is supplied from the pressurization tank 15 with respect to the 2 fluid nozzle 16, the gas from the 2nd gas supply part 18 is supplied with a comparatively small flow volume. As a result, even if it is a fine bubble, the bubble-containing liquid BW containing a relatively large size bubble (for example, microbubble) is atomized and ejected from the two-fluid nozzle 16 and stored in the second liquid storage tank 21. .

そして、このように第２貯液槽２１に貯められた比較的サイズの大きいバブル（例えば、マクロバブル）を含むバブル含有液ＢＷは、ポンプ２３によって洗浄ノズルユニット１１０に供給され、そのバブル含有液ＢＷが洗浄液として洗浄ノズルユニット１１０から回転する半導体ウェーハ５０の表面に吹き付けられる。微細バブルでもそのサイズが比較的大きいマイクロバブルのようなバブルを含む処理液にて半導体ウェーハ５０の表面が洗浄され、表面に付着した異物がそのバブルの作用によって当該表面から浮上分離されて、その異物を良好に半導体ウェーハ５０の表面から洗い流すことができる。 And the bubble containing liquid BW containing the bubble (for example, macro bubble) of the comparatively big size stored in the 2nd liquid storage tank 21 in this way is supplied to the washing nozzle unit 110 by the pump 23, The bubble containing liquid BW is sprayed as a cleaning liquid onto the surface of the semiconductor wafer 50 rotating from the cleaning nozzle unit 110. The surface of the semiconductor wafer 50 is cleaned with a processing liquid containing bubbles such as micro bubbles whose size is relatively large, and foreign substances attached to the surface are floated and separated from the surface by the action of the bubbles. Foreign matters can be washed away from the surface of the semiconductor wafer 50 satisfactorily.

なお、処理ユニット２５は、前述した処理の過程で、第２貯液槽２１に設けられたパーティクルカウンタ２８からの検出信号にて表されるバブルの量（単位体積当たりの数）から換算されるバブルのサイズと指示されたバブルのサイズとの差が所定値以内であるか否かを判定している。その差が前記所定値を越える場合、バブル含有液生成装置に異常があるとして、警報や装置停止等の処理を行うことができる。 The processing unit 25 is converted from the amount of bubbles (number per unit volume) represented by the detection signal from the particle counter 28 provided in the second liquid storage tank 21 in the above-described process. It is determined whether or not the difference between the bubble size and the indicated bubble size is within a predetermined value. When the difference exceeds the predetermined value, it is possible to perform processing such as alarming or stopping the apparatus because there is an abnormality in the bubble-containing liquid generating apparatus.

前述したような処理装置１００に用いられるバブル含有液生成装置によれば、加圧槽１５から加圧状態で供給される気体溶存液Ｗが二流体ノズル１６から気体とともに噴出する際に減圧開放がなされて、霧状に飛翔する各液粒内に微細なバブルが生成される。そして、二流体ノズル１６に供給すべき気体の流量が制御されることにより、該二流体ノズル１６に供給される気体溶存液Ｗの減圧開放の状態が変化するとともに霧状にある各液粒のサイズが変化し得るので、バブル含有液の各液粒内に含まれるバブルのサイズを変えることができるようになる。 According to the bubble-containing liquid generating apparatus used in the processing apparatus 100 as described above, when the gas dissolved liquid W supplied in a pressurized state from the pressurizing tank 15 is ejected from the two-fluid nozzle 16 together with the gas, the decompression release is performed. As a result, fine bubbles are generated in each liquid droplet flying in the form of a mist. Then, by controlling the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle 16, the decompression state of the gas-dissolved liquid W supplied to the two-fluid nozzle 16 is changed, and each mist-like liquid particle is changed. Since the size can be changed, the size of the bubble contained in each liquid droplet of the bubble-containing liquid can be changed.

また、このようなバブル含有液生成装置を用いた処理装置１００によれば、処理液として用いられるバブル含有液ＢＷ中に含まれる微細バブルのサイズを制御することができるので、その処理に適したサイズのバブルを含む処理液（洗浄液）にて半導体ウェーハ５０等の被処理物の処理（洗浄処理等）を行うことができるようになる。その結果、被処理物をより良好に処理することができるようになる。 Further, according to the processing apparatus 100 using such a bubble-containing liquid generating apparatus, the size of the fine bubbles contained in the bubble-containing liquid BW used as the processing liquid can be controlled, which is suitable for the processing. It becomes possible to perform processing (cleaning processing, etc.) of an object to be processed such as the semiconductor wafer 50 with a processing liquid (cleaning liquid) containing a bubble of size. As a result, the object to be processed can be processed better.

本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置は、図７に示すように構成される。この基板処理装置２００は、二流体ノズル３６から噴出する霧状のバブル含有液を、前述した第１の実施の形態（図１参照）のように第２貯液槽２１（図１参照）に貯めることなく、直接、被処理物である半導体ウェーハ５０に処理液として吹き付けるようになっている。 The substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. In the substrate processing apparatus 200, the mist-like bubble-containing liquid ejected from the two-fluid nozzle 36 is transferred to the second liquid storage tank 21 (see FIG. 1) as in the first embodiment (see FIG. 1). Without being stored, the semiconductor wafer 50 that is the object to be processed is directly sprayed as a processing liquid.

図７において、この処理装置２００は、第１の実施の形態と同様に、バブル含有液生成装置を構成する貯液槽３１、第１ガス供給部３３、貯液槽３１と送通管３２によって連結される加圧槽３５、送通管３２に設けられたポンプ３４、加圧槽３５と送通管３７によって連結される二流体ノズル３６（構造は図２参照）、第２ガス供給部３８、ガス流量調整弁４７、及びガス流量調整弁４７を駆動させるアクチュエータ３９を有している。このバブル含有液生成装置では、更に、加圧槽３５と二流体ノズル３６とを連結する送通管３７に絞り弁４２が設けられるとともに、第１ガス供給部３３から供給される気体の流量を計測するための流量計４１ａ、加圧槽３５から二流体ノズル３６に向けて流出する気体溶存液Ｗの流量を計測するための流量計４１ｂ、及び第２ガス供給部３８から二流体ノズル３６に供給される気体の流量を計測するための流量計４１ｃが設けられている。 In FIG. 7, this processing apparatus 200 includes a liquid storage tank 31, a first gas supply unit 33, a liquid storage tank 31 and a transmission pipe 32 that constitute the bubble-containing liquid generation apparatus, as in the first embodiment. A pressurized tank 35 to be connected, a pump 34 provided in the delivery pipe 32, a two-fluid nozzle 36 (see FIG. 2 for the structure) connected by the pressurized tank 35 and the delivery pipe 37, and a second gas supply unit 38. The gas flow rate adjusting valve 47 and the actuator 39 for driving the gas flow rate adjusting valve 47 are provided. In this bubble-containing liquid generating apparatus, a throttle valve 42 is further provided in the feed pipe 37 that connects the pressurizing tank 35 and the two-fluid nozzle 36, and the flow rate of the gas supplied from the first gas supply unit 33 is controlled. A flow meter 41a for measuring, a flow meter 41b for measuring the flow rate of the dissolved gas W flowing out from the pressurizing tank 35 toward the two-fluid nozzle 36, and the second gas supply unit 38 to the two-fluid nozzle 36. A flow meter 41c for measuring the flow rate of the supplied gas is provided.

なお、この処理装置２００は、図示されてはいないが、第１の実施の形態（図３参照）と同様に、圧力調整器４６及びアクチュエータ３９を制御する処理ユニットを有している。その処理ユニットは、各流量計４１ａ、４１ｂ、４１ｃで計測される気体及び気体溶存液Ｗの流量をモニタしている。 Although not shown, the processing apparatus 200 includes a processing unit that controls the pressure regulator 46 and the actuator 39 as in the first embodiment (see FIG. 3). The processing unit monitors the flow rate of the gas and the dissolved gas W measured by the flow meters 41a, 41b, 41c.

このようなバブル含有液生成装置では、ポンプ３４によって貯液槽３１から加圧槽３５に送通管３２を通して送られる純水ＤＩＷに、第１ガス供給部３３から気体（例えば、窒素ガス、酸素ガス等）が開閉弁４０を介して供給され、加圧槽３５には、気体含有液体が貯められる。圧力調整器４６によって圧力調整のなされる加圧槽３５において、気体含有液体の気体が液中に溶融して、過飽和またはそれに近い状態の気体溶存液が生成される。加圧槽３５から送通管３７を通って送られる加圧状態の気体溶存液が絞り弁４２を介して二流体ノズル３６に供給される。二流体ノズル３６には第２ガス供給部３８からの気体（例えば、空気）がガス流量調整弁４７を介して供給されている。 In such a bubble-containing liquid generating apparatus, pure water DIW sent from the liquid storage tank 31 to the pressurizing tank 35 by the pump 34 is supplied to the pure water DIW from the first gas supply unit 33 (for example, nitrogen gas, oxygen Gas or the like) is supplied via the on-off valve 40, and a gas-containing liquid is stored in the pressurizing tank 35. In the pressurizing tank 35 whose pressure is adjusted by the pressure regulator 46, the gas-containing liquid gas is melted into the liquid, and a gas-dissolved liquid in a state of being supersaturated or close thereto is generated. A gas dissolved liquid in a pressurized state sent from the pressurizing tank 35 through the feed pipe 37 is supplied to the two-fluid nozzle 36 through the throttle valve 42. A gas (for example, air) from the second gas supply unit 38 is supplied to the two-fluid nozzle 36 via a gas flow rate adjustment valve 47.

二流体ノズル３６は、加圧された状態で供給される前記気体溶存液Ｗと第２ガス供給部３８からの気体とを混合して霧状の液体（微細な液粒）を噴出する。そして、第１の実施の形態の場合と同様に、加圧された状態の前記気体溶存液Ｗが二流体ノズル３６から気体とともに噴出する際に当該気体溶存液の減圧開放がなされ、その液中に微細なバブルが発生する。これにより、二流体ノズル１６から霧状となって飛出する液体（液粒）は、微細なバブルを含むバブル含有液ＢＷとなる。 The two-fluid nozzle 36 mixes the gas-dissolved liquid W supplied in a pressurized state and the gas from the second gas supply unit 38 and ejects a mist-like liquid (fine liquid particles). As in the case of the first embodiment, when the gas-dissolved liquid W in a pressurized state is ejected together with the gas from the two-fluid nozzle 36, the gas-dissolved liquid is decompressed and released. Fine bubbles are generated. As a result, the liquid (liquid particles) ejected in the form of mist from the two-fluid nozzle 16 becomes a bubble-containing liquid BW containing fine bubbles.

前述したようなバブル含有液生成装置を含む処理装置２００では、二流体ノズル３６の下方に、駆動ユニット１１３の回転軸１１２に固定されたテーブル１１１上に載置された被処理物としての半導体ウェーハ５０が配置されている。これにより、二流体ノズル３６から霧状に噴出されるバブル含有液ＢＷが処理液として回転する半導体ウェーハ５０の表面に吹き付けられ、当該バブル含有液ＢＷ（処理液）によって半導体ウェーハ５０の表面が処理（洗浄）される。 In the processing apparatus 200 including the bubble-containing liquid generating apparatus as described above, a semiconductor wafer as an object to be processed placed on the table 111 fixed to the rotating shaft 112 of the drive unit 113 below the two-fluid nozzle 36. 50 is arranged. Thereby, the bubble-containing liquid BW ejected in a mist form from the two-fluid nozzle 36 is sprayed on the surface of the rotating semiconductor wafer 50 as a processing liquid, and the surface of the semiconductor wafer 50 is processed by the bubble-containing liquid BW (processing liquid). (Washed).

この場合も、半導体ウェーハ５０の処理目的（異物の剥離、異物の浮上分離等）に応じて、例えば、図４及び図６に示す関係に基づいて、ガス流量調整弁４７の開度をアクチュエータ３９によって制御して二流体ノズル３６に供給される気体の流量を制御することにより、二流体ノズル３６から霧状に噴出される液粒に含まれるバブルの大きさを制御する。これにより、第１の実施の形態の場合と同様に、処理に適したサイズのバブルを含む処理液（洗浄液）にて半導体ウェーハ５０等の被処理物の処理（洗浄処理等）を行うことができるようになる。 Also in this case, depending on the processing purpose of the semiconductor wafer 50 (peeling of foreign matter, floating separation of foreign matter, etc.), for example, based on the relationship shown in FIGS. By controlling the flow rate of the gas supplied to the two-fluid nozzle 36 by controlling the size of bubbles, the size of the bubbles contained in the liquid particles ejected in a mist form from the two-fluid nozzle 36 is controlled. Thereby, similarly to the case of the first embodiment, the processing object (cleaning process or the like) such as the semiconductor wafer 50 can be processed with the processing liquid (cleaning liquid) including bubbles of a size suitable for processing. become able to.

本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置は、図８に示すように構成される。この基板処理装置２００は、前述した第２の実施の形態に係る基板処理装置（図７参照）と同様に、二流体ノズル３６から噴出する霧状のバブル含有液を、被処理物である半導体ウェーハ５０に処理液として吹き付けるようになっている。そして、この基板処理装置２００は、そのバブル含有液生成装置において加圧槽３５から二流体ノズル３６まで延びる送通管３７の絞り弁４２と二流体ノズル３６との間の部分にヒータユニット４８（加熱機構）が設けられており、それ以外の構成は、前述した第２の実施の形態に係る基板処理装置（図７参照）と同じである。 The substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. The substrate processing apparatus 200 is a semiconductor which is a processing object, using a mist-like bubble-containing liquid ejected from the two-fluid nozzle 36 as in the substrate processing apparatus (see FIG. 7) according to the second embodiment described above. The wafer 50 is sprayed as a processing liquid. The substrate processing apparatus 200 includes a heater unit 48 (at a portion between the throttle valve 42 and the two-fluid nozzle 36 of the feed pipe 37 extending from the pressurizing tank 35 to the two-fluid nozzle 36 in the bubble-containing liquid generating apparatus. The other configuration is the same as that of the substrate processing apparatus (see FIG. 7) according to the second embodiment described above.

このような基板処理装置２００（バブル含有液生成装置）では、加圧槽３５から送通管３７を通って送られる加圧状態の気体溶存液がヒータユニット４８によって加熱されて二流体ノズル３６に供給される。このような加熱により気体溶存液の温度が上昇すると、当該気体溶存液における気体の飽和溶解度が下がってバブルがより発生し易い状態になる。二流体ノズル３６は、このようにバブルがより発生し易い状態となった加圧状態の前記気体溶存液と第２ガス供給部３８からの気体とを混合して霧状の液体（微細な液粒）を噴出する。この場合、前記加熱されてバブルの発生し易い状態となった気体溶存液の二流体ノズル３６から噴出する際の減圧開放によって霧状に噴出される液体（微細な液粒）にはより多くの微細バブルが含まれるようになる。 In such a substrate processing apparatus 200 (bubble-containing liquid generating apparatus), the gas dissolved liquid in a pressurized state sent from the pressurizing tank 35 through the transmission pipe 37 is heated by the heater unit 48 and is supplied to the two-fluid nozzle 36. Supplied. When the temperature of the gas-dissolved liquid rises due to such heating, the saturated solubility of the gas in the gas-dissolved liquid decreases and bubbles are more likely to be generated. The two-fluid nozzle 36 mixes the gas-dissolved liquid in a pressurized state in which bubbles are more likely to be generated and the gas from the second gas supply unit 38 to mix a mist-like liquid (fine liquid). ). In this case, more liquid (fine liquid particles) is sprayed in the form of a mist by the decompression release when the gas-dissolved liquid that has been heated and is in a state where bubbles are easily generated is ejected from the two-fluid nozzle 36. Fine bubbles are included.

本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置２００では、二流体ノズル３６から噴出する霧状の液体（微細な液粒）に効率的に微細バブルを生じさせることができるようになり、より多くの微細バブルを含む霧状の液体を処理液として被処理物である半導体ウェーハ５０に吹き付けることができるようになる。また、二流体ノズル３６に供給される気体溶存液の温度を制御することにより、噴出する霧状の液体に含まれる微細バブルの量を制御することが可能になる。 In the substrate processing apparatus 200 according to the third embodiment of the present invention, fine bubbles can be efficiently generated in the mist-like liquid (fine liquid particles) ejected from the two-fluid nozzle 36, It becomes possible to spray a mist-like liquid containing more fine bubbles onto the semiconductor wafer 50 as a processing object as a processing liquid. In addition, by controlling the temperature of the gas dissolved liquid supplied to the two-fluid nozzle 36, it is possible to control the amount of fine bubbles contained in the sprayed mist-like liquid.

更に、二流体ノズル３６から半導体ウェーハ５０に処理液（洗浄液）として吹き付けられる霧状の液体が比較的高温となるので、比較的高い洗浄効果を得ることができるようになる。 Furthermore, since the mist-like liquid sprayed as the processing liquid (cleaning liquid) from the two-fluid nozzle 36 to the semiconductor wafer 50 has a relatively high temperature, a relatively high cleaning effect can be obtained.

本発明の第４の実施の形態に係る基板処理装置は、図９に示すように構成される。この基板処理装置２００では、前述した第３の実施の形態に係る基板処理装置（図８参照）のヒータユニット４８に代えて、アスピレータ６０、液体（例えば、純水）を加熱した状態で貯めおく加熱槽６１及び開閉弁６２が設けられている。 The substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. In this substrate processing apparatus 200, instead of the heater unit 48 of the substrate processing apparatus (see FIG. 8) according to the third embodiment described above, an aspirator 60 and a liquid (for example, pure water) are heated and stored. A heating tank 61 and an on-off valve 62 are provided.

このような基板処理装置２００（バブル含有液生成装置）では、加圧槽３５から送通管３７を通って送られる加圧状態の気体溶存液がアスピレータ６０を通って二流体ノズル３６に供給されている。また加熱槽６１にて加熱された状態となった液体が開放された開閉弁６２を介してアスピレータ６０の吸引導入部に供給されている。加圧槽３６からの気体溶存液がアスピレータ６０を高速に通過する際に内部で発生する負圧状態によって吸引導入部に供給される加熱された液体がアスピレータ６０内に引き込まれる。そして、アスピレータ６０内で加圧槽３５からの気体溶存液と加熱槽６１からの高温の液体とが混合して全体として比較的高い温度の気体溶存液となって二流体ノズル３６に供給される。 In such a substrate processing apparatus 200 (bubble-containing liquid generating apparatus), a pressurized gas dissolved liquid sent from the pressurizing tank 35 through the transmission pipe 37 is supplied to the two-fluid nozzle 36 through the aspirator 60. ing. Further, the liquid heated in the heating tank 61 is supplied to the suction introduction portion of the aspirator 60 through the open / close valve 62 opened. The heated liquid supplied to the suction introduction portion is drawn into the aspirator 60 by the negative pressure state generated inside when the gas dissolved liquid from the pressurizing tank 36 passes through the aspirator 60 at high speed. Then, the gas-dissolved liquid from the pressurizing tank 35 and the high-temperature liquid from the heating tank 61 are mixed in the aspirator 60 to form a relatively high-temperature gas-dissolved liquid as a whole and supplied to the two-fluid nozzle 36. .

このように、二流体ノズル３６に供給される気体溶存液が比較的高い温度となるので、前述した第３の実施の形態の場合と同様に、二流体ノズル３６は、比較的温度が高くてバブルがより発生し易い状態となった加圧状態の前記気体溶存液と第２ガス供給部３８からの気体とを混合して霧状の液体（微細な液粒）を噴出する。そして、そのバブルの発生し易い状態となった気体溶存液の二流体ノズル３６から噴出する際の減圧開放によって霧状に噴出される液体（微細な液粒）にはより多くの微細バブルが含まれるようになる。その結果、二流体ノズル３６から噴出する霧状の液体（微細な液粒）に効率的に微細バブルを生じさせることができるようになり、より多くの微細バブルを含む霧状の液体を処理液として被処理物である半導体ウェーハ５０に吹き付けることができるようになる。 As described above, since the dissolved gas supplied to the two-fluid nozzle 36 has a relatively high temperature, the temperature of the two-fluid nozzle 36 is relatively high as in the case of the third embodiment described above. The gas-dissolved liquid in a pressurized state in which bubbles are more likely to be generated and the gas from the second gas supply unit 38 are mixed to eject a mist-like liquid (fine liquid particles). The liquid (fine liquid particles) ejected in the form of a mist by the decompression release when the gas-dissolved liquid ejected from the two-fluid nozzle 36 is in a state where bubbles are likely to be generated contains more fine bubbles. It comes to be. As a result, fine bubbles can be generated efficiently in the mist-like liquid (fine liquid particles) ejected from the two-fluid nozzle 36, and the mist-like liquid containing more fine bubbles is treated with the treatment liquid. It becomes possible to spray the semiconductor wafer 50 as the object to be processed.

前述した本発明の各実施の形態では、半導体ウェーハ５０の表面を洗浄する処理装置であったが、被処理物は、半導体ウェーハ５０に限られるものではなく、他の板状物や他の形状の個体を被処理物にすることが可能であることは勿論、更に、例えば、廃液浄化等、液体を被処理物とすることもできる。 In each of the embodiments of the present invention described above, the processing apparatus cleans the surface of the semiconductor wafer 50. However, the object to be processed is not limited to the semiconductor wafer 50, but other plate-like objects or other shapes. Of course, it is possible to use a liquid as a processing object, for example, waste liquid purification.

１１第１貯液槽
１２、１７、２２、３２、３７送通管
１３、３３第１ガス供給部
１４第１のポンプ
１５、３５加圧槽（加圧機構）
１６二流体ノズル
１６０ユニット本体
１６１気体通路
１６１ａ気体導入口
１６１ｂノズル孔
１６２液体導入部
１８３８第２ガス供給部
１９、３９アクチュエータ
２１第２貯液槽
２０、４０開閉弁
２２第２ポンプ
２５処理ユニット
２６４６圧力調整器
２７、４７ガス流量調整弁
２８バブルカウンター
３１貯液槽
３４ポンプ
３６二流体ノズル
４１ａ４１ｂ４１ｃ流量計
４２圧力開放部
４８ヒータユニット（加熱機構）
５０半導体ウェーハ（被処理物）
６０アスピレータ
６１加熱槽
６２開閉弁
１００２００バブル生成装置
１０１洗浄室
１１０洗浄ノズルユニット
１１１テーブル
１１２回転軸
１１３駆動ユニット
１６０ユニット本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st storage tank 12, 17, 22, 32, 37 Transmission pipe 13, 33 1st gas supply part 14 1st pump 15, 35 Pressurization tank (pressurization mechanism)
16 Two-fluid nozzle 160 Unit main body 161 Gas passage 161a Gas introduction port 161b Nozzle hole 162 Liquid introduction part 18 38 Second gas supply part 19, 39 Actuator 21 Second liquid storage tank 20, 40 On-off valve 22 Second pump 25 Processing unit 26 46 Pressure regulator 27, 47 Gas flow regulating valve 28 Bubble counter 31 Reservoir 34 Pump 36 Two-fluid nozzle 41a 41b 41c Flow meter 42 Pressure release part 48 Heater unit (heating mechanism)
50 Semiconductor wafer (object to be processed)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 Aspirator 61 Heating tank 62 On-off valve 100 200 Bubble generator 101 Cleaning chamber 110 Cleaning nozzle unit 111 Table 112 Rotating shaft 113 Drive unit 160 Unit main body

Claims

A gas dissolved liquid generating mechanism for generating a gas dissolved liquid;
A two-fluid nozzle that mixes the gas-dissolved liquid generated by the gas-dissolved liquid generating mechanism and the gas and ejects a mist-like liquid;
A bubble-containing liquid generating apparatus comprising gas flow rate control means for controlling the flow rate of the gas to be supplied to the two-fluid nozzle.

The gas dissolved liquid production mechanism is:
A gas-liquid mixing mechanism that mixes gas and liquid;
The bubble-containing liquid production | generation apparatus of Claim 1 which has a pressurization mechanism which stores and pressurizes the gas containing liquid produced | generated by the said gas-liquid mixing mechanism.

A storage tank for storing liquid ejected from the two-fluid nozzle;
The bubble content liquid production | generation apparatus of Claim 1 or 2 which has a bubble amount detection means which detects the quantity of the bubble contained in the liquid stored in this storage tank.

The bubble-containing liquid production | generation apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3 which has a heating mechanism which heats the said gas solution supplied to the said 2 fluid nozzle.

The bubble-containing liquid generating apparatus according to claim 4, wherein the heating mechanism includes a heater unit that heats the gas-dissolved liquid that is being sent from the gas-dissolved liquid generating mechanism to the two-fluid nozzle.

The bubble-containing liquid generation according to claim 4, wherein the heating mechanism has a heating liquid mixing mechanism that mixes a heating liquid with the gas dissolved liquid supplied to the two-fluid nozzle.

The bubble-containing liquid generating apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A processing apparatus having a processing liquid supply mechanism for supplying a liquid ejected from the two-fluid nozzle to a processing object as a processing liquid.

The bubble-containing liquid generator is the bubble-containing generator according to claim 1 or 2,
The processing apparatus according to claim 5, wherein the processing liquid supply mechanism is configured to directly supply the liquid ejected from the two-fluid nozzle to the object to be processed.

The bubble-containing liquid generating device is a bubble-containing liquid generating device according to claim 3,
The treatment liquid supply mechanism includes a nozzle that ejects a treatment liquid onto the treatment object,
The processing apparatus of Claim 7 which has a process liquid transfer mechanism which sends the liquid stored in the said liquid storage tank to the said nozzle as a process liquid.