JP7306346B2 - ワークの洗浄処理方法及びワークの洗浄処理システム - Google Patents

ワークの洗浄処理方法及びワークの洗浄処理システム Download PDF

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Description

本発明は、ワークの洗浄処理方法及びワークの洗浄処理システムに関するものであり、特には、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの洗浄に関し、とりわけ枚葉式のディップ洗浄に係る洗浄処理方法及び洗浄処理システムに関するものである。
シリコンウェーハの製造における洗浄の一形態として枚葉式のディップ洗浄がある。このディップ洗浄では、洗浄槽内に設置されたウェーハを洗浄液（例えばオゾン水）に浸漬することにより、ウェーハに付着している有機物を酸化除去する（オゾン水の場合は、さらに、ウェーハ表面が酸化膜で覆われる）。
一般的には、オゾン水等の洗浄液は、洗浄槽の下部から流入して洗浄槽内を満たし、洗浄槽の上部でオーバーフローし、洗浄槽を包囲する排液溝へ流れ込み、洗浄槽外へ流出される。例えば枚葉式の洗浄処理方法においては、上記のように洗浄液が流れている洗浄槽内に、アームによりセットされたウェーハが、１枚ずつ搬送されて１枚ずつ全面洗浄される。
このような洗浄処理方法においては、ウェーハの面内での洗浄の均一性を高めるために、洗浄槽内の洗浄液の流れを整流することが種々行われている。例えば、特許文献１では、洗浄槽の底部に、多数の孔を下方に備えた１本のパイプを水平に配し、孔から洗浄液を排出するとともにウェーハとパイプとの間に複数の孔を有する複数の整流板を設けることが開示されている。また、例えば、特許文献２では、洗浄槽の下部に洗浄液の入口を有する緩衝槽を設け、洗浄液が通流する複数の通流孔が設けられた複数の整流多孔板を設けることが開示されている。そして、特許文献２では、通流孔の孔径が上位置に設置される整流多孔板ほど小さくなるように形成されることが開示されている。
特開平０４－０５６３２１号公報 特開平０９－２３２２７２号公報
ここで、ウェーハの洗浄においては、ウェーハ１枚当りの洗浄液の使用量を減らすことが望まれるため、洗浄槽はできるだけ小さいことが好ましい。特に、枚葉式の洗浄では、バッチ式の洗浄に比べてスループットが低いため、多くの洗浄槽を設置する必要があり、１つの洗浄槽をできるだけ小さくすることが特に望まれる。また、洗浄槽が大きいと、洗浄液の流れの制御が困難になり、パーティクルを槽外へと排出することが難しくなることからも、洗浄槽は小さい方が望ましい。
しかしながら、特許文献１の手法では、パイプを水平に配し、その下方の孔から洗浄槽の底部に向かって洗浄液を噴射することによりその流速を緩和しているため、パイプを設置するための空間が必要になり、洗浄槽が大きくなってしまうという問題があった。また、特許文献２では、洗浄液の流れが十分に緩和されないまま整流多孔板に達すると、一部の孔から洗浄液が多く通流して十分な整流効果が得られないおそれがあり、大きな緩衝槽を設けてこれに対処する必要があり、洗浄槽も大きくなってしまうという問題があった。また、上記のような問題は、洗浄の対象がウェーハの場合のみならず、同様の洗浄を行うワーク一般にも生じ得る。
そこで、本発明は、洗浄槽を必要以上に大型化することなく、洗浄槽内での洗浄液の流れを整流可能な、ワークの洗浄処理方法及びワークの洗浄処理システムを提供することを目的とする。
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）洗浄槽を用意する工程と、
前記洗浄槽内にワークを設置する工程と、
前記洗浄槽の底部に設けられた洗浄液供給口から前記洗浄槽内に洗浄液を供給して前記ワークを洗浄処理する工程と、を含む、ワークの洗浄処理方法であって、
前記ワークが設置される位置と前記底部との間に、上側整流板と、該上側整流板よりも前記洗浄槽の前記底部側に位置する下側整流板と、からなる２枚の整流板が配置され、
前記上側整流板及び前記下側整流板は、それぞれ、複数の孔を有し、
前記上側整流板の前記孔の径は、前記下側整流板の前記孔の径よりも小さく、
前記下側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び前記上側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、前記洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する工程をさらに含み、前記洗浄液を供給して前記ワークを洗浄処理する工程において、決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で前記洗浄液を供給し、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）を決定する工程をさらに含み、前記洗浄槽を用意する工程において、決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）を有する前記複数の孔を有する前記下側整流板及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）を有する前記複数の孔を有する前記上側整流板を備えた前記洗浄槽を用意し、
前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）及び決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）は、以下の関係式（ａ）、
Ｂ／Ａ≧５．６×１０－２ｅｘｐ（０．４６Ｑ）、且つ、
Ｂ／Ａ≦－６．９×１０－２Ｑ２＋１．２Ｑ＋３．４
を満たすことを特徴とする、ワークの洗浄処理方法。
（２）前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）及び決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）は、以下の関係式（ｂ）、
Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
をさらに満たす、上記（１）に記載のワークの洗浄処理方法。
（３）前記２枚の整流板間の距離は、１０ｍｍ以上である、上記（１）又は（２）に記載のワークの洗浄処理方法。
（４）前記ワークは、ウェーハであり、
前記ウェーハが前記洗浄槽内に設置された状態で、前記ウェーハの中心を含む高さにおける前記洗浄槽の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下である、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載のワークの洗浄処理方法。
（５）洗浄槽を備える、ワークの洗浄システムであって、
前記洗浄槽は、該洗浄槽内にワークを設置可能であるように構成され、
前記洗浄槽の底部に、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口が設けられ、
前記洗浄槽内のワークが設置される位置と前記底部との間に、上側整流板と、該上側整流板よりも前記洗浄槽の前記底部側に位置する下側整流板と、からなる２枚の整流板が配置され、
前記上側整流板及び前記下側整流板は、それぞれ、複数の孔を有し、
前記上側整流板の前記孔の径は、前記下側整流板の前記孔の径よりも小さく、
前記システムは、前記下側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び前記上側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、前記洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する計算部と、決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で前記洗浄液を供給するように制御する制御部とをさらに備え、
前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び前記計算部により決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ａ）、
Ｂ／Ａ≧５．６×１０－２ｅｘｐ（０．４６Ｑ）、且つ、
Ｂ／Ａ≦－６．９×１０－２Ｑ２＋１．２Ｑ＋３．４
を満たすことを特徴とする、ワークの洗浄処理システム。
（６）前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び前記計算部により決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ｂ）、
Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
をさらに満たす、上記（５）に記載のワークの洗浄処理システム。
（７）前記２枚の整流板間の距離は、１０ｍｍ以上である、上記（５）又は（６）に記載のワークの洗浄処理システム。
（８）前記ワークは、ウェーハであり、
前記ウェーハが前記洗浄槽内に設置された状態で、前記ウェーハの中心を含む高さにおける前記洗浄槽の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下である、上記（５）～（７）のいずれか１つに記載のワークの洗浄処理システム。
本発明によれば、洗浄槽を必要以上に大型化することなく、洗浄槽内での洗浄液の流れを整流可能な、ワークの洗浄処理方法及びワークの洗浄処理システムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るワークの洗浄処理システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係るワークの洗浄処理方法のフローチャートである。 洗浄液の流量及びＢ／Ａと、効果との関係を示す図である。 整流板間の距離と、パーティクルを排出するのに必要とした時間との関係を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。
＜ワークの洗浄処理システム＞
先に、本発明の一実施形態にかかるワークの洗浄処理システムについて説明する。後述するワークの洗浄処理方法の実施形態は、例えばこのワークの洗浄処理システムを用いて行うことができる。
図１は、本発明の一実施形態に係るワークの洗浄処理システムの概略図である。図１に示すように、本実施形態のワークの洗浄処理システム１は、洗浄槽２、計算部６、及び制御部７を備えている。
洗浄槽２は、該洗浄槽２内にワークＷを設置可能であるように構成されている。ワークＷは、洗浄処理の対象となるものであり、一例としては、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハとすることができる。本例では、ワークＷは、シリコンウェーハである。図示の洗浄槽２は、１枚のウェーハを設置可能であるように構成されている枚葉式のウェーハ洗浄槽であり、ディップ洗浄に好適に適用することができる。ワークＷの径は、特に限定されないが、ワークＷがウェーハの場合、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍとすることができる。洗浄槽２は、ワークＷの大きさに応じた（所定の大きさのワークＷを設置可能な）範囲内で小さめであることが好ましい。具体的には、ワークＷがウェーハである場合、ウェーハが洗浄槽２内に設置された状態で、ウェーハの中心を含む高さにおける洗浄槽２の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下であることが好ましい。上記水平断面積が９０００ｍｍ２以上であれば、例えば径４５０ｍｍのウェーハを収容可能であり、一方で、上記水平断面積が６００００ｍｍ２以下であれば、洗浄液の使用量を低減することができる。洗浄槽２は、特には限定されないが、例えば石英ガラスからなるものとすることができる。ワークＷは、ホルダ（図示せず）によって、ワークＷの面が水平方向に対して垂直となるように支持されている。ワークＷは、例えばアーム（図示せず）によって洗浄槽２内へと搬送されて設置される。当該アームは、洗浄後のワークＷを洗浄槽から搬出するのにも用いることができる。
図１に示すように、洗浄槽２の底部に、洗浄槽２内に洗浄液を供給する洗浄液供給口（ノズル）３が（本例で２つ）設けられている。洗浄液供給口３の個数は、特には限定されず、１つや３つ以上とすることもできる。洗浄液の洗浄槽２内での流れを均一化するために、洗浄液供給口３は、ワークＷに対して対称的な配置とすることが好ましい。例えば図示のように、ウェーハの面を正面から見て、ウェーハ中心の直下の位置に対して等距離に配置することができる。
また、図１に示すように、洗浄槽２内のワークＷが設置される位置と底部との間に、上側整流板４と、該上側整流板４よりも洗浄槽２の底部側に位置する下側整流板５と、からなる２枚の整流板が配置されている。図示のように、2枚の整流板は、それぞれ、上下面が水平方向となるように配置される。上側整流板４及び下側整流板５は、それぞれ、洗浄液が通過可能な複数の孔４ａ及び５ａを有している。孔は格子状に配列され、１つの列において孔が等間隔に（特には限定されないが、例えば５ｍｍ～２０ｍｍのピッチ間隔で）配置され、それが、複数列（行方向に）配置されている。例えば、孔は奇数列と偶数列とが行方向に投影した際に重なるように配置することができ、あるいは、奇数列と偶数列とが行方向に投影した際に列方向の半ピッチ分ずれるように千鳥状に配置することもできる。上側整流板４に設けられた複数の孔は、大きさが均一であることが好ましく、また、下側整流板５に設けられた複数の孔は、大きさが均一であることが好ましい。本実施形態では、上側整流板４の孔の径は、下側整流板５の孔の径よりも小さい。なお、上側整流板４に設けられた孔の径が均一でない場合及び／又は下側整流板５に設けられた孔の径が均一でない場合には、各整流板において孔の径の平均値をとった際に、上側整流板４の孔の径が、下側整流板５の孔の径よりも小さい。特には限定されないが、下側整流板５の孔の径は、２～７ｍｍとすることができ、上側整流板４の孔の径は、下側整流板５の孔の径より小さい範囲で、１～５ｍｍとすることができる。２枚の整流板４、５間の距離（最短距離）は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。２枚の整流板４、５間の距離が大きいほど、洗浄液が下側整流板５を通過した後に、流速を低下させるバッファとして作用する領域を大きく確保し、流れをより均一にすることができるため、上記距離が１０ｍｍ以上であることが好ましいのである。一方で、大きなサイズの洗浄槽２を必要としないようにする観点や、上記バッファとしての効果が距離と共に飽和していくことに鑑みて、上記距離は４０ｍｍ以下であることが好ましい。
上記の洗浄液としては、本例ではオゾン水を用いており、これによりパーティクルを除去することができることに加え、ウェーハの表面に酸化膜を形成することができる。洗浄液の他の例としては、任意の洗浄剤成分を含んだ液、あるいは、純水とすることもできる。
ここで、ポンプ等により洗浄液供給口３から洗浄槽２内に洗浄液が供給されると、洗浄液は、下側整流板５の複数の孔５ａを通過し、次いで上側整流板４の複数の孔４ａを通過して、洗浄槽２の上部まで流れ、上部に設けられたオーバーフロー槽によって回収される。回収された洗浄液は、フィルタリング等の処理がなされた後、再びポンプ等によって洗浄液供給口３から洗浄槽２内に供給される。
計算部６は、下側整流板５の複数の孔５ａの面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び上側整流板４の複数の孔４ａの面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する。計算部６は、任意の既知のカルキュレータとすることができる。本実施形態では、計算部６は、Ｂ／Ａに基づいて、洗浄液の供給流量Ｑを決定する。より具体的には、関係式（ａ）に（好ましくは関係式（ｂ）にも）基づいて、当該関係式を満たすように、洗浄液の供給流量Ｑを決定する。本例において、関係式（ａ）（好ましくは関係式（ｂ））を満たす範囲内での供給流量の決定の仕方は任意であり、例えば、洗浄液の量を最小化するために当該範囲内での最小値及びその付近の値とすることもでき、洗浄時間を短縮するために当該範囲内での最大値及びその付近の値とすることもでき、あるいは、供給流量のばらつき等が生じる場合でも、より確実に上記関係式（ａ）（好ましくはさらに関係式（ｂ））が満たされるように、横軸をＢ／Ａ、縦軸をＱとした際の当該領域の重心位置及びその付近に対応する供給流量とすることもできる。
制御部７は、決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で洗浄液を供給するように制御する。具体的には、一例としては、決定した供給流量Ｑとなるように、洗浄液供給口３の弁を開閉して流路の大きさを調整するように制御することで供給流量を制御するものとすることができる。制御部７は、任意の既知のプロセッサを含むものとすることができる。
後述の実施例でも示すように、上記下側整流板５の複数の孔５ａの面積の総和Ａ（ｍｍ２）、上記上側整流板４の複数の孔４ａの面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び計算部６により決定した上記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ａ）、
Ｂ／Ａ≧５．６×１０－２ｅｘｐ（０．４６Ｑ）、且つ、
Ｂ／Ａ≦－６．９×１０－２Ｑ２＋１．２Ｑ＋３．４
を満たす。
好ましくは、上記下側整流板５の複数の孔５ａの面積の総和Ａ（ｍｍ２）、上記上側整流板４の複数の孔４ａの面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び計算部６により決定した上記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ｂ）、
Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
をさらに満たす。
以下、本実施形態のワークの洗浄処理システムの作用効果について説明する。
まず、本実施形態のワークの洗浄処理システムでは、上側整流板４の孔４ａの径は、下側整流板５の孔５ａの径よりも小さい。これにより、下側整流板５の孔５ａを通過した洗浄液の流れは、そのままその直上の上側整流板４の孔４ａを通り抜けることができなくなり、他の孔４ａにも向かって上側整流板４に沿って流れることとなる。これにより、孔間の流れの偏りを低減することができる。なお、上側整流板４の孔４ａの径が、下側整流板５の孔５ａの径よりも大きいか等しい場合には、上記関係式（ａ）を満たしても（あるいは（ａ）及び（ｂ）を満たしても）十分な整流効果が得られなくなる。
ここで、本発明者らは、以下のように、面積の総和Ａと面積の総和Ｂとの相対的な関係が整流効果に影響し、さらにそれは供給流量Ｑにも依存することを突き止めた。
すなわち、面積の総和Ａに対して面積の総和Ｂが大きすぎると（例えばＢ／Ａが大き過ぎると）、下側整流板５の孔５ａを通過する際の圧力が（上側整流板対比で相対的に）大きくなり過ぎて、洗浄液の流れが上側整流板４に到達した際の流れの偏りが大きくなり、さらに、上側整流板４において差圧が生じないため、整流効果が小さくなってしまう。一方で、面積の総和Ａに対して面積の総和Ｂが小さすぎると（例えばＢ／Ａが小さすぎると）、下側整流板５における整流が不十分となり、かつ、上側整流板４の孔にかかる圧力が高すぎるため、洗浄液が上側整流板５を通過した後の流れに偏りが生じ、整流効果が小さくなってしまう。
また、供給流量Ｑが多いほど、整流効果を得るのに適切な、面積の総和Ａと面積の総和Ｂとの相対的な関係が異なってくる（例えばＢ／Ａであれば、その値が大きくなる）。これは、供給流量Ｑが多いと、整流板を通過する流速の偏りが大きくなるためであり、これを低減するために下側整流板５の孔５ａの面積の総和Ａを小さくして下側整流板５の孔５ａを通過しにくくし、下側整流板５を通過する前に、洗浄液供給口３から噴出した洗浄液の勢いを落とす必要が生じる。また、供給流量Ｑが多いと、上側整流板４にかかる圧力が大きくなるため、上側整流板４の孔４ａを通過する洗浄液の流速が大きくなりすぎて、通過後の洗浄液の流れの偏りが大きくなる。そこで、上側整流板４の孔の面積の総和Ｂを相対的に大きくして、上側整流板４にかかる圧力を下げて、洗浄液の流速の偏りを低減する必要が生じる。
これらのこと及び後述の実施例でも示されていることにも基づいて、本発明者らは、上記関係式（ａ）を満たす（好ましくは、さらに上記関係式（ｂ）も満たす）ことで、所期した効果を有効に得ることができることの知見を得た。すなわち、洗浄液供給口３から供給された洗浄液の速度を下側整流板５で落とし、かつ、洗浄液の流れが上側整流板４に到達する前に流れの偏りを低減することができる。その後、上側整流板４の前後で差圧が生じることにより、上側整流板４のどの孔４ａからも均一に洗浄液が通過するようにすることができ、上側整流板４の通過後に洗浄液の均一な上昇流を得ることができる。この均一な上昇流により、洗浄槽２において流れているパーティクルを速やかに排出することができる。
このように、計算部６により、面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定し、制御部７により、計算部６が決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で洗浄液を供給するように制御し、面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）及び決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、上記関係式（ａ）を満たすものであるので、洗浄液を効果的に整流することができる。
以上のように、本実施形態のワークの洗浄処理システムによれば、洗浄槽を必要以上に大型化することなく、洗浄槽内での洗浄液の流れを整流することができる。
ここで、本発明のワークの洗浄処理システムでは、面積の総和Ａ（ｍｍ２）、面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、上記関係式（ｂ）をさらに満たすことが好ましい。後述の実施例でも示すように、洗浄槽内での洗浄液の流れをより均一に整流することができるからである。
また、本発明のワークの洗浄処理システムでは、２枚の整流板４、５間の距離は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。洗浄液が下側整流板５を通過した後に、流速を低下させるバッファとして作用する領域を大きく確保し、流れをより均一にすることができるからである。また、洗浄槽２の底部と下側整流板５との距離（最短距離）も、１０ｍｍ以上であることが好ましい。洗浄液が洗浄液供給口３から供給されて下側整流板５に達するまでに、流速を低下させるバッファとして作用する領域を大きく確保し、流れをより均一にすることができるからである。
また、本発明のワークの洗浄処理システムでは、ワークは、ウェーハであり、ウェーハが洗浄槽２内に設置された状態で、ウェーハの中心を含む高さにおける洗浄槽２の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下であることが好ましい。上記水平断面積が９０００ｍｍ２以上であれば、例えば径４５０ｍｍのウェーハを収容可能であり、一方で、上記水平断面積が６００００ｍｍ２以下であれば、洗浄液の使用量を低減することができる。また、この範囲のサイズの洗浄槽２で、上側整流板４の孔４ａの径は、下側整流板５の孔５ａの径よりも小さくし、かつ、上記関係式（ａ）を満たす（好ましくは、上記関係式（ｂ）を満たす）ようにすれば、より一層整流効果を得ることができるからである。
＜ワークの洗浄処理方法＞
次に、本発明の一実施形態に係るワークの洗浄処理方法について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るワークの洗浄処理方法のフローチャートである。図２に示すように、本実施形態では、まず、洗浄槽２を用意する（ステップＳ１０１）。洗浄槽２や洗浄槽２が有する構成要素については、先にワークの洗浄処理システムについて説明したのと同様であるので、説明を省略する。
次いで、洗浄槽２内にワークＷを設置する（ステップＳ１０２）。洗浄槽内にワークＷを設置するのは、上述したように、例えば、ホルダ（図示せず）によって、ワークＷの面が水平方向に対して垂直となるように支持することができ、ワークＷは、例えばアーム（図示せず）によって洗浄槽２内へと搬送されて設置されることができる。
次いで、下側整流板５の複数の孔５ａの面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び上側整流板４の複数の孔４ａの面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する（ステップＳ１０３）。この決定は、例えば上述した計算部６によって上述したように行うことができる。なお、このステップＳ１０３は、ステップＳ１０１やステップＳ１０２に先立って行うこともできる。
次いで、洗浄槽２の底部に設けられた洗浄液供給口３から洗浄槽２内に洗浄液を供給してワークＷを洗浄処理する（ステップＳ１０４）。用いる洗浄液については、上述したとおりである。ここでは、ステップＳ１０３において決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で洗浄液の供給を行う。
次いで、洗浄処理を終了し、ワークＷを洗浄槽外へと搬出する（ステップＳ１０５）。搬出は、上述したアーム等を用いて行うことができる。そして、次のワークＷについて、ステップＳ１０２から繰り返す（ステップＳ１０６）ことにより、ワークＷを1枚ずつ洗浄処理する。
以下、本実施形態のワークの洗浄処理方法の作用効果について説明する。
本実施形態のワークの洗浄処理方法においても、上側整流板４の孔４ａの径は、下側整流板５の孔５ａの径よりも小さいため、システムについて上述したのと同様に、上側整流板４の孔間の流れの偏りを低減することができる。
また、ステップＳ１０３において、面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定し、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で洗浄液を供給してワークＷを洗浄処理しており、面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）及び決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、上記関係式（ａ）を満たすものであるので、システムについて上述したのと同様に、洗浄液を効果的に整流することができる。
以上のように、本実施形態のワークの洗浄処理方法によれば、洗浄槽を必要以上に大型化することなく、洗浄槽内での洗浄液の流れを整流することができる。
本発明のワークの洗浄処理方法では、面積の総和Ａ（ｍｍ２）、面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）、あるいは、供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）及び決定した面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は面積の総和Ｂ（ｍｍ２）は、以下の関係式（ｂ）、
Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
をさらに満たすことが好ましい。後述の実施例でも示すように、洗浄槽内での洗浄液の流れをより均一に整流することができるからである。なお、供給流量に基づいて面積の総和Ａ及び／又は面積の総和Ｂを決定する変形例については後述している。
本発明のワークの洗浄処理方法では、２枚の整流板間の距離は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。洗浄液が下側整流板５を通過した後に、流速を低下させるバッファとして作用する領域を大きく確保し、流れをより均一にすることができるからである。また、洗浄槽２の底部と下側整流板５との距離（最短距離）も、１０ｍｍ以上であることが好ましい。洗浄液が洗浄液供給口３から供給されて下側整流板５に達するまでに、流速を低下させるバッファとして作用する領域を大きく確保し、流れをより均一にすることができるからである。
本発明のワークの洗浄処理方法では、ワークは、ウェーハであり、ウェーハが洗浄槽内に設置された状態で、ウェーハの中心を含む高さにおける洗浄槽の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下であることが好ましい。上記水平断面積が９０００ｍｍ２以上であれば、例えば径４５０ｍｍのウェーハを収容可能であり、一方で、上記水平断面積が６００００ｍｍ２以下であれば、洗浄液の使用量を低減することができる。また、この範囲のサイズの洗浄槽２で、上側整流板４の孔４ａの径は、下側整流板５の孔５ａの径よりも小さくし、かつ、上記関係式（ａ）を満たす（好ましくは、上記関係式（ｂ）を満たす）ようにすれば、より一層整流効果を得ることができるからである。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記の例では、面積の総和Ａと面積の総和Ｂとの関係に基づいて、供給流量Ｑを決定する場合について示したが、供給流量Ｑに基づいて、面積の総和Ａ及び／又は面積の総和Ｂを決定することもできる。一例としては、上記関係式（ａ）を（好ましくは上記関係式（ｂ）も）満たすように、Ｂ／Ａの値を決定してＡ及び／又はＢを決定することができる。方法の発明においては、そのように決定した面積の総和Ａを有する複数の孔を有する下側整流板及び／又は面積の総和Ｂ（ｍｍ２）を有する複数の孔を有する上側整流板を備えた洗浄槽を用意すれば良く、具体的には整流板を適した孔の径のものに交換する、整流板の孔の径を例えばスライドで可変にして調整する等することができる。システムの発明においては、当該システムが上記交換を行うためのアームや、孔の径を調整するためのスライド調整機構をさらに備えることができる。
また、上記のワークの洗浄処理方法の実施形態は、上記のワークの洗浄処理システムを用いて行う例を示したが、この場合には限定されず、例えば、ステップＳ１０３で行う供給流量Ｑの決定をシステムとは別のコンピュータで行い、また、ステップＳ１０４で行う決定した供給流量への制御を手動で入力して行う等することもできる。
なお、面積の総和Ａ及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて供給流量Ｑを決定することに関し、上記の実施形態ではＢ／Ａに基づいて（具体的には関係式（ａ）（及び関係式（ｂ））に基づいて）供給流量を決定する場合を示したが、この場合には限定されない。すなわち、以下の実施例でも示されるように、関係式（ａ）及び関係式（ｂ）は、効果が得られる境界線を示すものであるが、その具体的な数式の形式は便宜上のものに過ぎず、様々な代替が可能である。例えば、Ｂ／Ａに代えて、Ｂ／（Ａ＋１）、Ｂ／Ａ２等とすることもでき、また、Ｑの式も定義域を区切れば、例えば１次式のみによって表すこともでき、これらのような代替の式を用いる場合も、面積の総和Ａ及び面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて供給流量Ｑを決定している点に留意されたい。ただし、決定した後の（結果としての）Ａ、Ｂ、及びＱは、上記関係式（ａ）（好ましくはさらに関係式（ｂ））を満たすものである。供給流量Ｑに基づいて、面積の総和Ａ及び／又は面積の総和Ｂを決定する場合も、同様に様々な数式を用い得る。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
洗浄槽に２枚の整流板を設置して（図１に示したような洗浄槽である）純水を供給し続けた際の洗浄槽内の液中パーティクル量の変化をパーティクルカウンタで計測し、パーティクル量が供給開始時の１／１０になるのに要した時間を計測した。５分未満であれば「効果あり」、５分以上２０分未満であれば「やや効果あり」、２０分以上であれば「効果薄い」と判定した（図３）。
供給される純水の流量は、１～１０Ｌ／ｍｉｎの範囲で１Ｌ／ｍｉｎ刻みとした。２枚の整流板の孔の径はφ１～５ｍｍの整数値で，常に上側整流板の孔の径が下側整流板の孔の径よりも小さいものとした。孔の径と数とにより，整流板の面積の総和Ａ及びＢをそれぞれ変化させた。孔は、整流板に均等に分布するように開けた。液供給ノズルの開孔は、直接、下側整流板に向かって洗浄液が噴出しないように水平向きに開けた。２枚の整流板の間は２０ｍｍ離して設置した。洗浄槽は、槽内の水平断面積が約２５０００ｍｍ２の直方体形状のものを用いた。
図３では、「効果あり」又は「やや効果あり」となった領域と、「効果薄い」となった領域との境界線を破線で示しており、これら２つの境界線は、関係式（ａ）に対応する（関係式（ａ）における等号の場合である）。なお、境界線はフィッティングにより算出した。また、「効果あり」となった領域と、「やや効果あり」となった領域との境界線を実線で示しており、これら２つの境界線は、関係式（ｂ）に対応する（関係式（ｂ）における等号の場合である）。このように、関係式（ａ）を満たす領域では、「効果あり」又は「やや効果あり」であり、整流効果を得ることができ、また、関係式（ｂ）を満たす領域では、「効果あり」であり、より高い整流効果を得ることができた。
（実施例２）
さらに、実施例１と同様の洗浄槽を用い、２枚の整流板間距離を変化させて洗浄液を供給し続けた際に、洗浄液の単位体積中におけるパーティクル量が、洗浄液供給開始時の１／１０になるのに要した時間を計測した（図４）。ここでは、全て液流量５Ｌ／ｍｉｎ、Ｂ／Ａ＝３．８とした。
図４に示すように、整流板間距離を１０ｍｍ未満とすると、パーティクル量を１／１０に減らすのに５分以上必要とし、その時間は、整流板間距離が小さくなるにつれて急激に伸びることが分かった。
１：洗浄処理システム、
２：洗浄槽、
３：洗浄液供給口、
４：上側整流板、
５：下側整流板、
６：計算部、
７：制御部

Claims (8)

  1. 洗浄槽を用意する工程と、
    前記洗浄槽内にワークを設置する工程と、
    前記洗浄槽の底部に設けられた洗浄液供給口から前記洗浄槽内に洗浄液を供給して前記ワークを洗浄処理する工程と、を含む、ワークの洗浄処理方法であって、
    前記ワークが設置される位置と前記底部との間に、上側整流板と、該上側整流板よりも前記洗浄槽の前記底部側に位置する下側整流板と、からなる２枚の整流板が配置され、
    前記上側整流板及び前記下側整流板は、それぞれ、複数の孔を有し、
    前記上側整流板の前記孔の径は、前記下側整流板の前記孔の径よりも小さく、
    前記下側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び前記上側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、前記洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する工程をさらに含み、前記洗浄液を供給して前記ワークを洗浄処理する工程において、決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で前記洗浄液を供給し、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）を決定する工程をさらに含み、前記洗浄槽を用意する工程において、決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）を有する前記複数の孔を有する前記下側整流板及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）を有する前記複数の孔を有する前記上側整流板を備えた前記洗浄槽を用意し、
    前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）及び決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）は、以下の関係式（ａ）、
    Ｂ／Ａ≧５．６×１０－２ｅｘｐ（０．４６Ｑ）、且つ、
    Ｂ／Ａ≦－６．９×１０－２Ｑ２＋１．２Ｑ＋３．４
    を満たすことを特徴とする、ワークの洗浄処理方法。
  2. 前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）、あるいは、前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）及び決定した前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び／又は前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）は、以下の関係式（ｂ）、
    Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
    Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
    をさらに満たす、請求項１に記載のワークの洗浄処理方法。
  3. 前記２枚の整流板間の距離は、１０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載のワークの洗浄処理方法。
  4. 前記ワークは、ウェーハであり、
    前記ウェーハが前記洗浄槽内に設置された状態で、前記ウェーハの中心を含む高さにおける前記洗浄槽の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のワークの洗浄処理方法。
  5. 洗浄槽を備える、ワークの洗浄システムであって、
    前記洗浄槽は、該洗浄槽内にワークを設置可能であるように構成され、
    前記洗浄槽の底部に、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口が設けられ、
    前記洗浄槽内のワークが設置される位置と前記底部との間に、上側整流板と、該上側整流板よりも前記洗浄槽の前記底部側に位置する下側整流板と、からなる２枚の整流板が配置され、
    前記上側整流板及び前記下側整流板は、それぞれ、複数の孔を有し、
    前記上側整流板の前記孔の径は、前記下側整流板の前記孔の径よりも小さく、
    前記システムは、前記下側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ａ（ｍｍ２）及び前記上側整流板の前記複数の孔の面積の総和Ｂ（ｍｍ２）に基づいて、前記洗浄液の供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を決定する計算部と、決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で前記洗浄液を供給するように制御する制御部とをさらに備え、
    前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び前記計算部により決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ａ）、
    Ｂ／Ａ≧５．６×１０－２ｅｘｐ（０．４６Ｑ）、且つ、
    Ｂ／Ａ≦－６．９×１０－２Ｑ２＋１．２Ｑ＋３．４
    を満たすことを特徴とする、ワークの洗浄処理システム。
  6. 前記面積の総和Ａ（ｍｍ２）、前記面積の総和Ｂ（ｍｍ２）、及び決定した前記供給流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）は、以下の関係式（ｂ）、
    Ｂ／Ａ≧３．２×１０－２Ｑ２＋０．３６Ｑ－０．４７、且つ、
    Ｂ／Ａ≦－５．１×１０－２Ｑ２＋１．１Ｑ＋０．６２
    をさらに満たす、請求項５に記載のワークの洗浄処理システム。
  7. 前記２枚の整流板間の距離は、１０ｍｍ以上である、請求項５又は６に記載のワークの洗浄処理システム。
  8. 前記ワークは、ウェーハであり、
    前記ウェーハが前記洗浄槽内に設置された状態で、前記ウェーハの中心を含む高さにおける前記洗浄槽の水平断面積が９０００ｍｍ２以上６００００ｍｍ２以下である、請求項５～７のいずれか一項に記載のワークの洗浄処理システム。
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