(57)【要約】【課題】  純水もしくは洗浄液を汚染することなく効果的に加熱する液体加熱装置および液体の加熱方法と、この加熱方法を利用した洗浄装置および洗浄方法とを提供する。【解決手段】  純水を溜めた密閉状態の純水槽５の、上方、側方、あるいは下方のうち少なくとも一方からマイクロ波を照射することにより、非接触で純水を加熱する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の液体を貯留するための第１の貯留槽と、
前記第１の貯留槽に前記第１の液体を供給するための供給路と、
前記第１の貯留槽から前記第１の液体を排出するための排水路と、
前記第１の液体を加熱できるマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
前記マイクロ波を前記第１の貯留槽まで送波し、前記第１の貯留槽越しに前記第１の液体に照射するための導波管と、
前記第１の貯留槽からマイクロ波が漏洩することを防止するマイクロ波遮断手段とを備えていることを特徴とする液体加熱装置。
【請求項２】
前記供給路と前記第１の貯留槽との接続部、および前記排水路と前記第１の貯留槽との接続部のうち少なくとも一方に設けられ、前記マイクロ波の漏れを防止するチョーク管をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項３】
前記供給路および前記排水路のうち少なくとも一方は、前記第１の貯留槽との接続部において複数の分岐路を有しており、前記複数の分岐路の各径は、前記マイクロ波の波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項４】
前記導波管のマイクロ波照射口に設けられ、耐薬品性材料からなり、薬品が前記導波管に侵入することを防止する薬品侵入防止手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の液体加熱装置。
【請求項５】
前記導波管のマイクロ波照射口に設けられ、前記第１の貯留槽に照射する前記マイクロ波を散乱させるためのスターラーをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の液体加熱装置。
【請求項６】
前記導波管の内面および外面は耐薬品性物質によってコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項７】
前記導波管には気体導入管が設けられ、前記気体導入管から気体を導入し前記導波管内部を陽圧にすることを特徴とした請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の液体加熱装置。
【請求項８】
前記気体は不活性ガスであることを特徴とする請求項７に記載の液体加熱装置。
【請求項９】
前記マイクロ波遮断手段は、耐薬品性物質によってコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１０】
第２の液体を貯留するための第２の貯留槽と、
前記導波管から分岐し、前記マイクロ波発振器で発振された前記マイクロ波を前記第２の貯留槽まで送波し、前記第２の貯留槽越しに前記第２の液体に照射するための分岐導波管と、
前記導波管と前記分岐導波管との分岐部分に設けられ、前記マイクロ波を反射する材料で構成された可動式のマイクロ波反射手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１１】
前記導波管は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１２】
前記マイクロ波遮断手段は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１３】
前記第１の貯留槽は、フッ素系樹脂または石英で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１４】
前記薬品遮断板は、フッ素系樹脂で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体加熱装置。
【請求項１５】
前記導波管は、前記貯留槽の下面に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液体加熱装置。
【請求項１６】
液体を加熱するための液体加熱手段と、洗浄液を貯留するための洗浄槽を有する洗浄手段とを備えた洗浄装置であって、
前記液体加熱手段は、
前記洗浄手段内に配置され、液体を貯留するための貯留槽と、
前記貯留槽に前記液体を供給するための供給路と、
前記貯留槽から前記液体を排出するための排水路と、
前記液体を加熱できるマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
前記マイクロ波を前記貯留槽まで送波し、前記貯留槽越しに前記液体に照射するための導波管とを有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１７】
前記液体加熱手段全体が前記洗浄手段内に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の洗浄装置。
【請求項１８】
前記貯留槽に貯留される前記液体は純水、薬液、前記洗浄液のうちから選ばれた１つであることを特徴とする請求項１６に記載の洗浄装置。
【請求項１９】
前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内の前記洗浄液を循環するための循環ラインをさらに備えており、
前記貯留槽は前記循環ライン上に設置されていると共に、前記循環ラインによって循環される前記洗浄液を貯留することを特徴とする請求項１６に記載の洗浄装置。
【請求項２０】
液体を貯留するための貯留槽と、洗浄液を貯留するための洗浄槽とを有する洗浄手段と、前記液体を加熱できる第１のマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、前記第１のマイクロ波を前記貯留槽まで送波し、前記貯留槽越しに前記液体に照射するための導波管とを備えた洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
前記貯留槽に前記液体を溜める工程（ａ）と、
前記貯留槽内の前記液体に前記第１のマイクロ波を照射して加熱する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）で加熱した前記液体を前記洗浄槽に送る工程（ｃ）と、
前記洗浄槽に前記液体を含む前記洗浄液を貯留し、対象物の洗浄を行う工程（ｄ）とを備えていることを特徴とする洗浄方法。
【請求項２１】
前記貯留槽に貯留される液体は前記洗浄液であり、且つ、前記貯留槽内の洗浄液は前記貯留槽を介した循環ラインにより循環されることを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【請求項２２】
前記洗浄装置は第１の調合槽をさらに備えており、
前記工程（ａ）の前に、前記洗浄液を前記第１の調合槽で調合し、前記洗浄液を前記貯留槽に送る工程をさらに備えていることを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【請求項２３】
前記工程（ａ）は、純水と薬液を貯留槽に供給する工程を含み、貯留槽内で純水と薬液を混合し洗浄液を調合することを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【請求項２４】
前記貯留槽に貯留される前記液体は純水であり、
前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）との間に、前記洗浄槽内で前記純水と薬液とを混合して前記洗浄液を調合する工程（ｅ）をさらに備えていることを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【請求項２５】
前記洗浄装置は第２の調合槽をさらに備えており、
前記貯留槽に貯留される前記液体は純水であり、
前記工程（ｂ）の次に、加熱した前記純水を前記第２の調合槽へ送る工程（ｆ）と前記第２の調合槽内で前記純水と薬液とを混合して前記洗浄液を調合する工程（ｇ）と、
前記工程（ｇ）で調合された前記洗浄液を前記洗浄槽に送る工程（ｈ）とをさらに備えていることを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【請求項２６】
前記工程（ｂ）では、前記第１のマイクロ波と周波数の異なる第２のマイクロ波を前記貯留槽内の前記液体に照射することを特徴とする請求項２０に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温められた洗浄液を供給するための液体加熱装置、温められた洗浄液で半導体基板などの対象物を洗浄するための洗浄装置、およびこれを用いた洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、半導体基板上に付着したパーティクルや金属不純物による歩留まり低下が従来からの大きな課題である。そのため、これらパーティクルや金属不純物を除去するために洗浄液を使って半導体基板を洗浄する工程は、半導体装置の製造にとって不可欠でかつ重要な工程となっている。
【０００３】
半導体基板を洗浄するための洗浄液としては、アンモニア水などのアルカリ系薬液、あるいは硫酸や塩酸などの酸系薬液、過酸化水素水やオゾン水などの酸化剤系の薬液、および純水の内から選ばれた２種もしくは３種の薬液を所定の混合比率で調合したものが一般的に使用される。さらに、これら洗浄液をヒーターにより加熱して洗浄液を所定の温度に上げることにより、洗浄液の洗浄効果を上げて、より短時間で効果的にパーティクル、あるいは金属不純物による汚染を除去することが一般的に行われる。
【０００４】
洗浄液や薬液を加熱するための加熱装置や純水を加熱するための温水製造装置の従来例が、例えば、特許文献１や特許文献２などに開示されている。これらの従来技術は、洗浄液や薬液、あるいは純水を入れた槽に投げ込み式のヒーター管を入れて洗浄液や薬液、あるいは純水を加熱するものであり、周知となっている。
【０００５】
洗浄液や薬液、あるいは純水の加熱方法、洗浄液や薬液の加熱装置、温水製造装置についての従来技術の一例として、特に純水におけるその加熱方法と温水製造装置を、以下図面を使って説明する。なお、薬液や純水を混合後に洗浄液を加熱する場合も同様の構成である。
【０００６】
図１２は、純水を加熱するための従来の温水製造装置を示す概略図である。図１２に示す第１の従来例に係る温水製造装置は、純水を貯留できる純水槽１０５と、純水を純水槽１０５に供給するための供給配管１０７と、純水を排水するための排水配管１０８と、純水槽１０５の上部に設けられた蓋１１４と、純水槽１０５内に設置されたヒーター管１１２と、ケーブルによりヒーター電源１０３に接続され、ヒーター管１１２の内部に設置されたヒーター線１１３と、純水槽１０５内の液面を検知するための液面検知センサー１０９と、純水槽１０５内の純水の温度を測定するための温度測定センサー１１０とを備えている。
【０００７】
図１２に示す従来の温水製造装置では、純水槽１０５に純水を供給配管１０７から供給し、純水が所定量溜まったところで、純水の供給を止める。この際には、純水槽１０５内に溜まる純水を液面検知センサー１０９で検知することで、純水の供給量を調節する。なお、図１２で示す液面検知センサー１０９は、窒素（Ｎ2）を配管から吹き出し、Ｎ2吹き出し口が純水に浸ってＮ2圧が変動することを感知することにより、液面を検知する方式であるが、この他に静電容量による検知方式や光散乱による検知方式のものであってもよい。
【０００８】
純水槽１０５内に純水が所定量溜まった後、ヒーター電源１０３をＯＮにしてヒーター線１１３を加熱し、ヒーター管１１２を通じて純水へ熱を伝導させ、純水を所定温度まで加熱する。ヒーター線１１３は純水と直接接触して導通するのを避けるため、ヒーター管１１２の中に封入されている。ヒーター線１１３にはニクロム線やカンタル線などの金属抵抗線が用いられ、また、ヒーター管１１２には汚染の発生しにくい石英が用いられることが多い。純水槽１０５内の純水の温度は温度測定センサー１１０を使って測定する。
【０００９】
純水槽１０５内の純水の温度が所定温度に到達した後は、ヒーター電源１０３の出力を制御し、純水槽１０５内の温水が所定温度を維持するようにコントロールする。洗浄液を調合する際には、排水配管１０８から純水を排水し、別置の調合槽あるいは洗浄槽に薬液とともに温まった純水を入れて洗浄液を所定混合比率にて調合する。その後、この洗浄液が入った洗浄槽内に半導体基板を入れて、所定時間浸漬させることにより、半導体基板を洗浄する。
【００１０】
また、その他の従来技術（第２の従来技術）として、例えば特許文献３などに開示されているものもある。これは、洗浄液や薬液、純水を加熱する方式としてハロゲンランプなどの赤外線照射装置を用いる方式、あるいは赤外線照射装置を備えた加熱装置である。この加熱装置は、図１２に示した加熱装置において、加熱するためのヒーター線１１３およびヒーター管１１２をハロゲンランプに置き換えたものであり、その他の構成は図１２に示す従来の加熱装置と同様である。
【００１１】
さらに、別の従来技術（第３の従来技術）として、例えば特許文献４に開示されているものもある。これは、洗浄液が流れるパイプの外部からマイクロ波を照射し洗浄液を加熱する、という構成の加熱装置である。
【特許文献１】特開平０５−１９０５２３号公報
【特許文献２】特開平０５−０７４７５５号公報
【特許文献３】特開平０７−３０２７７８号公報
【特許文献４】実開昭５７−１４８８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１２に示すような、純水槽１０５内にヒーター管１１２で囲まれたヒーター線１１３を入れる方式の加熱装置では、ヒーター管１１２にピンホールが生じた場合、ヒーター管１１２内に純水が浸入しヒーター線１１３が純水と接触することにより、ヒーター線１１３の金属材料成分が純水に溶出する、もしくは漏電や異常加熱が発生しヒーター線１１３やヒーター管１１２が破損する、という不具合があった。また、ヒーター線１１３自体の経年劣化によっても、ヒーター線１１３の異常加熱や断線による破損と、これと同時に起こるヒーター管１１２の破損が生じることがあり、ヒーター線１１３と純水とが接触してヒーター線１１３の金属材料成分が純水に溶出するおそれがあった。加えて、ヒーター線１１３およびヒーター管１１２のメンテナンス時や交換時には、純水槽１０５の蓋１１４を開けて作業する必要があり、作業に手間がかかる上、作業の際にパーティクルや金属の汚染物質が純水槽１０５内に混入したり、新品のヒーター管１１２の外面に付着するパーティクルや金属汚染物質が純水槽１０５内に混入するおそれがあった。
【００１３】
また、ハロゲンランプなどの赤外線を照射する第２の従来技術に係る方式では、純水槽内の純水のみならず周囲の空気などの周辺雰囲気までも加熱してしまうため、発熱効率が低下するという不具合があった。また、揮発しやすい薬液を扱っている洗浄装置内に加熱装置を設置することができず、加熱装置を洗浄装置の外部に設置することになるため省スペース化を図ることができなかった。
【００１４】
さらに、第３の従来技術である、洗浄液が流れるパイプの外周からマイクロ波を照射して洗浄液を加熱する方式では、液が流れているために室温から例えば８０℃程度の高温にまで加熱することが難しかった。この方式で、半導体基板の洗浄に十分な高温にまで加熱するためには洗浄液の流量を下げることが考えられるが、洗浄装置の処理能力が低下するため洗浄液の流量を下げることは困難である。また別の手段として、高出力のマイクロ波を照射することが考えられるが、高出力のマイクロ波加熱装置は非常に高額であるため、これを採用することは実用上困難である。
【００１５】
以上のことから、本発明は、純水もしくは洗浄液を汚染することなく効果的に加熱する液体加熱装置および液体の加熱方法と、この加熱方法を利用した洗浄装置および洗浄方法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】
【００１６】
本発明は、貯留槽に溜めた液体に貯留槽の外部から非接触でマイクロ波を照射し、液体を加熱することを特徴としている。
【００１７】
すなわち、本発明の液体加熱装置は、第１の液体を貯留するための第１の貯留槽と、前記第１の貯留槽に前記第１の液体を供給するための供給路と、前記第１の貯留槽から前記第１の液体を排出するための排水路と、前記第１の液体を加熱できるマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波を前記第１の貯留槽まで送波し、前記第１の貯留槽越しに前記第１の液体に照射するための導波管と、前記第１の貯留槽からマイクロ波が漏洩することを防止するマイクロ波遮断手段とを備えている。
【００１８】
これにより、第１の液体を加熱手段と接触させることなく加熱することができるので、ヒーターなどの熱伝導型の加熱手段を用いる場合に比べて加熱手段からの汚染物質の混入を防止することができ、高い効率で第１の液体を加熱することができる。さらに、マイクロ波を印加する瞬間から加熱を開始でき、マイクロ波の印加を停止する瞬間から加熱を停止できるため、熱伝導式の加熱方法に比べて応答性良く加熱することができる。また、非接触で第１の液体を加熱できるので、第１の貯留槽を密閉構造にすることができ、第１の液体の汚染のリスクをさらに小さくすることもできる。また、赤外線ランプを用いる方法などに比べて第１の貯留槽周辺での発熱が低減できるので、半導体基板の洗浄装置内に置くことも可能となる。そのため、本発明の液体加熱装置を用いれば、洗浄装置の小型化を図ることが可能になる。
【００１９】
前記供給路と前記第１の貯留槽との接続部、および前記排水路と前記第１の貯留槽との接続部のうち少なくとも一方に設けられ、前記マイクロ波の漏れを防止するチョーク管をさらに備えていることにより、供給路あるいは排水路から漏れるマイクロ波を低減することができる。
【００２０】
前記供給路および前記排水路のうち少なくとも一方は、前記第１の貯留槽との接続部において複数の分岐路を有しており、前記複数の分岐路の各径は、前記マイクロ波の波長の１／４以下であることにより、供給路あるいは排水路からのマイクロ波の漏れを防止することができる。
【００２１】
前記導波管のマイクロ波照射口に設けられ、耐薬品性材料からなり、薬品が前記導波管に侵入することを防止する薬品侵入防止手段をさらに備えていることにより、気化した薬品が導波管を介してマイクロ波発振器に達するのを防ぎ、マイクロ波発振器の故障を防止することができる。
【００２２】
前記導波管のマイクロ波照射口に設けられ、前記第１の貯留槽に照射する前記マイクロ波を散乱させるためのスターラーをさらに備えていることにより、より広範囲にマイクロ波を照射できるので、効率よく液体を加熱することができるようになる。
【００２３】
前記導波管の内面および外面は耐薬品性物質によってコーティングされていることにより、薬液によって導波管の内面および外面が腐食されるのを防ぐことができる。
【００２４】
前記マイクロ波遮断手段は、耐薬品性物質によってコーティングされていることにより、マイクロ波遮断手段が薬液によって腐食されるのを防ぐことができる。
【００２５】
前記導波管に気体導入管が設けられ、その前記気体導入管から気体を導入し前記導波管内部を陽圧にすることにより、気化した薬品が前記導波管の接続部の隙間から前記導波管内部に侵入することを防止でき、気化した薬品による導波管の腐食やマイクロ波発振器の故障を防止することができる。
【００２６】
前記気体導入管から導入する気体として、不活性ガスを用いることが好ましい。
【００２７】
第２の液体を貯留するための第２の貯留槽と、前記導波管から分岐し、前記マイクロ波発振器で発振された前記マイクロ波を前記第２の貯留槽まで送波し、前記第２の貯留槽越しに前記第２の液体に照射するための分岐導波管と、前記導波管と前記分岐導波管との分岐部分に設けられ、前記マイクロ波を反射する材料で構成された可動式のマイクロ波反射手段とをさらに備えていることにより、第１の貯留槽で加熱を行わない期間にマイクロ波を用いて第２の貯留槽の加熱を行うことができるので、効率よく液体の加熱を行うことができる。また、導波管を数十ｍにまで延長してもマイクロ波を減衰することなく導波できるので、他の加熱方式の加熱装置よりも複数の貯留槽を有する洗浄装置と組み合わせて用いるのに適している。
【００２８】
前記導波管は、金属材料で構成されていることが好ましい。
【００２９】
前記マイクロ波遮断手段は、金属材料で構成されていることが好ましい。
【００３０】
前記第１の貯留槽は、フッ素系樹脂または石英で構成されていることが好ましい。
【００３１】
前記薬品遮断板は、フッ素系樹脂で構成されていることが特に好ましい。
【００３２】
前記導波管は、前記貯留槽の下面に接続されていることにより、対流により第１の液体が攪拌されつつ加熱されるので、ムラなく第１の液体を加熱することができる。従って、第１の液体の温度分布を均一化することができる。
【００３３】
本発明の洗浄装置は、液体を加熱するための液体加熱手段と、洗浄液を貯留するための洗浄槽を有する洗浄手段とを備えた洗浄装置であって、前記液体加熱手段は、前記洗浄手段内に配置され、液体を貯留するための貯留槽と、前記貯留槽に前記液体を供給するための供給路と、前記貯留槽から前記液体を排出するための排水路と、前記液体を加熱できるマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波を前記貯留槽まで送波し、前記貯留槽越しに前記液体に照射するための導波管とを有している。
【００３４】
これにより、液体を加熱手段と接触させることなく加熱することができるので、ヒーターなどの熱伝導型の加熱手段を用いる場合に比べて加熱手段からの汚染物質の混入を防止することができ、高い効率で液体を加熱することができる。そのため、例えば半導体基板などを温めた洗浄液を用いて洗浄することができる。さらに、マイクロ波を印加する瞬間から加熱を開始でき、マイクロ波の印加を停止する瞬間から加熱を停止できるため、熱伝導式の加熱方法に比べて応答性良く加熱することができる。また、マイクロ波発振器やその電源などが洗浄手段の外部に配置されている場合には、洗浄装置の配置についての自由度が向上する。
【００３５】
また、前記液体加熱手段全体が前記洗浄手段内に配置されていれば、洗浄装置が小型化できるので、好ましい。
【００３６】
前記貯留槽に貯留される前記液体は純水、薬液、前記洗浄液のうちから選ばれた１つであることによって種々の方式により温かい洗浄液を作成することができる。例えば、温めた純水を薬液と混合して洗浄液を調製したり、あらかじめ調製した洗浄液を温めたりすることができる。
【００３７】
前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内の前記洗浄液を循環するための循環ラインをさらに備えており、前記貯留槽は前記循環ライン上に設置されていると共に、前記循環ラインによって循環される前記洗浄液を貯留することにより、循環ライン中で液体を加熱する方式に比べて液体の流速が下がるので、液体の加熱を効率よく行うことができる。そのため、マイクロ波発振器の出力を比較的小さくでき、半導体基板の洗浄設備に要する費用を低減することができる。
【００３８】
本発明の洗浄方法は、液体を貯留するための貯留槽と、洗浄液を貯留するための洗浄槽とを有する洗浄手段と、前記液体を加熱できる第１のマイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、前記第１のマイクロ波を前記貯留槽まで送波し、前記貯留槽越しに前記液体に照射するための導波管とを備えた洗浄装置を用いた洗浄方法であって、前記貯留槽に前記液体を溜める工程（ａ）と、前記貯留槽内の前記液体に前記第１のマイクロ波を照射して加熱する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）で加熱した前記液体を前記洗浄槽に送る工程（ｃ）と、前記洗浄槽に前記液体を含む前記洗浄液を貯留し、対象物の洗浄を行う工程（ｄ）とを備えている。
【００３９】
この方法により、液体を加熱手段と接触させることなく加熱することができるので、ヒーターなどの熱伝導型の加熱手段を用いる場合に比べて加熱手段からの汚染物質の混入を防止することができ、高い効率で液体を加熱することができる。
【００４０】
循環ラインに貯留槽を設ける場合、洗浄槽から送られる洗浄液は既に所望の処理温度に設定されているため、比較的安価なマイクロ波発振器を用いて効果的に温めた洗浄液を供給することができる。
【００４１】
洗浄槽の前に貯留槽を設置する場合、前記洗浄装置は第１の調合槽をさらに備えており、前記工程（ａ）の前に、前記洗浄液を前記第１の調合槽で調合し、前記洗浄液を前記貯留槽に送る工程をさらに備えていてもよい。
【００４２】
あるいは、前記工程（ａ）において、純水と薬液とを前記貯留槽に供給する工程をさらに備えていれば、貯留槽内では洗浄に用いる洗浄液そのものを所望の温度に過熱することできるので、洗浄液の温度制御を高精度に行うことができる。
【００４３】
この場合、前記洗浄装置は第１の調合槽をさらに備えており、前記工程（ａ）の前に、前記洗浄液を前記第１の調合槽で調合し、前記洗浄液を前記貯留槽に送る工程をさらに備えていてもよい。
【００４４】
前記貯留槽に貯留される前記液体は純水であり、前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）との間に、前記洗浄槽内で前記純水と薬液とを混合して前記洗浄液を調合する工程（ｅ）をさらに備えていてもよい。
【００４５】
前記洗浄装置は第２の調合槽をさらに備えており、前記貯留槽に貯留される前記液体は純水であり、前記工程（ｂ）の次に、加熱した前記純水を前記第２の調合槽へ送る工程（ｆ）と前記第２の調合槽内で前記純水と薬液とを混合して前記洗浄液を調合する工程（ｇ）と、前記工程（ｇ）で調合された前記洗浄液を前記洗浄槽に送る工程（ｈ）とをさらに備えていてもよい。
【００４６】
前記工程（ｂ）では、前記第１のマイクロ波と周波数の異なる第２のマイクロ波を前記貯留槽内の前記液体に照射することにより、大容量の液体を加熱したり、液体を高速に加熱したりすることができる。なお、第１のマイクロ波と第２のマイクロ波の周波数をずらすことで、２つのマイクロ波が互いに打ち消されることが防がれる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の液体加熱装置および洗浄装置によれば、純水、薬液、洗浄液などの液体を貯留する貯留槽にマイクロ波を照射して非接触でこれら液体を温めることができるので、加熱手段からの汚染を防ぎ、効率良く液体を加熱できる。温められた洗浄液は、例えば半導体基板の洗浄液として用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明の液体加熱装置（温水製造装置／洗浄液加熱装置）、洗浄装置あるいは洗浄方法は、槽に貯留した液体をマイクロ波を用いて間接的に加熱することを特徴としている。以下、本発明の各実施形態に係る液体加熱装置（温水製造装置）および洗浄装置あるいは洗浄方法について、図面を参照しながら説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る温水製造装置の一例を示す概略図である。この温水製造装置は、例えば高温の半導体装置用洗浄液を調製するための温水の製造に用いられる。
【００５０】
同図に示すように、本実施形態の温水製造装置（液体加熱装置）は、純水（液体）を貯留するための純水槽（貯留槽）５と、純水を純水槽５に供給するための供給配管（供給路）７と、純水を排水するための排水配管（排水路）８と、電源３と、ケーブルによって電源３に接続され、マイクロ波を発振するマグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と、マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波を送波して純水槽５に照射する導波管４と、純水槽５の全面を囲み、マイクロ波の漏れを防止するためのマイクロ波遮断板（マイクロ波遮断手段）６と、純水槽５内の液面を検知するための液面検知センサー９と、純水槽５内の純水の温度を測定するための温度測定センサー１０と、供給配管７と純水槽５との接続部および排水配管８と純水槽５との接続部に設けられ、マイクロ波の漏れを防止するためのチョーク管１１とを備えている。装置を構成する各部分の機能や詳細な構造は以下で順次説明する。
【００５１】
温水を製造する際には、図１に示す純水槽５に純水を供給配管７から供給し、純水槽５内に溜まる純水を液面検知センサー９で検知し、純水が所定量溜まったところで、純水の供給を止める。液面検知センサー９はＮ2を吹き出す配管を有しており、配管のＮ2吹き出し口が純水に浸る際にＮ2圧が変動することを感知することにより、液面を検知する方式を採用している。このＮ2配管部からのマイクロ波漏れを防止するために、このＮ2配管径はマイクロ波の波長の４分の１以下とすることが望ましい。マイクロ波は法規制（２．４〜２．５ＧＨｚ）範囲内である２．４５ＧＨｚ（波長１２ｃｍ）を一般的に使用するので、Ｎ2配管径は３ｃｍ以下とする。
【００５２】
図２は、本実施形態の温水製造装置において液面検知センサーを別方式に変更した例を示す概略図である。同図に示すように、Ｎ2吹き出し式の代わりに静電容量による検知方式や光散乱による検知方式の液面検知センサ−を設けてもよい。この場合、図２に示すように、マイクロ波による影響を避ける目的で、純水槽５から液面検知のための純水配管１５をマイクロ波遮断板６の外へ引き出して、そこで静電容量方式や光散乱方式の液面検知センサーを取り付けて液面検知すればよい。
【００５３】
また、純水槽５に接続された供給配管７や排水配管８は、より短時間で槽内の純水を貯めたり排出させたりするために通常数１０Ｌ／ｍｉｎの流量が必要とされることから、その配管径を大口径化される。従って、これらの配管の直径を、マイクロ波を遮断できるサイズであるマイクロ波波長の４分の１以下にすることは困難である。このため、本実施形態の温水製造装置では、供給配管７や排水配管８からのマイクロ波の漏洩を低減させるために、チョーク管１１を設けて供給配管７や排水配管８に進入するマイクロ波を反射させ、マイクロ波の漏れを低減させている。
【００５４】
図３は、チョーク管１１の具体的構造を示す部分拡大図である。同図に示すように、チョーク管１１は、マイクロ波を反射する金属などの材料で構成され、管壁の端部が内側（供給配管７に接する側）に折り込まれた形状を有している。この構造により、供給配管７あるいは排水配管８を通してチョーク管１１に漏れてきたマイクロ波がチョーク管１１の折り返し部分で純水槽５の方向に反射されるので、マイクロ波が外部に漏れにくくなる。
【００５５】
図４は、本実施形態の温水製造装置において、供給配管および排水配管の形状を変化させた例を示す概略図である。供給配管７や排水配管８からのマイクロ波の漏洩をより完全に遮断するために、図４に示すように、供給配管７や排水配管８を純水槽５に接続する直前で少なくとも２本以上の配管１６に分岐させ、この分岐された配管１６の配管径を、純水槽５に照射されるマイクロ波の波長の４分の１以下としてもよい。純水槽５に複数の分岐した配管１６を接続することで、十分な純水の供給量および排水量を確保しながらマイクロ波の漏れをより完全に遮断できる。
【００５６】
純水槽５内に純水を所定量溜めた後、電源３をＯＮにしてマイクロ波発振器１を動作させ、マグネトロン２からマイクロ波を発振させる。発振されたマイクロ波は導波管４内を反射しながら進み、導波管４の出口から純水槽５に照射される。照射されたマイクロ波は純水槽５を透過して純水に吸収され、純水の水分子を振動させる。その結果、純水は加熱される。純水槽５内の純水の温度は温度測定センサー１０を使って測定される。純水槽５は、純水槽５から外部へのマイクロ波の漏れを防止するために、その全面がマイクロ波遮断板６で囲まれている。
【００５７】
導波管４は、マイクロ波を透過も吸収もせず、反射する材料で構成されている。マイクロ波遮断板６も導波管４と同様に、マイクロ波を透過せずに反射する材料で構成されている。一般的にマイクロ波を反射する材料としては金属材料が用いられるが、導波管４やマイクロ波遮断板６の構成材料としてはアルミニウムや銅を使用することが特に好ましい。ただし、温水製造装置を半導体装置の洗浄装置内に置く場合、金属材料を使用すると、洗浄装置内の薬品雰囲気により金属材料が腐食するおそれがある。そのため、図５に示すように、導波管４やマイクロ波遮断板６の内外面にマイクロ波を透過し耐薬品性のある材料からなるコーティング１７を施すことにより、金属材料の腐食を防ぐことができる。
【００５８】
ここで、図５は、本実施形態の温水製造装置において、純水槽５に純水が貯留された状態での導波管４のマイクロ波出口付近の断面を示す拡大図である。同図に示すように、導波管４の内部もしくは導波管４のマイクロ波出口面にマイクロ波を透過し耐薬品性のある材料からなる薬品雰囲気遮断板（薬品遮断板）１８が設けられている。これにより、洗浄装置内で気化した薬品が導波管４を通ってマグネトロン２へまで拡散し、マグネトロン２を腐食するのを防止することができる。上述のコーティング１７や薬品雰囲気遮断板１８に適した、マイクロ波を透過し、且つ耐薬品性のある材料としては、例えばフッ素系樹脂（ＰＦＡやＰＴＦＥなど）がある。なお、図５に示すように、導波管４のマイクロ波出口は純水槽５の壁面に接している必要はないが、マイクロ波の漏洩を防ぐために薬品雰囲気遮断板１８の内側（純水槽５に近い側）にあることが必要である。
【００５９】
また洗浄装置内の薬品雰囲気が導波管４内へ侵入するのを防止する方法として、図６に示すように、マイクロ波波長の１／４以下の配管径にした気体導入管２９を導波管４に設け、この気体導入管２９から空気など気体を導入し導波管４内を陽圧にすることにより、さらに効果的に薬品雰囲気の導波管４内への侵入防止を行うことが可能である。導波管４内に導入する気体は１Ｌ／ｍｉｎ程度の流量で十分であり、これにより導波管４の接続部などの隙間から気体が抜けるため、この隙間からの薬品雰囲気の侵入が防止できる。なお、導波管４の外面への耐薬品性コーティングに比べ、導波管４内面に耐薬品性コーティングを施すことは比較的困難な作業であるが、この導波管４内に気体を導入する方法を用いれば、導波管４内に薬品雰囲気が侵入することがほとんどなくなるため、導波管４内面への耐薬品性コーティングは行わなくても構わない。
【００６０】
また、気体導入管２９に導入する気体として、窒素などの不活性ガスを用いると、導波管４内部や、マグネトロン２を薬品雰囲気に触れさせないばかりでなく、導入する気体による導波管４内部の腐食をも防ぐことが可能になるため、導波管４に適用する金属の選択の幅が広がる。
【００６１】
マイクロ波遮断板６は、板状の形状としても良いが、図１に示したようにパンチング形状とすると純水槽５内部の様子を目視可能になるために、より望ましい。ただし、この場合、パンチングの径はマイクロ波を遮断できるとするマイクロ波波長の４分の１以下の大きさにする。
【００６２】
また、純水槽５の材料としては、マイクロ波を透過し、内部に貯留する液体を汚染することがない材料を採用する。これは、半導体装置の洗浄液を調製するためには非常に高い純度の純水が必要であるからである。純水槽５の代表的な材料としては、石英やフッ素系樹脂（ＰＦＡやＰＴＦＥなど）が挙げられる。どちらの材料もマイクロ波は透過されるが、純水槽５の材料として石英を使用すると純水のみならずフッ酸を除くほとんどの酸やアルカリの洗浄液を使用でき、その透明性から純水槽５内部の状態を目視で確認することができるのに対し、純水槽５にフッ素系樹脂を使用するとフッ酸を含めてほとんどの酸やアルカリの洗浄液が使用できる、というようにそれぞれで特徴が異なるため使用する目的に応じて純水槽５の材料を選択すればよい。
【００６３】
純水槽５の上面部は供給配管７や各種センサー類を通すための穴を除いて密閉した構造とする。密閉構造とするには、蓋を設けても良いし、上面部に貫通穴を開けた上で配管やセンサーとの接触部を溶接しても良い。また、導波管４の出口は純水槽５の上面部或いは側面部或いは下面部のうち少なくとも１つの近傍に設置する。これにより、純水槽５の上面部越し、或いは純水槽５の側面部越し、或いは純水槽５の下面部越し、の少なくとも１面部を挟んでマイクロ波を照射することにより、純水槽５内の純水を非接触に加熱する。      
【００６４】
図７は、純水槽の下面部越しにマイクロ波を照射する場合の本実施形態の温水製造装置を示す概略図である。同図に示すように、純水槽５の下面部越しにマイクロ波を照射すると、下面部付近の純水が加熱により比重が小さくなって純水槽５の上方へ移動するため、自動的に純水槽５内に純水の対流１９が生じ、均一に純水槽５内の純水の加温が可能となる効果を得ることができる。この他に、導波管４を複数設けて純水槽５の二つ以上の部分越しにマイクロ波を照射することもできる。この構成は純水槽５の容量が大きい場合や高速に温水を製造したい場合に特に有効であり、例えば二つ以上の方向からマイクロ波を照射する場合、マイクロ波の周波数を２．４４ＧＨｚと２．４６ＧＨｚとする。ここで、互いに異なる周波数のマイクロ波を用いるのは、複数のマイクロ波が互いの干渉によって打ち消されるのを防ぐためである。
【００６５】
また、図８は、本実施形態の温水製造装置において、導波管４の出口にマイクロ波散乱用のスターラーを設けた場合の断面を示す拡大図である。同図に示すように、導波管４の出口には、図８に示すように、マイクロ波を散乱させるためのスターラー２０を設置してもよい。このスターラー２０は、マイクロ波を反射するアルミニウム、ＳＵＳ（Stainless Used Steel）、銅などの材料で構成されており、軸を中心として回転できる。このような構成により、導波管４の出口から出てくるマイクロ波がスターラー２０によって散乱されて純水槽５内の純水に照射される。その結果、加熱される純水の領域が広がり、より均一に純水槽５内の純水を加温することが可能となる。なお、図７ではスターラー２０の回転軸が導波管４の中心線上にある例を示しているが、スターラー２０の回転軸を導波管４の中心からずらしてもよい。これによってスターラー２０の操作が容易となる。
【００６６】
８インチサイズの半導体基板を洗浄するための洗浄装置では、一般的に３５Ｌ程度の洗浄液量が要求されることから、温水を製造するための純水槽５も約３５Ｌの純水を加熱することになる。また、一般的に洗浄液は７０℃程度の温度に加熱したものを使用する。このことから、洗浄液を調合するための温水としては約８０〜８５℃のものが必要となる。例えば、純水を室温（２５℃）から８５℃にまで加熱するためには、６０℃（＝８５−２５）の温度上昇させることになるので、４．１８ｃａｌ／ｇ℃×６０℃×３５０００ｇ＝８７７８ｋｃａｌの熱量を与える必要がある。これを３０分間で加熱するとした場合、８７７８ｋｃａｌ／（３０×６０ｓｅｃ）＝４．８８ｋＷと算出することができ、この場合の温水製造に必要なマイクロ波発振器１およびマグネトロン２はその出力が４．８８ｋＷ以上のもの、例えば６ｋＷ品と求めることができる。数式として記述すると次式として表される。
Ｐ＝４．１８×Ｗ×Ｃ×ΔＴ／ｔ  ［Ｗａｔｔ］
Ｐ：温水製造に必要なマグネトロン出力、Ｗ：純水重量［ｇ］、
Ｃ：純水の比熱［ｃａｌ／ｇ℃］、ΔＴ：昇温温度［℃］、ｔ：昇温時間［ｓｅｃ］
純水槽５内の純水の温度が所定温度に到達後は、マイクロ波発振器１の出力を制御し、純水槽５内の温水が所定温度を維持するようにコントロールする。例えば、３５Ｌの温水を最大で０．５℃を６０ｓｅｃの間隔で温度制御するためには１．２ｋＷの出力と算出でき、６ｋＷ品を使用している場合１．２ｋＷ／６ｋＷ＝２０％の出力で十分温度制御できることが分かる。
【００６７】
所定温度に加熱した温水用いて温かい洗浄液を調製する際には、排水配管８から排出した温水を別置の調合槽あるいは洗浄槽に薬液と共に入れ、所定混合比率で混合する。その後、この洗浄液が入った洗浄槽内に半導体基板を入れて、所定時間浸漬させることにより、半導体基板を洗浄する。
【００６８】
以上、図１〜図８に示す本実施形態の温水製造装置では、純水を貯めた槽にマイクロ波を照射して純水を加熱し温水を製造することにより、熱伝導方式を使わずに非接触に純水中の水分子を直接加熱するため、ヒーターからの金属汚染の混入を防止でき、且つ加熱効率を従来の方法よりも高めることができる。さらに、赤外線ランプを用いる場合に比べて純水槽５周辺の発熱を低減できることから、純水槽５または純水槽５を含む温水製造装置全体を半導体基板の洗浄装置内に組み込むことが可能になる。そのため、本実施形態の温水製造装置によれば、洗浄装置全体の省スペース化を図ることができる。
【００６９】
また、本実施形態の温水製造装置では、マイクロ波の瞬時起動・瞬時停止などの操作を行えるので、熱伝導を用いる加熱方式の加熱装置に比べて応答性良く加熱することができ、温度制御性を高めることができる。さらに、マグネトロンのメンテナンスや交換時に純水槽を開放する必要がないので、作業が容易になり、且つ作業による汚染物質の混入を防止することが可能となる。
【００７０】
なお、本実施形態では純水を加熱して温水を製造する場合について説明したが、これと同様の構成を用いて調合槽に貯留された調合済みの洗浄液を加熱することも可能である。
また、本実施形態の純水槽で加熱後の純水を調合槽で薬液や複数種類の洗浄液と混合して洗浄液を調製してからその洗浄液を洗浄槽に送ってもよい。
【００７１】
ここで、洗浄装置では、温められた洗浄液を得る方法として、温めた純水に薬液を混合する方法、純水に薬液を混ぜて洗浄液を調合した後に、該洗浄液を温める方法、温めた純水に温めた薬液を混ぜて洗浄液を調合する方法などがある。以上で説明したマイクロ波によって非接触で液体を加熱する装置構成は、薬液、洗浄液、純水のいずれを加熱する際にも応用できる。
【００７２】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置および温水製造装置の一例を示す概略図である。
【００７３】
図９に示す温水製造装置は、図１に示す第１の実施形態の温水製造装置と同じものであるが、マイクロ波発振器１および電源３と導波管４の一部が半導体装置を洗浄するための洗浄装置２１の外部に設けられていることを特徴としている。
【００７４】
すなわち、本実施形態の温水製造装置は、純水槽５と、電源３と、ケーブルによって電源３に接続され、マイクロ波を発振するマグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と、マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波を送波して純水槽５に照射する導波管４と、純水槽５の全面を囲み、マイクロ波の漏れを防止するためのマイクロ波遮断板６とを備えている。なお、供給配管７と、排水配管８、液面検知センサー９、温度測定センサー１０およびチョーク管１１などの部材は図示を省略している。
【００７５】
本実施形態の温水製造装置において、純水槽５とマイクロ波遮断板６とは洗浄装置２１内に設置され、マグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と電源３とは洗浄装置２１外に設置されている。マイクロ波発振器１（マグネトロン２）と純水槽５とは導波管４で接続されている。
【００７６】
純水槽５に溜めた純水を加熱する際は、洗浄装置２１外に設置した電源３をＯＮにし、マイクロ波発振器１を動作させてマグネトロン２からマイクロ波を発振させる。すると、マイクロ波は導波管４内を通って洗浄装置２１内に設置した純水槽５にまで送られ、純水槽５内の純水に向けて照射される。これにより、純水は非接触に加熱される。その他の基本的な動作は本発明の第１の実施形態にて説明したものと同様である。
【００７７】
以上のように、本実施形態の温水製造装置および洗浄装置では、純水槽５とマイクロ波遮断板６を洗浄装置２１内に設置し、マグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と電源３とを洗浄装置２１外に設置し、マイクロ波発振器１と純水槽５とを導波管でつないでいる。これにより、必要最低限の部材のみが洗浄装置２１内に設置されることとなり、洗浄装置２１自体をコンパクトにすることができ、洗浄装置２１をクリーンルーム内に設置する際の設計の自由度を向上させることができる。
【００７８】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る温水製造装置の一例を示す概略図である。
【００７９】
同図に示すように、本実施形態の温水製造装置は、第１の純水槽５ａと、第２の純水槽５ｂと、電源３と、ケーブルによって電源３に接続され、マイクロ波を発振するマグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と、マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波を送波して第１の純水槽５ａおよび第２の純水槽５ｂに照射する導波管４と、導波管４の分岐部分内に設けられ、マイクロ波を反射する材料からなる反射板（マイクロ波反射手段）２２と、第１の純水槽５ａおよび第２の純水槽５ｂの全面を囲み、マイクロ波の漏れを防止するためのマイクロ波遮断板６とを備えている。本実施形態の温水製造装置は、１つのマグネトロン２で生成したマイクロ波を２つ以上の純水槽に照射することを特徴としている。
【００８０】
本実施形態の温水製造装置において、第１の純水槽５ａに貯めた純水を加熱するには、電源３をＯＮにし、マイクロ波発振器１を動作させてマグネトロン２からマイクロ波を発振させる。次いで、導波管４内に設置した反射板２２を第１の純水槽５ａ側と反対向きに反転させることにより、マイクロ波を反射させて第１の純水槽５ａに向かってマイクロ波を送波させる。すると、第１の純水槽５ａ側の導波管４の出口から、第１の純水槽５ａに向かって照射され、第１の純水槽５ａ内の純水を非接触に加熱することができる。
【００８１】
第１の純水槽５ａ内の純水が所定温度に加熱された後、第２の純水槽５ｂに溜めた純水を加熱するために、導波管４内に設置した反射板２２を第２の純水槽５ｂ側と反対向きに反転させる。これにより、反射板２２で反射されるマイクロ波の送波方向が切り替り、第２の純水槽５ｂに向かって送波されることになる。すると、マイクロ波は、第２の純水槽５ｂに面した導波管４の出口から、第２の純水槽５ｂに向かって照射されることとなり、第２の純水槽５ｂ内の純水は非接触で加熱される。
【００８２】
第２の純水槽５ｂ内の純水の加熱中においても、第１の純水槽５ａ内の温水の温度制御を行うために、導波管４内に設置した反射板２２を必要に応じて動作させて、第１の純水槽５ａに向けてマイクロ波を照射する。このようにして、マイクロ波の進行方向を切り替えながら照射することにより、第１の純水槽５ａと第２の純水槽５ｂを同時あるいは時間差を付けて加熱したり、同時に温度制御することが可能にできる。
【００８３】
なお、本実施形態の温水製造装置では、純水槽が２つの場合にて説明したが、２つ以上の場合であっても同様にして加熱することが可能である。また、その他の基本的な動作や構成は本発明の第１の実施形態にて説明したものと同様である。
【００８４】
以上、図１０に示す本実施形態の温水製造装置では、１機のマグネトロン２が発振するマイクロ波を反射板２２で切り替えて２台以上の純水槽に照射することにより、マグネトロンと発振機、電源の数を少なくすることができ、温水製造装置の投資費用やメンテナンス費用を削減することができる。また、温水製造装置の占有スペースを削減することが可能になる。
【００８５】
なお、導波管４の長さを数十ｍ（例えば３０ｍ）としてもマイクロ波はほとんど減衰しないので、導波管４の引き回しが可能であり、温水製造装置を設置する際の自由度は高くなっている。
【００８６】
なお、以上では純水を加熱して温水を製造する装置について説明したが、洗浄装置において、調合槽内で調合済みの洗浄液や薬液を加熱する場合も上記説明と同様に行うことが可能である。
【００８７】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る洗浄液加熱装置および洗浄装置の一例を示す概略図である。本実施形態の洗浄液加熱装置および洗浄装置は、洗浄槽中の洗浄液を加熱槽２３を含む循環ラインにおいて加熱することを特徴としている。
【００８８】
図１１に示す本実施形態の洗浄装置は、洗浄液２８を貯留するための洗浄槽２７と、洗浄槽２７に貯留された洗浄液２８を循環するための循環ライン（配管）２６と、循環ライン２６中に設けられ、洗浄液２８を加熱するための加熱槽２３を含む洗浄液加熱装置と、循環ライン２６中に設置され、洗浄液２８を送液するための循環ポンプ２４と、循環ライン２６中に設置され、洗浄液２８中の微粒子を除去するためのフィルター２５とを備えている。洗浄槽２７は、例えば内槽と外槽とに分かれている。
【００８９】
また、洗浄液加熱装置は、図１に示す温水製造装置の純水槽を加熱槽２３に換えたものであり、加熱槽２３の他、電源３と、ケーブルによって電源３に接続され、マイクロ波を発振するマグネトロン２を有するマイクロ波発振器１と、マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波を送波して純水槽５に照射する導波管４と、純水槽５の全面を囲み、マイクロ波の漏れを防止するためのマイクロ波遮断板６と、加熱槽２３と循環ライン２６との接続部に取り付けられたマイクロ波漏れ防止用のチョーク管１１とを有している。マイクロ波発振器１、電源３および導波管４は洗浄装置の内部に設けてあってもよいし、洗浄装置の外部に設けてあってもよい。
【００９０】
本実施形態の洗浄装置において、洗浄液２８は洗浄槽２７の外槽から循環ライン２６へと流れ、次いで循環ポンプ２４を通り、さらに洗浄液加熱装置内の加熱槽２３へと送られる。加熱槽２３内では、マイクロ波発振器１内のマグネトロン２から発振されたマイクロ波が導波管４内を通り加熱槽２３を透過して洗浄液２８に照射され、これにより洗浄液２８は加熱される。加熱された洗浄液２８は加熱槽２３から循環ライン２６へと流れ、フィルター２５によって液中の微粒子が除去された後、洗浄槽２７の内槽へと戻る。これが繰り返されることにより、洗浄液２８は循環しながら加熱される。洗浄液２８は設定温度を維持するように、マイクロ波の発振出力を制御して、洗浄液２８の温度制御を行う。
【００９１】
半導体基板を洗浄するための洗浄液２８としては、アンモニア水などのアルカリ系薬液、あるいは硫酸や塩酸などの酸系薬液、過酸化水素水やオゾン水などの酸化剤系の薬液、および純水の内、２種もしくは３種のものを所定の混合比率で調合したものを使用するが、ほとんどの場合、アルカリや酸の市販薬液は水溶液であるため、洗浄液２８も水溶液となる。このため、マイクロ波が洗浄液２８に照射されると、洗浄液２８中の水分子が振動し発熱するので、洗浄液２８は加熱されることとなる。
【００９２】
洗浄液の洗浄効率を上げてより短時間で効果的にパーティクルや金属不純物などの汚染物質を半導体基板上から除去するために、洗浄液は所定温度、例えば７０℃に加温して使用する。この際、洗浄液の加熱にかかる時間を短縮するため、事前に調合槽で加熱した洗浄液、もしくは事前加熱した温水および薬液を洗浄槽に供給するのが一般的である。このため、洗浄槽における洗浄液加熱は、温度制御するための加温、すなわち２〜３℃程度だけ液温を上昇させるための加温、もしくは洗浄液供給時の温度から１０℃程度温度上昇させるための加温を行うことが多い。よって、マイクロ波発振器は高出力のものは必要なく、例えば数ＫＷ程度の低出力のもので十分加温可能である。
【００９３】
特に本発明の洗浄装置では、循環ラインの配管越しに洗浄液２８にマイクロ波を照射するのではなく、加熱槽２３に一旦貯めた洗浄液２８にマイクロ波を照射するので、より効率良く洗浄液２８を加熱することができ、より低出力で安価なマイクロ波発振器１で洗浄液を加熱することができる。循環ライン２６の配管越しにマイクロ波を照射すると洗浄液２８の流速が速すぎるため、マイクロ波が照射される場所での洗浄液２８の滞在時間が短くなり、マイクロ波の出力を上げなければ洗浄液を所望の温度に上げることが難しくなる。この結果、従来の加熱方法では高出力でかつ高価格のマイクロ波発振器が必要になるのに対し、本発明の、加熱方法では、加熱槽２３で一旦洗浄液２８を溜めることにより、加熱槽２３内での洗浄液２８の流速が激減するため、洗浄液２８にマイクロ波が照射される時間が長くなり、より低出力で安価なマイクロ波発振器で洗浄液を加熱することができることとなる。
【００９４】
加熱槽２３に接続された洗浄液２８の循環ライン２６の配管は、通常１０〜２０Ｌ／ｍｉｎの流量が必要となることから、その配管径を、マイクロ波を遮断できるとするマイクロ波波長の４分の１以下にすることは困難である。このため、循環ライン２６の配管接続部にチョーク管１１を設けて、この接続部からのマイクロ波の漏れを低減させている。
【００９５】
また、導波管４は、既述のように、マイクロ波を透過も吸収もせず、反射する材料で構成されなければならない。マイクロ波遮断板６も導波管４と同様に、マイクロ波を透過および吸収せずに、反射する材料で構成されなければならない。そのため、導波管４およびマイクロ波遮断板６の材料として金属を使用するが、洗浄装置内の薬液雰囲気による腐食を防止するために導波管４やマイクロ波遮断板６の内外面に、マイクロ波を透過し、且つ耐薬品性のある材料（例えばフッ素系樹脂）からなるコーティングを施すことが好ましい。
【００９６】
加熱槽２３は、マイクロ波を透過し、且つ洗浄液に汚染物質を溶出したり洗浄液と反応することがなく、半導体基板の洗浄用途として使用することができるほどの高清浄度を得ることができる材料（例えば石英やフッ素系樹脂）を採用する。また、加熱槽２３へのマイクロ波の照射は、加熱槽２３の上方、側方、下方のうちの少なくとも一方から行う。洗浄液２８の流れ方向に対向する面（加熱層２３の上面）からマイクロ波を照射するとより効率的に加熱を行うことができる。
【００９７】
なお、図１１では、半導体基板を洗浄槽２７内に入れない状態を示しているが、本発明は洗浄液２８を加熱することが目的であることから、半導体基板を洗浄槽２７内に浸漬して半導体基板を洗浄中においても洗浄液２８を加熱し、洗浄液２８を温度制御できることは言うまでもない。
【００９８】
以上のように、図１１に示す本実施形態の洗浄装置では、洗浄液２８の循環ライン２６にて洗浄液２８を一旦加熱槽２３に溜めてマイクロ波を照射し、洗浄液２８を加熱する。これにより、洗浄液２８の流速が落ちるので、洗浄液へのマイクロ波の照射時間が長くなり、低出力で安価なマイクロ波発振器１でも効率よく洗浄液２８を加熱することができる。
【００９９】
また、非接触加熱のためヒーターからの金属汚染の混入を防止でき、且つ高い加熱効率を得ることができる。さらに、加熱槽２３の周辺での発熱が低減できることから、洗浄液加熱装置を洗浄装置内に置くことができるため、洗浄装置の省スペース化を図ることができる。これに加えてマイクロ波の起動や停止に伴って加熱の開始や停止が瞬時に行えるので、熱伝導を用いた加熱方法に比べて加熱動作の応答性が良く、温度制御性を向上させることができる。また、マグネトロン２のメンテナンスや交換時に循環ライン２６を開放する必要がないので、作業が容易であると共に、作業による汚染混入を防止することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上説明したように、本発明の液体加熱装置は、温められた半導体基板の洗浄液などを供給するために用いられる他、水を含む液体を温める際に広く用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る温水製造装置の一例を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る温水製造装置において液面検知センサーを別方式に変更した例を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態に係る温水製造装置におけるチョーク管の具体的構造を示す部分拡大図である。
【図４】第１の実施形態に係る温水製造装置において、供給配管および排水配管の形状を変化させた例を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る温水製造装置において、導波管のマイクロ波出口付近の断面を示す拡大図である。
【図６】第１の実施形態に係る温水製造装置において、導波管に気体を導入する例を示す断面図である。
【図７】純水槽の下面部越しにマイクロ波を照射する場合の第１の実施形態に係る温水製造装置を示す概略図である。
【図８】第１の実施形態に係る温水製造装置において、導波管の出口にマイクロ波散乱用のスターラーを設けた場合の断面を示す拡大図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る温水製造装置および洗浄装置の一例を示す概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る温水製造装置の一例を示す概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る洗浄液加熱装置および洗浄装置の一例を示す概略図である。
【図１２】純水を加熱するための従来の温水製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１        マイクロ波発振器
２        マグネトロン
３        電源
４        導波管
５        純水槽
５ａ      第１の純水槽
５ｂ      第２の純水槽
６        マイクロ波遮断板
７        供給配管
８        排水配管
９        液面検知センサー
１０      温度測定センサー
１１      チョーク管
１５      純水配管
１６      配管
１７      コーティング
１８      薬品雰囲気遮断板
１９      対流
２０      スターラー
２１      洗浄装置
２２      反射板
２３      加熱槽
２４      循環ポンプ
２５      フィルター
２６      循環ライン
２７      洗浄槽
２８      洗浄液
２９      気体導入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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