JP2000303093A - ガス溶解洗浄水の評価装置 - Google Patents

ガス溶解洗浄水の評価装置

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JP2000303093A JP11110882A JP11088299A JP2000303093A JP 2000303093 A JP2000303093 A JP 2000303093A JP 11110882 A JP11110882 A JP 11110882A JP 11088299 A JP11088299 A JP 11088299A JP 2000303093 A JP2000303093 A JP 2000303093A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子材料などのウェット洗浄工程で用いられ
る、特定のガスを溶解させた機能性洗浄水の水質を、洗
浄効果と直接関連する特性について簡便かつ正確に評価
し、管理することができるガス溶解洗浄水の評価装置を
提供する。 【解決手段】ガスを溶解した洗浄水を送給する主配管か
らモニタリング配管を分岐し、モニタリング配管に、超
音波照射部と微粒子モニターを順次配置してなることを
特徴とするガス溶解洗浄水の評価装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス溶解洗浄水の
評価装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、電子材
料などのウェット洗浄工程で用いられる、特定のガスを
溶解させた機能性洗浄水の水質を、洗浄効果と直接関連
する特性について簡便かつ正確に評価し、管理するする
ことができるガス溶解洗浄水の評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子産業の工場でシリコンウェーハなど
の基板の洗浄に用いられる洗浄液は、従来の%オーダー
の薬剤を含む薬液から、溶解している成分の極めて少な
い超純水に近い機能性洗浄水への転換が進んでいる。こ
れは、環境保全性、省資源性に優れ、低コスト化にも大
きく寄与する機能性洗浄水が、十分実用に値する性能を
有することが確認され、広く認識されるようになったこ
とによる。水素ガス、酸素ガス、希ガス、オゾンなどの
ガスを溶解したガス溶解洗浄水は、目的とする特定のガ
スを安定して溶解していることが求められる。このため
に、ガス溶解洗浄水の水質管理に用いられる計測器は、
それぞれの溶存ガス濃度を計測するモニター、ガス溶解
に伴う水質の変化を計測する酸化還元電位(ORP)モ
ニターや、pH計などであった。しかし、これらの計測器
は、洗浄効果を直接的に計測するものではなかった。ま
た、希ガスを溶解した洗浄水については、適当な溶存ガ
ス濃度モニターが存在せず、希ガスの溶解に伴う酸化還
元電位やpHの変化もないために、希ガス溶解洗浄水の評
価と管理は困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子材料な
どのウェット洗浄工程で用いられる、特定のガスを溶解
させた機能性洗浄水の水質を、洗浄効果と直接関連する
特性について簡便かつ正確に評価し、管理することがで
きるガス溶解洗浄水の評価装置を提供することを目的と
してなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、水素ガス、酸素ガ
ス、希ガスなどを溶解した洗浄水が有する微粒子除去に
対する洗浄効果は、溶存ガスに由来する微細な気泡の発
生と成長に伴って起こる微粒子の電子材料表面からの脱
離によって得られるものであり、ガス溶解洗浄水に超音
波を照射して気泡を発生させ、発生した気泡を微粒子モ
ニターを用いて計測することにより、洗浄力と直接関連
する気泡の発生状況に基づいてガス溶解洗浄水を評価す
ることが可能となることを見いだし、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、ガ
スを溶解した洗浄水を送給する主配管からモニタリング
配管を分岐し、モニタリング配管に、超音波照射部と微
粒子モニターを順次配置してなることを特徴とするガス
溶解洗浄水の評価装置を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のガス溶解洗浄水の評価装
置は、ガスを溶解した洗浄水を送給する主配管からモニ
タリング配管を分岐し、モニタリング配管に、超音波照
射部と微粒子モニターを順次配置してなるものである。
本発明装置によれば、水素ガス、酸素ガス、希ガスなど
を溶解し、電子材料表面に付着した微粒子の除去に用い
られるガス溶解洗浄水の性能を、洗浄力と直接関連する
気泡の発生状況に基づいて評価することができる。図1
は、本発明のガス溶解洗浄水の評価装置の使用の一態様
の工程系統図である。超純水が、気相側が真空ポンプ1
により減圧に保たれた脱気膜装置2へ導かれ、溶存全気
体を対象とする膜脱気が行われる。脱気により気体溶解
キャパシティーに空きを生じた超純水は、気体溶解膜モ
ジュール3に導かれ、気体溶解膜モジュールにおいて、
ガス源4から送られるガスを気体溶解膜を通して溶解
し、所定のガス溶解洗浄水となる。ガス溶解洗浄水は、
送給用主配管5を経由してユースポイント6に送られ、
ユースポイントで使用されなかった余剰のガス溶解洗浄
水は、返送用主配管7を通じて返送され、適当な処理を
して再使用される。本態様においては、モニタリング配
管8は、気体溶解膜モジュールとユースポイントの中間
に設けられ、モニタリング配管に超音波照射部9と微粒
子モニター10が順次配置されている。
【0006】本発明装置において、モニタリング配管の
分岐位置に特に制限はなく、例えば、気体溶解膜モジュ
ールなどからなるガス溶解部の下流側近辺の送給用主配
管、ユースポイント直近の送給用主配管、ユースポイン
ト下流側の余剰のガス溶解洗浄水の返送用主配管などに
おいて、モニタリング配管を分岐することができる。ガ
ス溶解洗浄水は、密閉系の主配管を経由して送給、返送
され、オゾンを溶解した洗浄水を除けば、水素ガス、酸
素ガス、希ガスなどを溶解したガス溶解洗浄水は変質す
ることがないので、モニタリング配管の分岐位置に関係
なく、一定した評価結果を得ることができる。しかし、
ガス溶解洗浄水の流量を安定して確保するためには、モ
ニタリング配管の分岐をガス溶解部とユースポイントの
間に設けることが好ましい。本発明装置においては、モ
ニタリング配管に超音波照射部と微粒子モニターを順次
配置する。超音波照射部の構造に特に制限はなく、例え
ば、モニタリング配管の一部を超音波洗浄槽に浸漬し、
純水などの媒体を通して超音波を伝達する構造や、超音
波振動子を直接通水経路に取り付けて、配管に超音波を
照射する構造などを挙げることができる。いずれの場合
も、超音波照射を受ける部分の配管はテフロンチューブ
などの軟質材料ではなく、超音波の伝達効率のよい石
英、ガラス、金属などの硬質材料で構成されることが好
ましい。本発明装置において、ガス溶解洗浄水に照射す
る超音波の周波数に特に制限はないが、メガソニックな
どの高周波数の超音波であることが好ましい。
【0007】本発明装置において、超音波照射を受けた
ガス溶解洗浄水は、溶存ガスが微細な気泡となり、いわ
ゆるマイクロバブルが発生し成長する。ガス溶解洗浄水
による洗浄においては、マイクロバブルの発生と成長に
よって、電子材料の表面から付着微粒子の脱離が促進さ
れるので、溶解しているガスの種類が同じであればマイ
クロバブルの発生量の多いガス溶解洗浄水ほど、微粒子
除去において洗浄効果が大きい。したがって、超音波照
射部において、定量的に再現性よくガス溶解洗浄水に超
音波を照射し、発生するマイクロバブルを、好ましくは
連続的に、精度よく計測することにより、ガス溶解洗浄
水の性能を評価し、水質を管理することができる。本発
明装置においては、超音波照射部においてマイクロバブ
ルを発生させたガス溶解洗浄水を、微粒子モニターのセ
ルに通じて、ガス溶解洗浄水中に発生したマイクロバブ
ルを計測する。使用する微粒子モニターに特に制限はな
く、例えば、JIS K 0554 7.2に規定されてい
る光散乱方式微粒子自動計測器などを挙げることができ
る。超純水中の微粒子数を計測するために、微粒子モニ
ターが常用されているが、微粒子モニターは水中のマイ
クロバブルも微粒子として計測する。微粒子数の計測に
際しては、超純水中に存在する微細な気泡が微粒子数の
計測に対して誤差を生ずるが、ガス溶解洗浄水に超音波
を照射して発生させるマイクロバブルの数は、超純水中
の微粒子数に比して圧倒的に多いので、微粒子の存在が
マイクロバブルの計測の障害となるおそれはない。
【0008】本発明装置において、超音波照射を受けた
ガス溶解洗浄水は、その下流側で微粒子モニターのセル
に一定流量で通水される。超音波照射部と微粒子モニタ
ーは一定の間隔を保つことが好ましく、その間隔は5〜
100cmであることが好ましい。超音波照射部と微粒子
モニターの間隔が5cm未満であると、超音波振動が微粒
子モニターのセルに及び、破損や故障の原因となるおそ
れがある。超音波照射部と微粒子モニターの間隔が10
0cmを超えると、超音波照射により発生したマイクロバ
ブルの合一が進んで、計測に適当な大きさを超えるおそ
れがある。本発明装置においては、発生したマイクロバ
ブルの大きさと個数を連続的に計測し、粒径分布曲線と
して把握することが好ましい。発生したマイクロバブル
の大きさと個数を粒径分布曲線として把握することによ
り、ガス溶解洗浄水の水質に、溶存ガス濃度の変動など
が生じた場合、直ちに異常を検知することができる。本
発明装置においては、微粒子モニターの出力と、ガス溶
解洗浄水製造装置のガス供給量制御装置を連動させるこ
とにより、ガス溶解洗浄水の水質を制御することが可能
となる。図1に示す態様においては、微粒子モニター1
0の出力を、制御器11において変換し、信号をガス流
量制御バルブ12に送ってバルブの開度を調節すること
により、常に一定の溶存ガス濃度を有するガス溶解洗浄
水を製造することができる。
【0009】水素ガス、酸素ガス、希ガスなどを超純水
に溶解したガス溶解洗浄水は、超音波を照射しつつ電子
材料の洗浄に用いられ、その際に発生する微細な気泡す
なわちマイクロバブルが、電子材料表面の微粒子の除去
に効果を発揮する。本発明装置は、ガス溶解洗浄水に超
音波を照射し、微粒子モニターを用いて発生したマイク
ロバブルを計測するので、本発明装置を用いて得られる
評価結果は、実際の洗浄効果と極めてよく一致する。ま
た、不活性な希ガスを溶解した洗浄水には、溶存ガス濃
度測定用モニターがなく、また、希ガスを溶解しても酸
化還元電位やpHは変化しないので、希ガス溶解水には適
当な評価方法がなかったが、本発明装置を用いることに
よりマイクロバブルの発生状況を直接計測して、希ガス
を溶解したガス溶解洗浄水の評価も可能となる。
【0010】
【発明の効果】本発明装置は、超純水の水質管理に用い
られている微粒子モニターを応用することにより、微粒
子除去効果に直結するマイクロバブルの発生状況によっ
て、ガス溶解洗浄水の水質を連続的にモニタリングする
ことができる。本発明装置は、酸化還元電位やpHへの影
響がない不活性な希ガスを溶解したガス溶解洗浄水の評
価にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のガス溶解洗浄水の評価装置の
使用の一態様の工程系統図である。
【符号の説明】
1 真空ポンプ 2 脱気膜装置 3 気体溶解膜モジュール 4 ガス源 5 送給用主配管 6 ユースポイント 7 返送用主配管 8 モニタリング配管 9 超音波照射部 10 微粒子モニター 11 制御器 12 ガス流量制御バルブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスを溶解した洗浄水を送給する主配管か
    らモニタリング配管を分岐し、モニタリング配管に、超
    音波照射部と微粒子モニターを順次配置してなることを
    特徴とするガス溶解洗浄水の評価装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006088154A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw 過渡的なキャビテーションを制御する方法及び装置
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