JP2023007053A - 洗浄装置、洗浄方法、ウェーハの洗浄方法、およびシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents

洗浄装置、洗浄方法、ウェーハの洗浄方法、およびシリコンウェーハの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】洗浄バルブ部を頻繁に開閉する場合でも、洗浄溶液の濃度および流量を一定に保つ。【解決手段】洗浄溶液生成部、主配管、少なくとも１つの洗浄部、および少なくとも１つの排水部を含む洗浄装置を提供する。主配管は洗浄溶液を生成する洗浄溶液生成部に接続し、洗浄溶液が流通する。洗浄部は主配管に接続し、洗浄バルブ部および洗浄スペースを有する。洗浄バルブ部を開くことにより洗浄溶液が洗浄スペースに供給される。排水部は主配管に接続し、排水バルブ部を有する。排水バルブ部を開くことにより洗浄溶液が排出される。少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、少なくとも１つの洗浄部の流量と少なくとも１つの排水部の流量との合計値は所定の数値となる。少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないとき、少なくとも１つの洗浄部の流量と少なくとも１つの排水部の流量との合計値は所定の数値となる。【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄装置、洗浄方法、ウェーハの洗浄方法、およびシリコンウェーハの製造方法に関し、特に、バルブを頻繁に開閉する場合において洗浄溶液を供給する洗浄装置、洗浄方法、ウェーハの洗浄方法、およびシリコンウェーハの製造方法に関する。
従来の半導体ウェーハ製造は、ウェーハ研磨工程またはエッチング工程の後（またはこれらの工程中）に、洗浄を行うステップを含むのが一般的である。例えば、ウェーハ研磨工程等の工程においてウェーハ表面に付着する砥粒または研磨液の残渣を除去するために、ＳＣ１（Standard Clean 1）もしくはＳＣ２（Standard Clean 2）、またはフッ化水素酸とオゾンを含有する水とを組み合わせて洗浄を行うが、このときにオゾンを含有する水を使用することから、ウェーハ表面には酸化膜が形成される。
また、例えば太陽電池の製造では、シリコンウェーハ表面の光反射率を抑えるために、アルカリ性溶液でシリコンウェーハに対して異方性エッチングを行い、凹凸テクスチャー（Texture）を形成する。エッチング工程で生じるゲル状のシリコン溶解生成物または残留物（金属もしくは有機物等）を除去するのに、例えばオゾン水等の洗浄溶液を用いて洗浄を行う。オゾン水と反応させることにより、シリコンウェーハ上の落ちにくい付着物が反応の進行に伴って徐々に洗い落とされていく。その後に、フッ化水素酸を用いてオゾン水により生じた酸化膜を除去する。
しかしながら、オゾンは水中で自己分解するために水中のオゾン濃度は低下し易く、また、オゾン水のオゾン濃度はシリコンウェーハの付着物との反応によっても変化していく。このため、シリコンウェーハが不均一に洗浄されてしまうという問題がある。また、不均一な洗浄を回避するべく、過剰量のオゾン水で洗浄を行うと、オゾン水によりシリコンウェーハ表面に形成される酸化膜が除去し難くなってしまう。したがって、清浄度の高いシリコンウェーハを得るために、オゾン水の濃度をどのように制御するかは重要な課題のうちの１つである。
特許文献１には、洗浄槽出口のオゾン濃度をモニタリングし、濃度情報をオゾン生成機にフィードバックして、オゾン水濃度を一定に保つことのできる太陽電池の製造方法が開示されている。
特開２０１４－０９００８７号公報
オゾン生成機は、電極の放電または電気分解によりオゾンを持続的に生成して、オゾン水の濃度を維持するものである。オゾン水が常に一定の流量に保たれる場合であれば、上述した先行技術を適用することができるが、オゾン水の流量に頻繁に変動がある場合、例えば洗浄槽出口を頻繁に開閉するような場合は、オゾン濃度が安定せず、変動の幅を縮小するのが難しいという問題が存在する。
上記に鑑みて、本発明は、洗浄バルブ部を頻繁に開閉する場合でも、洗浄に用いられる洗浄溶液（例えばオゾン水）の濃度および流量を一定に保つことのできる洗浄装置、洗浄方法、ウェーハの洗浄方法、およびシリコンウェーハの製造方法を提供する。
上述の課題を達成するため、本発明は、洗浄装置であって、所定濃度の洗浄溶液を生成する洗浄溶液生成部と、前記洗浄溶液生成部に接続し、前記洗浄溶液が流通する主配管と、前記主配管に接続すると共に、洗浄バルブ部および洗浄スペースを備えており、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給される少なくとも１つの洗浄部と、前記主配管に接続すると共に、排水バルブ部を備えており、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出される少なくとも１つの排水部と、を含み、前記少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が所定の数値となり、かつ前記少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないとき、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が前記所定の数値となる、洗浄装置を提供する。
１実施形態において、前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置され、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部と前記排水バルブ部の開閉動作は同期し、かつ開閉状態は反対となる。
１実施形態において、前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置され、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部において、前記洗浄バルブ部の流量と前記排水バルブ部の流量とは同じである。
１実施形態において、前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部とが互いに１対１で配置された上で複数の組に分けられ、かつ各組どうしが並列に設置されている。
１実施形態において、洗浄装置は、前記少なくとも１つの排水部に接続し、前記少なくとも１つの排水部が排出した前記洗浄溶液を前記洗浄溶液生成部に戻す返送配管をさらに含む。
１実施形態において、前記洗浄バルブ部と対応する前記排水バルブ部とは合流して三方弁となる。
また、本発明は、洗浄溶液生成部が所定濃度の洗浄溶液を生成する生成工程と、主配管が前記洗浄溶液を少なくとも１つの洗浄部および少なくとも１つの排水部へ供給する供給工程と、前記少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が所定の数値となるように制御し、かつ前記少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が前記所定の数値となるように制御する流量制御工程と、を含む洗浄方法を提供する。
１実施形態において、前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置されており、前記少なくとも１つの洗浄部は洗浄バルブ部および洗浄スペースを備え、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給され、前記少なくとも１つの排水部は排水バルブ部を備え、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出され、前記流量制御工程において、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部と前記排水バルブ部の開閉動作を同期させると共に、開閉状態を反対とする。
１実施形態において、前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置されており、前記少なくとも１つの洗浄部は洗浄バルブ部および洗浄スペースを備え、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給され、前記少なくとも１つの排水部は排水バルブ部を備え、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出され、前記流量制御工程において、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部の流量と前記排水バルブ部の流量とを同じとする。
また、本発明は、上記洗浄方法でシリコンウェーハを洗浄するウェーハの洗浄方法を提供する。
また、本発明は、上記ウェーハ洗浄方法を含むシリコンウェーハの製造方法を提供する。
本発明は、前記少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が所定の数値となるようにし、かつ前記少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が前記所定の数値となるようにする。よって、主配管について見ると、主配管から流れ出た洗浄溶液の流量は終始所定の数値に保たれ、さらに洗浄溶液生成部について見ると、流量が同じく前記所定の数値である洗浄溶液を供給し主配管に流せばよい。このような構成により、洗浄バルブ部が頻繁に開閉されても、洗浄溶液生成部について見ると、出力される流量は一定していることから、洗浄物質（例えばオゾン）の生成速度を一定に維持しさえすれば、洗浄に用いられる洗浄溶液（例えばオゾン水）の濃度を一定に保つことができる。
よって、本発明によれば、洗浄バルブ部が頻繁に開閉される場合においても、ウェーハの洗浄に用いられる洗浄溶液の濃度を容易に一定に保つことができる（例えば、変動の幅が所定の数値の１％以下）という効果を達成することができ、ひいてはウェーハの加工が安定し得る。
また、本発明では、排水部から排出された未使用の洗浄溶液を返送配管経由で洗浄溶液生成部に戻すことにより、洗浄溶液の濃度は同じであるために洗浄溶液生成部の水使用量を減らすことができる。よって、水資源の節約効果も達成され得る。
本発明の第１の実施形態の洗浄装置の概略図である。 従来の周知の洗浄装置の概略図である。 本発明と従来技術のオゾン水濃度、オゾン水流量を表すグラフである。 本発明の第２の実施形態の洗浄装置の概略図である。 本発明の第３の実施形態の洗浄装置の概略図である。 本発明の第４の実施形態の洗浄装置の概略図である。 本発明の第５の実施形態の洗浄装置の概略図である。
本発明の装置およびシステムの適用に関するその他の範囲が、以下に提示する詳細な説明において明瞭に示される。なお、以下の詳細な説明および具体的な実施形態について、装置およびシステムに関する例示的な実施形態が示されるとき、それは説明の目的でなされるものあって、本発明の範囲を限定するものではないということが理解されなければならない。
別途定義しない限り、ここで使用する全ての用語（技術および科学用語を含む）は、当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。例えば、通常使用する辞書で定義されている用語は、ここで特に定義しない限り、関連技術および本開示の背景または前後の文脈と一致する意味を有すると解されなければならず、理想化された、または過度に厳密な方式で解釈されてはならないという点が、理解されるべきである。
本発明の実施形態について、図面を参照にしながら説明する。
［第１の実施形態］
図１を参照されたい。図１は、本発明の第１の実施形態の洗浄装置の概略図である。図１に示されるように、本発明の第１の実施形態のウェーハＳを洗浄するのに用いる洗浄装置１は主に、洗浄溶液生成部２、主配管３、３つの洗浄部４、４’、４”、３つの排水部７、７’、７”、および排水配管９を含む。３つの洗浄部４、４’、４”および３つの排水部７、７’、７”はいずれも主配管３に直接接続している、つまり、主配管３は６本の管路に直接連通している。
洗浄溶液生成部２は所定の濃度の洗浄溶液Ｆを生成する。１実施形態において、洗浄溶液生成部２内にはオゾン生成機が備えられていてよく、これにより所定の濃度のオゾン水を生成して洗浄溶液とする。主配管３は洗浄溶液生成部２に接続すると共に、内部に洗浄溶液Ｆが流れる。洗浄溶液生成部２と主配管３との間には、洗浄溶液Ｆの濃度を検出・測定する濃度計２０が備えられている。
各洗浄部４、４’、４”は洗浄バルブ部５、５’、５”および洗浄スペース６、６’、６”をそれぞれ有しており、洗浄バルブ部５、５’、５”を開くことによって、洗浄溶液Ｆが対応する洗浄スペース６、６’、６”に供給され、使用後（ウェーハＳを洗浄した後）の洗浄溶液Ｆが排水配管９に排出されるようになっている。各洗浄バルブ部５、５’、５”と洗浄スペース６、６’、６”との間には洗浄溶液Ｆの流量を検出・測定する流量計３０が備えられている。
各排水部７、７’、７”は排水バルブ部８、８’、８”をそれぞれ有しており、排水バルブ部８、８’、８”を開くことによって、洗浄に使用していない洗浄溶液Ｆが排水配管９に排出される。
第１の実施形態において、洗浄部４は、回転式ウェーハ洗浄装置の上部をなし、洗浄バルブ部５が開くと、洗浄溶液Ｆが回転式ウェーハ洗浄装置の上部のスペース（洗浄スペース６）に供給されて、ウェーハＳ（例えば、シリコンウェーハであり得る）の上表面を洗浄するのに用いられる。
また、洗浄部４’は、同じ回転式ウェーハ洗浄装置の下部をなし、洗浄バルブ部５’が開くと、洗浄溶液Ｆが回転式ウェーハ洗浄装置の下部のスペース（洗浄スペース６’）に供給されて、ウェーハＳの下表面を洗浄するのに用いられる。また、洗浄部４”は浸漬式ウェーハ洗浄装置であり、洗浄バルブ部５”が開くと、洗浄溶液Ｆが浸漬式ウェーハ洗浄装置内のスペース（洗浄スペース６”）に供給されて、ウェーハＳの表面を洗浄する。さらに、使用後の洗浄溶液Ｆは排水配管９へと排出される。
続いて、洗浄装置１の洗浄方法について説明する。第１の実施形態において、洗浄方法は、生成ステップ（生成工程）、供給ステップ（供給工程）、および流量制御ステップ（流量制御工程）を含む。
先ず、生成ステップにおいて、洗浄溶液生成部２で所定の濃度の洗浄溶液Ｆを生成する。次いで、供給ステップにおいて、主配管３により洗浄溶液Ｆを少なくとも１つの洗浄部４、４’、４”および少なくとも１つの排水部７、７’、７”に供給する。
最後に、流量制御ステップにおいて、洗浄部４、４’、４”のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるとき（例えば、洗浄部４で洗浄が行われるとき）、洗浄部４、４’、４”の流量と排水部７、７’、７”の流量との合計値が所定の数値となるように制御し、また洗浄部４、４’、４”のいずれにおいても洗浄が行われないとき、洗浄部４、４’、４”の流量と排水部７、７’、７”の流量との合計値が先と同じ所定の数値となるように制御する。
このような流量制御ステップによれば、洗浄部４、４’、４”で洗浄を行っているか否かにかかわらず、主配管３について見ると、主配管３から流出する洗浄溶液Ｆの流量の合計値は同じである。
次いで、第１の実施形態の洗浄部４、４’、４”および排水部７、７’、７”の流量制御ステップにおける詳細な動作について、下の表１を用いて説明する。
Figure 2023007053000002
表１に示されるように、第１の実施形態において、洗浄部４、４’、４”と排水部７、７’、７”との数は同じであり、かつ１対１で配置されている。ここで、「１対１で配置」とは、１つの洗浄部と１つの排水部とが小さな１組のシステムをなし、例えば流量または開閉動作等の制御において互いに連動する構成を意味する。第１の実施形態では、表１に示されるように、洗浄部４と１つの排水部７とを１組に配置し、洗浄部４’と排水部７’とを１組に配置し、かつ洗浄部４”と排水部７”とを１組に配置している。つまり、重複しないように選んだ上で、１つの洗浄部に１つの排水部を組み合わせている。
表１に示されるように、互いに１対１で配置された洗浄部４、４’、４”と排水部７、７’、７”に対し、同一の組の洗浄部と排水部の流量は同じであり、かつ洗浄バルブ部５、５’、５”と排水バルブ部８、８’、８”との開閉動作は同期し、開閉状態は反対となる。ここで、「開閉動作は同期し、開閉状態は反対」とは、例えば洗浄バルブ部５が開くのと同時に排水バルブ部８が閉じ、かつ洗浄バルブ部５が閉じるのと同時に排水バルブ部８が開くということを意味する。洗浄バルブ部５、５’、５”と排水バルブ部８、８’、８”との同期をとる方式としては、一般的な周知の方式を用いればよい。例えば、洗浄バルブ部５、５’、５”および排水バルブ部８、８’、８”に、電気信号により開閉動作を行うバルブを用いることができ、対を成すバルブに対し、バルブの制御部（未図示）がバルブを開く信号および閉じる信号をそれぞれ同時に出力して、対を成すバルブの開閉動作を同期させるようにすることが可能である。
以下、洗浄部４と排水部７の組を例にとり、流量制御ステップについてさらに説明する。詳細には、洗浄部４で洗浄が行われるとき、洗浄バルブ部５が開き、洗浄スペース６に対して洗浄溶液Ｆを供給し、このとき、洗浄部４と１対１で配置された排水部７の排水バルブ部８が同期して閉じる。洗浄部４が洗浄を行わないとき、洗浄バルブ部５は閉じ、このとき、洗浄部４と１対１で配置された排水部７の排水バルブ部８は同期して開き、未使用の洗浄溶液Ｆを排出する。このうち、開いたときの洗浄バルブ部５を通る洗浄溶液Ｆの流量と、開いたときの排水バルブ部８を通る洗浄溶液の流量とは同じ、つまり、洗浄部４と排水部７の流量は同じとなる。
同様に、洗浄部４’の洗浄バルブ部５’と排水部７’の排水バルブ部８’について見ると、互いの開閉動作は同期し、開閉状態は反対となり、かつ開いたときの洗浄バルブ部５’を通る洗浄溶液Ｆの流量と、開いたときの排水バルブ部８’を通る洗浄溶液の流量とが同じとなる（つまり、洗浄部４’と排水部７’の流量が同じ）。また、洗浄部４”の洗浄バルブ部５”と排水部７”の排水バルブ部８”について見ると、互いの開閉動作は同期し、開閉状態は反対となり、かつ開いたときの洗浄バルブ部５”を通る洗浄溶液Ｆの流量と、開いたときの排水バルブ部８”を通る洗浄溶液の流量とが同じとなる（つまり、洗浄部４”と排水部７”の流量が同じ）。
上述の構成により、主配管３について見ると、主配管３から流出する洗浄溶液Ｆの流量が終始所定の数値に保たれ、さらに、洗浄溶液生成部２について見ると、流量が同じく前記所定の数値である洗浄溶液Ｆを供給し主配管３に流し入れればよい。このような構成から、洗浄バルブ部５、５’、５”が頻繁に開閉されても、洗浄溶液生成部２に関しては、出力される流量は一定しているため、洗浄物質（例えばオゾン）の生成速度を一定に維持しさえすれば、洗浄に用いられる洗浄溶液（例えばオゾン水）の濃度を一定に保つことができる。
先行技術に比べて第１の実施形態が達成することのできる効果について、さらに説明するため、先ず図２を参照されたい。図２は従来の洗浄装置の概略図である。図２に示される従来の洗浄装置は、未使用の洗浄溶液を排水配管３００に排出する流路は１本しかなく、かつ各洗浄部２００と１対１で配置された排水部を備えない。
次に図３を参照されたい。図３は、本発明と従来技術のオゾン水濃度、オゾン水流量を示すグラフである。図３の改善前のグラフに示されるように、各洗浄部２００のバルブ部が頻繁に開閉される場合に、洗浄溶液生成部１００について見ると、フィードバック制御の方式によりすでに制御されている状況下、オゾン水流量の変動の幅は±５％である、つまりオゾン水流量は所定流量の１．０５倍と所定流量の０．９５倍との間で変動する。このとき、洗浄溶液生成部１００について見ると、オゾン水濃度の変動の幅は±５％である、つまりオゾン水濃度は所定濃度の１．０５倍と所定濃度の０．９５倍との間で変動する。
また、図３の改善後のグラフに示されるように、本発明の第１の実施形態の洗浄装置１は上述のような構成を有すると共に、上述した流量制御ステップにより流量を制御するため、洗浄溶液生成部２について見ると、出力されるオゾン水流量の変動の幅を±１％以下とすることができる。よって、オゾンの生成速度を常に調整する必要がなく、ひいてはオゾン水濃度の変動の幅を±１％以下に抑えることができる。
このように、本発明によれば、洗浄バルブ部が頻繁に開閉される場合においても、ウェーハの洗浄に用いられる洗浄溶液の濃度を容易に一定に保つことができる（例えば、変動の幅が所定の数値の１％以下）という効果を達成することができ、ひいてはウェーハの加工が安定し得る。
［第２の実施形態］
次いで、図４を参照されたい。図４は、本発明の第２の実施形態の洗浄装置の概略図である。第２の実施形態において、洗浄装置１は主に、洗浄溶液生成部２、主配管３、３つの洗浄部４、４’、４”、および３つの排水部７、７’、７”を含む。各洗浄部４、４’、４”は洗浄バルブ部５、５’、５”および洗浄スペース６、６’、６”をそれぞれ有しており、洗浄バルブ部５、５’、５”を開くことにより、洗浄溶液が対応する洗浄スペース６、６’、６”に供給されて、使用後の洗浄溶液が排水配管９へ排出されるようになっている。各排水部７、７’、７”は排水バルブ部８、８’、８”をそれぞれ有しており、排水バルブ部８、８’、８”を開くことにより、洗浄に使用していない洗浄溶液が排水配管９へ排出されるようになっている。
第２の実施形態と第１の実施形態との主な相違は、第１の実施形態の主配管３では、主配管３に６本の管路が直接連通されており、一方、第２の実施形態の主配管には３本の管路のみが直接連通されているという点にある。図４に示されるように、第２の実施形態において、洗浄部４、４’、４”と排水部７、７’、７”とは互いに１対１で配置された上で３組に分かれており、かつ各組が主配管３に対して互いに並列に設置されている。詳細には、洗浄部４と排水部７とが１組をなし、洗浄部４’と排水部７’とが１組となし、洗浄部４”と排水部７”とが１組となし、各組はそれぞれ１本の管路で主配管３に接続し、これら３本の管路は主配管３に対して並列に設置されている。
第２の実施形態において、濃度計と流量計の設置方式は第１の実施形態と同じであるが、図面を簡潔とするために図４中に図示していない。また、第２の実施形態における流量制御ステップ、洗浄バルブ部と排水バルブ部との同期状態等は第１の実施形態と同じであるため、ここに重ねて記載しない。よって、第２の実施形態は上記構成により、第１の実施形態と同じ効果を達成することができる。
また、主配管３について見ると、各組の洗浄部と排水部を並列に設置することによって、主配管３に接続する管路が減り、かつ同じ組の洗浄部と排水部とは同じ分岐管路に接続するため、管路に問題が生じたときに、容易に対応する管路を見つけることができる。よって、第１の実施形態に比べ、第２の実施形態は、管路のメンテナンスや管路の問題の発見が便利となるという効果がさらに達成される。
［第３の実施形態］
図５を参照されたい。図５は、本発明の第３の実施形態の洗浄装置の概略図である。第３の実施形態において、洗浄装置１は主に、洗浄溶液生成部２、主配管３、３つの洗浄部４、４’、４”、３つの排水部７、７’、７”、および返送配管１０を含む。各洗浄部４、４’、４”は洗浄バルブ部５、５’、５”および洗浄スペース６、６’、６”をそれぞれ有しており、洗浄バルブ部５、５’、５”を開くことにより、洗浄溶液が対応する洗浄スペース６、６’、６”に供給されて、使用後の洗浄溶液が排水配管９へ排出されるようになっている。
各排水部７、７’、７”は排水バルブ部８、８’、８”をそれぞれ有している。返送配管１０は少なくとも１つの排水部７、７’、７”に接続し（この実施形態では全て接続）、排水バルブ部８、８’、８”を開くことで、排水部７、７’、７”から排出された洗浄溶液を洗浄溶液生成部２に戻す。
詳細には、第３の実施形態と第１の実施形態との主な相違は、排水部７、７’、７”より排出された洗浄に使用していない洗浄溶液が、排水配管９へは排出されず、返送配管１０によって洗浄溶液生成部２に戻され再利用されるという点である。
第３の実施形態において、濃度計と流量計の設置方式は第１の実施形態と同じであるが、図面を簡潔とするために図５中に図示していない。また、第３の実施形態における流量制御ステップ、洗浄バルブ部と排水バルブ部との同期状態等は第１の実施形態と同じであるため、ここに重ねて記載しない。よって、第３の実施形態は上記構成により第１の実施形態と同じ効果を達成することができる。
また、排水部から排出された未使用の洗浄溶液を返送配管経由で洗浄溶液生成部に戻すことにより、洗浄溶液生成部の水使用量を減らすことができる。よって、第１の実施形態に比べ、第３の実施形態はさらに水資源節約の効果を達成することができる。
［第４の実施形態］
図６を参照されたい。図６は、本発明の第４の実施形態の洗浄装置の概略図である。第４の実施形態において、洗浄装置１は主に、洗浄溶液生成部２、主配管３、３つの洗浄部４、４’、４”、３つの排水部７、７’、７”、および返送配管１０を含む。各洗浄部４、４’、４”は洗浄バルブ部５、５’、５”および洗浄スペース６、６’、６”をそれぞれ有しており、洗浄バルブ部５、５’、５”を開くことにより、洗浄溶液が対応する洗浄スペース６、６’、６”に供給されて、使用後の洗浄溶液が排水配管９へ排出されるようになっている。各排水部７、７’、７”は排水バルブ部８、８’、８”をそれぞれ有している。返送配管１０は少なくとも１つの排水部７、７’、７”に接続し（この実施形態では全て接続）、排水バルブ部８、８’、８”を開くことで、排水部７、７’、７”から排出された洗浄溶液を洗浄溶液生成部２に戻す。
また、図６に示されるように、第４の実施形態において、洗浄部４、４’、４”と排水部７、７’、７”とは互いに１対１で配置された上で３組に分かれており、かつ各組が主配管３に対して互いに並列に設置されている。詳細には、洗浄部４と排水部７とが１組をなし、洗浄部４’と排水部７’とが１組となし、洗浄部４”と排水部７”とが１組となし、各組はそれぞれ１本の管路で主配管３に接続し、これら３本の管路は主配管３に対して並列に設置されている。
第４の実施形態において、濃度計と流量計の設置方式は第１の実施形態と同じであるが、図面を簡潔とするために図６中に図示していない。また、第４の実施形態における流量制御ステップ、洗浄バルブ部と排水バルブ部との同期状態等は第１の実施形態と同じであるため、ここに重ねて記載しない。よって、第４の実施形態は上記構成により、第１の実施形態と同じ効果を達成することができる。
また、第４の実施形態は、第２の実施形態および第３の実施形態の技術的特徴をも同時に備えるため、第１の実施形態に比べ、第４の実施形態は、管路のメンテナンスや管路の問題の発見がより便利となるという効果、および水資源節約の効果をさらに達成することができる。
［第５の実施形態］
図７を参照されたい。図７は、本発明の第５の実施形態の洗浄装置の概略図である。第５の実施形態において、洗浄装置１は主に、洗浄溶液生成部２、主配管３、３つの洗浄部４、４’、４”、３つの排水部７、７’、７”を含む。第５の実施形態では、第１から第４の実施形態で使用した洗浄バルブ部がその対応する排水バルブ部とそれぞれ合流して三方弁１１、１１’、１１”となっている。
洗浄を行うとき、三方弁１１、１１’、１１”を洗浄部４、４’、４”（洗浄スペース６、６’、６”）に向けて開き、かつ排水部７、７’、７”に対しては閉じる。これにより、洗浄溶液は対応する洗浄スペース６、６’、６”に供給されて、使用後の洗浄溶液は排水配管９へ排出される。洗浄を行わないとき、三方弁１１、１１’、１１”を排水部７、７’、７”に向けて開き、かつ洗浄部４、４’、４”に対しては閉じる。これにより、洗浄に使用していない洗浄溶液が排水配管９に排出される。しかし、第５の実施形態は、第３の実施形態のように返送配管を設置して、返送配管１０により、洗浄に使用していない洗浄溶液を洗浄溶液生成部２に戻して再利用することも可能である。
第５の実施形態において、濃度計と流量計の設置方式は第１の実施形態と同じであるが、図面を簡潔とするために図７中に図示していない。なお第５の実施形態では、三方弁１１、１１’、１１”を設置することで、機構的な方式によって第１の実施形態で述べた流量制御ステップ、洗浄バルブ部と排水バルブ部の同期状態等を達成できるという点に特に注目されたい。よって、第５の実施形態は第１の実施形態と同じ効果を達成することができる。
また、第５の実施形態は、三方弁を用いた機構により、設置する構成部材の数が少なくなっているため、コスト削減、取り付けスペースの節約という効果がさらに達成され得る。
［その他の変形例］
上記第１から第５の実施形態の洗浄装置および方法はウェーハ洗浄を例としているが、本発明はこれに限定されず、一定濃度の洗浄溶液で洗浄を行う必要があるその他の物にも用いることができる。また、上記第１から第５の実施形態の洗浄装置および方法は、ウェーハ（特にシリコンウェーハ）の製造方法中に組み込まれてもよい。
さらに、第１から第５の実施形態ではいずれも３つの洗浄部４、４’、４”、３つの排水部７、７’、７”で説明をしているが、本発明はこれに限定されず、洗浄部および排水部をより多くまたはより少なく設置してもよい。洗浄装置に、対応する洗浄部および排水部が１組だけ設置されるのみでも、上述の流量制御ステップ、洗浄バルブ部と排水バルブ部の同期状態を実施できさえすれば、同じように洗浄溶液濃度を安定させる効果を奏し得る。
また、第１の実施形態において、３つの洗浄部は回転式ウェーハ洗浄装置の上下部および浸漬式ウェーハ洗浄装置に対応しているが、本発明はこれに限定されず、第１から第５の実施形態では、各洗浄部がそれぞれ異なる洗浄装置に対応していてよく、またそれぞれ同一の洗浄装置の異なる洗浄位置に対応していてもよい。
本発明を前述の実施形態により上のように開示したが、これは本発明を限定するものではない。本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の精神および範囲を逸脱しない限りにおいて、いくらかの変更および修飾を加えることができる。よって本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲で定義されたものを基準としなければならない。
１…洗浄装置
２…洗浄溶液生成部
３…主配管
４，４’，４”…洗浄部
５，５’，５”…洗浄バルブ部
６，６’，６”…洗浄スペース
７，７’，７”…排水部
８，８’，８”…排水バルブ部
９…排水配管
１０…返送配管
１１，１１’，１１”…三方弁
２０…濃度計
３０…流量計
１００…洗浄溶液生成部
２００…洗浄部
３００…排水配管
Ｆ…洗浄溶液
Ｓ…ウェーハ

Claims (11)

  1. 洗浄装置であって、
    所定濃度の洗浄溶液を生成する洗浄溶液生成部と、
    前記洗浄溶液生成部に接続し、前記洗浄溶液が流通する主配管と、
    前記主配管に接続すると共に、洗浄バルブ部および洗浄スペースを備えており、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給される少なくとも１つの洗浄部と、
    前記主配管に接続すると共に、排水バルブ部を備えており、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出される少なくとも１つの排水部と、
    を含み、
    前記少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が所定の数値となり、かつ前記少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないとき、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が前記所定の数値となる、洗浄装置。
  2. 前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置され、
    互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部と前記排水バルブ部の開閉動作は同期し、かつ開閉状態は反対となる、請求項１に記載の洗浄装置。
  3. 前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置され、
    互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部において、前記洗浄バルブ部の流量と前記排水バルブ部の流量とが同じである、請求項１に記載の洗浄装置。
  4. 前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部とが互いに１対１で配置された上で複数の組に分けられ、かつ各組どうしが並列に設置されている、請求項１に記載の洗浄装置。
  5. 前記少なくとも１つの排水部に接続し、前記少なくとも１つの排水部が排出した前記洗浄溶液を前記洗浄溶液生成部に戻す返送配管をさらに含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
  6. 前記洗浄バルブ部と対応する前記排水バルブ部とが合流して三方弁となる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
  7. 洗浄方法であって、
    洗浄溶液生成部が所定濃度の洗浄溶液を生成する生成工程と、
    主配管が前記洗浄溶液を少なくとも１つの洗浄部および少なくとも１つの排水部へ供給する供給工程と、
    前記少なくとも１つの洗浄部のうちの少なくとも１つで洗浄が行われるときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が所定の数値となるように制御し、かつ前記少なくとも１つの洗浄部のいずれにおいても洗浄が行われないときに、前記少なくとも１つの洗浄部の流量と前記少なくとも１つの排水部の流量との合計値が前記所定の数値となるように制御する流量制御工程と、
    を含む洗浄方法。
  8. 前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置されており、
    前記少なくとも１つの洗浄部は洗浄バルブ部および洗浄スペースを備え、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給され、
    前記少なくとも１つの排水部は排水バルブ部を備え、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出され、
    前記流量制御工程において、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部と前記排水バルブ部の開閉動作を同期させると共に、開閉状態を反対とする、請求項７に記載の洗浄方法。
  9. 前記少なくとも１つの洗浄部と前記少なくとも１つの排水部の数は等しく、かつ１対１で配置されており、
    前記少なくとも１つの洗浄部は洗浄バルブ部および洗浄スペースを備え、前記洗浄バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が前記洗浄スペースに供給され、
    前記少なくとも１つの排水部は排水バルブ部を備え、前記排水バルブ部を開くことにより前記洗浄溶液が排出され、
    前記流量制御工程において、互いに１対１で配置された前記洗浄部と前記排水部に対し、前記洗浄バルブ部の流量と前記排水バルブ部の流量とを同じとする、請求項７に記載の洗浄方法。
  10. 請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の洗浄方法でシリコンウェーハを洗浄するウェーハの洗浄方法。
  11. 請求項１０に記載のウェーハ洗浄方法を含むシリコンウェーハの製造方法。
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