(57)【要約】【課題】基板の帯電防止のために、超純水よりも導電性の高い液体で基板を洗浄するに当たり、この洗浄用液体による帯電抑制効果を簡便かつ的確に確認する。【解決手段】洗浄用液体の一部を分取し、被洗浄基板と同材質のモデル片と接触させ、該モデル片の静電電位を測定することにより、基板の帯電状況を監視する基板洗浄方法。洗浄用液体を被洗浄基板と同材質のモデル片と接触させる液体接触手段と、該液体接触手段で洗浄用液体と接触しているモデル片の静電電位を測定する静電電位測定手段とを備えてなる帯電抑制効果監視モニター。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超純水よりも導電性の高い液体で基板を洗浄する基板洗浄方法において、
該液体の一部を分取し、前記基板と同材質のモデル片と接触させ、該モデル片の静電電位を測定することにより、前記基板の帯電状況を監視することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
請求項１において、前記液体が、炭酸水であることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項３】
基板洗浄用の、超純水よりも導電性の高い液体を該基板と同材質のモデル片と接触させる液体接触手段と、
該液体接触手段で前記液体と接触しているモデル片の静電電位を測定する静電電位測定手段と
を備えてなる帯電抑制効果監視モニター。
【請求項４】
請求項３において、前記モデル片は、板面を傾斜させて設置されており、
前記液体接触手段は、該モデル片の板面の傾斜方向の途中部分に向って前記液体を注ぎ掛けるように設けられており、
前記静電電位測定手段は、該モデル片の該途中部分よりも傾斜方向上位側に対面設置された静電電位計であることを特徴とする帯電抑制効果監視モニター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用のシリコンウェハ、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板、フッ素樹脂コート基板等、高度な清浄度を必要とする基板の洗浄方法及び基板洗浄用の液体の帯電抑制効果監視モニターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品用基板の洗浄には、超純水などが用いられているが、超純水を洗浄に用いると、その比抵抗値の高さから、被洗浄基板やノズルとの摩擦によって被洗浄基板が帯電することがある。基板が帯電すると、この基板に微細な回路パターンがある場合、その回路が破壊されてしまうことがある。また、静電気の発生で基板に塵埃やパーティクルが付着し易くなる。
【０００３】
これを防ぐために、従来、基板の洗浄に、超純水に微量の導電性付与物質、例えば、炭酸ガスを溶解させて導電性を高めた水、いわゆる炭酸水が用いられている（例えば、特許文献１）。この炭酸水の炭酸濃度は、導電性の付与を目的とするため、通常１〜５０ｍｇ／Ｌと極低濃度である。
【０００４】
炭酸水のような超純水より導電性の高い液体（以下「洗浄用液体」と称す場合がある。）を用いて基板を洗浄した際に、この液体の基板に対する帯電抑制効果を確認し、その結果を洗浄条件等に反映することが重要である。例えば、洗浄に用いる炭酸水の炭酸濃度は高い方が導電性が高く、従って、帯電抑制効果も高いが、用いる炭酸水の炭酸濃度を高くすることは、炭酸消費量の増大につながり、洗浄コストの面で好ましくない。従って、十分な帯電抑制効果を得た上で、低濃度の炭酸水を用いて洗浄を行うことが望まれ、このためには、炭酸水による帯電抑制効果を確認して炭酸水の炭酸濃度を制御することが望まれる。
【０００５】
従来、炭酸水等の洗浄用液体による帯電抑制効果を確認する方法としては、次のような方法が採用されている。
(1)  洗浄に用いた液体の導電率又は比抵抗値（導電率の逆数）を測定して、その導電性から帯電抑制効果を推定する。
(2)  液体により洗浄されている基板、即ち洗浄中の基板の静電電位を直接測定する。
【特許文献１】特開平１１−２６４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
洗浄用液体の導電率又は比抵抗値の測定値に基く方法は、洗浄用液体の導電性から帯電抑制効果を間接的に推定するものであり、必ずしも実際の帯電抑制効果を反映するものではない。この場合、例えば、炭酸水を用いる洗浄においては、炭酸水の比抵抗値を０．２ＭΩ・ｃｍ程度に制御するのが一般的であるが、比抵抗値０．２ＭΩ・ｃｍの炭酸水の炭酸濃度は約１５ｍｇ／Ｌであり、これよりも炭酸濃度の低い炭酸水では帯電抑制効果はないと判断され、洗浄用炭酸水の炭酸濃度を更に低減することはできなかった。
【０００７】
洗浄中の基板の静電電位を直接測定する方法は、確実な方法ではあるが、基板の出し入れなど、頻繁に操作を行っている系内で被洗浄基板面の静電電位を測定することは実用上困難である。
【０００８】
このようなことから、洗浄基板に対する帯電抑制効果を簡便な方法で的確に確認することができる実用性の高い技術が望まれている。
【０００９】
本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、洗浄用液体による洗浄基板の帯電抑制効果を簡便かつ的確に確認することができる基板洗浄方法及び帯電抑制効果監視モニターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、被洗浄基板と同材質のモデル片に洗浄用液体を接触させ、該モデル片と洗浄用液体との接触で発生する静電電位を測定することにより、該液体の帯電抑制効果を簡便かつ的確に確認することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明（請求項１）の基板洗浄方法は、超純水よりも導電性の高い液体で基板を洗浄する基板洗浄方法において、該液体の一部を分取し、前記基板と同材質のモデル片と接触させ、該モデル片の静電電位を測定することにより、前記基板の帯電状況を監視することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の基板洗浄方法は、請求項１において、前記液体が、炭酸水であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の帯電抑制効果監視モニターは、基板洗浄用の、超純水よりも導電性の高い液体を該基板と同材質のモデル片と接触させる液体接触手段と、該液体接触手段で前記液体と接触しているモデル片の静電電位を測定する静電電位測定手段とを備えてなるものである。
【００１４】
請求項４の帯電抑制効果監視モニターは、請求項３において、前記モデル片は、板面を傾斜させて設置されており、前記液体接触手段は、該モデル片の板面の傾斜方向の途中部分に向って前記液体を注ぎ掛けるように設けられており、前記静電電位測定手段は、該基板の該途中部分よりも傾斜方向上位側に対面設置された静電電位計であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、洗浄基板と同材質のモデル片に洗浄用液体を接触させ、該モデル片と洗浄用液体との接触で発生する静電電位を測定することにより、洗浄用液体による実質的な帯電抑制効果を簡便かつ的確に確認することができる。
【００１６】
このため、洗浄用液体による帯電抑制効果を監視すると共に、その結果を洗浄条件に反映することにより、効果的な基板洗浄を行うことができる。例えば、帯電抑制効果を十分に得ることができる範囲で、用いる洗浄用液体の導電性付与物質濃度を低減することができ、洗浄コストの低減を図ることができる。
【００１７】
本発明において、洗浄用液体としては炭酸水が効果的である（請求項２）。また、本発明の帯電抑制効果監視モニターは、具体的には、モデル片が、板面を傾斜させて設置され、このモデル片の板面の傾斜方向の途中部分に向って洗浄用液体を注ぎ掛けるように液体接触手段が設けられ、このモデル片の途中部分よりも傾斜方向上位側に静電電位測定手段が対面設置されているものが好ましく、これにより、簡易な装置構成で的確な静電電位測定を行うことができる（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図面を参照して本発明の基板洗浄方法及び帯電抑制効果監視モニターの実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の帯電抑制効果監視モニターの実施の形態を示す模式図であり、図中、１は筐体、２はモデル片、３は静電電位計、４は洗浄用液体給水配管、５は排水配管を示す。
【００２０】
図１においては、板状のモデル片２がその板面２Ａを水平面に対して傾斜させて筐体１内に設置されており、給水配管４は、このモデル片２の傾斜板面２Ａの途中部分に向って洗浄用液体を注ぎ掛けることができるように、筐体１内に挿入されている（以下、モデル片２の板面２Ａのうち、洗浄用液体が注ぎ掛けられる位置を「注液点」と称す場合がある。）。
【００２１】
また、静電電位計３は、この注液点よりも傾斜方向上位側に対面設置されている。
【００２２】
この帯電抑制効果監視モニターであれば、基板の洗浄操作中において、或いは基板の洗浄に先立ち、洗浄用液体の一部を分取して、配管４よりモデル片２に注ぎ掛け、洗浄用液体がモデル片２に接触して擦れることでモデル片２に発生する静電電位を、この注液点近傍に設けられた静電電位計３で測定することにより、用いる洗浄用液体の帯電抑制効果を確認することができる。
【００２３】
即ち、静電電位計３による測定値が−１０〜＋１０ｋＶでほぼ０ｋＶであれば、当該洗浄用液体は十分な帯電抑制効果を有し、基板洗浄に好適であることを確認することができる。また、この静電電位計３の測定値が例えば−０．５ｋＶ以下と０ｋＶから大きくはずれている場合、当該洗浄用液体は帯電抑制効果が十分でなく、基板洗浄には不適当であると評価することができる。
【００２４】
モデル片２の板面２Ａに注下された洗浄用液体は、モデル片２の傾斜板面２Ａを流下して配管５より排出される。
【００２５】
本発明における被洗浄基板は、半導体用のシリコンウェハ、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板、フッ素樹脂コート基板等であり、その材質は、シリコン、ガラス、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、ＰＦＡ、トップコート等で被覆された基板等であり、特に制限はない。
【００２６】
モデル片２は、このような被洗浄基板と同材質のもの、より詳細には、被洗浄基板の被洗浄面と同材質のものであり、従って、被洗浄基板がフッ素樹脂コート基板等の表面被覆層を有するものである場合、必ずしも、モデル片は基板と同様にフッ素樹脂コートを施したものとする必要はなく、被覆層を形成するフッ素樹脂のみからなる板状片であっても良い。
【００２７】
モデル片２の寸法には特に制限はないが、本発明のモニターを過度に大きなものとすることはなく、取り扱い性と強度を確保し、また、測定誤差を防止する上で、板面の寸法が３０〜１００ｍｍ×３０〜１００ｍｍ程度で厚さが３〜５ｍｍ程度の板状であることが好ましい。
【００２８】
モデル片２は、図１に示す如く、水平面に対して板面２Ａを傾斜させて設けられるが、この傾斜角θは２０〜６０°、特に３０〜５０°程度が好ましい。傾斜角θが大き過ぎても小さ過ぎても、注下された洗浄用液体とモデル片の板面との摩擦による静電電位の発生量が十分でないことにより、また、実際の基板洗浄状況を十分に模擬することができないことにより、正確な静電電位測定を行えない場合がある。
【００２９】
また、洗浄用液体の注液点は、モデル片２のこのような傾斜板面２Ａのほぼ中央付近とすることが好ましい。
【００３０】
洗浄用液体は、超純水よりも導電性の高い液体であり、通常、超純水に導電性を付与するための物質を溶解させて調製される。この導電性付与物質は、洗浄後の基板に残留しないものが好ましく、炭酸ガスが最適である。即ち、洗浄用液体としては炭酸水が好ましい。
【００３１】
洗浄に用いる炭酸水の炭酸濃度は、通常１〜５０ｍｇ／Ｌ程度、比抵抗値として０．１〜０．３ＭΩ・ｃｍ程度とされるが、本発明に従って、炭酸水の帯電抑制効果を確認することにより、必要とされる帯電抑制効果を得た上で、炭酸水の炭酸濃度を十分に低い値、例えば１〜５ｍｇ／Ｌに制御することができ、炭酸ガス使用量を低減して洗浄コストの低減を図ることができる。
【００３２】
洗浄用液体のモデル片板面への注液速度には特に制限はないが、この注液速度についても大き過ぎても小さ過ぎても洗浄用液体とモデル片の板面との摩擦による静電電位の発生量が十分でないことにより、また、実際の基板洗浄状況を十分に模擬することができないことにより、正確な静電電位測定を行えない場合があることから、０．１〜１Ｌ／ｍｉｎ程度とすることが好ましい。
【００３３】
静電電位計３としては、市販の静電電位計を用いることができ、その使用条件は、使用する静電電位計の仕様に従えばよい。
【００３４】
なお、筐体１の材質としては、基板洗浄で基板と接しているものが好ましく、通常、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＦＡ、ＰＥ（ポリエチレン）等が用いられる。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３６】
＜実施例１＞
図１に示す装置を用い、洗浄用液体を超純水から炭酸水に切り換え、モデル片２の静電電位を測定した。結果を図２に示す。
【００３７】
なお、本実施例に用いた材料、測定機器及び条件等は次の通りである。
筐体の材質：ＰＥ
モデル片：５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍのＰＦＡ板
モデル片の傾斜角度θ：４５°
静電電位計：シシド静電（株）製「ＳＴＡＴＩＲＯＮ−Ｄ２３」
洗浄用液体の供給量：０．５Ｌ／ｍｉｎ
炭酸水の炭酸濃度：１〜５ｍｇ／Ｌ（比抵抗値：０．５〜１．１ＭΩ・ｃｍ）
超純水の比抵抗値：１８．２ＭΩ・ｃｍ
注液点：モデル片のほぼ中央付近
【００３８】
図２より次のことが明らかである。
【００３９】
超純水は比抵抗値が高いため、モデル片と接触すると帯電が起こり、従って、超純水給水時にはモデル片の静電電位の測定値は−１．０ｋＶ以下でモデル片が帯電している。これに対して、炭酸水は導電性を有し、モデル片に帯電を起こし難いため、超純水から炭酸水に給水を切り換えるとモデル片の静電電位の測定値はほぼ０ｋＶで安定し、帯電が起こっていないことを確認することができた。
【００４０】
前述の如く、従来、炭酸水による基板洗浄において、炭酸水の比抵抗値から導電性を確認して洗浄に用いる場合、比抵抗値０．２ＭΩ・ｃｍ程度の炭酸水を必要としているが、この場合の炭酸水の炭酸濃度は約１５ｍｇ／Ｌである。
これに対して、上記実施例の結果から、炭酸濃度１〜５ｍｇ／Ｌの炭酸水でも十分な帯電抑制効果を得ることができることを確認できたことから、洗浄用炭酸水の炭酸消費量を従来の約１／３以下に低減することができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の帯電抑制効果監視モニターの実施の形態を示す模式図である。
【図２】実施例１の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  筐体
２  モデル片
３  静電電位計
４  洗浄用液体給水配管
５  排水配管
【図１】
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【図２】
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