特開 2022-148138 基板分析用ノズル、物質回収装置、物質回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022148138

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】基板分析用ノズル、物質回収装置、物質回収方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/28 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01N1/28 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021049705

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】315002243

【氏名又は名称】ユナイテッド・セミコンダクター・ジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002918

【氏名又は名称】特許業務法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中津 正人

【テーマコード（参考）】

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G052AA13

2G052AB26

2G052AC28

2G052AD06

2G052AD32

2G052AD46

2G052CA22

2G052CA24

2G052FD10

2G052JA01

(57)【要約】

【課題】物質回収装置の規模を縮小する。
【解決手段】基板の表面に付着した分析対象の物質を回収液により回収する基板分析用ノズル１０が提供される。基板分析用ノズル１０は、管の先端の先端部に開口１１ａが設けられた回収部１１と、回収部１１の周囲に設けられた側面部１２ａと、側面部１２ａと回収部１１の側面部１１ｂとの間に、側面部１１ｂ，１２ａのそれぞれに当接されているとともに開口１１ａよりも孔の開口面積径が小さい複数の開口が設けられた底部１２ｂと、を有し、少なくとも底部１２ｂが疎水性をもつ周囲部１２と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に付着した分析対象の物質を回収液により回収する基板分析用ノズルにおいて、
管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、
前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、
を有する基板分析用ノズル。

【請求項2】

前記底部は、前記複数の第２の開口が形成された平面状の疎水性部材により形成されている、請求項１に記載の基板分析用ノズル。

【請求項3】

前記疎水性部材は、網状の部材である、請求項２に記載の基板分析用ノズル。

【請求項4】

前記底部を覆うように配置された蓋部材を、さらに有する請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板分析用ノズル。

【請求項5】

前記周囲部を加熱する加熱体を、さらに有する請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板分析用ノズル。

【請求項6】

前記周囲部の前記第１の側面部から突出し前記底部に対して傾斜するように前記第１の側面部に当接された平板による底面部と、前記底面部と前記第１の側面部とに当接された第３の側面部と、を含む突出部を、さらに有する請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板分析用ノズル。

【請求項7】

前記先端部は、円筒形状、逆円錐の先端が除去された形状、または上部が円筒形状で下部が逆円錐の先端が除去された形状である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の基板分析用ノズル。

【請求項8】

前記周囲部は、前記底部において液体を保持する請求項１乃至７の何れか一項に記載の基板分析用ノズル。

【請求項9】

前記複数の第２の開口の開口面積は、前記底部に導入される前記液体を前記複数の第２の開口から下方に流出させずに前記底部において保持可能な大きさである、請求項８に記載の基板分析用ノズル。

【請求項10】

前記液体は、前記基板の表面上に形成された膜を除去する蒸気を発生させる薬液である請求項８または９に記載の基板分析用ノズル。

【請求項11】

前記薬液は、前記膜が酸化膜または窒化膜の場合、フッ化水素酸であり、前記膜がシリコン系膜の場合、フッ化水素酸と硝酸の混合液であり、前記膜が金属膜または金属酸化膜の場合、塩酸または硝酸であり、前記膜が両性金属膜または両性金属酸化膜の場合、アルカリ溶液である、請求項１０に記載の基板分析用ノズル。

【請求項12】

基板の表面に付着した分析対象の物質を回収液により回収する基板分析用ノズルであって、管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、を含む前記基板分析用ノズルと、
前記基板分析用ノズルを保持するアームと、
前記アームを駆動することで前記基板分析用ノズルを、前記基板上で走査させる駆動装置と、
を有する物質回収装置。

【請求項13】

管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、を含む基板分析用ノズルが、
前記周囲部に導入される液体から生じる蒸気によって基板の表面上に形成された膜を除去し、
前記基板の表面に付着した分析対象の物質を、前記第１の開口を介して前記基板に接触する回収液により回収する、
物質回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に付着した分析対象の物質を回収する基板分析用ノズル、物質回収装置及び物質回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造時において、シリコンウェハなどの基板が金属や有機物など物質が付着することにより汚染されると、デバイス特性に影響が生じる可能性がある。そのため、汚染源となるこれらの物質を回収し、汚染の程度などを分析することが行われる。

【0003】

汚染源を回収するために、基板上に液体を滴下し汚染源をその液体に移動させるノズルが知られている。なお、基板に滴下した液体が広がってしまうと、液体の回収が困難となるため、前もって基板表面に形成されている親水性を有する酸化膜などの除去が行われる。

【0004】

従来、２重管構造のノズルを用いて、酸化膜などを除去するためのガスを外管から基板に吹き付けながら、内管により保持した液体により基板表面の汚染源を回収する技術があった（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１－２３２１８２号公報

【特許文献2】特開平１０－１００１８号公報

【特許文献3】特開２０１６－５７２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の２重管構造のノズルを用いた技術では、ノズルの外部に気化装置が必要となり、物質回収装置の規模が大きくなってしまう問題がある。
１つの側面では、本発明は、物質回収装置の規模を縮小可能な基板分析用ノズル、物質回収装置及び物質回収方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

１つの実施態様では、基板の表面に付着した分析対象の物質を回収液により回収する基板分析用ノズルにおいて、管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、を有する基板分析用ノズルが提供される。

【0008】

また、１つの実施態様では、基板の表面に付着した分析対象の物質を回収液により回収する基板分析用ノズルであって、管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、を含む前記基板分析用ノズルと、前記基板分析用ノズルを保持するアームと、前記アームを駆動することで前記基板分析用ノズルを、前記基板上で走査させる駆動装置と、を有する物質回収装置が提供される。

【0009】

また、１つの実施態様では、管の先端の先端部に第１の開口が設けられた回収部と、前記回収部の周囲に設けられた第１の側面部と、前記第１の側面部と前記回収部の第２の側面部との間に、前記第１の側面部と前記第２の側面部のそれぞれに当接されているとともに前記第１の開口よりも孔の開口面積が小さい複数の第２の開口が設けられた底部と、を有し、少なくとも前記底部が疎水性をもつ周囲部と、を含む基板分析用ノズルが、前記周囲部に導入される液体から生じる蒸気によって基板の表面上に形成された膜を除去し、前記基板の表面に付着した分析対象の物質を、前記第１の開口を介して前記基板に接触する回収液により回収する、物質回収方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

１つの側面では、本発明は、物質回収装置の規模を縮小できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態の基板分析用ノズルの一例を示す上面図である。

【図2】本実施の形態の基板分析用ノズルの一例を示す斜視図である。

【図3】基板分析用ノズルの製造例を説明する斜視図である。

【図4】蓋部材及び加熱体の一例を示す平面図である。

【図5】蓋部材及び加熱体を含む基板分析用ノズルに回収液及びＶＰＤ液を供給した例を示す図である。

【図6】物質回収方法及び物質回収装置の一例を示す図である。

【図7】物質回収時における基板分析用ノズルと基板と基板保持部の側面図である。

【図8】液体保持部の底部として採用する疎水性部材についての実験例を示す図である。

【図9】パンチングシート上のフッ酸による熱酸化膜のエッチング実験を示す図である。

【図10】熱酸化膜のエッチング実験の結果を示す図である。

【図11】液体保持部の底部の面積とエッチング時間との関係を示す図である。

【図12】ウェハ膜種に応じた薬液種類の例を示す図である。

【図13】膜の分解以外の処理とその処理に用いられる薬液種類の例を示す図である。

【図14】回収部の第１の変形例を示す図である。

【図15】回収部の第２の変形例を示す図である。

【図16】液体保持部の底部の変形例を示す図である。

【図17】基板分析用ノズルの変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態の基板分析用ノズルの一例を示す上面図である。また、図２は、本実施の形態の基板分析用ノズルの一例を示す斜視図である。

【0013】

基板分析用ノズル１０は、半導体装置の製造時において、シリコンウェハなどの基板の表面に付着した分析対象の物質（たとえば、基板の汚染源となる金属や有機物など）を回収液により回収するノズルである。

【0014】

本実施の形態の基板分析用ノズル１０は、図１及び図２に示されているように、回収部１１、周囲部１２、突出部１３を有する。
回収部１１は、管状であり、管の先端部に開口１１ａが設けられている。先端部の形状は、図１、図２の例では円筒形状であるが、これに限定されるものではない（後述の図１４、図１５参照）。また、図１の例では、回収部１１の外形は、平面視で円形となっているがこれに限定されるものではなく、楕円形であってもよいし、四角形などであってもよい。

【0015】

物質回収時には、管の上方の開口から回収液が導入され、管の下方の先端部の開口１１ａを介して回収液が基板表面に接触する。
たとえば、回収液は、回収される物質にＳｉ（シリコン）が含まれる場合、フッ化水素酸（以下、フッ酸と呼ぶ）と過酸化水素水の混合液が用いられる。フッ酸の濃度は濃くてもよいが、物質の回収後の回収液が導入される分析装置の劣化を防ぐため、ある程度薄くすることが望ましい。フッ酸の濃度は、おおむね１～３％が望ましい。

【0016】

過酸化水素水を用いる理由は以下の通りである。物質を回収する際に、基板の表面を酸化しない場合、金属不純物が十分回収されないため、酸化性液体を加えることが望ましい。酸化性液体として、中性であり、また、不純物が少ないものを入手しやすい過酸化水素水が用いられる。過酸化水素の濃度は、おおむね２～４％が望ましい。

【0017】

一方、回収液に含まれる金属不純物量は、実施される分析の内容に応じたものとすることが望ましい。たとえば、微量分析が行われる場合、回収液に含まれる各金属が１０ｐｐｔ程度より少ないことが望ましい。

【0018】

周囲部１２は、回収部１１の周囲に設けられた側面部１２ａ（周囲部１２の外壁）と、側面部１２ａと回収部１１の側面部１１ｂ（回収部１１の外壁）との間に、側面部１１ｂ，１２ａのそれぞれに当接されている底部１２ｂを有する。

【0019】

底部１２ｂには、開口１１ａよりも孔の開口面積が小さい複数の開口が設けられている。また、周囲部１２において、少なくとも底部１２ｂは疎水性をもつ。
底部１２ｂが疎水性を有していることで、底部１２ｂに比較的大きい開口面積の複数の開口が設けられていても、側面部１１ｂ，１２ａの間の底部１２ｂの上に液体を導入したときに、液体が複数の開口から下方に流出せず、液体の表面張力により保持される。

【0020】

底部１２ｂに設けられた複数の開口の開口面積は、底部１２ｂに導入される液体を複数の第２の開口から下方に流出させずに底部１２ｂにおいて保持可能な大きさである。液体を保持可能な複数の開口の開口面積は、使用される液体の種類、使用時の気圧、底部１２ｂの形状などに応じて、事前の実験などによって決定される（後述の実験例（図８、図９）参照）。

【0021】

なお、底部１２ｂの複数の開口のそれぞれの形状は、円形に限られず、ダイヤ、正方形、長方形、五角形を含む多角形などであってもよい。
底部１２ｂは、たとえば、複数の開口が形成された平面状の疎水性部材により形成されている。平面状の疎水性部材の一例として、網状のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）がある。

【0022】

なお、底部１２ｂは平面状に限定されず、凹凸があってもよく（たとえば、後述の図１６参照）、液体を保持可能な構成になっていればよい。
また、図１の例では、周囲部１２の外形は、平面視で円形となっているがこれに限定されるものではなく、楕円形であってもよいし、四角形などであってもよい。

【0023】

上記のように、周囲部１２は液体を保持する機能を有しているため、以下、液体保持部１２と呼ぶことにする。
液体保持部１２が保持する液体は、気相分解により、基板表面に形成されている親水性を有する膜を除去する蒸気（エッチングガス）を発生させる薬液（以下ＶＰＤ（Vapor Phase Decomposition）液という）である。たとえば、基板表面に酸化膜が形成されている場合、ＶＰＤ液として、フッ酸が用いられる。

【0024】

フッ酸は、ある程度濃くないと膜を除去するエッチング時間が遅くなるため、２０％より濃い濃度であることが望ましい。濃度が５０％のフッ酸は入手しやすいが、これより濃い濃度のものを用いてもよい。

【0025】

また、ＶＰＤ液は、直接、基板には接触しないため、回収液に比べて、金属不純物が多く含まれていてもよい。
突出部１３は、液体保持部１２の側面部１２ａから突出し底部１２ｂに対して傾斜するように側面部１２ａに当接された平板による底面部１３ａと、底面部１３ａと側面部１２ａに当接された側面部１３ｂと、を含む。このような突出部１３は、ＶＰＤ液を液体保持部１２の底部１２ｂに注ぎ込むために用いられる。そのため、以下では、突出部１３を注ぎ口１３と呼ぶことにする。

【0026】

液体保持部１２に保持されるＶＰＤ液は、このような注ぎ口１３を設けずに、底部１２ｂに対して上方から直接導入されるようにしてもよい。しかし、上記のような注ぎ口１３を設けることで、ＶＰＤ液の導入時に液はねなどによって液体保持部１２からＶＰＤ液がこぼれ出すことを防止できる。

【0027】

底面部１３ａの傾斜の角度は、急すぎると液体保持部１２の底部１２ｂに液体が注ぎ込まれる際に液はねが生じ、液体保持部１２からこぼれ出す可能性があるため、これを考慮して適宜決定される。

【0028】

なお、図１と図２の例では、側面部１２ａの一部にコの字型の切り欠きが形成されており、注ぎ口１３に対して開放状態となっているが、このような形態に限定されるわけではない（たとえば、後述の図１７参照）。

【0029】

上記のような基板分析用ノズル１０は、たとえば、以下のように製造可能である。
図３は、基板分析用ノズルの製造例を説明する斜視図である。
たとえば、図３に示すように、回収部１１、液体保持部１２の側面部１２ａ、底部１２ｂとなる疎水性部材１２ｂ１、注ぎ口１３が、それぞれ別々に作製された後に、溶着により一体化される。

【0030】

液体保持部１２の底部１２ｂとなる疎水性部材１２ｂ１の外径は、液体保持部１２の側面部１２ａの内径よりも広く作製されており（たとえば、側面部１２ａの外径と同程度）、疎水性部材１２ｂ１の上に側面部１２ａが溶着される。

【0031】

また、疎水性部材１２ｂ１の中央部には、孔径が、回収部１１の側面部１１ｂの外径よりも狭く、開口１１ａの孔径以上の開口１２ｂ２が作製されている。そして、疎水性部材１２ｂ１の上に、開口１１ａと開口１２ｂ２の中心をあわせるように、回収部１１が溶着される。

【0032】

また、注ぎ口１３は、側面部１２ａのコの字型の切り欠き部分に溶着される。
上記のように、回収部１１、液体保持部１２、注ぎ口１３のそれぞれが溶着される場合、回収部１１、液体保持部１２及び注ぎ口１３は同じ材質であることが望ましい。

【0033】

液体保持部１２に保持されるＶＰＤ液がフッ酸である場合、回収部１１、液体保持部１２、注ぎ口１３の材質として、フッ酸に対して安定な材料であるフッ素系樹脂を用いることができる。特に限定されるわけではないが、フッ素系樹脂として、疎水性が高く、変形しにくいＰＴＦＥを用いることが望ましい。

【0034】

なお、基板分析用ノズル１０の製造方法は、上記の例に限定されない。１つの疎水性部材から加工して、基板分析用ノズル１０の全てまたは一部が作製されるようにしてもよい。

【0035】

なお、基板分析用ノズル１０は、以下のような蓋部材や加熱体を有していてもよい。
図４は、蓋部材及び加熱体の一例を示す平面図である。また、図５は、蓋部材及び加熱体を含む基板分析用ノズルに回収液及びＶＰＤ液を供給した例を示す図である。

【0036】

蓋部材１５は、図４のように中央部に開口１５ａを有している。このような開口１５ａはなくてもよいが、開口１５ａを設けることで、図５のように蓋部材１５を付けたまま回収部１１に対して回収液２０の導入及び回収が可能である。

【0037】

また、ＶＰＤ液２１の注ぎ口１３からの供給も蓋部材１５を付けたまま可能である。図５の例では、ＶＰＤ液２１が、容器２２から注ぎ口１３を介して液体保持部１２の底部１２ｂに注がれている。

【0038】

また、図５のように、蓋部材１５は、液体保持部１２の底部１２ｂを覆うように配置されている。これにより、液体保持部１２に保持されているＶＰＤ液２１が気化することにより発生した蒸気が、基板分析用ノズル１０の上方に抜けていくことを抑制できる。

【0039】

さらに、図４及び図５のように加熱体（たとえば、ヒータ）１５ｂは、たとえば、蓋部材１５に組み込まれている。加熱体１５ｂにより、液体保持部１２を加熱することで、液体保持部１２に保持されているＶＰＤ液２１の気化を促進させることができる。

【0040】

次に、上記のような基板分析用ノズル１０を用いた物質回収方法の例を説明する。
図６は、物質回収方法及び物質回収装置の一例を示す図である。また、図７は、物質回収時における基板分析用ノズルと基板と基板保持部の側面図である。

【0041】

図６に示すように、物質回収装置３０は、基板分析用ノズル１０と、基板分析用ノズル１０を保持するアーム３２と、アーム３２を駆動することで基板分析用ノズル１０を基板３５上で走査させる駆動装置３１を有する。アーム３２の先端は、基板分析用ノズル１０の液体保持部１２の側面部１２ａの形状に応じて、基板分析用ノズル１０を保持できるような構成となっている。

【0042】

基板分析用ノズル１０は、図７に示すように、基板３５の表面に対して所定の距離（ｄ）だけ離れた位置で、基板３５上で走査される。ｄは、たとえば、０．１～３ｍｍ程度である。また、図７に示すように、基板３５は、基板保持部３６上に搭載される。基板保持部３６は、回転可能であり、物質回収時には基板３５を回転させる。

【0043】

上記のような構成において、たとえば以下のような手順で物質回収が行われる。
まず、前述の図５に示したように、容器２２から注ぎ口１３を介して、ＶＰＤ液２１が液体保持部１２の底部１２ｂに導入される。

【0044】

その後、駆動装置３１は、アーム３２を駆動することで基板分析用ノズル１０を基板３５の中央部に移動させる。
液体保持部１２に保持されたＶＰＤ液２１が気化することで、図７に示すように蒸気４０（エッチングガス）が発生し、基板３５の表面に形成されている図示しない膜が除去される。

【0045】

そして、図５に示したように、回収部１１の管の上方の開口から回収液２０が導入され、管の下方の先端部の開口１１ａを介して回収液２０が基板３５の表面に接触する。これにより、基板３５の表面に付着した物質の回収が開始される。

【0046】

基板保持部３６は基板３５を回転させ、駆動装置３１は、アーム３２を駆動して基板分析用ノズル１０を基板３５の中央部から周辺部に走査させる。これにより、膜の除去とともに物質の回収が同時に連続的に行われる。

【0047】

基板分析用ノズル１０が基板３５の端部に達したとき、駆動装置３１はアーム３２の駆動を停止する。
その後、回収液２０が、回収部１１から、たとえば、シリンジポンプなどにより採取され、分析装置にかけられる。

【0048】

上記のように、基板分析用ノズル１０は、液体保持部１２の底部１２ｂにおいて、ＶＰＤ液２１を保持でき、保持されたＶＰＤ液２１が気化することにより発生する蒸気４０が底部１２ｂの複数の開口から下方に抜けて、基板３５の表面の膜を除去する。このため、基板分析用ノズル１０の外部に、エッチングガスを発生させるための気化装置を設けなくてもよくなり、物質回収装置３０の規模を縮小できる。気化装置を設けた場合、配管などによって規模が大きくなってしまうためである。また、気化装置を設けなくてもよくなるため、コストが削減される。

【0049】

さらに、従来のように、２重管構造のノズルを用いた場合、内管と外管の間に狭所空間が生じるためメンテナンスが容易ではないが、本実施の形態の基板分析用ノズル１０では、底部１２ｂの面積を比較的広く作製することで、メンテナンスも容易となる。なお、底部１２ｂの面積を広くすることで、基板３５の表面の膜の除去にかかる時間を短縮することができる。

【0050】

（実験例）
図８は、液体保持部の底部として採用する疎水性部材についての実験例を示す図である。

【0051】

図８では、厚みが０．５ｍｍで、孔径が０．７５ｍｍの複数の開口（たとえば、開口５０ａ）が孔ピッチ＝１．０ｍｍで形成されているＰＴＦＥ製のパンチングシート５０の上に、濃度５０％、０．４ｍｌのフッ酸５１を滴下した例が示されている。この場合、ＰＴＦＥが有する疎水性により、フッ酸５１はパンチングシート５０の下方には落ちなかった。

【0052】

図９は、パンチングシート上のフッ酸による熱酸化膜のエッチング実験を示す図である。
図９では、シリコンウェハ上に形成された膜厚１００ｎｍの熱酸化膜５２の上に太さ２ｍｍのＯリング５３（図１０参照）が配置され、Ｏリング５３上に上記のフッ酸５１が滴下されたパンチングシート５０が載せられている。

【0053】

図１０は、熱酸化膜のエッチング実験の結果を示す図である。
図１０には、図９の状態で１２秒経過後、Ｏリング５３上からパンチングシート５０を取り除いたときの様子が示されている。エッチング部分５４において、熱酸化膜５２が除去され、シリコンウェハが露出していることが確認された。

【0054】

以上の結果から、上記のようなパンチングシート５０を、液体保持部１２の底部１２ｂとして用いることができることがわかった。
（処理速度について）
物質回収を速く行うためには、基板分析用ノズル１０の基板３５上での走査速度は速い方がよい。しかしながら、走査速度が速すぎると、回収液が回収部１１の先端部の開口１１ａから外れてしまう。そのため、走査速度は３ｃｍ／秒程度であることが好ましい。

【0055】

開口１１ａの孔径を１ｃｍとした場合、回収速度は、３ｃｍ^２／秒となる。直径３０ｃｍの基板３５の面積は７０６．５ｃｍ^２であるため、物質回収にかかる時間は約３．９分である。

【0056】

物質回収に上記の時間を要するため、基板３５の表面全体のエッチングが完了する時間であるエッチング時間は、上記の時間よりも短くしなくてもよい。
図９、図１０に示した実験では、厚さが１００ｎｍの熱酸化膜５２から２．５ｍｍ（Ｏリング５３の太さ（＝２ｍｍ）＋パンチングシート５０の厚み（＝０．５ｍｍ））上方に離れた位置にフッ酸５１がある場合、１２秒でエッチングが完了した。このため、液体保持部１２の底部１２ｂとして、上記のパンチングシート５０を用い、基板３５と底部１２ｂとの距離（図７のｄ）を２ｍｍとした場合、底部１２ｂの面積とエッチング時間との関係は以下のようになる。

【0057】

図１１は、液体保持部の底部の面積とエッチング時間との関係を示す図である。なお、図１１において、Ｄは底部１２ｂの直径である。液体保持部１２の側面部１２ａの直径は、（Ｄ＋０．４）ｃｍである。また、回収部１１の側面部１１ｂの直径は１．４ｃｍ、開口１１ａの直径は１ｃｍである。

【0058】

図１１に示されているように、エッチング時間は、Ｄ＝７ｃｍのときは物質回収にかかる時間（約３．９分）とほぼ同じである。このため、底部１２ｂの直径は、Ｄ＝７ｃｍ程度とすればよい。

【0059】

なお、図１１には、基板３５上に形成される自然酸化膜（厚みは１ｎｍ程度）をエッチングする場合の、液体保持部１２の底部の面積とエッチング時間との関係についても示されている。図１１に示すように、基板３５上に形成される自然酸化膜を除去する場合、Ｄ＝３ｃｍの場合、４．３分、Ｄ＝４ｃｍの場合、２．１分となるため、物質回収にかかる上記の時間を考慮すると、Ｄ＝３ｃｍ以上とすればよい。

【0060】

ところで、上記の説明では、基板３５上に形成される酸化膜を分解（除去）するために、ＶＰＤ液２１として、フッ酸を用いる例を説明したが、膜の種類（ウェハ膜種）によって異なる薬液種類のＶＰＤ液２１が用いられる。

【0061】

図１２は、ウェハ膜種に応じた薬液種類の例を示す図である。
フッ酸は、ウェハ膜種が酸化膜だけではなく、窒化膜を分解する場合にも用いられる。ポリシリコン、エピシリコンなどのシリコン系膜を分解する場合、フッ酸と硝酸の混合液が用いられる。金属膜や金属酸化膜を分解する場合、塩酸または硝酸が用いられる。

【0062】

両性金属膜や両性金属酸化膜を分解する場合、アルカリ溶液が用いられる。また液体保持部１２は、膜の分解以外の用途にも用いることができる。
図１３は、膜の分解以外の処理とその処理に用いられる薬液種類の例を示す図である。

【0063】

基板３５の表面の乾燥には、ＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）が用いられる。基板３５の表面の加湿には、純水が用いられる。基板３５の表面への有機溶剤の塗布には、有機溶剤が用いられる。

【0064】

ただし、ＩＰＡや有機溶剤は純水やフッ酸などと比べて表面張力が小さい。そのため、液体保持部１２に保持させる液体としてＩＰＡや有機溶剤についても用いられる場合、液体保持部１２の底部１２ｂの開口の孔径を、フッ酸や純水を用いる場合よりも小さくすることが望ましい。

【0065】

（変形例）
前述のように、回収部１１は、図１、図２のような円筒形状に限定されない。たとえば、以下のような形状であってもよい。

【0066】

図１４は、回収部の第１の変形例を示す図である。
図１４に示されている回収部６０の先端部は、逆円錐の先端が除去された形状となっている。除去された先端に形成されている開口６０ａが、図１、図２に示した回収部１１の開口１１ａに対応している。

【0067】

図１５は、回収部の第２の変形例を示す図である。
図１５に示されている回収部６１の先端部は、上部が円筒形状で下部が逆円錐の先端が除去された形状となっている。除去された先端に形成されている開口６１ａが、図１、図２に示した回収部１１の開口１１ａに対応している。

【0068】

液体保持部１２の底部１２ｂは、前述のパンチングシートなどの平面状に限定されず、たとえば、以下のような形状であってもよい。
図１６は、液体保持部の底部の変形例を示す図である。

【0069】

図１６に示されている底部７０には、平面部分から上方に突出している複数の突出部（たとえば、突出部７１）が設けられている。各突出部には開口（たとえば、開口７１ａ）が設けられている。図１６の例では、開口の径は、上方から下方にいくほど大きくなっている。

【0070】

なお、上記のような複数の突出部は、平面部分の下方に突出するように設けられていてもよい。開口の径の大きさなどの条件によりＶＰＤ液を保持することが可能であれば、そのような構成であってもよい。

【0071】

また、図１と図２の例では、液体保持部１２の側面部１２ａには、注ぎ口１３との当接部分にコの字型の切り欠きが形成されていたが、以下のような構成であってもよい。
図１７は、基板分析用ノズルの変形例を示す図である。図１７において、図１や図２に示した要素と同じ要素については同じ符号が付されている。

【0072】

基板分析用ノズル８０において、液体保持部８１の側面部８１ａには、注ぎ口１３との当接部分に、複数の開口を有する開口部８１ａ１が設けられている。
このような、開口部８１ａ１を設けることで、ＶＰＤ液が急激に底部１２ｂに流れ込むことが抑制され、液はねを防止できる。

【0073】

以上、実施の形態に基づき、本発明の基板分析用ノズル、物質回収装置及び物質回収方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0074】

１０ 基板分析用ノズル
１１ 回収部
１１ａ 開口
１１ｂ，１２ａ，１３ｂ 側面部
１２ 周囲部（液体保持部）
１２ｂ 底部
１３ 突出部（注ぎ口）
１３ａ 底面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】