JP3576216B2

JP3576216B2 - 合成樹脂製収納ケースの洗浄方法

Info

Publication number: JP3576216B2
Application number: JP19245394A
Authority: JP
Inventors: 茂義祢津; 康之原田
Original assignee: Pre Tech Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Pre Tech Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JPH0859863A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体基板、石英ガラス基板、光ディスク等のような精密基板（以下、基板と省略することがある）の収納や輸送をするにあたり、高清浄度が要求される合成樹脂製収納ケース（以下、ケースと省略することがある）の洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の集積度の大規模化や記録媒体の一層の大容量化を背景にして、これらに用いられる基板材料の一層の高清浄度化が要求されている。というのは、これらの精密基板はその表面にわずかなパーティクルが存在するだけで、半導体集積回路のパターン不良や、記録媒体の記録エラーの発生の原因となるからである。従って、前記精密基板は高清浄度に保つ必要があるが、これは必然的にこれらの基板を収納するケースの高清浄度化が要求されることになる。いくら基板を洗浄等によって高清浄度としても、これらを納めるケースが汚染されていたのでは、結局、基板を高清浄度になし得ないからである。
【０００３】
ところで精密基板の収納ケースは、一般に粉塵や化学物質による汚染防止、取り扱いの便宜、コスト等の点からポリプロピレンや塩化ビニル等の合成樹脂が使用され、その高清浄度化のため洗浄がなされる。従来、この種の洗浄方法には種々のものがあるが、一般に湿式の洗浄が用いられ、被洗浄物を超音波を用いて洗浄する超音波洗浄、高水圧を利用したシャワー洗浄、ブラシでケースをこするブラシ洗浄などが用いられている。また、洗浄液に関しては純水をはじめ、界面活性剤、有機溶剤、酸等が用いられ、上記洗浄方法と組み合わせて合成樹脂製収納ケースの洗浄が行なわれている。
【０００４】
しかし、近年の精密基板に対する清浄度の要求が一層厳しくなるに伴ない、この基板を収納、輸送するための収納ケースの清浄度の要求も一層厳しくなり、前記従来の洗浄方法では限界に達しつつある。すなわち、例え超高純度の洗浄水を用いて、前記洗浄方法によってこれらのケースを洗浄しても、基板をケースに収納して輸送する過程で、基板上のパーティクルが増加しているという問題が生じている。
これは、収納された基板自体からの発塵も考えられるが、現在の超高精度となった前記精密基板にあっては、基板自体からの発塵は非常に少なく、ケースの洗浄不良やケース自体からの発塵が主な原因となっている。
【０００５】
この原因は、今のところ明確ではないが、従来の洗浄方法においては、ケースが合成樹脂のため表面が疎水性であり、いわゆる濡れ性が悪く水との接触を避けようとする。
その為に、超音波等の物理的エネルギーを与えても、合成樹脂表面や表面上のパーティクルに物理的作用があまり伝搬されず、効率のよいパーティクル除去洗浄ができなかったものと思われ、これによって洗浄不良が発生していたものと推察される。また、その後の発塵は合成樹脂表面のミクロ単位のケバ立ちや突起によるものと考えられ、これが輸送中の振動あるいは収納基板との摺れ等によって時間の経過とともに合成樹脂表面から離脱し、基板表面に付着するものと考えられる。
さらに、近年のケース形状の複雑化がこのケースの洗浄不良やケース自体からの発塵を助長させているものと思われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、前記従来の洗浄方法では、精密基板を収納するための合成樹脂製収納ケースの洗浄不良やケース自体からの発塵を完全に防止するのは困難であることに鑑み、ケース自体をより洗浄され易いものとすることによってより高清浄度を達成し、さらにその後の輸送等による振動を受けても発塵し難い合成樹脂製収納ケースの洗浄方法を提供することにある。特に、従来のシャワー洗浄やブラシ洗浄では高清浄度の達成が困難な細い溝部等を多数有する複雑な構造の収納ケースの洗浄に適する洗浄方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、洗浄され易くかつその後発塵し難いケースとすべく、ケース表面（特に内表面）をプラズマによって改質処理をする事を着想し本発明を完成させたもので、その要旨とする所は、精密基板を収納するための合成樹脂製収納ケースの洗浄方法であって、前記合成樹脂製収納ケースの表面を低温酸素プラズマ処理を施した後、直ちに最終段の純水洗浄を含む湿式洗浄と乾燥を行うことを特徴とする。前記合成樹脂製収納ケースの材質はポリプロピレン樹脂であって、該収納ケースの側壁部及び／又は底部には、複数の精密基板の外周部と接触し、該精密基板を支持するための複数のリブ状の溝を備えていることが好ましい。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
合成樹脂成形体の表面をプラズマ処理して表面改質する方法は種々報告されている（例えばポリプロピレン樹脂の場合、特開昭５６−８２８２５号、特開昭５７−８７４３１号、特開昭５７−２０７６２５号参照）。しかし、これらの技術はプラズマ処理により表面を極性化、活性化することによって、塗装性、印刷性、接着性の改善を目的とするのに対し、本発明はポリプロピレンのような合成樹脂表面をプラズマ処理により表面活性化し、その後直ちに純水洗浄、乾燥を行なうことによって、洗浄性の向上（ケースの清浄度の向上）が図れること及び、その後のミクロ単位の発塵も防止できることを見出し、これを半導体基板等の精密基板を収納するケースに応用したものである。
【０００９】
本発明のプラズマ処理は、例えば図１に示したごとき構造の一般のプラズマ処理装置で行うことが出来る。（ａ）はいわゆるバレル型であり、（ｂ）はダウンフロー型である。ここで１はチャンバ、２は電極、３はガス入口、４は処理されるケ−ス、５はガス出口、６は電源（高周波あるいはマイクロ波等）である。このような装置を用い、高周波放電、マイクロ波放電等で低圧下、酸素又はこれに窒素、Ａｒ等を加えた混合ガスを励起してプラズマを発生させ、これを精密基板収納用ケースに接触させることによって処理を行う。
処理条件も特に限定されることはないが、圧力は０．０１〜０．５ｔｏｒｒ、処理温度は１０〜４０℃、処理時間は５〜９０秒とすると良い。これは０．５ｔｏｒｒ／４０℃を越えると合成樹脂の変形が生じるし、９０秒を越えて処理すると合成樹脂表面が粗面化し再び発塵しやすくなるためである。また、０．０１ｔｏｒｒ／１０℃未満、処理時間５秒未満では、それぞれの条件の組み合わせを変えても、合成樹脂表面の改質が不充分となるためである。
【００１０】
洗浄されるケースの形状は、収納される精密基板の寸法、形状等に従い種々のものがある。例えば、半導体シリコン基板の収納用ケースであれば図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のごときのものが挙げられる。（ａ）は外箱の上蓋、（ｂ）は基板を保持する内箱、（ｃ）は外箱の下側容器、（ｄ）はケースを閉じた状態を示した側面図である。この場合、プラズマ処理はケース全表面に行えば確実であるが、内表面についてのみ行ってもよい。さらに、図２のケースのようにケースが内外分割型の場合は、内箱とフタの内側についてのみプラズマ処理をしても本発明の効果を奏することが出来る。要は、収納される精密基板と接触又は、曝される雰囲気を形成する内面につきプラズマ処理が施されていればよい。本発明においては、先にも述べたように、従来の洗浄法ではその洗浄効果の少なかった図２（ｂ）のような基板と直接接触し、多数のリブ状の溝を有する複雑な構造の内箱に対して特にその効果を発揮する。
【００１１】
プラズマ処理を施したケースは、表面が改質され親水性となっているため、前記従来法による洗浄でも十分に高清浄度化される。このプラズマ処理したケースの洗浄法の一例を挙げると、
１）第１段として、塩酸あるいは界面活性剤等の洗浄液を用いた超音波洗浄（超音波は４０ｋＨｚ程度の強力なものが望ましい）、
２）第２段として、純水による超音波リンス（超音波は４０ｋＨｚ程度）、
３）第３段として純水による超音波リンス（超音波は１ＭＨｚ程度とし、４０ｋＨｚでは落としきれない微細なパーティクルを除去する）、
４）第４段として、超純水のみによるリンス、
５）洗浄の完了したケースを直ちにクラス１００以上（米国連邦規格２０９Ｂ）の清浄度のクリーンオーブンにて乾燥、
といった方法を行うことが出来る。
なお、この時の清浄度はさらにクラス１０〜１と高くする程、より確実な効果を挙げることができる。
ここで、本発明では、ケースをプラズマ処理して表面を親水性化し、洗浄性を向上させているので、このケースの洗浄は少なくとも１回は純水または純水を含む溶液による洗浄工程を経る必要があるが、特に、薬液を含む洗浄液による洗浄の後、異なる純水槽による段階的な洗浄を２度以上行い、仕上洗浄は超純水により行なえば、より完全である。
【００１２】
【作用】
本発明によれば、プラズマによって合成樹脂製の精密基板収納ケースの表面が改質され、活性化、極性化するため、純水との濡れ性が向上し、表面パーティクルが洗浄され易くなる。従って、従来法による洗浄でもその洗浄効果が向上し、ケースを高清浄度とすることが出来る。
また、プラズマによって合成樹脂表面のミクロ単位のケバ立ち、突起についても改質され、輸送中の振動や収納基板との摺れによってもこれらが離脱することもなく、ケース自体の発塵も少ない。
【００１３】
【実施例】
つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例
図２に示した６”φの半導体シリコン鏡面ウェーハ（集積回路製造用基板）収納用のポリプロピレン樹脂製のケースを４０個用意した。このうちの２０個には、図１（ａ）に示したバレル型のプラズマ処理装置で、ケースの内表面が発生したプラズマに接触するようにして表面処理を行った（残りの２０個にはプラズマ処理せず）。処理条件は以下のようにした。
装置方式：高周波（１３．５６ＭＨｚ）、バレル型
ガス体：酸素
ガス流量：１５０ｃｃ／ｍｉｎ
ガス圧力：０．１ｔｏｒｒ
温度：３０±５℃
出力：４５０Ｗ
処理時間：１０秒
【００１４】
プラズマ処理したケース５個と、処理をしなかったケース５個につき図３に示した定義による水接触角（θ）を測定したところ、プラズマ処理をしていないケースにおいては平均３０〜４０°であったのに対し、プラズマ処理をしたものは平均０〜５°であった。したがって、プラズマ処理によってポリプロピレンの表面が疎水性から親水性に変化していることが判る。
【００１５】
次に、プラズマ処理をした２０個、処理をしていない２０個全てのケースを、以下のような条件の洗浄方法に従い洗浄した。
洗浄条件は、
１）第１段として濃塩酸：純水＝１：１０の洗浄液を用い４０ｋＨｚの超音波を印加した超音波洗浄
２）第２段として１０ＭΩ・ｃｍの純水を用い、４０ｋＨｚの超音波を印加した超音波リンス
３）第３段として１０ＭΩ・ｃｍの純水を用い、１ＭＨｚの超音波を印加した超音波リンス
４）第４段として、１５ＭΩ・ｃｍの超純水のみによるリンス
５）その後直ちに、クラス１０のクリーンオーブンにて乾燥、温度５０〜８０℃、風速０．５ｍ／ｓｅｃの温風乾燥、
とした。
尚、図４にこの工程の概略図を示した。７は流量形、８は洗浄槽、９は超音波発振器、１０はクリ−ンオ−ブン、１１はヘパフィルタ−、１２はブロワ−、１３はダクトヒ−タ−である。
【００１６】
こうして、洗浄されたケースに６”φの４ＭＤ−ＲＡＭ用シリコン鏡面ウェーハを各々２５枚ずつ収納した。収納前のウェーハは全数パーティクルカウンター（サーフスキャン６２００）で、パーティクル数を測定しておいた。
この６”φシリコンウェーハ入りケースを全数、東京−福岡間を航空便で往復させ、その後開封し、輸送後のシリコンウェーハにつき全数パーティクル測定を行った。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
表１から判るように、本発明による洗浄を行ったケースでシリコンウェーハを輸送したものは、ケースに収納する前のパーティクル数と輸送後のパーティクル数が略一致し、ケース内で高精浄度に保たれているのに対し、プラズマ処理のないケースにあっては、輸送後にパーティクル数の増加が見られ、輸送中にシリコンウェーハが汚染されることが判る。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、合成樹脂製収納ケースの洗浄性を高め、従来の洗浄法によっても容易に効率よく洗浄できる結果、高い清浄度のケースを得ることが出来る。また、その後のケースの輸送等による振動等によっても発塵を防止できることから、洗浄後の高い清浄度を維持することが出来る。
よって、これを用いて輸送される精密基板の高い清浄度を確保できることから、半導体産業をはじめ精密基板を用いる産業におけるその利用価値はすこぶる高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ処理装置の概略図である。
（ａ）バレル型
（ｂ）ダウンフロー型
【図２】半導体シリコン基板収納用ケースの一例である。
（ａ）外箱の上蓋の斜視図
（ｂ）内箱の斜視図
（ｃ）外箱の下側容器の斜視図
（ｄ）ケースを閉じた状態の側面図
【図３】水接触角を説明する概念図である。
【図４】本発明の洗浄方法の一実施例を示す、工程概略図である。
【符号の説明】
１…チャンバ
２…電極
３…ガス入口
４…ケース
５…ガス出口
６…電源
７…流量計
８…洗浄槽
９…超音波発振器
１０…クリ−ンオ−ブン
１１…ヘパフィルタ−
１２…ブロワ−
１３…ダクトヒ−タ−

Claims

精密基板を収納するための合成樹脂製収納ケースの洗浄方法であって、前記合成樹脂製収納ケースの表面を低温酸素プラズマ処理を施した後、直ちに最終段の純水洗浄を含む湿式洗浄と乾燥を行うことを特徴とする合成樹脂製収納ケースの洗浄方法。
合成樹脂製収納ケースの材質はポリプロピレン樹脂であって、該収納ケースの側壁部及び／又は底部には、複数の精密基板の外周部と接触し、該精密基板を支持するための複数のリブ状の溝を備えていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製収納ケースの洗浄方法。
低温酸素プラズマは減圧酸素ガス中のグロー放電によるものであって、該プラズマ発生部の酸素ガスの圧力範囲は０．０１〜０．５ｔｏｒｒであり、合成樹脂製収納ケースをプラズマ処理する時の温度は１０〜４０℃、プラズマ処理に要する時間は５〜９０秒の範囲とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成樹脂製収納ケースの洗浄方法。
洗浄と乾燥は、薬液を含む洗浄液による洗浄の後、異なる純水槽による段階的な洗浄を２度以上行い、仕上洗浄は超純水により行ない、その後直ちに、少なくともクラス１００以上（米国連邦規格２０９Ｂ）の雰囲気清浄度を有する乾燥器内で乾燥を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成樹脂製収納ケースの洗浄方法。