JP5680699B2

JP5680699B2 - 基板洗浄方法および基板洗浄装置

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Publication number: JP5680699B2
Application number: JP2013092248A
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Inventors: 佐藤　雅伸; 雅伸佐藤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2015-03-04
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Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、セラミックプレート等（以下、単に「基板」と称する）に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄方法および基板洗浄装置に関する。

従来より、半導体基板等の製造プロセスにおいては基板に付着したパーティクルを除去する洗浄工程が必須のものとなっている。洗浄工程を実行する枚葉式の洗浄装置においては、純水等の洗浄液の微小な液滴を基板に向けて噴射することにより基板を洗浄する技術が利用されている。

このような洗浄装置では、例えば特許文献１に開示されるように、洗浄液と加圧した気体とを混合して液滴を生成し、その液滴と気体との混合流体を基板に噴射する二流体ノズルが広く用いられている。基板に付着しているパーティクル等の異物は、洗浄液の液滴の運動エネルギーによって物理的に除去される。また、特許文献２には、圧電素子に超音波帯域の周波数で膨張収縮を繰り返し行わせることによって、吐出口から一方向に加速された洗浄液のミストを基板に向けて高速に噴出させる洗浄装置が開示されている。

一方、液滴を吐出する技術として、特許文献３には、逆テーパの吐出口を形成した薄膜を振動させて液滴を生成する液滴スプレー装置が開示されている。また、特許文献４には、切欠部を形成した円環形状のパイプ内にインクを充填し、パイプの切欠部以外の外周壁面に振動子を被着してインクを振動させることによってインクの液滴を噴出させるインクジェットプリンタのノズルヘッドが開示されている。

特開２００７−２２７８７８号公報特開２０００−５３３号公報特許第３６５９５９３号公報実公平７−７１６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような二流体ノズルを使用した場合、生成された液滴の速度と大きさ（液滴の径）が広い範囲にわたって分布している。半導体基板の洗浄プロセスにおいては、基板上のデバイスを破壊することなくパーティクルを確実に除去することが必要であるが、液滴の速度と大きさが広い範囲に分布していると、パーティクル除去に寄与しない無駄な液滴が存在する一方、デバイスにダメージを与えるような有害な液滴も存在する。その結果、洗浄効率の向上が抑制されるとともに、デバイス破壊の可能性が生じるという問題があった。このような問題は他の基板での洗浄においても同じであり、不均一な洗浄結果の原因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の洗浄効率を向上させることができる基板洗浄方法および基板洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄装置において、基板から所定の間隔を隔てて基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断する液滴生成手段と、を備え、前記液滴生成手段により、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴径の１０％以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板洗浄装置において、前記液滴生成手段により、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴速度の１０％以下に収まっている液滴のみを基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板洗浄装置において、前記複数の吐出孔から前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板洗浄装置において、基板を回転する回転手段と、前記洗浄ノズルを前記基板の上方にて揺動する揺動手段と、を備え、前記回転手段によって回転する基板の上方にて前記洗浄ノズルを揺動させつつ、前記洗浄液の液滴を前記洗浄ノズルから回転する基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る基板洗浄装置において、前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、前記回転手段が基板の回転数を上昇させて当該基板の乾燥処理を行うことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、半導体基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄装置において、半導体基板から所定の間隔を隔てて半導体基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断する液滴生成手段と、を備え、前記液滴生成手段により、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上３０μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で２μｍ以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る基板洗浄装置において、前記液滴生成手段により、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で５メートル毎秒以下に収まっている液滴のみを半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項６または請求項７の発明に係る基板洗浄装置において、前記複数の吐出孔から前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項６から請求項８のいずれかの発明に係る基板洗浄装置において、半導体基板を回転する回転手段と、前記洗浄ノズルを前記半導体基板の上方にて揺動する揺動手段と、を備え、前記回転手段によって回転する半導体基板の上方にて前記洗浄ノズルを揺動させつつ、前記洗浄液の液滴を前記洗浄ノズルから回転する半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る基板洗浄装置において、前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、前記回転手段が半導体基板の回転数を上昇させて当該半導体基板の乾燥処理を行うことを特徴とする。

また、請求項１１の発明は、基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄方法において、基板から所定の間隔を隔てて基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断することにより、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴径の１０％以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係る基板洗浄方法において、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴速度の１０％以下に収まっている液滴のみを基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１３の発明は、請求項１１または請求項１２の発明に係る基板洗浄方法において、前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１４の発明は、請求項１１から請求項１３のいずれかの発明に係る基板洗浄方法において、基板を回転しつつ前記洗浄ノズルを当該基板の上方にて揺動し、前記洗浄液の液滴を回転する基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１５の発明は、請求項１４の発明に係る基板洗浄方法において、前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、基板の回転数を上昇させて当該基板の乾燥処理を行うことを特徴とする。

また、請求項１６の発明は、半導体基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄方法において、半導体基板から所定の間隔を隔てて半導体基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断することにより、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上３０μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で２μｍ以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１７の発明は、請求項１６の発明に係る基板洗浄方法において、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で５メートル毎秒以下に収まっている液滴のみを半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１８の発明は、請求項１６または請求項１７の発明に係る基板洗浄方法において、前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項１９の発明は、請求項１６から請求項１８のいずれかの発明に係る基板洗浄方法において、半導体基板を回転しつつ前記洗浄ノズルを当該半導体基板の上方にて揺動し、前記洗浄液の液滴を回転する半導体基板に向けて吐出することを特徴とする。

また、請求項２０の発明は、請求項１９の発明に係る基板洗浄方法において、前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、半導体基板の回転数を上昇させて当該半導体基板の乾燥処理を行うことを特徴とする。

請求項１〜５，１１〜１５の発明によれば、平均液滴径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、液滴径の分布が３σで平均液滴径の１０％以下に収まっている洗浄液の液滴を基板に向けて吐出するため、洗浄に寄与しない無駄な液滴が少なく、基板の洗浄効率を向上させることができる。

特に、請求項２，１２の発明によれば、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σで平均液滴速度の１０％以下に収まっている液滴を基板に向けて吐出するため、十分な洗浄効率を得ることができる。

特に、請求項３，１３の発明によれば、１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて液滴を基板に向けて吐出するため、短時間で十分な洗浄を行うことができる。

また、請求項６〜１０，１６〜２０の発明によれば、平均液滴径が１５μｍ以上３０μｍ以下であり、液滴径の分布が３σで２μｍ以下に収まっている洗浄液の液滴を半導体基板に向けて吐出するため、洗浄に寄与しない無駄な液滴や半導体基板にダメージを与える液滴が少なく、基板の洗浄効率を向上させることができる。

特に、請求項７，１７の発明によれば、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σで５メートル毎秒以下に収まっている液滴を半導体基板に向けて吐出するため、十分な洗浄効率を得ることができる。

特に、請求項８，１８の発明によれば、１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて液滴を半導体基板に向けて吐出するため、短時間で十分な洗浄を行うことができる。

半導体基板を洗浄するのに好適な基板洗浄装置の一例を示す図である。洗浄ノズルの概略構成を示す図である。洗浄ノズルの斜視図である。洗浄液の液滴径の分布を示す図である。洗浄液の液滴速度の分布を示す図である。吐出される液滴の液滴径と基板に与えるダメージとの相関を示す図である。吐出される液滴の液滴速度と汚染物質の除去率との相関を示す図である。吐出される液滴の液滴流量による汚染物質の除去率の相違を示す図である。他の種類を含む基板の洗浄処理を行う基板洗浄装置を示す図である。他の種類を含む基板を洗浄するのに適した洗浄液の液滴径の分布を示す図である。他の種類を含む基板を洗浄するのに適した洗浄液の液滴速度の分布を示す図である。洗浄ノズルの他の例を示す図である。洗浄ノズルの他の例を示す図である。洗浄ノズルの他の例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、半導体基板を洗浄するのに好適な基板洗浄装置の一例を示す図である。この基板洗浄装置１は、半導体の基板Ｗを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置であり、円形のシリコンの基板Ｗに付着したパーティクル等の汚染物質を除去して洗浄する。基板洗浄装置１は、主要な構成として、回転保持部１０と、処理カップ２０と、スプラッシュガード３０と、ノズル駆動部５０と、洗浄ノズル６０と、制御部９０と、を備える。

回転保持部１０は、スピンベース１１、回転軸１３およびモータ１４を備える。スピンベース１１は、基板Ｗよりも若干大きな径を有する円板状部材である。スピンベース１１の上面周縁部には、同一円周上に沿って複数個（本実施形態では６個）の支持ピン１２が立設されている。各支持ピン１２は、基板Ｗの下面周縁部を下から支持する円筒状の支持部と、その支持部の上面に突設されて基板Ｗの端縁部に当接して押圧するピン部とによって構成されている。６個の支持ピン１２のうち３個についてはスピンベース１１に固定設置された固定支持ピンとされている。固定支持ピンは、円筒状支持部の軸心上にピン部を突設している。一方、６個の支持ピン１２のうち残りの３個についてはスピンベース１１に対して回転（自転）自在に設置された可動支持ピンとされている。可動支持ピンでは、円筒状支持部の軸心から若干偏心してピン部が突設されている。３個の可動支持ピンは図示省略のリンク機構および駆動機構によって連動して回動駆動される。可動支持ピンが回動することにより、６個のピン部で基板Ｗの端縁部を把持することと、基板Ｗの把持を解除することとが可能である。６個の支持ピン１２によって基板Ｗの端縁部を把持することにより、スピンベース１１は基板Ｗの下面中央部に接触することなく基板Ｗを水平姿勢にて保持することができる。

回転軸１３は、スピンベース１１の下面側中心部に垂設されている。回転軸１３は、駆動ベルト１５を介してモータ１４の駆動プーリ１６と連動連結されている。モータ１４が駆動プーリ１６を回転駆動させると、駆動ベルト１５が回走して回転軸１３が回転する。これにより、スピンベース１１に保持された基板Ｗは、スピンベース１１および回転軸１３とともに、水平面内にて鉛直方向に沿った中心軸ＲＸの周りで回転する。

また、回転軸１３の内側は中空となっており、その中空部分には鉛直方向に沿って処理液ノズル１８が挿設されている。処理液ノズル１８は図示を省略する処理液供給源と連通接続されている。処理液ノズル１８の先端はスピンベース１１に保持された基板Ｗの下面中心部に向けて開口している。このため、処理液ノズル１８の先端から基板Ｗの下面中心部に処理液を供給することができる。

また、回転軸１３の内壁面と処理液ノズル１８の外壁面との間の隙間は気体供給流路とされており、図示を省略する気体供給源と連通接続されている。この隙間の上端からスピンベース１１に保持された基板Ｗの下面に向けて気体を供給することができる。

回転保持部１０を取り囲んで処理カップ２０が設けられている。処理カップ２０の内側には、円筒状の仕切壁２１が設けられている。また、回転保持部１０の周囲を取り囲むように、基板Ｗの洗浄処理に用いられた洗浄液を排液するための排液空間２２が仕切壁２１の内側に形成されている。さらに、排液空間２２を取り囲むように、処理カップ２０の外壁と仕切壁２１との間に基板Ｗの洗浄処理に用いられた洗浄液を回収するための回収空間２３が形成されている。

排液空間２２には、排液処理装置（図示省略）へ洗浄液を導くための排液管２７が接続され、回収空間２３には、回収処理装置（図示省略）へ洗浄液を導くための回収管２８が接続されている。

処理カップ２０の上方には、基板Ｗからの洗浄液が外方へ飛散することを防止するためのスプラッシュガード３０が設けられている。このスプラッシュガード３０は、中心軸ＲＸに対して回転対称な形状とされている。スプラッシュガード３０の上端部の内面には、断面Ｖの字形状の排液案内溝３１が環状に形成されている。また、スプラッシュガード３０の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部３２が形成されている。回収液案内部３２の上端付近には、処理カップ２０の仕切壁２１を受け入れるための仕切壁収納溝３３が形成されている。

このスプラッシュガード３０は、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構３５によって鉛直方向に沿って昇降駆動される。ガード昇降駆動機構３５は、スプラッシュガード３０を、回収液案内部３２がスピンベース１１に保持された基板Ｗの端縁部を取り囲む回収位置と、排液案内溝３１がスピンベース１１に保持された基板Ｗの端縁部を取り囲む排液位置との間で昇降させる。スプラッシュガード３０が回収位置（図１に示す位置）にある場合には、基板Ｗの端縁部から飛散した洗浄液が回収液案内部３２により回収空間２３に導かれ、回収管２８を介して回収される。一方、スプラッシュガード３０が排液位置にある場合には、基板Ｗの端縁部から飛散した洗浄液が排液案内溝３１により排液空間２２に導かれ、排液管２７を介して排液される。このようにして、洗浄液の排液および回収を切り換えて実行可能とされている。また、スピンベース１１に対して基板Ｗの受け渡しを行う場合には、ガード昇降駆動機構３５は、スピンベース１１がスプラッシュガード３０の上端よりも突き出る高さ位置にまでスプラッシュガード３０を下降させる。

ノズル駆動部５０は、昇降モータ５１、スイングモータ５３およびノズルアーム５８を備える。ノズルアーム５８の先端には洗浄ノズル６０が取り付けられている。ノズルアーム５８の基端側はスイングモータ５３のモータ軸５３ａに連結されている。スイングモータ５３は、モータ軸５３ａを中心に洗浄ノズル６０を水平面内にて回動させる。

スイングモータ５３は昇降ベース５４に取り付けられている。昇降ベース５４は、固定設置された昇降モータ５１のモータ軸に直結されたボールネジ５２に螺合されるとともに、ガイド部材５５に摺動自在に取り付けられている。昇降モータ５１がボールネジ５２を回転させると、昇降ベース５４とともに洗浄ノズル６０が昇降する。

ノズル駆動部５０の昇降モータ５１およびスイングモータ５３によって、洗浄ノズル６０はスプラッシュガード３０よりも外方の待避位置とスピンベース１１の上方の洗浄位置との間で移動する。また、洗浄ノズル６０は、スピンベース１１の上方において、スイングモータ５３によって基板Ｗの中心部上方と端縁部上方との間で揺動される。

また、制御部９０は、基板洗浄装置１に設けられた種々の動作機構を制御する。制御部９０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えている。

図２は、洗浄ノズル６０の概略構成を示す図である。また、図３は、洗浄ノズル６０の斜視図である。洗浄ヘッドとしての洗浄ノズル６０は、円筒の筒状体６１に圧電素子（ピエゾ素子）６２を貼設して構成される。洗浄ノズル６０は、樹脂製のホルダー６３を介してノズルアーム５８の先端に取り付けられる。なお、図３ではホルダー６３を省略している。

円筒形状の筒状体６１の内側には中空空間が形成されており、その両端は開口されている。本実施形態においては、筒状体６１は石英によって形成されており、その長手方向長さは５０ｍｍである。なお、筒状体６１はジルコニア（ＺｒＯ_２）等のセラミックスによって形成するようにしても良い。

筒状体６１の壁面には複数（本実施形態では２０個）の吐出孔６４が穿設されている。２０個の吐出孔６４は筒状体６１の長手方向に沿って一列に配列されている。各吐出孔６４は、筒状体６１の側壁を貫通する略円筒形状である。２０個の吐出孔６４の直径は均一であり、７μｍ以上１２μｍ以下の範囲とされている。２０個の吐出孔６４の配列ピッチ（隣接する吐出孔６４間の距離）は１ｍｍである。

また、筒状体６１の壁面のうち複数の吐出孔６４と対向する部位の外壁面には圧電素子６２が貼設されている。圧電素子６２は高周波発生器を有する電源６５と電気的に接続されている。電源６５は、所定周波数の交流電圧を圧電素子６２に印加する。

筒状体６１の内側空間の一端側開口は供給配管７０を介して洗浄液供給源７１と連通接続されている。供給配管７０の経路途中には圧送ポンプ７２およびフィルタ７３が介挿されている。圧送ポンプ７２は洗浄液供給源７１から洗浄ノズル６０に向けて洗浄液（本実施形態では純水）を圧送する。フィルタ７３は、洗浄液供給源７１から送給された洗浄液中に含まれる異物を取り除く。

一方、筒状体６１の内側空間の他端側開口には排出配管７５が連通接続されている。排出配管７５の経路途中にはバルブ７６が介挿されている。筒状体６１の内側空間に供給配管７０から洗浄液を供給しつつバルブ７６を開放すると、排出配管７５から装置外部へと洗浄液が排出される。

次に、上述の構成を有する基板洗浄装置１の処理動作について説明する。以下に説明する処理動作は、制御部９０が所定の洗浄処理用ソフトウェアを実行して基板洗浄装置１の各機構を制御することによって行われるものである。

まず、スプラッシュガード３０が下降してスピンベース１１がスプラッシュガード３０よりも上方に出た状態にて、スピンベース１１に基板Ｗが渡される。続いて、スプラッシュガード３０が上述の排液位置まで上昇するとともに、ノズル駆動部５０が洗浄ノズル６０をスピンベース１１に保持された基板Ｗの上方の洗浄位置まで移動させる。洗浄位置においては、洗浄ノズル６０の複数の吐出孔６４と基板Ｗとの間隔が５ｍｍ以上２５ｍｍ以下とされる。

洗浄ノズル６０には、洗浄処理を行っていないときにも常時連続して圧送ポンプ７２から洗浄液が送給されている。洗浄処理を行っていないときには、バルブ７６が開放されており、筒状体６１の内部に送給された洗浄液はそのまま排出配管７５から装置外部に排出され続けている。すなわち、洗浄ノズル６０がスプラッシュガード３０よりも外方の待避位置にて待機しているとき、および、待避位置から基板Ｗ上方の洗浄位置に移動しているときも洗浄ノズル６０には洗浄液が供給され続けており、その洗浄液は装置外部に排出され続けている。

次に、回転保持部１０によって基板Ｗの回転が開始されるとともに、洗浄ノズル６０から洗浄液の液滴が基板Ｗの上面に向けて吐出される。このときに、処理液ノズル１８から基板Ｗの下面に向けて洗浄液を吐出しても良い。また、ノズル駆動部５０によって洗浄ノズル６０が基板Ｗの中心部上方と端縁部上方との間で揺動されて洗浄処理が進行する。洗浄処理を行うときには、洗浄ノズル６０への洗浄液の送給を行いつつバルブ７６を閉止する。このため、筒状体６１内部における洗浄液の液圧が上昇し、それによって２０個の吐出孔６４から洗浄液が吐出される。本実施形態では、筒状体６１内部の洗浄液の液圧を１０ＭＰａ以下としている。

また、洗浄処理を行うときには、電源６５が所定周波数の交流電圧を圧電素子６２に印加する。これによって、圧電素子６２が膨張収縮を繰り返し、筒状体６１内部の洗浄液に所定周波数の振動が付与される。筒状体６１の内部における洗浄液の液圧を高めるとともに、その洗浄液に振動を与えると、２０個の吐出孔６４から液圧により流出する洗浄液が振動により分散・分断されて洗浄液の液滴が生成されて吐出される。ここで、吐出孔６４から流れ出る液流が分断されて液滴が生成されるのは以下の過程による。筒状体６１内には、洗浄液が一定圧もしくは狭い範囲を有する圧力（D.C.pressure：直流圧）に維持されて供給される。吐出孔６４からは、その圧力によって２０個の吐出孔６４において実質的に同じ排出率で洗浄液が流れ出る。この状態で圧電素子６２に固定された所定周波数の交流電圧を印加すると、発生する振動によって液流が分散・分断されて液滴が形成される。ここでの圧送ポンプ７２による洗浄液の供給圧力と圧電素子６２に印加する交流の周波数は、従来技術に記載したようなコンティニュアスインクジェット装置の通常の操作範囲外になる値である。基板Ｗに付着しているパーティクル等の汚染物質は、洗浄ノズル６０から吐出された液滴の運動エネルギーによって物理的に除去される。

ここで、制御部９０が圧送ポンプ７２を制御して筒状体６１内部の洗浄液の液圧を調整するとともに、電源６５を制御して洗浄液に与える振動を調整することによって、２０個の吐出孔６４から吐出される液滴の吐出条件（パラメータ）を規定することができる。これら以外にも、吐出孔６４の直径や個数も液滴の吐出条件に影響する。

本実施形態においては、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の平均液滴径を１５μｍ以上３０μｍ以下としている。ここで重要なことは、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴径は１５μｍから３０μｍの範囲にわたって広く分布しているのではなく、バラツキが極めて小さい点である。具体的には、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で２μｍ以下に収まる。

図４は、洗浄液の液滴径の分布を示す図である。同図において、本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出された液滴の液滴径分布を実線で示し、従来の二流体ノズルから吐出される液滴の液滴径分布を点線にて示している。従来の二流体ノズルから吐出される液滴の液滴径は広い分布を有しており、液滴径１５μｍから３０μｍの液滴も含んでいるが、その範囲から外れる液滴径の液滴も多量に含んでいる。これと比較して、本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴径の分布は極めて狭く、ほとんどバラツキが無い。

また、本実施形態においては、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の平均液滴速度を２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下としている。液滴径と同様に、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴速度は２０メートル毎秒から６０メートル毎秒の範囲にわたって広く分布しているのではなく、バラツキが極めて小さい。具体的には、液滴速度の分布は３σで５メートル毎秒以下である。

図５は、洗浄液の液滴速度の分布を示す図である。同図においても、本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出された液滴の液滴速度分布を実線で示し、従来の二流体ノズルから吐出される液滴の液滴速度分布を点線にて示している。従来の二流体ノズルから吐出される液滴の液滴速度が非常に広い分布を有しているのに比較して、本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴速度の分布は極めて狭い。

このように、本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴径および液滴速度のバラツキを小さな範囲に収めることができるのは、筒状体６１内部に高圧充填された洗浄液に圧電素子６２から振動を与えて複数の吐出孔６４から吐出することによるものである。すなわち、従来の二流体ノズルにおいては、加圧された気体を液体に衝突させて液滴を生成しているため、液滴が気体との混相流として吐出されることとなって制御が困難となり、液滴の液滴径および液滴速度も分布の広いバラツキが大きなものとなるのである。これに対して、本実施形態の洗浄ノズル６０においては、加圧された液体に振動を与えつつ複数の吐出孔６４から吐出しているため、液滴のみが吐出されることとなり、液滴の液滴径および液滴速度を分布の狭いバラツキの小さなものとすることができるのである。

図６は、吐出される液滴の液滴径と基板Ｗに与えるダメージとの相関を示す図である。同図に示すように、液滴径が３０μｍを超えると基板Ｗにダメージが発生し、液滴径が大きくなるほど与えるダメージも大きくなる。洗浄ノズル６０から吐出される洗浄液の液滴の平均液滴径は１５μｍ以上３０μｍ以下であるため、洗浄処理中に基板Ｗにダメージを与えることが防止される。また、液滴径のバラツキが極めて小さく、３σで２μｍ以下であるため、洗浄に寄与しない無駄な液滴および基板Ｗにダメージを与えるような有害な液滴は皆無である。このため、基板Ｗにダメージを与えることなく洗浄効率を向上させることができる。

また、図７は、吐出される液滴の液滴速度と汚染物質の除去率との相関を示す図である。同図に示すように、吐出される液滴の液滴速度が大きくなるほど汚染物質の除去率も高くなる。本実施形態の洗浄ノズル６０から吐出される洗浄液の液滴の平均液滴速度は２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であるため、必要な除去性能を得ることができる。しかも、液滴速度のバラツキも極めて小さく、３σで５メートル毎秒以下であるため、洗浄に寄与しない無駄な液滴はほとんど存在しない。

また、洗浄ノズル６０には２０個の吐出孔６４を設けている。本実施形態においては、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の総流量を１０ミリリットル毎分以上としている。図８は、吐出される液滴の液滴流量による汚染物質の除去率の相違を示す図である。同図において、点線は１ミリリットル毎分の液滴流量にて洗浄液の液滴を吐出したときの汚染物質の除去率を示し、実線は１０ミリリットル毎分の液滴流量にて洗浄液の液滴を吐出したときの汚染物質の除去率を示している。液滴流量が多い方が洗浄効率が高くなり、１ミリリットル毎分の液滴流量にて洗浄液の液滴を吐出した場合、十分な除去率を得るのに３００秒必要であるが、１０ミリリットル毎分の液滴流量にて液滴を吐出すれば、同じ除去率を３０秒で達成することができる。枚葉式の基板洗浄装置１において、１枚の基板Ｗの洗浄処理に要する時間が３０秒というのは概ね妥当なものである。

以上のように、洗浄処理を行うときには、洗浄ノズル６０から洗浄液の液滴が基板Ｗに向けて吐出される。洗浄ノズル６０から吐出される液滴の平均液滴径は１５μｍ以上３０μｍ以下であり、その分布は３σで２μｍ以下である。また、吐出される液滴の平均液滴速度は２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、その分布は３σで５メートル毎秒以下である。さらに、吐出される液滴の液滴流量は１０ミリリットル毎分以上である。これらの吐出条件を満たしつつ洗浄ノズル６０から洗浄液の液滴を基板Ｗに向けて吐出すれば、基板Ｗにダメージを与えることなく洗浄効率を向上させることができ、十分な汚染物質の除去率を短時間で達成することが可能となる。

また、洗浄処理中は洗浄ノズル６０が基板Ｗの中心部上方と端縁部上方との間で繰り返し揺動されており、基板Ｗの全面について均一に洗浄処理がなされる。なお、回転する基板Ｗから遠心力によって飛散した液体は、排液案内溝３１により排液空間２２に導かれ、排液管２７から排液される。

所定の洗浄処理時間が経過した後、バルブ７６が開放されて洗浄ノズル６０からの液滴吐出が停止され、ノズル駆動部５０によって洗浄ノズル６０が待避位置まで移動される。続いて、基板Ｗの回転数を上昇させて基板Ｗの乾燥処理が実行される。乾燥処理が終了した後、基板Ｗの回転が停止するとともに、スプラッシュガード３０が下降し、処理後の基板Ｗがスピンベース１１から搬出される。これにより、基板洗浄装置１における一連の処理動作が終了する。なお、洗浄および乾燥処理中におけるスプラッシュガード３０の位置は、洗浄液の回収または排液の必要性に応じて適宜変更することが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の基板洗浄装置１では、筒状体６１内部の洗浄液の液圧を１０ＭＰａ以下としたが、液圧はこれに限られるものではない。例えば、吐出孔６４の直径を上記実施形態より小さくすると液圧はより高圧を必要とする。

また、上記実施形態の基板洗浄装置１では、洗浄ノズル６０に洗浄処理を行っていないときにも洗浄液を供給しており、その洗浄液は装置外部に排出しているが、これを循環システムとして構成しても良い。すなわち、バルブ７６の下流側の配管をフィルタを介して洗浄液供給源７１に接続し、洗浄ノズル６０からの洗浄液を洗浄液供給源７１に還流するようにしても良い。

また、上記実施形態の基板洗浄装置１は、基板Ｗとして半導体基板を洗浄するのに好適なものであったが、本発明に係る洗浄技術は他の種類の基板Ｗの洗浄にも適用することができる。他の種類の基板Ｗとしては、液晶表示装置用ガラス基板や皿などのセラミックプレートが挙げられる。

図９は、他の種類を含む基板Ｗの洗浄処理を行う基板洗浄装置を示す図である。基板Ｗは支持台１１１によって保持されている。洗浄ヘッドとしての洗浄ノズル６０は、支持台１１１に保持された基板Ｗに対して相対移動される。図示省略のスライド移動機構によって洗浄ノズル６０を基板Ｗの上方で移動させても良いし、洗浄ノズル６０を固定したまま支持台１１１を駆動させても良い。また、洗浄ノズル６０を手動にて移動させても良い。

洗浄ノズル６０の構成は上記実施形態において説明した図２，３に示すのと同様である。すなわち、洗浄ノズル６０への洗浄液の送給を行いつつバルブ７６を閉止して筒状体６１の内部における洗浄液の液圧を高めるとともに、圧電素子６２によって筒状体６１内部の洗浄液に振動を与えると、２０個の吐出孔６４から洗浄液の液滴が生成されて吐出される。基板Ｗに付着している汚染物質は、洗浄ノズル６０から吐出された液滴によって物理的に除去される。

他の種類を含む基板Ｗを洗浄する場合にも、制御部９０が圧送ポンプ７２を制御して筒状体６１内部の洗浄液の液圧を調整するとともに、電源６５を制御して洗浄液に与える振動を調整することによって、２０個の吐出孔６４から吐出される液滴の吐出条件を規定している。液滴径については、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の平均液滴径を１５μｍ以上２００μｍ以下としている。上記実施形態と同様に、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴径は１５μｍから２００μｍの範囲にわたって広く分布しているのではなく、バラツキが極めて小さい。具体的には、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で平均液滴径の１０％以下に収まる。

図１０は、洗浄液の液滴径の分布を示す図である。分布ＤＡの液滴は平均液滴径が比較的小さく半導体基板の洗浄に好適である。一方、分布ＤＢの液滴は平均液滴径が比較的大きくセラミックプレートの洗浄に好適である。平均液滴径によらず、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴径の分布は３σで平均液滴径の１０％以下と極めて狭く、ほとんどバラツキが無い。よって、洗浄に寄与しない無駄な液滴および基板Ｗにダメージを与えるような有害な液滴は皆無である。このため、基板Ｗにダメージを与えることなく洗浄効率を向上させることができる。もっとも、平均液滴径が大きくなるにしたがって、バラツキが徐々に大きくなり、２００μｍを超えると液滴径の分布を３σで平均液滴径の１０％以下に収めることが困難となる。また、洗浄ノズル６０の製作においても、平均液滴径が２００μｍを超えるとバラツキが抑制できず、実用的でない。

また、液滴速度については、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の平均液滴速度を２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下としている。液滴径と同様に、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴速度は２０メートル毎秒から１００メートル毎秒の範囲にわたって広く分布しているのではなく、バラツキが極めて小さい。具体的には、液滴速度の分布は３σ（σは標準偏差）で平均液滴速度の１０％以下に収まる。なお、洗浄ノズル６０へ供給される洗浄液の液圧は１０ＭＰａ以下に限定されるものではなく、吐出孔６４の直径等の条件によってはより高圧での供給が必要とされる。

図１１は、洗浄液の液滴速度の分布を示す図である。洗浄対象となる基板Ｗの種類によって分布ＤＣのように平均液滴速度が比較的小さな液滴を用いても良いし、分布ＤＤのように平均液滴速度が比較的大きな液滴を用いるようにしても良い。平均液滴速度によらず、洗浄ノズル６０から吐出される液滴の液滴速度の分布は３σで平均液滴速度の１０％以下と極めて狭く、ほとんどバラツキが無い。よって、洗浄に寄与しない無駄な液滴はほとんど存在しない。もっとも、平均液滴速度が大きくなるにしたがって、バラツキが徐々に大きくなり、１００メートル毎秒を超えると液滴速度の分布を３σで平均液滴速度の１０％以下に収めることが困難となる。

また、液滴流量については、２０個の吐出孔６４から基板Ｗに向けて吐出される洗浄液の液滴の総流量を１０ミリリットル毎分以上としている。基板Ｗの種類に応じてこれらの吐出条件を満たしつつ洗浄ノズル６０から洗浄液の液滴を基板Ｗに向けて吐出すれば、洗浄に寄与しない無駄な液滴や基板Ｗにダメージを与えるような有害な液滴は皆無となり、基板Ｗにダメージを与えることなく洗浄効率を向上させることができ、十分な汚染物質の除去率を短時間で達成することが可能となる。

また、上記実施形態においては、円筒形状の洗浄ノズル６０から上記の吐出条件にて洗浄液の液滴を吐出するようにしていたが、洗浄ノズル６０の形態はこれに限定されるものではない。図１２は、洗浄ノズルの他の例を示す図である。

図１２の洗浄ノズル１６０は、四角柱形状の筒状体１６１に圧電素子１６２を貼設して構成される。筒状体１６１は四角柱形状の外形を有しており、その内側には四角柱形状の中空空間が形成されている。筒状体１６１の中空空間の両端は開口されており、上記実施形態と同様に、その一端は供給配管７０に接続されるとともに、他端は排出配管７５に接続される（図２参照）。筒状体１６１は、石英またはジルコニア等のセラミックスによって形成すれば良い。

筒状体１６１の一方の側壁面には複数（例えば２０個）の吐出孔１６４が穿設されている。２０個の吐出孔１６４は筒状体１６１の長手方向に沿って一列に配列されている。複数の吐出孔１６４の大きさおよび配列ピッチは上記実施形態の複数の吐出孔６４と同じである。複数の吐出孔１６４が設けられた側壁面の幅は１０ｍｍである。また、筒状体１６１の他方の側壁（複数の吐出孔１６４が設けられた側壁と対向する側壁）の外壁面には圧電素子１６２が貼設されている。圧電素子１６２は電源６５と電気的に接続されている。電源６５は、所定周波数の交流電圧を圧電素子１６２に印加する。

洗浄ノズル１６０を備えた基板洗浄装置の全体構成および洗浄ノズル１６０周辺の構成は上記実施形態と同じである。洗浄ノズル１６０には洗浄液が継続して供給され続けており、洗浄処理を行うときにはバルブ７６を閉止することによって複数の吐出孔１６４から洗浄液が吐出される。また、洗浄処理を行うときには、圧電素子１６２によって筒状体１６１の内部の洗浄液に振動を付与する。これにより、上記実施形態と同様に、複数の吐出孔１６４から洗浄液の液滴が生成されて吐出される。

また、洗浄ノズルは図１３のようなものであっても良い。図１３の洗浄ノズル２６０は多角柱形状の筒状体２６１を備える。筒状体２６１は多角柱形状の外形を有しており、その内側には多角柱形状の中空空間が形成されている。筒状体２６１の中空空間の両端は開口されており、上記実施形態と同様に、その一端は供給配管７０に接続されるとともに、他端は排出配管７５に接続される（図２参照）。筒状体２６１は、石英またはジルコニア等のセラミックスによって形成すれば良い。

筒状体２６１の一の側壁面には複数（例えば２０個）の吐出孔２６４が一列に穿設されている。複数の吐出孔２６４の大きさおよび配列ピッチは上記実施形態の複数の吐出孔６４と同じである。また、複数の吐出孔２６４が設けられた側壁と対向する側壁の外壁面には圧電素子２６２が貼設されている。圧電素子２６２は電源６５と電気的に接続されている。

洗浄ノズル２６０を備えた基板洗浄装置の全体構成および洗浄ノズル２６０周辺の構成は上記実施形態と同じである。洗浄ノズル２６０には洗浄液が継続して供給され続けており、洗浄処理を行うときにはバルブ７６を閉止することによって複数の吐出孔２６４から洗浄液が吐出される。また、洗浄処理を行うときには、圧電素子２６２によって筒状体２６１の内部の洗浄液に振動を付与する。これにより、上記実施形態と同様に、複数の吐出孔２６４から洗浄液の液滴が生成されて吐出される。

また、洗浄ノズルは図１４のようなものであっても良い。図１４（ａ）は洗浄ノズル３６０の縦断面図であり、図１４（ｂ）は洗浄ノズル３６０の横断面図である。図１４の洗浄ノズル３６０は直方体形状の筒状体３６１を備える。筒状体３６１の内側空間は複数の仕切板３６５によって複数の区画に区分けされている。なお、仕切板３６５は複数の区画を完全に仕切るものではなく、複数の区画は相互に連通している。

筒状体３６１には、導入口３６６および排出口３６７が形成されている。導入口３６６および排出口３６７は筒状体３６１の内部空間に連通している。導入口３６６は供給配管７０に接続されるとともに、排出口３６７は排出配管７５に接続される。筒状体３６１も石英またはジルコニア等のセラミックスによって形成すれば良い。

複数の仕切板３６５によって区分けされた複数の区画のそれぞれには吐出孔３６４が穿設されている。洗浄ノズル３６０においても、複数の吐出孔３６４は一列に穿設されており、各吐出孔３６４の大きさおよび配列ピッチは上記実施形態の複数の吐出孔６４と同じである。また、筒状体３６１の両側壁の外面には圧電素子３６２が貼設されている。圧電素子３６２は電源６５と電気的に接続されている。

洗浄ノズル３６０を備えた基板洗浄装置の全体構成および洗浄ノズル３６０周辺の構成は上記実施形態と同じである。洗浄ノズル３６０には洗浄液が継続して供給され続けており、洗浄処理を行うときにはバルブ７６を閉止することによって複数の吐出孔３６４から洗浄液が吐出される。また、洗浄処理を行うときには、圧電素子３６２によって筒状体３６１の内部の洗浄液に振動を付与する。これにより、上記実施形態と同様に、複数の吐出孔３６４から洗浄液の液滴が生成されて吐出される。

図１２に示す洗浄ノズル１６０、図１３に示す洗浄ノズル２６０または図１４に示す洗浄ノズル３６０を使用して洗浄液の液滴を基板Ｗに向けて吐出する場合であっても、液滴の吐出条件は上記と同様である。上記の吐出条件を満たしつつ洗浄液の液滴を基板Ｗに向けて吐出すれば、上記実施形態と同様に、洗浄に寄与しない無駄な液滴や基板Ｗにダメージを与えるような有害な液滴は皆無となり、基板Ｗにダメージを与えることなく洗浄効率を向上させることができ、十分な汚染物質の除去率を短時間で達成することが可能となる。

また、上記の吐出条件にて洗浄液の液滴を吐出できる洗浄ノズルであれば、図２，図３，図１２〜図１４に示した以外の形態の洗浄ノズルを用いて洗浄液の液滴を基板Ｗに向けて吐出するようにしても良い。

また、洗浄液は純水に限定されるものではなく、洗浄用の薬液の水溶液であっても良い。

また、基板洗浄装置１の全体構成は、図１の形態に限定されるものではなく、例えば、洗浄処理後の基板Ｗに窒素ガスを噴出して乾燥させるガスノズルを設けるようにしても良い。

１基板洗浄装置
１０回転保持部
１１スピンベース
２０処理カップ
３０スプラッシュガード
５０ノズル駆動部
６０，１６０，２６０，３６０洗浄ノズル
６１，１６１，２６１，３６１筒状体
６２，１６２，２６２，３６２圧電素子
６４，１６４，２６４，３６４吐出孔
６５電源
７０供給配管
７５排出配管
７６バルブ
９０制御部
１１１支持台
Ｗ基板

Claims

基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄装置であって、
基板から所定の間隔を隔てて基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルと、
前記洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断する液滴生成手段と、
を備え、
前記液滴生成手段により、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴径の１０％以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１記載の基板洗浄装置において、
前記液滴生成手段により、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴速度の１０％以下に収まっている液滴のみを基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１または請求項２記載の基板洗浄装置において、
前記複数の吐出孔から前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
基板を回転する回転手段と、
前記洗浄ノズルを前記基板の上方にて揺動する揺動手段と、
を備え、
前記回転手段によって回転する基板の上方にて前記洗浄ノズルを揺動させつつ、前記洗浄液の液滴を前記洗浄ノズルから回転する基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項４記載の基板洗浄装置において、
前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、前記回転手段が基板の回転数を上昇させて当該基板の乾燥処理を行うことを特徴とする基板洗浄装置。
半導体基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄装置であって、
半導体基板から所定の間隔を隔てて半導体基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルと、
前記洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断する液滴生成手段と、
を備え、
前記液滴生成手段により、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上３０μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で２μｍ以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項６記載の基板洗浄装置において、
前記液滴生成手段により、平均液滴速度が２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で５メートル毎秒以下に収まっている液滴のみを半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項６または請求項７記載の基板洗浄装置において、
前記複数の吐出孔から前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項６から請求項８のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
半導体基板を回転する回転手段と、
前記洗浄ノズルを前記半導体基板の上方にて揺動する揺動手段と、
を備え、
前記回転手段によって回転する半導体基板の上方にて前記洗浄ノズルを揺動させつつ、前記洗浄液の液滴を前記洗浄ノズルから回転する半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄装置。
請求項９記載の基板洗浄装置において、
前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、前記回転手段が半導体基板の回転数を上昇させて当該半導体基板の乾燥処理を行うことを特徴とする基板洗浄装置。
基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄方法であって、
基板から所定の間隔を隔てて基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断することにより、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上２００μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴径の１０％以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１１記載の基板洗浄方法において、
平均液滴速度が２０メートル毎秒以上１００メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で前記平均液滴速度の１０％以下に収まっている液滴のみを基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１１または請求項１２記載の基板洗浄方法において、
前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の基板洗浄方法において、
基板を回転しつつ前記洗浄ノズルを当該基板の上方にて揺動し、前記洗浄液の液滴を回転する基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１４記載の基板洗浄方法において、
前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、基板の回転数を上昇させて当該基板の乾燥処理を行うことを特徴とする基板洗浄方法。
半導体基板に洗浄液の液滴を吐出して洗浄する基板洗浄方法であって、
半導体基板から所定の間隔を隔てて半導体基板に対向する位置に配置され、内側に中空空間が形成された石英の筒状体の壁面に複数の吐出孔を穿設した洗浄ノズルに常時連続して洗浄液を送給しつつ、洗浄処理を行うときには前記筒状体の内部における洗浄液の液圧を上昇させることによって前記複数の吐出孔のそれぞれから洗浄液を流出させ、固定された所定周波数の交流電圧により発生した振動によって前記複数の吐出孔のそれぞれから流れ出る洗浄液の液流を分断することにより、洗浄処理中には、前記複数の吐出孔のそれぞれにて平均液滴径が１５μｍ以上３０μｍ以下であり、液滴径の分布が３σ（σは標準偏差）で２μｍ以下に収まっている洗浄液の液滴のみを生成して所定の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１６記載の基板洗浄方法において、
平均液滴速度が２０メートル毎秒以上６０メートル毎秒以下であり、液滴速度の分布が３σ（σは標準偏差）で５メートル毎秒以下に収まっている液滴のみを半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１６または請求項１７記載の基板洗浄方法において、
前記液滴を１０ミリリットル毎分以上の液滴流量にて半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１６から請求項１８のいずれかに記載の基板洗浄方法において、
半導体基板を回転しつつ前記洗浄ノズルを当該半導体基板の上方にて揺動し、前記洗浄液の液滴を回転する半導体基板に向けて吐出することを特徴とする基板洗浄方法。
請求項１９記載の基板洗浄方法において、
前記洗浄ノズルからの液滴吐出を停止した後、半導体基板の回転数を上昇させて当該半導体基板の乾燥処理を行うことを特徴とする基板洗浄方法。