双流体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法

专利名称：双流体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法
技术领域：
本发明涉及一种喷出液滴的双流体喷嘴，特别是涉及在将处理液的液滴 喷射在基板上进行处理时所使用的双流体喷嘴以及使用该双流体喷嘴对基 板进行处理的技术。
背景技术：
一直以来，在半导体基板(以下简称为"基板")的制造工序中，向基 板喷射处理液来进行各种处理。例如，在基板的清洗处理中，通过对基板喷 射纯水等清洗液，从而除去附着在基板表面上的颗粒等。
但是，在这种清洗处理中为人们所熟知的是，因在表面形成有绝缘膜的 基板和电阻率较高的纯水之间相接触，而使基板表面整体带电。例如，在基 板表面形成有氧化膜时，基板带负电，而在基板表面形成有抗蚀膜时，基板 带正电。在此，如果基板的带电量变大，就可能发生在清洗过程中或在清洗 后颗粒的再次附着或由放电导致的布线损伤等。因此，提出一种在基板处理 装置中可以抑制基板带电的技术。
举例来说，在JP特开2002 — 184660号公报(文献l)中公开了这样的 技术，§卩，在向旋转的基板上供给清洗液来进行清洗的清洗装置中，通过在 用离子化的氮气对基板上的处理空间净化的状态下进行清洗，由此来抑制基 板表面带电。另外，在JP特开2005 — 183791号公报(文献2)公开了如下 技术，S卩，在将基板浸溃在贮存有清洗液的处理槽内来进行清洗的清洗装置 中，通过使在交换清洗液时向基板喷射的液体为在纯水中溶解二氧化碳而形 成的二氧化碳水溶液，由此来抑制基板表面带电。
在JP特开平10—149893号公报(文献3)中公开了一种除静电装置， 即，从喷嘴高速喷出纯水，通过和喷嘴的流动摩擦而生成带电的纯水微小液 滴，通过使该液滴和带电物质相接触，从而除去带电物质的静电。举例来说， 清洗后的带电半导体基板可以作为该除静电装置的适用对象。
另一方面，在浅野一明、下川博文所著的"因喷水和硅晶片之间碰撞生的带电雾"(静电学会演讲论文集，00 (2000.3)，日本静电学会，2000 年3月，pp. 25—26) ( "Charged Fog Generated from Collision between Water Jet and Silicon Wafer" by Kazuaki ASANO and Hiroflimi SHIMOKAWA (IE J (The Institute of Electrostatics Japan) transactions' OO(March 2000), IEJ, Mar. 2000， pp. 25-26)) —文中记载了与在从喷嘴喷出的纯水喷流碰撞到硅晶片上 时产生的带电雾的生成机构有关的实验。在用于该实验的装置中，通过将感 应电极设置在纯水的喷出路径上来控制喷流的带电量，由此改变带电雾的带 电量。
但是，如文献1所述那样，在离子化的气体环境中进行清洗处理的过程 中，高效而又持续地对基板表面供给离子化气体是很困难的，在清洗处理过 程中抑制基板带电也是有限的。另一方面，在文献2和文献3的装置中，也 不能抑制清洗处理过程中的基板带电。

发明内容
本发明提供一种向处理对象喷出处理液液滴的双流体喷嘴，其目的在于 更高效地使处理液液滴带电。
本发明的双流体喷嘴具有处理液流经的处理液流路；气体流经的气体 流路；液滴生成部，其将来自处理液流路的处理液和来自气体流路的气体相 混合而生成液滴，并将液滴和气体一起向给定的喷出方向喷出；第一电极， 其位于液滴生成部附近并设置在气体流路内；第二电极，其在处理液流路或 液滴生成部内与处理液相接触，并在其与第一电极之间施加电位差。根据本 发明，可以通过简单结构使第一电极远离处理液设置，并更高效地使处理液 的液滴带电。由此，在从双流体喷嘴向基板喷射处理液的液滴而对基板进行 处理时，可以抑制处理过程中的基板带电。
在本发明的一个优选实施例中，液滴生成部具有遮蔽住处理液和气体的 混合区域且具有喷出口的罩部，第二电极设置在罩部内。并且，在一个局面 下，气体从气体流路朝向混合区域的中央喷出，在混合区域中，来自处理液 流路的处理液供给到气体的流动区域的周围，第二电极为包围气体的流动区 域的环状电极，由此可以降低液滴整体的电荷不均匀性。此外，在另一局面 下，罩部和第二电极是形成为一体的导电性构件，由此可以简化喷嘴的结构。
在本发明的另一优选实施例中，第二电极由导电性树脂或导电性碳形 成，由此能够防处理液的污染。
本发明还提供一种对基板进行处理的基板处理装置，其目的在于在处理 过程中防止基板带电。
本发明的基板处理装置，具有保持部，其用于对基板进行保持；双流 体喷嘴，其朝向基板的主面喷出处理液的液滴；电源，其与双流体喷嘴相连 接，双流体喷嘴具有处理液流经的处理液流路；气体流经的气体流路；液 滴生成部，其将来自处理液流路的处理液和来自气体流路的气体相混合而生 成液滴，并将液滴和气体一起向给定的喷出方向喷出；第一电极，其位于液 滴生成部附近并设置在气体流路内；第二电极，其在处理液流路或液滴生成 部内与处理液相接触，并在其与第一电极之间施加电位差，电源在第一电极 和第二电极之间施加电位差。根据本发明，可以抑制处理过程中的基板带电。
优选的基板处理装置还具有表面电位计，其对基板的主面的电位进行 测定；控制部，其与从双流体喷嘴喷出液滴的动作同时进行，而基于来自表 面电位计的输出来控制第一电极和第二电极之间的电位差。由此，可以更高 效率地防止带电。
此外，本发明还提供一种处理基板的基板处理方法。
参考附图并结合以下的详细说明，上述目的以及其他目的、特征、形式 和优点将会更加清楚。


图1是表示第一实施例的基板处理装置的图。
图2是喷嘴的纵向剖视图。
图3是表示基板清洗的流程的图。
图4是表示喷嘴的其他例的图。
图5是表示喷嘴的又一例的图。
图6是表示喷嘴的又一例的图。
图7是表示第二实施例的基板处理装置的图。
图8是表示基板清洗的部分流程的图。
图9是表示第三实施例的基板处理装置的图。
具体实施例方式
图1是表示本发明第一实施例的基板处理装置1的图。基板处理装置1 是这样一种基板清洗装置，即，向在表面上形成有作为绝缘膜的氧化膜的半
导体基板9 (以下简称为"基板9")供给非导电性的纯水进行清洗处理， 由此除去附着在基板9表面上的颗粒等异物。
如图1所示，基板处理装置1具有基板保持部2，其从下侧保持作为 待处理对象的基板9;双流体喷嘴(以下称为"喷嘴")3，其设置在基板9 的上方，朝向上侧的主面(以下称为"上表面")喷出处理液液滴；处理液 供给源42，其通过处理液供给管41向喷嘴3供给处理液；气体供给源52， 其与处理液供给源42相互独立，通过气体供给管51向喷嘴3导入作为运载 气体的氮气或空气等；电源6，其对喷嘴3内的后述电极施加电位；以及喷 嘴移动机构7，其使喷嘴3与基板9的上表面平行地相对基板9进行相对移 动。在图l，为便于图示，以剖视示出了基板保持部2的部分结构。
基板保持部2具有从下侧和外周侧保持近似圆板状基板9的卡盘21、 使基板9进行旋转的旋转机构22以及遮蔽卡盘21外周的处理杯23。旋转机 构22具有与卡盘21下侧相连接的轴221、和使轴221进行旋转的马达222， 通过马达222的驱动，而使基板9和轴221、卡盘21 —起进行旋转。处理杯 23具有侧壁231，其设置在卡盘21的外周，用于防止供给到基板9上的 处理液向周围飞散；以及排出口 232，其设置在处理杯23下部，用于将供给 到基板9上的处理液排出。
喷嘴移动机构7具有在前端固定有喷嘴3的臂71、以及用于摆动该臂 71的马达72。在基板处理装置1中，通过马达72的驱动，从而喷嘴3和臂 71 —起与基板9上表面平行地、呈接近直线的圆弧状进行往复移动。
图2是喷嘴3的纵向剖视图。喷嘴3是内部混合型的双流体喷嘴，具有 以喷嘴3的中心轴30 (也是喷出口 31的中心轴)为中心的筒状的内筒构件 32和外筒构件33。内筒构件32由氟树脂形成，外筒构件33由石英形成， 但这些构件也可以由其他材料形成。内筒构件32的上端与气体供给管51相 连接，从其下端喷出气体。即，气体供给管51和内筒构件32构成了喷嘴3 内气体流动的气体流路。内筒构件32下端附近的部位(以下称为"下端部 321")的直径变小，以使气体更快地喷出。
此外，在内筒构件32的内壁面上，通过电镀而形成有导电层即第一电 极61，第一电极61与设置在喷嘴3外的电源6的负极相连接。此外，如后 面所述，在内筒构件32的下端部321的下方进行气体和处理液的混合，为 了防止这种处理液附着在第一电极61上，第一电极61设置在离内筒构件32 的下端开口稍微上方的位置或更上方的位置。
外筒构件33在上部和内筒构件32相接触，在和内筒构件32的下端部 321的外周之间形成了环状间隙301。并且，在下端部321下方直径减小， 下端为喷出口 31。在间隙301的上部，从侧面连接有处理液供给管41，来 自处理液供给源42 (参考图1)的处理液供给到间隙301并向下流动。这样， 在喷嘴3中，处理液供给管41和形成间隙301的内筒构件32、外筒构件33 构成了处理液流动的处理液流路。在下端部321下方的混合区域302处，通 过从气体流路朝向混合区域302的中央喷出气体，并在该气体流动的周围供 给有来自处理液流路的处理液，由此将处理液和气体混合而生成微小的液 滴。外筒构件33的一部分为覆罩该混合区域302并且具有喷出口 31的罩部 331，因此所生成的液滴和气体一起从喷出口 31沿着中心轴30向下即向喷 出方向快速喷出。在以下的说明中，将生成液滴并确定喷出方向的下端部321 及其周围的罩部331统称为"液滴生成部303"。
在罩部331内，埋入有以中心轴30作为中心的环状的第二电极62，第 二电极62接地。由此，在第一电极61和第二电极62之间会施加电源6的 电位差。由于第二电极62与处理液相接触，所以因该电位差而使处理液带 正电，带正电的微小液滴从喷出口 31喷出。换言之，在喷嘴3中，内部的 第一电极61的作用是作为在处理液中感应出电荷的感应电极。此外，第二 电极62也可以设置在处理液流路或在液滴生成部303内与处理液相接触的 其他位置上。
第二电极62由非晶碳或玻璃碳(夕'歹:y、乂力一求y)等玻璃状导电性 碳形成。玻璃状碳是一种具有均匀且致密结构的硬质碳材料，因此在导电性 或耐化学性、耐热性等上比较优良。第二电极62也可以由导电性树脂(例 如，导电性PEEK (polyether ether ketone:聚醚醚酮)或导电性PTFE (polytetrafluoroethylene:聚四氟乙烯))形成。
下面，针对利用基板处理装置1对基板9的清洗进行说明。图3是表示 基板9的清洗流程的图。在图1所示的基板处理装置1中，首先，由基板保
持部2的卡盘21保持基板9后，驱动旋转机构22的马达222，而开始旋转 基板9 (步骤Sll、 S12)。然后，在第一电极61和第二电极62之间施加电 位差(步骤S13)。在本实施例中，对第一电极61施加大约(一IOOO) V的 电位。
接着，驱动喷嘴移动机构7，而开始移动(即摆动)喷嘴3 (步骤S14)， 通过开始从处理液供给源42供给处理液以及从气体供给源52供给气体，由 此在液滴生成部303将处理液和气体相混合，而生成微小的液滴，并将该液 滴朝向基板9的上表面喷出(步骤S15)。因此，如上所述，通过在第一电 极61和第二电极62之间施加电位差，而在液滴生成部303内被液滴化之前 的处理液中感应出正电荷，使液滴带正电。
在向旋转的基板9的上表面喷出液滴期间，喷嘴3与基板9上表面平行 地、且在基板9的中心和周缘部之间呈接近直线的圆弧状地、以一定速度反 复进行往复移动，由此，将作为处理液的纯水液滴喷射在基板9的整个上表 面上，从而除去附着在上表面上的颗粒等异物。在基板处理装置l中，在对 基板9喷出液滴期间，同时持续地进行在喷嘴3内的处理液中感应出电荷。
如果对基板9的喷射持续了给定时间来对整个上表面进行清洗，则可以 停止来自喷嘴3的液滴的喷出以及喷嘴3相对基板9的相对移动，还可以停 止在第一电极61和第二电极62之间施加的电位差(即，停止在喷嘴3内的 处理液中感应出电荷)(步骤S16)。此后，持续旋转基板9，在使基板9 干燥后，停止基板9的旋转(步骤S17)，并将基板9从基板处理装置1中 搬出，从而对基板9的清洗处理结束(步骤S18)。
在基板处理装置1中，通过使处理液的微小液滴以高速碰撞在基板9的 上表面上，从而不会损伤在上表面上形成的微细的图案，而能够有效地除去 附着在上表面上的有机物等微小颗粒。此外，在基板处理装置l中，利用双 流体喷嘴作为喷嘴3，从而易于生成处理液液滴，并且可以使用于液滴生成 和喷出的机构小型化。
进而，在基板处理装置l中，假定在不使作为处理液的纯水感应出电荷 而进行了清洗情况下，通过在液滴化之前的处理液中感应出与基板9的带电 极性相反的电荷(即正电荷)，利用带电液滴来清洗基板9，由此能够抑制清洗过程中和清洗之后基板9带电。
另外，在基板处理装置l中，在对基板9进行清洗期间，持续在喷嘴3 内的处理液中感应出电荷，从而可以进一步抑制基板9的带电。进而，通过 将第二电极62做成为包围气体朝向混合区域302的中心的流动区域的环状， 由此可以降低液滴整体的电荷不均匀性。其结果是，能够在基板9的周向上 大致均匀地抑制基板9的带电。
在这里，如图2所示，在喷嘴3中，由于第一电极61设置在作为气体 流路的一部分的内筒构件32内，第二电极62设置在作为处理液流路的一部 分的外筒构件33的与处理液相接触的位置上，因此不需要进行特别的处理 (例如，以电介质覆罩第一电极61等)，就能够以简单的结构使第一电极 61远离处理液，而且还可以使第二电极62可靠地与处理液相接触。其结果 是，能够以简单的结构在处理液中感应出电荷。除此之外，由于内筒构件32 的下端部321非常靠近液滴生成部303，所以能够更高效地在处理液中感应 出电荷。
另外，第二电极62由导电性树脂或导电性碳形成，因此和由金属形成 的情况不同，在可以确保接液部中的导电性，同时能够防止金属粉末混入到 处理液中或金属析出导致的处理液的污染。由此，可以提高基板9的处理质 量。此外，从在液滴中可以高效感应出电荷的观点，最好是如图2所示那样 在遮蔽混合区域302的罩部331内设置第二电极62。
图4是表示喷嘴3的其他实施例的图，在图4的喷嘴3中，第一电极61 和第二电极62的设置与图2中喷嘴3的设置相比有一些变化。在图4的喷 嘴3中，气体供给管51进入到内筒构件32的内部，环状第一电极61埋入 在气体供给管51的内侧面上。此外，第二电极62设置在处理液供给管41 内且外筒构件33附近。这样，只要第一电极61设置在液滴生成部303附近 且气体流路内，则也可以设计成各种形式，由此可以高效地使处理液的液滴 带电。第二电极62也未必设置在构成喷嘴3的构件上，实际上也可以设置 在视为喷嘴3的一部分的其他位置上。
此外，第一电极61和第二电极62越接近液滴生成部303内的混合区域 302，越能提高电荷感应效率，但即使在因设计的原因不能够将第一电极61 设置在内筒构件32的下端部321内的情况下，混合区域302和第一电极61之间的距离也最好是在5cm以下。
图5是表示喷嘴3的又一例的图。在图5的喷嘴3中，与图2所示的喷 嘴不同之处在于外筒构件33由导电性树脂或导电性碳形成且接地，第二 电极62被省略。这样，可以将发挥混合区域302的罩部的作用的外筒构件 33和图2所示的第二电极62设计为一体形成的导电性构件，由此，能够简 化喷嘴3的结构。
图6是表示具有和图2所示喷嘴3相同功能的外部混合型的双流体喷嘴 3a的图。喷嘴3a也具有以中心轴30作为中心的内筒构件34和外筒构件35， 但内筒构件34与处理液供给管41相连接，外筒构件35与气体供给管51相 连接。来自处理液供给管41的处理液通过内筒构件34从下方的排出口 31a 排出。在内筒构件34和外筒构件35之间形成有以中心轴30为中心的环状 间隙301，从气体供给管51供给的气体沿着间隙301向下方前进，并从下方 的环状喷出口 31b沿向中心轴30倾斜的方向喷出。这样，在喷嘴3a中，处 理液供给管41和内筒构件34构成了处理液流动的处理液流路，气体供给管 51、外筒构件35和内筒构件34构成了气体流动的气体流路。
从排出口 31a排出的处理液在排出后和来自喷出口 31b的气体相碰撞而 变为微小的液滴，并向沿着中心轴30的喷出方向喷出。即，内筒构件34的 下部和外筒构件35的下部作为液滴生成部，该液滴生成部将处理液和气体 混合而生成液体，并将液体和气体一起朝向喷出方向喷出；排出口31a的下 方为混合区域302。
在外筒构件35的内侧面下部埋入有第一电极61，在内筒构件34的内侧 面下部埋入有第二电极62。第一电极61和电源6相连接，而第二电极62接 地。喷嘴3a和图2中的喷嘴3相同，由于第一电极61设置在气体流路内， 因此易于防止处理液附着在第一电极61上。此外，由于第二电极62设置在 处理液流路内，因而易于使其与处理液接触，进而，通过将第一电极61与 图2的情况同样地设置在气体流路的开口端附近(即，液滴生成部附近)， 从而以简单的结构就可以使第一电极61远离处理液，且可以更高效地使液 滴带电。在喷嘴3a中，第一电极61也做成为以中心轴30为中心的环状， 由此，可以在周向上使液滴整体的电荷分布均匀。
下面，参考图7来说明本发明第二实施例的基板处理装置la。在基板处理装置la中，除了图1所示的基板处理装置1的结构以外，还包括测量基板9的上表面电位的表面电位计73以及对施加在第一电极61上的电位 (即，第一电极61和第二电极62之间的电位差)进行控制的控制部63。表 面电位计73安装在图略图示的喷嘴移动机构(参考图1中的附图标记7)上， 用于测量基板9上的喷射有液滴的区域附近的电位。此外，表面电位计73 的位置也可以是固定的，此时，表面电位计73的测量结果作为表示基板9 的带电程度的值而被参考。基板处理装置la的其他结构和图1、图2中的相 同，在以下的说明中采用相同的附图标记。
图8是表示由基板处理装置la对基板9进行清洗的部分流程的图。在 基板处理装置la中，执行图8中的步骤S15a，来替代图3中的步骤S15, 且步骤S15a之前之后的动作分别和图3中的步骤S11 S14、以及步骤S16 S18相同。
在由基板处理装置la对基板9进行清洗时，和第一实施例同样，在基 板9被保持在基板保持部2上之后，开始旋转基板9 (图3:步骤Sll、 S12)。 然后，在第一电极61 (参考图2)和第二电极62之间施加电位差(步骤S13)， 开始摆动喷嘴3 (步骤S14)，通过从处理液供给管41和气体供给管51供 给气体和处理液，从而从自喷嘴3向基板9的上表面喷出处理液的微小液滴。 此时，因第一电极61和第二电极62而在处理液中感应出电荷，而生成带电 的液滴。
在基板处理装置la中，施加电位差和从喷嘴3喷出液滴同时进行，由 表面电位计73来测量基板9上表面的电位，根据来自表面电位计73的输出 (即是由表面电位计73测量的电位，以下称为"测量电位")，控制部63 控制电源6的输出，由此来控制第一电极61和第二电极62之间的电位差， 对施加在液滴上的电荷量进行调整(步骤S15a)。
在由控制部63进行的电位差控制上，可以利用比例控制或PID控制等， 随着基板9上表面的带电量变大(g卩，测量电位的绝对值变大)，上述电位 差变大，从而增大在处理液中感应出的电荷量，而可以高效率地抑制基板9 带电。此外，也可以防止因多余的感应出的电荷使基板9带相反电位。如果 对基板9的清洗结束，则在干燥基板9之后停止旋转，并将基板9从基板处 理装置la中搬出(步骤S16 18)。
图9是表示本发明第三实施例的基板处理装置lb的结构的图。在第三 实施例中，对可使用除纯水以外的处理液进行清洗的基板9进行清洗，具体地说，利用溶解了二氧化碳(co2)气体的二氧化碳水溶液作为处理液。此
外，在图9中，还省略了喷嘴移动机构(参考图1中的附图标记7)的图示， 该喷嘴移动机构使喷嘴3与基板9的上表面平行地相对基板9进行相对地移动。
在基板处理装置lb的结构中，替代图1中的处理液供给源42而设置了 处理液供给部42a，处理液供给部42a具有气液混合器421 、纯水供给源422 和二氧化碳供给源423。气液混合器421分别连接在纯水供给源422和二氧 化碳供给源423上，在气液混合器421内部，设置有由中空纤维膜(hollow fiber membrane)等形成的气体溶角军膜(gas-dissolving membrane)， 该气体 溶解膜可以透过气体但不透过液体。在气液混合器421的内部，分别向由气 体溶解膜隔开的两个供给室单独供给纯水和二氧化碳，二氧化碳的压力高于 纯水的压力，因而二氧化碳可以透过气体溶解膜而溶解到纯水中，生成二氧 化碳水溶液。然后，二氧化碳水溶液作为处理液通过处理液供给管41被供 给到喷嘴3中。此外，溶解在纯水中的非所需的气体可由未图示的真空泵进行脱气。
在气液混合器421中，可以控制二氧化碳或纯水的供给压力等，以使二 氧化碳水溶液的电阻率为给定的值。优选二氧化碳水溶液的电阻率在lxl02Ωm以上且4xl03Ωm以下(从简化气液混合器421的观点考虑，更好 是5xl02Ωm以上且4xl03Ωm以下)，在本实施例中，大约为lxl03Ωm。
在基板处理装置lb中，和第一实施例同样，从处理液供给部42a向喷 嘴3供给处理液，从气体供给源52供给运载气体，由此在喷嘴3内部生成处理液液滴，并从喷出口 31朝向基板9的上表面喷出。此时，由电源6在 喷嘴3内的第一电极61 (参考图2)和第二电极62之间施加电位差(步骤 S13)，将带电的液滴喷射在基板9上。基板处理装置lb的整体动作和图3 相同，在朝向基板9喷射液滴期间，由基板保持部2旋转基板9，并且摆动 喷嘴3，由此对整个基板9进行清洗。此外，在喷出液滴期间持续地在喷嘴 3内的处理液中感应出电荷。
在基板处理装置lb中，以电阻率低于纯水的二氧化碳水溶液作为处理液，进而，由感应出与在没有施加电位差而进行了清洗的清洗后基板的电位 极性相反的电荷(即，正电荷)的处理液液滴来清洗基板9，由此可以比第 一实施例更有效地抑制由清洗处理导致的基板9的带电。溶解在处理液中的二氧化碳在清洗之后的干燥工序中从基板9上除去，因而不需要对基板9进 行冲洗处理，因而使基板9的清洗处理简化。
在基板处理装置lb中，也可以替代二氧化碳水溶液，而使用将氙(Xe) 等稀有气体或甲垸等气体溶解在纯水后得到的液体作为处理液。此时，处理 液的电阻率也低于纯水，通过由感应出电荷的该处理液液滴对基板9进行清 洗，由此能够抑制由清洗处理导致的基板9的带电。此外，溶解在处理液中 的气体在清洗之后的干燥工序中从基板9上除去，不需要对基板9进行冲洗 处理，因而可以使基板9的清洗处理简化。
进而，也可以由液体彼此相混合来形成处理液。此时，可以设置混合阀 来替代气液混合器421，设置药液供给源来替代二氧化碳供给源423。例如， 可以从药液供给源向混合阀供给稀盐酸(diluted hydrochloric acid)，在混合 阀内将微量的稀盐酸混合到纯水中，由此生成比纯水电阻率低的处理液，并 将处理液通过处理液供给管41供给到喷嘴3中。处理液的电阻率在lX102Ωm 以上且4xl03Ωm以下(更好是5xl02Ωm以上且4xl(PΩm以下)。
处理液的电阻率在lxl02Ωm以上(更好是5xl02Ωm以上)，可以防止 处理液酸性过强，从而能够防止因和处理液接触而对基板9布线产生损伤等 影响。此外，处理液的电阻率在4xl03Ωm以下，可以进一步抑制基板9的带 电。在基板处理装置lb中，也可以使用将氨水溶液或过氧化氢溶液等药液 稍微混合到纯水中而形成的水溶液作为处理液，以取代稀盐酸。
如上所述，基板处理装置lb是一种可使用除了非导电性处理液以外的 处理液对基板9进行处理的装置。
在上文中，尽管说明了本发明的实施例，但是本发明并不限于上述实施 例，还可以有各种变化。
举例来说，在基板处理装置中，也可以对多个基板9连续进行上述清洗 处理。在这种情况下，在搬入和搬出基板9时，也可以保持第一电极61和 第二电极62之间的电位差。此外，可以将第一电极61接地而将第二电极62 和电源6相连来施加电位差，也可以将第一电极61和第二电极62分别连接在电源6的两极上来施加电位差。但是，从简化基板处理装置和喷嘴3的结
构的观点来看，最好是第一电极61和第二电极62中的一个接地。
在上述实施例的基板处理装置中，因为由清洗而产生的基板电位极性和 带电量因基板的种类(例如，在半导体基板上表面的绝缘膜种类或布线金属种类，以及这些的组合)而不同，所以在基板处理装置中施加在第一电极61 和第二电极62之间的电位差也根据基板的种类而可以有各种变化。例如， 在基板上形成抗蚀膜时，由于因清洗而使基板上表面带正电，所以在第一电 极61上施加相对第二电极62为正的电压，而在处理液中感应出负电荷。
在第一和第二实施例中，也可以使用纯水以外的液体作为非导电性的处 理液，例如可以使用含氟清洗液即日本瑞翁株式会社(ZEON Corporation) 的if才口一， (ZEORORA)(注册商标)或者日本3M公司(3M Company) 的乂《、乂夕(Novec)(注册商标)的HFE作为清洗液。
在第一实施例中，第一电极61通过电镀而形成，但是第一电极也可以 通过金属压入或埋入来设置。此外，第一电极61也可以由导电性树脂或导 电性碳形成，在处理液可以和金属等相接触的情况下，第二电极62和图5 中的外筒构件33也可以由金属或者其他导电性元件形成。进而，第一电极 61和第二电极62也可以不形成为以中心轴30为中心的环状结构。
在根据第三实施例的基板处理装置lb中，不必一定要设置生成处理液 的气液混合器421或混合阀，也可以将由其他装置生成的处理液供给到喷嘴 3中。此外，在第三实施例中和第二实施例同样，也可以通过测量基板9的 表面电位来控制着第一电极61和第二电极62之间的电位差。
根上述实施例的基板处理装置也可以使用在基板的除清洗以外的各种 处理中，例如，可以利用在被药液清洗之后的基板的冲洗处理中。此时，利 用纯水等冲洗液作为供给到基板上的处理液。此外，基板处理装置的处理对 象也可以是用于印刷布线板或平板显示装置的玻璃基板等、除半导体基板以 外的各种基板。
尽管已经详细地叙述了本发明，但是上面的叙述仅仅是示例性的，并不 是限制性的。而且可以理解，在不偏离本发明的范围内，还可以有多种变化 或方式。
权利要求
1、一种双流体喷嘴，其向处理对象喷出处理液的液滴，其特征在于，该双流体喷嘴具有处理液流经的处理液流路；气体流经的气体流路；液滴生成部，其将来自上述处理液流路的上述处理液和来自上述气体流路的上述气体相混合而生成液滴，并将上述液滴和上述气体一起向给定的喷出方向喷出；第一电极，其位于上述液滴生成部附近并设置在上述气体流路内；第二电极，其在上述处理液流路或上述液滴生成部内与上述处理液相接触，并在其与上述第一电极之间施加电位差。
2、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述第二电极由导 电性树脂或导电性碳形成。
3、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述处理液和上述 气体的混合区域与上述第一电极之间的距离为5cm以下。
4、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述第一电极和上 述第二电极中的任一个接地。
5、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述处理液是将二 氧化碳气体溶解在纯水中而形成的液体。
6、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述处理液的电阻 率为lxl(PQm以上且4xl03Qm以下。
7、 如权利要求1所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述处理液为非导 电性的液体。
8、 如权利要求1至7中任一项所述的双流体喷嘴，其特征在于， 上述液滴生成部具有罩部，该罩部遮蔽住上述处理液和上述气体的混合区域，并且具有喷出口，上述第二电极设置在上述罩部内。
9、 如权利要求8所述的双流体喷嘴，其特征在于， 上述气体从上述气体流路朝向上述混合区域的中央喷出， 在上述混合区域中，来自上述处理液流路的上述处理液供给到上述气体的流动区域的周围，上述第二电极为包围上述气体的上述流动区域的环状电极。
10、 如权利要求8所述的双流体喷嘴，其特征在于，上述罩部和上述第 二电极是形成为一体的导电性构件。
11、 一种基板处理装置，其对基板进行处理，其特征在于，该基板处理 装置具有保持部，其用于对基板进行保持；双流体喷嘴，其朝向上述基板的主面喷出处理液的液滴； 电源，其与双流体喷嘴相连接， 上述双流体喷嘴具有 处理液流经的处理液流路； 气体流经的气体流路；液滴生成部，其将来自上述处理液流路的上述处理液和来自上述气体流 路的上述气体相混合而生成液滴，并将上述液滴和上述气体一起向给定的喷 出方向喷出；第一电极，其位于上述液滴生成部附近并设置在上述气体流路内； 第二电极，其在上述处理液流路或上述液滴生成部内与上述处理液相接 触，并在其与上述第一电极之间施加电位差，上述电源在上述第一电极和上述第二电极之间施加电位差。
12、 如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，该基板处理装 置还具有表面电位计，其对上述基板的上述主面的电位进行测定；控制部，其与从上述双流体喷嘴喷出液滴的动作同时进行，而基于来自上述表面电位计的输出来控制上述第一 电极和上述第二电极之间的电位差。
13、 如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，上述第二电极 由导电性树脂或导电性碳形成。
14、 如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，上述处理液和 上述气体的混合区域与上述第一电极之间的距离为5cm以下。
15、 如权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，上述第一电极 和上述第二电极中的任一个接地。
16、 如权利要求11至15中任一项所述的基板处理装置，其特征在于， 上述液滴生成部具有罩部，该罩部遮蔽住上述处理液和上述气体的混合区域，并且具有喷出口，上述第二电极设置在上述罩部内。
17、 如权利要求16所述的基板处理装置，其特征在于， 上述气体从上述气体流路朝向上述混合区域的中央喷出， 在上述混合区域中，来自上述处理液流路的上述处理液供给到上述气体的流动区域的周围，上述第二电极为包围上述气体的上述流动区域的环状电极。
18、 如权利要求16所述的基板处理装置，其特征在于，上述罩部和上 述第二电极是形成为一体的导电性构件。
19、 一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，该基板处 理方法包括(a) 从双流体喷嘴朝向基板的主面喷出处理液的液滴的工序，其中该 双流体喷嘴具有上述处理液流经的处理液流路；气体流经的气体流路；液滴生成部，其将来自上述处理液流路的上述处理液和来自上述气体流路的上 述气体相混合而生成液滴，并将上述液滴和上述气体一起向给定的喷出方向喷出；(b) 通过在第一电极和第二电极之间施加电位差，从而在进行上述工 序(a)的同时，在上述液滴中感应出电荷的工序，其中，上述第一电极位 于上述液滴生成部附近并设置在上述气体流路内，上述第二电极在上述处理 液流路或上述液滴生成部内与上述处理液相接触。
20、 如权利要求19所述的基板处理方法，其特征在于， 该基板处理方法还包括(c)测定上述基板的上述主面的电位，并基于上述电位来控制上述第一 电极和上述第二电极之间的电位差的工序， 该工序(c)与上述工序(a)和上述工序(c)同时进行。
21、 如权利要求19或20所述的基板处理方法，其特征在于，在进行上 述工序(a)的期间，持续进行上述工序(b)。
全文摘要
本发明涉及双流体喷嘴、基板处理装置以及基板处理方法。该基板处理装置具有向基板喷出作为处理液的纯水的液滴的双流体喷嘴，喷嘴具有内筒构件和外筒构件。气体在气体流路即内筒构件内流动，处理液在由内筒构件和外筒构件构成的处理液流路向下方流动。内筒构件的下端部的下方为混合区域，在混合区域处混合气体和处理液而生成微小的液滴，并从外筒构件下端的喷出口喷出。在气体流路内设置有第一电极，在处理液流路内设置有第二电极，通过在第一电极和第二电极之间施加电位差，从而在处理液感应出电荷，生成带电的液滴。在喷嘴，利用简单的结构就可以使第一电极远离处理液，并使液滴更高效地带电。
文档编号H01L21/00GK101207015SQ20071019604
公开日2008年6月25日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年12月15日
发明者宫城雅宏 申请人:大日本网目版制造株式会社