JP4638338B2 - 石英ガラス治具又は部材の洗浄方法及び超音波洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造プロセスで多く使用されている石英ガラス治具又は該石英ガラス治具の製作工程途中の部材の洗浄方法及び超音波洗浄装置に関する。

石英ガラスは高純度であることから半導体製造プロセスで、半導体製造治具として多く用いられている。パソコン、携帯電話などに組み込まれている半導体デバイス（例えば、コンピュータに使用されているＭＰＵ、ＣＰＵ、メモリー等）は、回路の微細化や高密度化・高集積化が進み、製造プロセスは複雑、多岐化している。

これに伴い、ウェハ表面上のパーティクル、金属や有機物などの除去すべき汚染物サイズは微小化し、かつ清浄度レベルは厳しくなってきている。このため、石英ガラス治具はその石英ガラス治具中の金属不純物はもちろん、石英ガラス治具の加工作成時の金属汚染物が残留しないことが望ましく、半導体製造プロセスに使用する前の石英ガラス治具の洗浄は重要な工程である。

従来、石英ガラス治具の最終洗浄としては、ＨＦ等の酸洗浄後に純水でシャワーリングする方法が行われていた。ＨＦ等の酸は溜め置きの状態になっており、時間経過とともに雰囲気中の金属元素がＨＦ等の酸に溶解する。ＨＦ等の酸で洗浄した製品には、溶解している金属元素が付着しており、ＨＦ等の酸洗浄後の純水でのシャワーリングのみでは、金属元素を十分に除去する事ができないなどの問題があった。

また、特許文献１は、フッ化水素酸水溶液を用いたエッチング処置後に水素水又は超純水で超音波洗浄を行う研削加工部材の洗浄方法によりＦｅ不純物濃度が減少することを開示しているが、特許文献１は温度については何ら記載されておらず、該方法を通常洗浄で用いられる常温で行ったこところ、Ｎａ，Ｋ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃａ及びＭｇ等の金属不純物を十分に除去する事ができなかった。
特開２００４−１０４２７号公報

本発明は、Ｎａ，Ｋ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃａ及びＭｇ等の金属不純物を容易かつ十分に除去することのできる石英ガラス治具又は該石英ガラス治具の製作工程途中の部材の洗浄方法及び該洗浄方法に好適に用いられる超音波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に、本発明の石英ガラス治具又は部材の洗浄方法は、純水洗浄槽が、純水洗浄槽本体と、該純水洗浄槽本体の外周に設けられたオーバーフロー槽と、該オーバーフロー槽に設置された石英ガラス管ヒータと、該オーバーフロー槽の外側で該純水洗浄槽本体及び該オーバーフロー槽を囲むように設けられた外側槽と、該外側槽内に設けられた超音波発振手段とを有し、少なくとも前記超音波発振手段が設けられた側の前記純水洗浄槽本体の壁部分の材質が石英ガラスであり、前記純水洗浄槽本体が前記純水洗浄槽本体に流入された純水を該純水洗浄槽本体から前記オーバーフロー槽にオーバーフローさせた状態で貯留しかつ前記外側槽が水を貯留した状態の前記純水洗浄槽を用い、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該治具の製作工程途中の石英ガラス部材の酸洗浄後に行われる超音波洗浄方法であって、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を前記純水洗浄槽本体に流入し、前記純水を前記石英ガラス管ヒータによって加温し、且つ前記超音波発振手段の振動を前記外側槽に貯留された水と前記純水洗浄槽本体の石英ガラス壁部分を介して伝えることによって前記純水洗浄槽本体内の前記石英ガラス治具又は部材に対して３０〜７０℃の純水中で超音波洗浄を少なくとも１回行うことを特徴とする。

前記石英ガラス治具の酸洗浄を含む洗浄が、半導体製造プロセス使用前の最終の洗浄であることが好適である。

前記超音波洗浄を、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を洗浄槽に流入し、前記純水を洗浄槽本体から外周に設けられたオーバーフロー槽にオーバーフローさせながら、且つ温度が４０〜６０℃の純水中で行うことが好ましい。また、前記超音波洗浄が、周波数２５ｋＨｚ〜５ＭＨｚの超音波を用いて行われることが好適である。

前記超音波洗浄において、石英ガラス治具又は部材を揺動しながら洗浄することが好ましい。揺動速度は特に限定されないが、１〜８０ｍｍ／秒の速度で上下方向に動かすことがより好適である。

本発明の超音波洗浄装置は、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該治具の製作工程途中の石英ガラス部材の酸洗浄を含む洗浄に使用される純水洗浄槽を備えた超音波洗浄装置であって、前記純水洗浄槽が、純水洗浄槽本体と、該純水洗浄槽本体の外周に設けられたオーバーフロー槽と、該オーバーフロー槽に設置された石英ガラス管ヒータと、該オーバーフロー槽の外側で該純水洗浄槽本体及び該オーバーフロー槽を囲むように設けられた外側槽と、該外側槽内に設けられた超音波発振手段と、前記石英ガラス治具又は石英ガラス部材を該純水洗浄槽本体に搬入し且つ該純水洗浄槽本体から搬出する保持搬送手段と、を有し、少なくとも前記超音波発振手段が設けられた側の前記純水洗浄槽本体の壁部分の材質が石英ガラスであり、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を前記純水洗浄槽本体に流入し、前記純水を前記石英ガラス管ヒータによって加温し、前記純水洗浄槽本体が前記純水洗浄槽本体に流入された純水を該純水洗浄槽本体から前記オーバーフロー槽にオーバーフローさせた状態で貯留しかつ前記外側槽が水を貯留し、前記超音波発振手段の振動を前記外側槽に貯留された水と前記純水洗浄槽本体の石英ガラス壁部分を介して伝えることによって前記純水洗浄槽本体内の前記石英ガラス治具又は部材に対して３０〜７０℃の純水中で超音波洗浄を行うことができ、かつ前記保持搬送手段が揺動可能であるようにしたことを特徴とする。

前記純水洗浄槽が、洗浄槽本体と該洗浄槽本体の外周に設けられたオーバーフロー槽とからなり、前記加温手段が該オーバーフロー槽に設置された石英ガラス管ヒータであることが好ましい。前記超音波発振手段が洗浄槽本体の外部に設けられていることが好ましく、更に該洗浄槽本体の超音波発振手段を設けられた側の壁部分の材質を石英ガラスとすることが好適である。また、前記超音波発振手段は２５ｋＨｚ〜５ＭＨｚの振動数で超音波振動させる超音波発振手段であることが好ましい。

本発明によれば、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該石英ガラス治具の製作工程途中の石英ガラス部材の表面に残留している金属不純物を簡便かつ十分に除去することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。

本発明の洗浄方法は、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該石英ガラス治具の製作工程途中の石英ガラス部材の酸洗浄を含む洗浄方法において、該酸洗浄後に３０〜７０℃の純水中で超音波洗浄を少なくとも１回行うものである。本発明において、前記石英ガラス治具の酸洗浄を含む洗浄を行う時期は、半導体製造プロセス使用前の最終の酸洗浄を含む洗浄である必要がある。

本発明は、３０〜７０℃に保持した純水を用いて超音波洗浄を行うことにより、石英ガラス表面に残留している金属不純物等の不純物を効果的に除去するものである。
本発明の温度に関する範囲での実施例に見られる効果についてのメカニズムは、明確には不明であるが、次のように推定される。純水中の超音波による不純物の除去には、超音波による音圧とキャビテーションの発生、消滅の衝撃波が大きく影響すると思われる。純水温度が３０℃未満の場合、蒸気圧が小さく純水中での超音波によるキャビテーションの発生が少なく、また、７０℃を超えると気泡の表面張力が小さくなりキャビテーションの発生と消滅による衝撃波圧が低下すると思われ、不純物除去の効果が減衰する。また、８０℃を超えると、超音波洗浄水の蒸気に離脱した不純物が混入し、洗浄液から洗浄物の取り出しの際に再付着し、洗浄効果を低下させる。よって、純水温度は３０℃以上７０℃以下の範囲であり、特に４０℃以上６０℃以下が効果的で好ましい。

前記純水の加熱方法は特に限定されないが、高純度の石英ガラス管にヒータを挿入した構造の石英ガラス管ヒータを用い、該石英ガラス管ヒータを介して加熱処理されている純水により超音波洗浄することが、ヒータからの汚染を防止できて好ましい。

超音波によるキャビテーションの衝撃波圧は表面張力が大きいほど大きく、純水は純度が高いほど表面張力が大きくなることから、前記超音波洗浄で用いられる純水としては、超純水が好ましく、特に比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水が好ましい。

本発明の洗浄方法において用いられる洗浄装置は特に限定されず公知の超音波洗浄装置を使用することができるが、後述する本発明の超音波洗浄装置を用いることが好ましい。用いる超音波の周波数は特に限定されないが、一般的な２５ｋＨｚ〜５ＭＨｚの周波数の超音波が好ましい。

また、前記超音波洗浄は、洗浄される石英ガラス治具又は該石英ガラス治具の製作工程途中の部材を、揺動しながら行うことが好適である。洗浄される治具又は部材はガラスであり、超音波のような波長の節に音圧が長時間集中する様な場合は、表面に微小なクラック等を伴ったダメージが発生する可能性があり、これらは超音波の発生衝撃波圧が大きいほど危険が大きくなるが、揺動させて超音波洗浄を行うことにより、ガラス表面にダメージを与えることなく、効果的に洗浄することができる。また、揺動は超音波により表面から離脱した不純物を洗浄対象から遠ざけて、拡散希釈する効果もあり、極めて有効である。

揺動方向は特に限定されないが、超音波の発振源に対して遠近方向に移動させることが好ましく、具体的には、洗浄槽下方に超音波発振手段を設けた場合は上下方向に移動させることが好ましく、洗浄槽側方に超音波発振手段を設けた場合、水平方向に移動させることが好ましい。揺動速度は特に限定されないが、１ｍｍ／秒以上、好ましくは１０ｍｍ／秒以上がより効果的である。また、洗浄中の治具又は部材を安定的に保持できる範囲で揺動することが望ましく、具体的には、１５０ｍｍ／秒、好ましくは８０ｍｍ／秒以下の速度で揺動することが好適である。揺動距離は特に限定されないが、超音波の波長の１／２以上移動させることが好ましい。

また、前記超音波洗浄において、前記の離脱した不純物の希釈及び排出のために、超音波洗浄中、純水を微流量でオーバーフローして洗浄することが好ましい。また、オーバーフローのため流入する純水も、洗浄に用いられる純水と同様、超純水が好ましく、特に比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水が好適である。

超音波洗浄前の酸洗浄は特に限定されないが、ＨＦ水溶液（フッ酸）や硝酸、フッ硝酸、塩酸等を用いることが好ましい。

本発明方法を用いて洗浄された石英ガラス治具は、金属元素等の不純物が除去されているため、ウェハのエッチング用治具やアッシング用治具として特に好適である。

図１は、本発明の超音波洗浄装置の一例を示す概略説明図である。図１において、超音波洗浄装置１０は、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を流入し、貯留する純水洗浄槽１２と、該純水洗浄槽１２に貯留された純水を３０〜７０℃に加温する加温手段、例えば、石英ガラス管ヒータ１４と、該純水を超音波振動させる超音波発振手段１６と、石英ガラス治具又は石英ガラス部材を該純水洗浄槽１２に搬入し且つ該純水洗浄槽１２から搬出する保持搬送手段１８とを有する。

前記純水洗浄槽１２は、洗浄槽本体２０と、該洗浄槽本体２０の外周に設けられたオーバーフロー槽２２と、該オーバーフロー槽２２の外側で該洗浄槽本体２０及び該オーバーフロー槽２２を囲むように設けられた外側槽２３とを有している。該オーバーフロー槽２２には底深部２２ａと底浅部２２ｂが設けられている。該オーバーフロー槽２２の底深部２２ａには前記加温手段１４が設置されている。該オーバーフロー槽２２の底深部２２ａに、純水供給手段２４から上部管２５及び第１支管２５ａを介して比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水が供給され、前記加温手段１４により該オーバーフロー槽２２の底深部２２ａ内の純水が３０〜７０℃に加温される。加温された純水は、ポンプＰ_１、フィルターＦ_１を設けた下部管２６を介して洗浄槽本体２０に供給され、前記オーバーフロー槽２２にオーバーフローさせた状態で貯留する。前記オーバーフロー槽２２の底深部２２ａに、温度センサ２８ａ、過熱防止センサ２８ｂ、液面レベルセンサ２８ｃを設け、第１支管２５ａに流量計３０を設けることにより、純水の温度及び流量を調節することができる。

前記純水洗浄槽１２の材質は特に限定されず、例えば、ガラス、合成樹脂、セラミックス等が挙げられるが、石英ガラス製の洗浄槽が好ましい。前記加温手段としては、例えば、石英ガラス管ヒータを用いることが好ましい。図２は石英ガラス管ヒータの一例を示す断面概略説明図である。図２において、石英ガラス管ヒータ１４は、コイル状の電熱線４２が石英ガラス管４４内に中空保持される構成を有している。このような石英ガラス管ヒータ１４をオーバーフロー槽２２に設置することが不純物の除去等により効果的である。

前記超音波発振手段１６は、洗浄槽本体２０内の純水を好ましくは２５ｋＨｚ〜５ＭＨｚの振動数で超音波振動させるものであり、洗浄槽本体２０の外部の外側槽２３内に設けられていることが好ましい。図１は超音波発振手段１６を前記洗浄槽本体２０の下方でかつ外側槽２３の底壁２３ａ上に設けた場合の例を示したが、超音波発振手段１６は洗浄槽本体２０の下方及び側方のいずれに設けてもよい。超音波発振手段の設置数は特に限定されず、１又は複数の超音波発振手段を用いることができる。超音波発振手段１６を洗浄槽本体２０の側方に複数設ける場合、異なる側面に設けてもよい。

前記洗浄槽本体２０は、少なくとも超音波発振手段を設けられた側の壁部分（例えば、超音波発振手段を洗浄槽本体の下方に設けた場合は洗浄槽本体の底壁部分、超音波発振手段を洗浄槽本体の側方に設けた場合は洗浄槽本体の超音波発振手段を設けられた側の側壁部分）の材質をガラスとすることが好ましく、石英ガラスがより好ましい。なお、超音波発振手段を設けられた側の壁部分以外の材質は特に限定されないが、ガラス又は樹脂等、金属汚染源にならない材質を用いることが好ましい。

前述した如く、超音波発振手段１６を外側槽２３の底壁２３ａ（又は側壁２３ｂ）上に設け且つ洗浄槽本体２０の底壁（又は側壁）を石英ガラス板とし、超音波発振手段１６を洗浄漕本体２０内の純水と石英ガラス板で隔てた超音波洗浄装置を用いて、外側槽２３に水を貯留した状態で超音波洗浄を行うことにより、被洗浄物を汚染させず、且つ超音波発振手段１６から発振された振動を外側槽２３中の水及び石英ガラス板を介して洗浄槽本体２０内の純水に極めて効率良く伝えることができる為、不純物混入防止と振動伝達の減損防止の両方が達成でき有効である。

前記保持搬送手段１８は、搬送台１８ａに載置される被洗浄物を洗浄槽本体２０に搬入し、超音波洗浄中、洗浄槽本体２０内で被洗浄物を保持し、洗浄後、被洗浄物を洗浄槽本体２０から搬出するものである。前記被洗浄物とは、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該治具の製作工程途中の石英ガラス部材であって、フッ酸、硝酸、フッ硝酸、塩酸等の酸による酸洗浄後のものである。前記保持搬送手段１８を揺動しながら超音波洗浄を行うことが好ましい。揺動条件は特に限定されず、前述した本発明の超音波洗浄方法の揺動と同様に行うことが好ましい。

３６はローダー・アンローダー・ステージで、前記外側槽２３の一方の側壁２３ｂに側方に突出して設けられており、洗浄前及び洗浄後の被洗浄物が一時的に載置される。３８は該ローダー・アンローダー・ステージ３６の底壁の上方に設置された穴開き板で、載置される被洗浄物の水切り作用を行う。

図１において、２５ｂ，２５ｃは前記上部管２５に接続された第２及び第３支管である。第２支管２５ｂは前記ローダー・アンローダー・ステージ３６を洗浄する際に用いられ、第３支管２５ｃは前記洗浄槽本体２０を洗浄する際に用いられる。

３２は排水管で、第１排水支管３２ａによって洗浄槽本体２０の底壁に、第２排水支管３２ｂによって外側槽２３の側壁２３ｂの下端部に、第３排水支管３２ｃによって外側槽２３の側壁２３ｂの中間部に、第４排水支管３２ｄによってローダー・アンローダー・ステージ３６の底壁にそれぞれ接続されており、各個所からの排水を排水手段３４に集めて排水する。図１において、Ｖ_１〜Ｖ_７は各管２５，２５ｂ，２５ａ，２５ｃ，２６，３２ａ，３２ｂに設けられたバルブで、必要に応じて各管の開閉動作が行われる。

上述した本発明の超音波洗浄装置を用いて、３０〜７０℃に加温された純水で酸洗浄後の被洗浄物を超音波洗浄することにより、金属元素等の不純物を除去することができる。

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

（実施例１）
外径２２０ｍｍ，肉厚５ｍｍの石英ガラス部材を準備し、該石英ガラス部材を＃３２０のメタルボンドダイヤモンド砥石を使いマシニングセンター加工機にて加工し、外径２００ｍｍ，肉厚２ｍｍの石英ガラス円板とした。
その後、加工済みの前記石英ガラス円板を表１に示す手順にて洗浄を行った。

表１中、数字は工程順を表す。

即ち、石英ガラス円板を水温２２℃の純水で流水洗浄を行った後、６％硝酸で３時間洗浄し、２２℃の純水で流水洗浄を行った。なお、使用した硝酸は、石英ガラスの洗浄に３カ月間供したもので、原子吸光光度法による分析の結果、表２の純度であった。

その後、水温３０℃、比抵抗値１７の純水を用いて、該純水を流入させながら超音波洗浄（周波数３８ｋＨｚ、１．２ｋｗ）を３０分間行った。なお、超音波洗浄は図１に示す装置（洗浄槽本体の底壁：石英ガラス製、側壁：塩化ビニール製）を用いて行い、保持搬送手段を上下方向に速度１０ｍｍ／秒で４０ｍｍ程度往復運動させながら行った。超音波洗浄後、石英ガラス円板を１時間乾燥させた。
次いで、石英ガラス円板を新規に作成した５％硝酸に１５分間漬け、表面から硝酸中に溶出した金属不純物（Ｎａ，Ｋ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｆｅ及びＣｕ）をＨＲ−ＩＣＰＭＳ（高分解能誘導結合プラズマ質量分析装置）にて分析した。円板表面の残留物から溶出した不純物量を、円板の単位表面積に換算した。結果を表３及び図３に示す。

（実施例２及び３）
表１に示した如く、超音波洗浄に用いられる純水の水温を４７℃（実施例２）又は６２℃（実施例３）に変更した以外は実施例１と同様に実験を行った。結果を表３及び図３に示す。

（比較例１）
表１に示した如く、超音波洗浄を行わなかった以外は実施例１と同様に実験を行った。結果を表３及び図３に示す。

（比較例２及び３）
表１に示した如く、超音波洗浄に用いられる純水の水温を２２℃（比較例２）又は８０℃（比較例３）に変更した以外は実施例１と同様に実験を行った。結果を表３及び図３に示す。

表３及び図３に示した如く、本発明の温度範囲の純水を用いて超音波洗浄を行った実施例１〜３は、超音波洗浄を行わなかった比較例１並びに本発明の温度範囲該の純水を用いて超音波洗浄を行った比較例２及び３に対して残留する不純物量が低減されていることが判った。

（実施例４）
外径２５０ｍｍ，肉厚８ｍｍの石英ガラス部材を準備し、＃３２０のメタルボンドダイヤモンド砥石を使いマシニングセンター加工機にて加工し、外径２４０ｍｍ，肉厚５ｍｍの石英ガラス円板とした後に、酸化セリウムスラリーを供給したウレタンパッドにて、円板を透明にポリシング研磨し、透明なガラス窓を製作した。
その後、製作したガラス窓を表４に示す手順にて洗浄を行った。

表４中、数字は工程順を表す。

即ち、石英ガラス窓を水温２２℃の純水で流水洗浄を行った後、１２％ＨＦ水溶液で１時間洗浄し、２２℃の純水で流水洗浄を行った。なお、使用したＨＦ水溶液は、石英ガラスの洗浄に６カ月間供したもので、原子吸光光度法による分析の結果、表５の純度であった。

その後、水温７０℃、比抵抗値１７ＭΩの純水を用いて、該純水を流入させながら超音波洗浄（周波数２７ｋＨｚ、１ｋｗ）を６０分間行った。なお、超音波洗浄は図１に示す装置（洗浄槽本体：石英ガラス製）を用いて行い、保持搬送手段を上下方向に速度５０ｍｍ／秒で４０ｍｍ程度往復運動させながら行った。超音波洗浄後、石英ガラス窓を１時間乾燥させた。
次いで、石英ガラス窓を新規に作成した５％硝酸に１５分間漬け、表面から硝酸中に溶出した金属不純物（Ｎａ，Ｋ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｆｅ及びＣｕ）をＨＲ−ＩＣＰＭＳ（高分解能誘導結合プラズマ質量分析装置）にて分析した。ガラス窓表面の残留物から溶出した不純物量を、窓の単位表面積に換算した。結果を表６に示す。

（比較例４〜６）
表５に示した如く洗浄工程を変更した以外は、実施例４と同様に実験を行った。結果を表６に示す。

表６に示した如く、酸洗浄及び本発明の温度範囲の純水を用いて超音波洗浄を行った実施例４は、酸洗浄及び超音波洗浄のない比較例４、酸洗浄がなく超音波洗浄のみの比較例５、及び酸洗浄のみで超音波洗浄のない比較例５の全てに対して、不純物量の低減効果があることが判った。実施例４は特にＮａ，Ｋ，Ｃａ，Ｆｅ及びＣｕの濃度が検出下限値未満であり、優れた洗浄が行われていた。

（実験例１〜４）
外径２２０ｍｍ，肉厚５ｍｍの石英ガラス部材を４枚準備し、＃３２０のメタルボンドダイヤモンド砥石を使いマシニングセンター加工機にて加工し、外径２００ｍｍ，肉厚２ｍｍの石英ガラス円板とした。
その後、加工済みの石英ガラス円板を表７に示す手順にて洗浄を行った。

表７中、数字は工程順を表す。

即ち、石英ガラス円板を水温２２℃の純水で流水洗浄した後、６％硝酸で３時間洗浄し、２２℃の純水で流水洗浄を行った。なお、使用した硝酸は実施例１と同様である。
その後、水温４７℃、比抵抗値１７ＭΩの純水を用いて、該純水を流入させながら超音波洗浄（周波数３８ｋＨｚ、１．２ｋｗ）を６０分間行った。なお、超音波洗浄は実施例１と同じ装置を用い、表７に示した揺動条件下で行った。揺動は、保持搬送手段を上下方向に所定の速度で４０ｍｍ程度往復運動させたものである。
超音波洗浄時の状態を観察し、その結果を表８に示した。超音波洗浄後、石英ガラス円板を１時間乾燥させた。

得られた洗浄後の石英ガラス円板の表面状態を目視で観察し、洗浄によるダメージの有無を確認した。結果を表８に示した。なお、表面状態の評価基準は下記の通りである。
○：表面が透明でダメージ無しの状態、
△：極浅いマイクロクラックや凹み、荒れ等の浅いダメージ痕が有り、表面が白く曇って見える部位があるが、使用可能な状態、
×：ダメージが深く使用不可能な状態。

また、石英ガラス円板の表面に残留する金属不純物について実施例１と同様に分析を行い、洗浄効果について評価した。その結果を表８に示した。なお、洗浄効果は、Ｎａ，Ｋ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｆｅ及びＣｕの全ての金属元素の濃度が比較例１の測定値の半分以下の場合を○と評価し、それ以外を×と評価した。

表８に示した如く、水温４７℃、速度１ｍｍ／秒及び８０ｍｍ／秒で揺動させて超音波洗浄を行った実験例１及び２は、安定した状態で超音波洗浄され、超音波洗浄による表面ダメージも見られず、良好な洗浄が行えた。
速度１００ｍｍ／秒で揺動させて超音波洗浄を行った実験例３では、超音波洗浄時に試験円板の浮き上がりが観察され、試験円板が一部破損したが、表面ダメージは無く十分な洗浄効果が見られた。洗浄時の浮き上がりは、揺動速度に対して試験円板が軽量であった為に生じたものであり、十分に重い、例えば肉厚が２倍程度あれば通常処理が可能である。
また、揺動無しの実験例４は、表面に一部浅いダメージが観察されたが十分な洗浄効果があった。超音波による表面ダメージは洗浄時間を短縮することにより発生を抑えることができるが、様々な処理対象に対応するためには、揺動させた状態での超音波洗浄がより好適であることがわかる。

（比較例７）
表７に示した如く、超音波洗浄に用いられる純水の水温を２２℃に変更した以外は実験例３と同様に実験を行った。結果を表８に示す。表８に示した如く、比較例７は不純物除去の洗浄効果が不十分であり、超音波洗浄時に試験円板の浮き上がりが観察され、試験円板が一部破損した。

（比較例８）
表７に示した如く、超音波洗浄に用いられる純水の水温を８０℃に変更した以外は実験例４と同様に実験を行った。結果を表８に示す。表８に示した如く、比較例８は不純物除去の洗浄効果が不十分であり、表面に一部浅いダメージが観察された。

本発明の超音波洗浄装置の一例を示す概略説明図である。 本発明の超音波洗浄装置で用いられる石英ガラス管ヒータの一例を示す断面概略説明図である。 実施例１〜３及び比較例１〜３の結果を示すグラフである。

符号の説明

１０：超音波洗浄装置、１２：純水洗浄槽、１４：加温手段、１６：超音波発振手段、１８：保持搬送手段、１８ａ：搬送台、２０：洗浄槽本体、２２：オーバーフロー槽、２２ａ：底深部、２２ｂ：底浅部、２３：外側槽、２３ａ：底壁、２３ｂ：側壁、２４：純水供給手段、２５：上部管、２５ａ：第１支管、２５ｂ：第２支管、２５ｃ：第３支管、
２６：下部管、２８ａ：温度センサ、２８ｂ：過熱防止センサ、２８ｃ：液面レベルセンサ、３０：流量計、３２：配水管、３２ａ：第１排水支管、３２ｂ：第２排水支管、３２ｃ：第３排水支管、３２ｄ：第４排水支管、３４：排水手段、３６：ローダー・アンローダー・ステージ、３８：穴開き板、４２：電熱線、４４：石英ガラス管、Ｐ_１：ポンプ、Ｆ_１：フィルター、Ｖ_１〜Ｖ_７：バルブ。

Claims (5)

1. 純水洗浄槽が、純水洗浄槽本体と、該純水洗浄槽本体の外周に設けられたオーバーフロー槽と、該オーバーフロー槽に設置された石英ガラス管ヒータと、該オーバーフロー槽の外側で該純水洗浄槽本体及び該オーバーフロー槽を囲むように設けられた外側槽と、該外側槽内に設けられた超音波発振手段とを有し、少なくとも前記超音波発振手段が設けられた側の前記純水洗浄槽本体の壁部分の材質が石英ガラスであり、前記純水洗浄槽本体が前記純水洗浄槽本体に流入された純水を該純水洗浄槽本体から前記オーバーフロー槽にオーバーフローさせた状態で貯留しかつ前記外側槽が水を貯留した状態の前記純水洗浄槽を用い、半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該治具の製作工程途中の石英ガラス部材の酸洗浄後に行われる超音波洗浄方法であって、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を前記純水洗浄槽本体に流入し、前記純水を前記石英ガラス管ヒータによって加温し、且つ前記超音波発振手段の振動を前記外側槽に貯留された水と前記純水洗浄槽本体の石英ガラス壁部分を介して伝えることによって前記純水洗浄槽本体内の前記石英ガラス治具又は部材に対して３０〜７０℃の純水中で超音波洗浄を少なくとも１回行うことを特徴とする石英ガラス治具又は部材の洗浄方法。
2. 前記外側槽が前記オーバーフロー槽からオーバーフローした純水を貯留した状態であることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
3. 前記超音波洗浄を、４０〜６０℃の純水中で、かつ前記石英ガラス治具又は部材を１０〜８０ｍｍ／秒で揺動させながら行うことを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄方法。
4. 半導体製造プロセスで使用される石英ガラス治具又は該治具の製作工程途中の石英ガラス部材の酸洗浄を含む洗浄に使用される純水洗浄槽を備えた超音波洗浄装置であって、前記純水洗浄槽が、純水洗浄槽本体と、該純水洗浄槽本体の外周に設けられたオーバーフロー槽と、該オーバーフロー槽に設置された石英ガラス管ヒータと、該オーバーフロー槽の外側で該純水洗浄槽本体及び該オーバーフロー槽を囲むように設けられた外側槽と、該外側槽内に設けられた超音波発振手段と、前記石英ガラス治具又は石英ガラス部材を該純水洗浄槽本体に搬入し且つ該純水洗浄槽本体から搬出する保持搬送手段と、を有し、少なくとも前記超音波発振手段が設けられた側の前記純水洗浄槽本体の壁部分の材質が石英ガラスであり、比抵抗値が１５ＭΩ以上の純水を前記純水洗浄槽本体に流入し、前記純水を前記石英ガラス管ヒータによって加温し、前記純水洗浄槽本体が前記純水洗浄槽本体に流入された純水を該純水洗浄槽本体から前記オーバーフロー槽にオーバーフローさせた状態で貯留しかつ前記外側槽が水を貯留し、前記超音波発振手段の振動を前記外側槽に貯留された水と前記純水洗浄槽本体の石英ガラス壁部分を介して伝えることによって前記純水洗浄槽本体内の前記石英ガラス治具又は部材に対して３０〜７０℃の純水中で超音波洗浄を行うことができ、かつ前記保持搬送手段が揺動可能であるようにしたことを特徴とする超音波洗浄装置。
5. 前記外側槽が前記オーバーフロー槽からオーバーフローした純水を貯留した状態であることを特徴とする請求項４記載の超音波洗浄装置。

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