JPS6358840A - 洗浄方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体プロセスにおいてフォトマスク
ブランクやフォトマスク、あるいは半導体基板等の高清
浄度を必要とする被洗浄物を洗浄する場合に用いて好適
な洗浄方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

任意の一生表面に金属および金属酸化物薄膜を被着され
た基板は成膜後、真空系のリークのため真空容器内壁に
付着している粒子が舞上がるなどして基板表面に多数の
粒子が付着するものである。

このような基板の製品出荷に際しては表面の付着粒子を
洗浄除去する必要があり、従来この種の洗浄方法として
は一般に基板を洗浄液（例えば純水、アルコール等）に
浸漬して超音波洗浄した後、アルコール等の蒸気により
洗浄液を置換乾燥する方法が知られている。

例えば、真空蒸着装置によりガラス基板にクロム薄膜を
蒸着したフォトマスクブランクの洗浄例を概略説明する
と、予備タンクより洗浄液としてのイソプロピルアルコ
ール（比重０．７９．ＩＰＡと略す）がポンプ、フィル
ターを経てＦ適された後、洗浄槽内にその底部より随時
供給され、槽上部よジオ−バーフローし、再び予備タン
クに戻るように構成された洗浄装置を備え、被洗浄物で
あるフォトマスクブランクを前記洗浄槽内の洗浄液中に
浸漬し、揺動させつつ一定時間超音波洗浄する。次に、
フォトマスクブランクを洗浄槽よシ引上げ、ＩＰＡ蒸気
で蒸気乾燥して洗浄を終了する。

ところで、良好な洗浄品質を得る丸めには被洗浄物よシ
除去した粒子の被洗浄物への再付着を防ぐため洗浄液中
の粒子を速やかに除去し、洗浄液を清浄化する必要があ
る。また、洗浄槽をできるだけ多槽化することや洗浄槽
を大型化することによυ洗浄液ｉｔ−増やし、逐次洗浄
液中の粒子濃度を低くすることも有効な方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、一定洗浄時間内に洗浄液を濾過再生し、
洗浄液中の粒子′ａ度を低くすることはフィルターの濾
過ａ北により制約され、また被洗浄物より除去された粒
子は金属類であるためその比重が洗浄液よりも一般に大
きく、洗浄液と共に槽上面よりオーバーフローされにく
いという問題があった。

一方、洗浄品質を上げるための洗浄槽の大型化や多情化
は、クリーンルーム内などの限定された空間に設置され
る場合において特に設備費が増大し、また高価な洗浄液
の使用量も増大するという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る洗浄力法は上述したようき問題点を解決す
べくなされたもので、洗浄槽の洗浄液の供給側と排出側
とを実質的に同方向に設け、被洗浄物を先ず洗浄槽の排
出側に浸漬して洗浄し、供給側に向って移動させて引き
上けるようにしたものである。

また、本発明に係る洗浄装置は、洗浄液の供給側と排出
側が実質的に同方向に設けられた洗浄槽と、被洗浄物を
洗浄槽の排出側から供給側へ移動させる手段とを備え、
洗浄槽の供給側側壁の洗浄液中に没する部分の面積全１
排出側側壁の洗浄液中に没する部分の面積より小さく設
定したものである。

〔作　用〕

本発明方法においては被洗浄物を洗浄槽の排出９１ｊよ
シ供給側に向って移動させるようにしているので、被洗
浄物から遊離除去された粒子が被洗浄物に再付着せず、
洗浄品質を向上させ得る。

また、本発明装置においては洗浄槽の供給側側壁の面積
を排出側側壁より小さく設定することにより洗浄液が供
給側より排出側に向って効率よく移動するため、被洗浄
物から遊離除去された粒子を洗浄槽から速やかに排除で
き、洗浄液を清浄化し得る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る洗浄装置の一実施例を示す断面図
、第２図は洗浄槽の平面図である。これらの図において
、洗浄装置１は、オーバーフロー槽３が設けられた洗浄
槽２と、予備タンク４とを備えている。洗浄［２は、核
種の長手方向、すなわち左右方向において対向する一対
の側壁５Ａ　。

５Ｂと、長手方向と直交する方向、すなわち前後方向に
おいて対向する前後壁５Ｃ，５Ｄと、底壁５Ｅとで構成
されている。右側の側壁５Ａは２種類の洗浄液Ａ、Ｂを
洗浄槽２内に供給するための供給口６．７が形成される
ことによυ、供給側側壁を構成している。一方、左側の
側壁５Ｂは前記オーバーフロー槽３が設けられることに
より排出側側壁を構成している。底壁５Ｅは左下υに適
宜角度（例１５°）で傾斜し、側壁５Ｂと底９５Ｅとの
境部近傍には洗浄液Ａ、Ｂを排出するための排出口８が
設けられている０すなわち、供給口６．７とオーバーフ
ロー槽３、排出口８とは実質的に同方向に設けられてお
９、この方向に向って洗浄液Ａ、Ｂが層流となって流れ
、その一部は側壁５Ｂよυオーバーフロー槽３に溢流す
る。また、底壁５Ｅが傾斜していることから、側壁５Ａ
側はど容易に層流が生じ、洗浄液Ａ、Ｂ中の金属粒子（
汚染物）を排出口８へと導く。なお、側壁５Ａの洗浄液
中に設する部分の面積は２００　ｍｍ　（Ｈｌ）Ｘ１５
０ｍｒｎ（Ｗｘ　　）で、側壁５Ｂの面積４４０ｍｍ＜
Ｈｚ　　）ＸＩ　５０ｍｍ（Ｗｔ　　）より小さい０ま
た、洗浄装ｆ１は、被洗浄物１０を保持し、洗浄槽２内
を洗浄液の排出側から供給側に向って移動させる移動手
段１１と、洗浄液Ａ、Ｂを洗浄槽２に供給する配管１２
，１３．洗浄槽２およびオーバーフロー槽３内の洗浄液
を排出する配管１４．１５、これら配管１４．１５と予
備タンク４および前記配管１３とを接続する配管１６，
１７゜配管１５の途中に設けられた配管１８．配管１２
゜１３．１４，１５．１６．１８に設けられたパルプ１
９，２０，２１．２２．２３，２４，２５゜配管１３に
設けられたポンプ２６およびフィルター２７．底壁５Ｅ
の長手方向の約し２より排出側に設けられた超音波発生
装置３０等を備えている。

前記予備タンク４は洗浄液Ｂを貯蔵しており、該タンク
４に前記配管１３の一端が接続されている。

超音波発生装置３０を底壁５Ｅの排出側に設けた理由は
、超音波の伝搬によシ、排出側の汚染された洗浄液の影
？を供給側の洗浄液が受けないようにするためである。

次に、本例による洗浄動作について説明する。

先ず清浄な再生洗浄液を洗浄槽２に供給して排出側の汚
染されている洗浄液との効率的な置換を行ない、排出側
の洗浄液の汚染濃度を一定値以下　、に下げるか、ある
いは洗浄液中の粒子が被洗浄物１０に再付着するのを防
止すべく次のような操作がなされる（但し、洗浄液Ａｔ
使用するときのみの操作）０すなわち、第１図において
パルプ１９．２０，２２，２３を開き、パルプ２１．２
４を閉じ、配管１２によって洗浄液Ａｔ−供給口６よυ
洗浄槽２に供給する。洗浄槽２に供給された洗浄液Ａの
一部は排出口８よシ排出されると同時にオーバーフロー
槽３に溢流し、配管１４．１５．１７を通ってポンプ２
６によシ配管１３に送られ、フィルター２７によって濾
過された後供給ロアよシ再び洗浄槽２に戻される。なお
、供給ロアから洗浄液が洗浄槽２に供給されはじめると
、パルプ１９を閉としてもよい。被洗浄物１０は移動手
段１１によって保持され、洗浄槽２の排出側壁５Ｂに沿
って洗浄液Ａ中に浸漬され、揺動あるいは超音波照射に
よ）一定時間洗浄後、再生された洗浄液が供給される供
給側側壁５ＡＫ向って移動され、洗浄槽２よシ引き上げ
られる。この時、再生洗浄液は被洗浄物１０とは反対に
供給側よυ排出側に向って移動しているため、被洗浄物
表面近傍の汚染された洗浄液は清浄な再生洗浄液によっ
て排出側へ移動され、結果として液置換が行われる。ま
た、供給側にて被洗浄物１０を引き上げると、汚染され
た洗浄液の再付着を防止でき、高品質の洗浄効果が得ら
れる。

次に１互いに溶解しない比重の異なる２種類の洗浄液Ａ
、Ｂ（比重はｄＡ（ｄＢ）を１つの洗浄槽２に連続して
供給し被洗浄物１０を洗浄する方法について説明する。

先ずパルプ２０，２２．２３ｔ−閉以バルブ１９を開き
、洗浄液Ａｉ−供給口６よシ洗浄槽２内に供給し、被洗
浄物１０を洗浄する。一定時間洗浄後、パルプ１９を閉
じ、パルプ２０．２１を開いて予備タンク４内の洗浄液
Ｂをポンプ２６およびフィルター２７を経て供給口Ｔよ
り洗浄槽２に供給する。すると、洗浄液Ａは洗浄液Ｂよ
り比重が小さいため第３図に示すように押し上げられて
オーバーフロー４Ｗ３に溢流する。そしてオーバーフロ
ー槽３に溢流した洗浄液Ａはパルプ２５の開により、配
管１８を通って排除され、洗浄槽２がら完全に排除され
るとパルプ２５が再び閉成される０ 洗浄槽２を洗浄液Ｂで満した後、パルプ２２または２３
を開、パルプ２１を閉とし、排出口８よシ排出されるか
もしくはオーバーフロー槽３に溢流する洗浄液Ｂをポン
プ２６．フィルター２７を経て戸遇し、再び供給ロアよ
）洗浄槽２に戻し循環させる。洗浄液Ｂによる一定時間
洗浄後、被洗浄物１０を洗浄槽２の洗浄液排出側より供
給側に移動し、しかる後引き上げる。パルプ２２又は２
３．２４を開とし、予備タンク４に洗浄槽２内の洗浄液
Ｂを回収する。この時ポンプ２６は停止している。そし
て、次の被洗浄物を洗浄するためパルプ２０，２２，２
３．２４を閉、パルプ１９を開として洗浄液Ａを再び供
給する。

次に、本洗浄装置を使用してフォトマスク基根を洗浄す
る場合の具体例を説明する。

実施例１（１１ゑ類の洗浄液のとき） 表面寸法が１５２ＦＦＩＦＦ１角、厚さ２．３ｍｍのフ
ォトマスク基板１０を移動手段１１によって保持し、洗
浄液として洗浄槽２に供給されている。ＩＰＡの排出側
に、該基板１０の主表面（表裏面）が洗浄液の移動力向
と平行になるように浸漬する。ＩＰＡはその一部がオー
バーフロー槽３に溢流し、ポンプ２６によって再び洗浄
槽２に循環供給され、その途中で孔径０．２μｍのフィ
ルター２７によシル過再生される。フォトマスク基板１
０を洗浄液の移動方向と平行にする理由は、汚れの除去
を効果的に行うためである。被洗浄物１０をＩＰＡ中で
１分間揺動、超音波洗浄後、排出側より供給側に向って
移動させ、その位置で１分間静置後洗浄槽２よシ引き上
げる。次いで、ＩＰＡ蒸気により蒸気乾燥し、フォトマ
スク基板１０の洗浄を終了する。

洗浄後、基板表面を集光ランプで照射し検査したところ
、清浄なフォトマスク基板が得られたことが確認された
。

ａ１匹２（２種類の洗浄液を使用する場合）第１図およ
び第３図の洗浄液Ａとして超純水とＩＰＡ（比重０．７
９）のｌｏ：ｌ混合液を配管１２によって供給口６より
洗浄槽２に供給する。

この混合液は図示しないポンプおよびフィルターにより
毎分２０ｔ濾過再生され、洗浄［２に循環供給されてお
り、この混合液中に上記実施例（１）と同様にフォトマ
スク基板１０を浸漬し、上下に揺動させながら１分間超
音波洗浄を行う。

次に、フォトマスク基板１０ｔ−混合液中に浸漬したま
まパルプ１９ｆｔ閉とし、閉となっていたバルブ２０．
２１間とし、予備タンク４に収容されている洗浄液Ｂ　
（１，１，２−）リクロルー１．２．２−トリフルオル
エタン、商品名：フレオンＴＦ。

比重１．５８）を、ポンプ２６によって０．２μｍ孔径
のフィルター２７に導きｖ５過した後供給ロアよシ洗浄
槽２に供給する。第３図はこの様子を示すもので、超純
水、ＩＰＡ、フレオンの約１０：ｌ：１０の３成分混合
系（なお、ＩＰＡの一部はフレオンに溶解する）ではそ
の溶解度曲線から超純水とフレオンは互いに溶解せず分
離する。

フレオンが洗＃槽２に注入されると超純水−ＩＰＡ液相
は、洗浄槽２よジオ−バーフロー槽３に溢流する。そし
て、洗浄槽２を満したフレオンはその一部が溢流して循
環ｐ過再生され、この状態においてフォトマスク基板１
０を上下揺動させつつ一定時間超音波洗浄し、しかる後
洗浄？］２の排出側よシ供給側に移動して引き上け、乾
燥させることで基板の洗浄を終了する。この結果、清浄
なフォトマスク基板が得られた。

なお、実施例（１）の洗浄液ＡとしてＩＰＡの代シに超
純水、フレオン、塩化メチレン等を、また実施例（２）
の洗浄液としては互いに溶解しない液（例えば超純水−
塩化メチレン（比重１．３３）、ｎヘキサン（比重０．
６６）−超純水、ｎヘキサン−ジメチルスルホキシド区
比重１．１０））ならばさしつかえない。

第４図および第５図は本発明の他の実施例を示す洗浄槽
の断面図および平面図である。この実施例は洗浄槽２の
供給側側壁５Ａの洗浄液ＡまたはＢ中に没する部分の面
積を排出側側壁５Ｂの面積より小さくする方法として底
壁５Ｅを傾斜させる代シに、側壁５Ａの幅Ｗ！を側壁５
Ｂの幅Ｗ３より小さくした点、および側壁５Ｂの途中に
排出口３３を設けた点が上記実施例と異なり、その他の
構成は全て同様である。

このような構成においても供給口６．７より洗浄槽２に
供給された洗浄液は排出側に向って拡がシ、清流をなす
ため、被洗浄物の洗浄を良好に行うことができ、汚染さ
れた洗浄液の再付着を防止し得るものである。

なお、排出口３３の位置は層流の関係で供給口６と同じ
レベルが望ましい。

なお、本実施例はいずれも単槽式の洗浄槽による洗浄装
置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
何ら特定されるものではなく、複数日を連結したもので
あってもよく、その場合任意の１つの洗浄槽は他の洗浄
槽と異なる洗浄液を選択することができる０ また、例えば表面寸法が１７８ｍｍ角のフォトマスク基
板等のように、被洗浄物の大型化に伴い、被洗浄物表面
およびその近傍の汚染液を、洗浄槽の供給側の清浄な洗
浄液と置換できるように、供給口の数（例えば、循環し
て一過する系の数）を供給側側壁の垂直方向に増加させ
ることが望ましい。この理由は供給口から洗浄液が供給
された直後は複数の層流が発生し、この複数の層流によ
）効果的にＫＡできるからである。

また、本実施例はいずれもオーバーフロー槽３を付設し
たが、単に洗浄槽２のみであってもよいことは勿論であ
る。しかし、オーバーフロー槽３がおった方が、層流を
発生させ易く、かつ汚れの除去に有効かつ効果的である
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る洗浄方法およびその装
置によれば、洗浄液が層流をなし、被洗浄物をこの層流
の方向と反対方向に移動させるようにしたので、被洗浄
物表面近傍の汚れた洗浄液を清浄な洗浄液と置換するこ
とができ、したがつて洗浄槽を多槽化することなく粒子
等の被洗浄物への再付着を確実に防止し、極めて清浄な
洗浄を行うことができ、洗浄品質を向上させることがで
きる。また、構造が簡単で、洗浄槽を大型化する必要も
なく、設備費が安価で、洗浄液の使用量も少なくて済み
、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る洗浄装置の一実施例を示す断面図
、第２図は洗浄槽の平面図、第３図は２ａ類の洗浄槽を
供給した状態を示す図、第４図は本発明の他の実施例を
示す洗浄槽の断面図、第５図は洗浄槽の平面図である。 １・・・拳洗浄装置、２・・Φ−洗浄槽、３・・・・オ
ーバーフロー槽、４・−９・予備タンク、５λφ令・・
供給側側壁、５Ｂ・・・・排出側側壁、５Ｅ＠−・・底
壁、６，７・・・・供給口、８・・・・排出口、１０・
・・・被洗浄物、１１争・・・移動手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）洗浄槽の、洗浄液の供給側と排出側とが実質的に
   同方向に設けられており、被洗浄物を先ず前記洗浄槽の
   排出側に浸漬して洗浄し、供給側に向つて移動させ引き
   上げるようにしたことを特徴とする洗浄方法。
2. （２）洗浄液の供給側と排出側とが実質的に同方向に設
   けられた洗浄槽と、被洗浄物を洗浄槽の排出側から供給
   側へ移動させる手段とを備え、前記洗浄槽の供給側側壁
   の洗浄液中に没する部分の面積が、排出側側壁の洗浄液
   中に没する部分の面積より小さいことを特徴とする洗浄
   装置。