JP2007242892A - ノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現状の問題点を解消でき、半導体集積回路等の製造における枚葉洗浄に好適であり高い洗浄能力のノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置を提供する。
【解決手段】略円筒状のノズル本体52と、ノズル本体の円筒内部に配置され、回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材54とを備え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出される構成とする。
【選択図】 図4
【解決手段】略円筒状のノズル本体52と、ノズル本体の円筒内部に配置され、回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材54とを備え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出される構成とする。
【選択図】 図4
Description
本発明はノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置に係り、特に、半導体集積回路等の製造における枚葉洗浄に好適であり高い洗浄能力のノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置に関する。
近年、半導体集積回路等の製造工程の一環としての洗浄工程において、多品種少量生産に対応すべく、浸漬方式のバッチ洗浄方式から枚葉洗浄方式に移行しつつある。このような枚葉洗浄に好適な洗浄方式として以下に列挙するような方式が公知である(たとえば、非特許文献1、2等参照)。
1)ブラシ洗浄方式
2)低圧シャワー洗浄方式
3)超音波式シャワー洗浄方式
4)キャビテーションジェット洗浄方式
5)二流体ジェット洗浄方式
6)高圧ジェット洗浄方式
工業洗浄技術ハンドブック、リアライズ理工センター出版、1994年 Q&A洗浄の理論と応用操作マニュアル、R&Dプランニング出版、2001年
2)低圧シャワー洗浄方式
3)超音波式シャワー洗浄方式
4)キャビテーションジェット洗浄方式
5)二流体ジェット洗浄方式
6)高圧ジェット洗浄方式
工業洗浄技術ハンドブック、リアライズ理工センター出版、1994年 Q&A洗浄の理論と応用操作マニュアル、R&Dプランニング出版、2001年
しかしながら、上記のような従来の洗浄方式では、以下に列挙するような各種の問題点があり、この問題点を克服するのが非常に困難であるのが現状である。
1)ブラシ洗浄方式は、洗浄力が高いものの、汚れが再付着したり、ブラシにより加えられるせん断力によりパターンが破壊されたりする。
2)低圧シャワー洗浄方式は、噴射する液滴の速度が小さいため、洗浄力が不足する。
3)超音波式シャワー洗浄方式は、超音波振動によるキャビテーションでパターンが破壊される場合がある。また、洗浄対象が超音波の周波数で決まるため、特定の汚れ(パーティクル)しか洗浄できない。
4)キャビテーションジェット洗浄方式は、キャビテーションの効果が少なく、洗浄力が不足する。
5)二流体ジェット洗浄方式は、洗浄力が高いものの、液滴の粒径や液滴の速度を制御するのが困難である(液滴の粒径や液滴の速度を変える場合には、ノズルの交換が必要である)。また、粒径の大きい液滴や、速度の大きい液滴が存在するため、パターンが破壊されたりすることもある。
6)高圧ジェット洗浄方式は、洗浄力が高いものの、5)と同様に、液滴の粒径や液滴の速度を制御するのが困難である(液滴の粒径や液滴の速度を変える場合には、ノズルの交換が必要である)。また、粒径の大きい液滴や、速度の大きい液滴が存在するため、パターンが破壊されたりすることもある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、上記の問題点を解消でき、半導体集積回路等の製造における枚葉洗浄に好適であり高い洗浄能力のノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項1に係る本発明は、略円筒状のノズル本体と、該ノズル本体の円筒内部に配置され、回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材と、を備え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出されることを特徴とする。
請求項1に係る本発明によれば、ノズル本体と回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材とを備え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出されるので、従来の二流体ジェット方式や高圧ジェット方式よりも液滴サイズを小さく制御することができ、上記の各種問題点を克服することができる。
請求項2に係る本発明は、請求項1に記載のノズル装置において、前記ノズル装置に供給されるタービンエアにより前記カップ部材が回転駆動されることを特徴とする。請求項2に係る本発明によれば、タービンエアによりカップ部材が回転駆動されるので、カップ部材の回転数を高くできる。また、ノズル装置に供給されるタービンエア量を調整することにより、液滴の粒径や液滴の速度を所望の値に制御でき、条件幅の広い洗浄ができる。
請求項3に係る本発明は、請求項1又は2に記載のノズル装置において、前記ノズル装置に供給されるシェービングエアにより前記ノズル先端より噴出される混合流体の開き角度が制御されることを特徴とする。請求項3に係る本発明によれば、シェービングエアにより噴出される混合流体の開き角度が制御されるので、条件幅の広い洗浄ができる。
請求項4に係る本発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記ノズル装置に供給されるベアリングエアにより前記カップ部材が非接触で回転支持されることを特徴とする。請求項4に係る本発明によれば、ベアリングエアによりカップ部材が非接触で回転支持されるので、装置からの発塵を抑制できるとともに、カップ部材の高速回転が容易に行える。
請求項5に係る本発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記カップ部材の回転数を検知するセンサ手段を備え、該センサ手段により検知された前記カップ部材の回転数に基づいて回転数のフィードバック制御がなされることを特徴とする。請求項5に係る本発明によれば、センサ手段により検知されたカップ部材のフィードバック制御がなされるので、カップ部材の回転数の制御が容易に行える。
請求項6に係る本発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記カップ部材の回転数を検知するセンサ手段を備え、該センサ手段により検知された前記カップ部材の回転数を表示することを特徴とする。
請求項7に係る本発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記カップ部材の円周方向に複数の貫通孔が形成されており、該貫通孔より洗浄液が噴出されることを特徴とする。請求項7に係る本発明によれば、カップ部材の円周方向に複数の貫通孔が形成されているので洗浄液の噴出が均一に行える。
請求項8に係る本発明は、請求項7に記載のノズル装置において、前記貫通孔が前記カップ部材の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜していることを特徴とする。請求項7に係る本発明によれば、貫通孔が軸心に対して角度αをなして外方に傾斜しているので、好ましい噴射パターンを形成できる。
請求項9に係る本発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記カップ部材の先端部分が内側に窪んで形成され、該窪みの内周縁が前記カップ部材の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜していることを特徴とする。請求項9に係る本発明によれば、カップ部材の先端部分の窪みの内周縁が軸心に対して角度αをなして外方に傾斜しているので、一層好ましい噴射パターンを形成できる。
請求項10に係る本発明は、請求項9に記載のノズル装置において、前記カップ部材先端部分の窪みの内周縁に複数の溝が形成されていることを特徴とする。請求項10に係る本発明によれば、カップ部材先端部分の窪みの内周縁に複数の溝が形成されているので、更に好ましい噴射パターンを形成できる。
請求項11に係る本発明は、請求項1〜10のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記シェービングエアが前記カップ部材の外周側に供給されることを特徴とする。請求項11に係る本発明によれば、シェービングエアがカップ部材の外周側に供給されるので、噴射パターンをシェービングエアにより制御できる。
請求項12に係る本発明は、請求項1〜10のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記シェービングエアが前記カップ部材の外周側に配されたエアキャップと前記ノズル本体との間に供給されることを特徴とする。請求項12に係る本発明によれば、シェービングエアがエアキャップとノズル本体との間に供給されるので、噴射パターンをシェービングエアにより制御できる。
請求項13に係る本発明は、請求項12に記載のノズル装置において、前記エアキャップの外周にスパイラル状のエアガイドが形成されていることを特徴とする。請求項13に係る本発明によれば、エアキャップの外周にスパイラル状のエアガイドが形成されているので、シェービングエアの流れに旋回を加えることができ、噴射パターンをシェービングエアにより好ましく制御できる。
請求項14に係る本発明は、請求項1〜13のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記ノズル先端より噴出される液滴の速度が0.1〜100m/秒であることを特徴とする。請求項15に係る本発明は、請求項1〜14のいずれか1項に記載のノズル装置において、前記ノズル先端より噴出される液滴の粒径が100μm以下であることを特徴とする。請求項14及び15に係る本発明によれば、液滴の速度と液滴の粒径を最適範囲に制御するので、良好な洗浄結果を得ることができる。
本発明によれば、良好な洗浄結果を得ることができる。
以下、添付図面に従って、本発明に係るノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、本発明に係るノズル装置が適用された洗浄装置の全体構成図であり、図2は、その要部の構成を示す平面図である。図1及び図2に示されるように、この洗浄装置10は、洗浄対象のウェーハWを保持して回転させるウェーハ回転装置12と、そのウェーハ回転装置12に保持されて回転するウェーハWに向けて洗浄液を微粒化させた状態で吹き付ける洗浄液噴射装置30とから構成されている。
なお、図1及び図2においては、後述するタービンエア供給手段(供給配管)、シェービングエア供給手段(供給配管)、及びベアリングエア供給手段(供給配管)等の図示が省略されている。
先ず、ウェーハ回転装置12の構成について説明する。架台14上に設置された洗浄槽16の内部には円盤状に形成されたターンテーブル18が配設されている。ターンテーブル18の上部には真空チャック20が設けられており、この真空チャック20上にウェーハWが吸着保持されるようになっている。
一方、ターンテーブル18の下部にはスピンドル22が連結されており、このスピンドル22の下端部にはターンテーブル駆動モータ24の出力軸が連結されている。ターンテーブル18は、このターンテーブル駆動モータ24を駆動することにより回転するようになっている。
次に、洗浄液噴射装置30の構成について説明する。洗浄液噴射装置30に洗浄液を供給する洗浄液ポンプ32の入力側には、パイプ34を介して洗浄液タンク36が接続されている。一方、洗浄液ポンプ32の出力側には、パイプ38を介してガン40が接続されている。ガン40の先端部にはノズル装置であるスプレーノズル42が設けられており、このスプレーノズル42からウェーハWに向けて洗浄液が微粒化された状態で吹き付けられるようになっている。
このガン40は、図1及び図2に示されるように、洗浄槽16内に配設されたアーム44の先端に支持されており、このアーム44の基端部はモータ46の出力軸に固着されている。モータ46は洗浄槽16の内壁面にブラケット48を介して支持されており、このモータ46を駆動することにより、アーム44が揺動してガン40がウェーハWの上方を水平に移動するようになっている。
以上の構成の洗浄液噴射装置30では、洗浄液ポンプ32が駆動されると、洗浄液タンク36内の洗浄液が洗浄液ポンプ32内に吸引され、圧力を加えられた状態でガン40に供給される。そして、ガン40に供給された洗浄液は、スプレーノズル42の噴射口から微粒化された状態で噴射される。スプレーノズル42から吹き出された洗浄液はウェーハWに当たったのち、洗浄槽16内に落下し、洗浄槽16内に設置されたリブ26を介して排液口28に導かれる。そして、その排液口28に連結されたパイプ50を介して廃棄(又は再生処理)される。
次に、本発明の特徴部分であるノズル装置(スプレーノズル42)の構成について詳述する。図3は、スプレーノズル42の背面図(図1では上面)であり、図4は、図3のA−A線断面図であり、図5は、スプレーノズル42の組み付け手順を示す分解斜視図である。また、図6は、図3のB−B線断面図であり、図7は、図3のC断面図であり、図8は、図3のD断面図であり、図9は、図3のE断面図である。
このスプレーノズル42は、略円筒状のノズル本体52と、このノズル本体52の円筒内部に配置され、回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材54とを備えている。ノズル本体52は、先端カバー52Aとバレル52Bとより構成されている。
バレル52Bの背面にはバレル52Bを密閉するようにベース52Cが固定されている。このベース52Cには、支持軸52Dが延設されている。
このスプレーノズル42は、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出されるノズル装置であるが、既述の洗浄液ポンプ32により洗浄液が供給されるのみならず、タービンエア、シェービングエア、及びベアリングエアが供給されるように構成されている。
図3、図4、図5、及び図6に示されるように、洗浄液はベース52Cに固定された洗浄液供給継手56より供給され、図4に示されるように、スプレーノズル42の軸心を貫通する洗浄液流路56Aを経由して、カップ部材54の先端より液滴となって噴出されるようになっている。なお、この洗浄液流路56Aは、図4及び図5に示されるフィールドチューブ56B等より構成されている。
図3、図4、及び図5に示されるように、タービンエアはベース52Cに固定されたタービンエア供給継手58より供給され、図4に示されるように、タービンエア流路58Aを経由して、スピンドル60に供給され、図5に示されるスピンドル60の回転軸60Bを回転駆動できるようになっている。
なお、スピンドル60は、スピンドル本体である円筒状の固定子60Aと、この固定子60Aの円筒内部に回転自在に設けられる回転軸60Bとより構成され、固定子60Aの背面より供給されるタービンエアにより回転軸60Bが回転駆動される構成のものである。
スピンドル60の回転軸60Bの先端にはカップ部材54が固定されている。したがって、タービンエアによりカップ部材54が回転駆動されるようになっている。
図3、図5、及び図9に示されるように、ベアリングエアはベース52Cに固定されたベアリングエア供給継手62より供給され、図9に示されるように、ベアリングエア流路62Aを経由して、スピンドル60に供給され、図5に示されるスピンドル60の回転軸60Bを非接触で回転支持できるようになっている。したがって、ベアリングエアによりカップ部材54が非接触で回転支持されるようになっている。
図3、図5、及び図6に示されるように、ベース52Cに固定されたセンサ用継手64よりファイバー状のセンサ手段64Bが挿入され、図6に示されるように、センサ通路64Aを経由して、センサ手段64Bの先端がスピンドル60の背面に位置するように配され、図5に示されるスピンドル60の回転軸60Bの回転数を検知できるようになっている。したがって、センサ手段64Bによりカップ部材54の回転数を検知できるようになっている。
そして、このセンサ手段64Bにより検知されたカップ部材54の回転数に基づいて、図示しない制御手段により、カップ部材54の回転数のフィードバック制御がなされるようになっている。
スプレーノズル42の内部に供給されたタービンエア及びベアリングエアは、図7に示されるように、排出エア流路66Aを経由して、図3、図4、及び図7に示されるように、ベース52Cに固定されたエア排出継手66よりスプレーノズル42の背面に排出されるようになっている。なお、エア排出継手66の背面には、図5に示されるマフラ66Bが取り付けられている。
図3、図5、及び図8に示されるように、シェービングエアはベース52Cに固定されたシェービングエア供給継手68より供給され、図8に示されるように、シェービングエア流路68Aを経由して、スピンドル60の周縁に供給され、ノズル先端より噴出される混合流体の開き角度が制御されるようになっている。以下、この詳細について説明する。
図4及び図5に示されるように、カップ部材54の外周側に配されたエアキャップ70と先端カバー52A(ノズル本体52)との間には隙間が形成されており、供給されたシェービングエアがこの隙間より噴出するようになっている。
図10は、エアキャップ70の正面図である。このエアキャップ70の外周には、上記の隙間を構成するテーパ面70Aが形成されており、更に、このテーパ面70Aにはスパイラル状の凸条であるエアガイド70Bが形成されている。
エアキャップ70の以上の構成により、エアキャップ70と先端カバー52Aとの間の隙間に供給されたシェービングエアは、エアガイド70Bのスパイラル形状に沿ったエアの流れを形成し、左方向の回転をなしながらノズル先端より噴出されるようになっている。このシェービングエアの流れにより、ノズル先端より噴出される混合流体の開き角度が制御されるようになっている。
次に、カップ部材54の詳細な構成について説明する。図11は、カップ部材54の正断面図であり、図12は、カップ部材54の左側面図である。図11に示されるように、このカップ部材54は、アウタ54A、インナ54B、及びインサート54Cの3部材が組み合わさって構成されている。
アウタ54Aの背面の貫通孔にはめねじ加工が施されており、スピンドル60の回転軸60Bの先端が螺合できるようになっている。したがって、カップ部材54の内部には洗浄液流路56Aより洗浄液が供給されるようになっている。
カップ部材54の先端部分は内側に窪んで形成され、この窪みの内周縁54Dはカップ部材54の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜して形成されている。この角度αは、15〜45度とするのが好ましい。
更に、この窪みの内周縁54D(具体的には、アウタ54Aの内周縁)には、図13に部分拡大図で示されるように、所定ピッチPの溝54E、54E…が全周に亘って形成されている。この溝54EのピッチPについて特に制限はないが、0.1〜0.5mmとできる。また、この溝54Eの深さDについて特に制限はないが、0.1〜0.5mmとできる。
この溝54Eの開き角度βは、30〜60度とするのが好ましい。また、この溝54E、54E同士の間には平面部分のないことが好ましい。
図11及び図12に示されるように、インナ54Bには同心円状の2つの半径位置に貫通孔72、72…が所定ピッチで全周に亘って形成されている。この貫通孔72は、カップ部材54の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜して形成されている。この角度αは、15〜45度とするのが好ましい。このような貫通孔72、72…より、洗浄液流路56Aより供給された洗浄液が前方に向けて所定の角度をなして噴出されるようになっている。
以上に説明したスプレーノズル42の各構成要素に組み合わせによって、所望のスプレーパターンが形成できるようになっている。
なお、既述の図3〜図9において、説明が省略されているが、各構成要素を組み合わせるためのボルト部材Nや、各構成要素間の気密、水密を図るためのシール部材(主にOリング)Rが使用されている。
前記のごとく構成された図1及び図2に示される洗浄装置10を用いた洗浄方法は次の通りである。先ず、図示しない搬送ロボットによって被洗浄ワークであるウェーハWが真空チャック20上に搬送され載置される。そして、その真空チャック20によって吸着保持される。
次に、ターンテーブル駆動モータ24が駆動されてターンテーブル18が回転し、ウェーハWが回転を開始する。これと同時にモータ46が駆動され、アーム44が所定の待機位置(図2中において二点鎖線で示す位置)から所定の洗浄開始位置(図2中において実線で示す位置)に旋回して移動する。
そして、所定の角度範囲で水平に揺動を開始する。この結果、アーム44の先端に設けられたガン40がウェーハWの上方で水平に往復移動を開始する。
次に、洗浄液ポンプ32が駆動され、洗浄液タンク36内の洗浄液が洗浄液ポンプ32内に吸引される。洗浄液ポンプ32内に吸引された洗浄液は、圧力を加えられた状態でガン40に供給され、ガン40のスプレーノズル42からウェーハWに向けて微粒化された状態で噴射される。噴射された洗浄液は、ターンテーブル18上で回転するウェーハWに吹き付けられて、ウェーハWを洗浄する。
この際、スプレーノズル42には、洗浄液に加えて、既述のタービンエア、シェービングエア、及びベアリングエアが供給され、ウェーハWに向けて微粒化された状態で、所定噴射パターンに噴射される。
先ず、供給されるベアリングエアによりカップ部材54が非接触で回転支持される。したがって、装置からの発塵を抑制できるとともに、カップ部材54の高速回転(たとえば、最大で70000rpm)が容易に行える。
また、供給されるタービンエアによりカップ部材54が回転駆動される。したがって、供給されるタービンエア量を調整することにより、液滴の粒径や液滴の速度を所望の値に制御でき、条件幅の広い洗浄ができる。
更に、カップ部材54の回転数を検知するセンサ手段64Bを備え、カップ部材54の回転数に基づいて回転数のフィードバック制御がなされるので、カップ部材54の回転数の制御が容易に行える。
また、供給されるシェービングエアによりノズル先端より噴出される混合流体の開き角度が制御される。したがって、シェービングエアにより噴出される混合流体の開き角度が制御されるので、条件幅の広い洗浄ができる。
特に供給されるシェービングエアと、カップ部材54に施されている既述の各種構成(内周縁54Dの角度α、溝54E、溝54Eの角度β、貫通孔72、及び貫通孔72の角度α等)や、エアキャップ70に施されている既述の各種構成(テーパ面70Aやエアガイド70B)により、噴出される混合流体を所望の状態に制御できる。
以上のスプレーノズル42によれば、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出されるので、従来の二流体ジェット方式や高圧ジェット方式よりも液滴サイズを小さく制御することができ、上記の各種問題点を克服することができる。
このスプレーノズル42より噴出される液滴の速度は、たとえば0.1〜100m/秒とできる。また、スプレーノズル42より噴出される液滴の粒径はたとえば100μm以下とできる。
図1及び図2に戻って、洗浄液の噴射は所定時間継続して行われ、所定時間経過後、洗浄液ポンプ32の駆動や各エアの供給が停止される。これにより、洗浄液の噴射が終了する。この後、モータの駆動が停止され、アーム44の揺動が中止され、元の待機位置に復帰する。
一方、この洗浄液の噴射終了後もターンテーブル18の回転は継続して行われ、このターンテーブル18の回転による遠心力でウェーハW上に残留した洗浄液が振り切られ、いわゆるスピン乾燥が行われる。このウェーハWのスピン乾燥も所定時間継続して行われ、所定時間経過後、ターンテーブル駆動モータ24の駆動が停止される。
そして、ターンテーブル18の回転停止後、真空チャック20によるチャックが解除され、この後、図示しない搬送ロボットによって洗浄されたウェーハWが、次の工程へと搬送されてゆく。
なお、本発明に使用される洗浄液として特に制限はなく、洗浄の目的により各種の洗浄液を使用することができる。
たとえば、硫酸と過酸化水素水との混合液であるSPM洗浄液、アンモニアと過酸化水素水と水との混合液であるAPM洗浄液、塩酸と過酸化水素水と水との混合液であるHPM洗浄液、フッ酸を水で50〜200倍程度に希釈したDHF液、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液であるBHF液、IPA(イソプロピルアルコール)等が使用できる。
以上、本発明に係るノズル装置、及び該ノズル装置を備えた洗浄装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
たとえば、本実施の形態では、洗浄装置10が採用されているが、これ以外の形態の装置、たとえばレジスト剥離装置や現像装置、ウェットエッチング装置等であってもよい。
レジスト剥離等も広い意味では洗浄の一種であり、本発明に係るノズル装置を適用すれば、同様な顕著な効果が得られる。
10…洗浄装置、12…ウェーハ回転装置、30…洗浄液噴射装置、42…スプレーノズル、52…ノズル本体、52A…先端カバー、52B…バレル、52C…ベース、54…カップ部材、60…スピンドル、70…エアキャップ
Claims (16)
- 略円筒状のノズル本体と、該ノズル本体の円筒内部に配置され、回転駆動されながら先端より液滴を噴出させるカップ部材と、を備え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体が混合されノズル先端より噴出されることを特徴とするノズル装置。
- 前記ノズル装置に供給されるタービンエアにより前記カップ部材が回転駆動されることを特徴とする請求項1に記載のノズル装置。
- 前記ノズル装置に供給されるシェービングエアにより前記ノズル先端より噴出される混合流体の開き角度が制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載のノズル装置。
- 前記ノズル装置に供給されるベアリングエアにより前記カップ部材が非接触で回転支持されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記カップ部材の回転数を検知するセンサ手段を備え、該センサ手段により検知された前記カップ部材の回転数に基づいて回転数のフィードバック制御がなされることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記カップ部材の回転数を検知するセンサ手段を備え、該センサ手段により検知された前記カップ部材の回転数を表示することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記カップ部材の円周方向に複数の貫通孔が形成されており、該貫通孔より洗浄液が噴出されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記貫通孔が前記カップ部材の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜していることを特徴とする請求項7に記載のノズル装置。
- 前記カップ部材の先端部分が内側に窪んで形成され、該窪みの内周縁が前記カップ部材の軸心に対して角度αをなして外方に傾斜していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記カップ部材先端部分の窪みの内周縁に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項9に記載のノズル装置。
- 前記シェービングエアが前記カップ部材の外周側に供給されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記シェービングエアが前記カップ部材の外周側に配されたエアキャップと前記ノズル本体との間に供給されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記エアキャップの外周にスパイラル状のエアガイドが形成されていることを特徴とする請求項12に記載のノズル装置。
- 前記ノズル先端より噴出される液滴の速度が0.1〜100m/秒であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 前記ノズル先端より噴出される液滴の粒径が100μm以下であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のノズル装置。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のノズル装置を備えたことを特徴とする洗浄装置。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0286863A (ja) * | 1986-06-26 | 1990-03-27 | Devilbiss Co | 空気タービン駆動の回転噴霧器 |
JPH0824719A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | 回転霧化静電塗装装置 |
JP2004356317A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
JP2005294819A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-10-20 | Renesas Technology Corp | 基板洗浄用2流体ノズル及び基板洗浄装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU517923B2 (en) * | 1977-02-07 | 1981-09-03 | Ransburg Japan Ltd. | Rotary paint atomizing device |
US4997130A (en) * | 1986-06-26 | 1991-03-05 | Illinois Tool Works, Inc. | Air bearing rotary atomizer |
DE19810032A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-16 | Acheson Ind Inc | Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten der Formwandungen einer Form zur Urformung bzw. Umformung auf den nächstfolgenden Formungszyklus, Sprühelement mit Zentrifugalzerstäubung und Luftführung und Verwendung eines derartigen Sprühelements zum Versprühen im wesentlichen lösungsmittelfreien Formwandbehandlungsmittels |
JP3120425B2 (ja) * | 1998-05-25 | 2000-12-25 | 旭サナック株式会社 | レジスト剥離方法及び装置 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0286863A (ja) * | 1986-06-26 | 1990-03-27 | Devilbiss Co | 空気タービン駆動の回転噴霧器 |
JPH0824719A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | 回転霧化静電塗装装置 |
JP2004356317A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
JP2005294819A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-10-20 | Renesas Technology Corp | 基板洗浄用2流体ノズル及び基板洗浄装置 |
Also Published As
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