(57)【要約】【課題】簡易な手法で、液滴を試料体の表面に沿って移動、試料体表面の汚染物質を回収すること。【解決手段】ウエハＷを保持部２に保持し、当該ウエハＷの両面に、夫々ウエハＷの表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材３Ａ，３Ｂを設ける。そして、前記保持部２と磁場形成部材３Ａ,３Ｂとを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させる。こうして、ウエハ表面の汚染物質を液滴に溶解させ、当該液滴を回収する。【選択図】図１
2012032338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材からなる試料体の表面の汚染物質を液滴により回収する装置であって、
前記試料体を保持する保持部と、
前記試料体に供給された液滴が位置する領域から当該試料体の表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記保持部と磁場形成部材とを相対的に前記試料体の表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする汚染物質回収装置。
【請求項２】
前記試料体は板状体であり、
前記磁場形成部材は、試料体の両面側に当該試料体を介して対向していることを特徴とする請求項１記載の汚染物質回収装置。
【請求項３】
液滴を前記試料体の表面にて予め設定した移動軌跡に沿って移動させるように前記移動機構を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の汚染物質回収装置。
【請求項４】
前記試料体に汚染物質回収用の液滴を供給する液滴供給部を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の汚染物質回収装置。
【請求項５】
前記試料体から汚染物質回収用の液滴を回収する液滴回収部を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の汚染物質回収装置。
【請求項６】
前記磁場形成部材は、局所領域に液滴を閉じ込める作用を大きくするために、前記表面に沿ってその全周を囲む領域よりも磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の汚染物質回収装置。
【請求項７】
前記磁場形成部材は、前記磁場が局所的に小さい領域を形成するために、前記表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えていることを特徴とする請求項６記載の汚染物質回収装置。
【請求項８】
前記透磁率が局所的に周囲よりも小さくなる部分は、空隙として構成されていることを特徴とする請求項７記載の汚染物質回収装置。
【請求項９】
非磁性材からなる試料体の表面の汚染物質を液滴により回収する方法であって、
前記試料体を保持する工程と、
前記試料体に液滴を供給する工程と、
前記試料体上の液滴が位置する領域から当該試料体の表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を磁場形成部材により形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記保持部と磁場形成部材とを相対的に前記試料体の表面に沿って移動させる工程と、を備えたことを特徴とする汚染物質回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場形成部材と試料体とを相対的に移動させて、試料体の表面において液滴を移動させ、回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理装置の性能の検査や、プロセス条件の決定等を行うために、評価用の基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）を装置内にて処理し、そのウエハの汚染状況を調べることが行われている。この評価は、例えばエッチング処理の後や洗浄処理の後に行われ、ウエハに付着している金属やハロゲン等のイオン等の汚染物質の量を分析している。
例えば金属汚染量を評価する場合には、酸溶液を用いてウエハ上の汚染物質を溶解し、また、イオン物質汚染量を評価する場合には、純水を用いてウエハ上の汚染物質を溶解する。そして、これら溶液を回収し、当該溶液中の金属濃度やイオン物質濃度を夫々検出することが行われる。この際、前記汚染物質を溶解する溶液の量が多いと、汚染物質の希釈率が大きくなり、高精度な分析を行いにくいため、ウエハ表面にて少量の液滴を走査させ、当該液滴に汚染物質を溶解させることが好ましい。
【０００３】
ところで、シリコンウエハの汚染状況を評価する場合、ウエハの表面は酸化して、親水性のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）となっている。ここで、酸溶液を用いた金属汚染量の評価では、ウエハ表面では、フッ酸（HF）を含む酸溶液が前記ＳｉＯ２を溶解してウェハ表面が疎水性となるため、ウエハ上に酸溶液の液滴を形成して当該液滴を走査させることができ、特に問題はない。一方、イオン物質の付着状況の評価は純水を用いているので、親水性のウエハ表面と、純水との間で十分な表面張力を確保することができず、純水の液滴を形成して走査させることは困難である。このため、例えばトレイ内にウエハを載置し、当該トレイ内にてウエハの表面が覆われるまで純水を溜め、ウエハ表面の汚染物質を溶解させることが行われている。
【０００４】
しかしながら、この手法にて３００ｍｍサイズのウエハを評価する場合、純水が１００〜３００ｍｌ程度必要となる。このため、汚染物質量に対して純水の量が多く、希釈率が大きすぎて、汚染物質濃度の分析感度が低下してしまう。その対策として、ウエハに数ｍｌの液滴を滴下し、この液滴の周囲に多数の吐出口からエアーを吐出させ、エアーにより液滴を閉じ込めた状態で、液滴を移動させる手法が検討されている。しかしながら、この手法では、大量のエアーが必要である。また、ウエハ表面の親水性が大きい場合には液滴の形状を維持することが不安定になり、さらに、周囲の環境成分も取り込んでしまうため分析精度に不安が残るという懸念がある。
【０００５】
ところで、前記液滴を移動させる方法として、特許文献１には、塗布剤に超電導磁石による磁界を印加させて、塗布液を広げる技術が提案されている。しかしながら、超電導磁石は高価であり、コスト的に不利である。また、特許文献２には、被測定物の表面をＨＮＯ３等の蒸気にて曝露し、次いで被測定物の表面を回収液で覆い、この回収液を回収して当該回収液中の不純物量を測定する手法が記載されている。しかしながら、この手法では、被測定物の表面をＨＮＯ３等の蒸気にて曝露する工程が必要であり、被測定表面に残留する硝酸（HNO3）成分の影響によって、汚染解析対象となるイオン成分のNO3-およびNO2- の計測が困難となる。さらに、電気的に濡れ性を制御するエレクトロウェッティング法も知られているが、電気的に液滴を移動させる方法では、微細な回路を形成する必要があるため、構成が複雑化し、製造コストや運転コストが高くなる懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３７６６６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、簡易な手法で、液滴を試料体の表面に沿って移動させ、試料体の表面の汚染物質を回収することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明の汚染物質回収装置は、
非磁性材からなる試料体の表面の汚染物質を液滴により回収する装置であって、
前記試料体を保持する保持部と、
前記試料体に供給された液滴が位置する領域から当該試料体の表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記保持部と磁場形成部材とを相対的に前記試料体の表面に沿って移動させるための移動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の汚染物質回収方法は、
非磁性材からなる試料体の表面の汚染物質を液滴により回収する方法であって、
前記試料体を保持する工程と、
前記試料体に液滴を供給する工程と、
前記試料体上の液滴が位置する領域から当該試料体の表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を磁場形成部材により形成する工程と、
前記液滴を磁場勾配に沿って移動させるために、前記保持部と磁場形成部材とを相対的に前記試料体の表面に沿って移動させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、試料体の表面において液滴を移動させるにあたり、磁場形成部材により、試料体の表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記試料体と磁場形成部材とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を前記磁場勾配に沿って移動させている。従って、磁場形成部材を試料体と相対的に移動させるという簡易な手法で試料体の表面にて液滴を移動させ、前記表面の汚染物質を液滴に溶解して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る汚染物質回収装置を備えた汚染物質分析装置の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】前記汚染物質分析装置の要部を示す側面図である。
【図３】前記汚染物質回収装置の概略を示す斜視図である。
【図４】前記汚染物質回収装置に用いられる磁場形成部材を示す斜視図である。
【図５】前記磁場形成部材を示す断面図である。
【図６】前記磁場形成部材により形成される磁場のイメージを示す平面図である。
【図７】ウエハ表面に沿って磁場形成部材により液滴が移動する様子を示す断面図である。
【図８】前記汚染物質回収装置の作用を説明するための側面図である。
【図９】前記汚染物質回収装置の作用を説明するための側面図である。
【図１０】本発明に係る汚染物質回収方法の一実施の形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の汚染物質回収装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図１２】磁場形成部材による液滴の移動実験にて用いられた実験装置を示す側面図である。
【図１３】磁場形成部材による液滴の移動実験において、磁場形成部材同士のギャップと、液適量との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の汚染物質回収装置を備えた汚染物質分析装置の一実施の形態を示す平面図であり、図２はその一部の側面図、図３はその要部の概略斜視図である。前記汚染物質分析装置は、処理室１０内に本発明の汚染物質回収装置よりなる回収部１１と、汚染物質量の分析を行う分析部１２と、を備えている。前記回収部１１は、非磁性材からなる試料体の表面の汚染物質を液滴により回収する装置であり、前記非磁性材からなる試料体としては、例えばケイ素を含むシリコンウエハや、ケイ素と炭素とを含むＳｉＣ基板、ケイ素と酸素とを含むＳｉＯ基板や、フォトレジスト等の有機膜等が用いられるが、以下では、試料体がシリコンウエハＷである場合を例にして説明する。
【００１３】
前記回収部１１には前記ウエハＷを保持する保持部２が設けられており、この保持部２は例えば非磁性体例えばガラスや樹脂等により構成されている。図１〜図３中、処理室１０の幅方向をＸ方向、処理室１０の長さ方向をＹ方向として説明すると、前記保持部２は例えばウエハＷの一部を保持するように前記Ｙ方向に長い長方形状の板状体により構成されている。
また、当該保持部２は支持部２１を介して移動部材２２に取り付けられている。この移動部材２２は、Ｘ軸駆動機構２３によりＸ方向に移動自在に構成されていると共に、前記Ｘ軸駆動機構２３は、Ｙ軸駆動機構２４によりＹ方向に移動自在に構成されている。これらＸ軸駆動機構２３及びＹ軸駆動機構２４としては、例えばボールネジを利用した駆動機構が用いられ、夫々駆動部をなすモータＭ１，Ｍ２によりボールネジが回転するように構成されている。
【００１４】
これらモータＭ１，Ｍ２には図示しないエンコーダが接続されており、後述する制御部１００がエンコーダのパルス数のカウント値に基づいてモータＭ１，Ｍ２を介して、ウエハＷの移動、停止制御を行っている。こうしてウエハＷはＸ方向及びＹ方向に移動自在に構成される。この例では、保持部２、支持部材２１、移動部材２２、Ｘ軸駆動機構２３、Ｙ軸駆動機構２４により、移動機構が構成されている。
【００１５】
ここで、図１及び図２に示す保持部２の位置は、後述する移載機構により当該保持部２に対してウエハの移載を行う移載位置であり、ウエハは当該移載位置にて保持部２に移載された後、Ｙ方向の一端側（図１及び図２中左側）に向けて移動する。従って、以降の説明では、前記Ｙ方向の一端側を移動方向の前方側、Ｙ方向の他端側（図１及び図２中右側）を移動方向の後方側として説明する。
【００１６】
また、前記回収部１１は、保持部２に保持されたウエハＷに供給された液滴が位置する領域から、当該ウエハＷの表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成する磁場形成部材３を備えている。この例では、磁場形成部材３は、前記保持部２に保持されたウエハＷの両面側に、当該ウエハＷを介して対向する一対の磁場形成部材３Ａ，３Ｂにより構成されている。これら磁場形成部材３Ａ，３Ｂは、前記移載位置にある保持部２上のウエハに対して、移動方向の前方側であって、前記ウエハのＸ方向のほぼ中央に、ウエハと干渉しないように設けられている。
【００１７】
これら磁場形成部材３Ａ，３Ｂとしては、例えば永久磁石をハルバック型に配列した磁石が用いられる。具体的に前記磁場形成部材３Ａ，３Ｂの構造について、磁場形成部材３Ａを例にして、図４に基づいて説明する。当該磁場形成部材３Ａは、複数の永久磁石３１を環状に配列すると共に、その中央に飽和磁束密度の高い部材より構成された芯部材３２を設けて構成される。この例では、磁場形成部材４Ａ及び芯部材３２は、夫々平面形状が正方形状の四角柱状に構成され、その底面がウエハＷの表面と平行になるように配置されている。
【００１８】
前記飽和磁束密度の高い部材として例えば鉄等の金属が用いられ、永久磁石３１Ａ〜３１Ｄの材質としては、ネオジウム等が用いられる。そして、前記芯部材４２の周囲に、平面形状が台形状の４つの永久磁石３１Ａ〜３１Ｄを、例えば外側がＮ極になるように配列して構成されている。図４中矢印は、磁力線の方向を示している。
【００１９】
また、この磁場形成部材３Ａは、磁場が局所的に小さい領域を形成するように構成されている。このため、ウエハＷの表面に沿った方向で見たときに透磁率が局所的に小さくなる部分を備えており、この部分は、磁場形成部材３Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成された空隙３３として構成されている。前記空隙３３は平面形状が長方形であって、磁場形成部材３Ａの芯部材３２と永久磁石３１Ｄの間に跨るように、磁場形成部材３Ａの中心近傍から外側に向けて伸びる長方形状に構成されている。
【００２０】
一方、磁場形成部材３Ｂも磁場形成部材３Ａと同様に、中央に飽和磁束密度の高い部材よりなる芯部材３５を設けると共に、この芯部材３５の外側に４つの永久磁石３４Ａ〜３４Ｄを配列して構成され、磁場形成部材３Ｂの上面がウエハＷと平行になるように配置されている。また磁場形成部材３Ｂの、４つの永久磁石３４Ａ〜３４Ｄは外側がＳ極になるように配列され、磁場形成部材３Ａの空隙３３と対応する位置に、同様の形状の空隙３６が、磁場形成部材３Ｂの厚み方向（Ｚ方向）全体に形成されている。
【００２１】
このように、夫々の磁場形成部材３Ａ，３Ｂでは、その内部に飽和磁束密度の高い芯部材３２，３５を設けると共に、この芯部材３２，３５の外側に、外部磁界の向きと同じになるように永久磁石を配列して構成されている。このため、芯部材３２，３５の下方側においては磁場が大きく、芯部材３２,３５から外方に向かうにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成される。一方、芯部材３２，３５の下方側における、空隙３３，３６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成される。
【００２２】
また、このような磁場形成部材３Ａ，３Ｂを、永久磁石３１，３４の磁極が互いに異なるように構成し、上下に組み合わせているので、磁場形成部材３Ａ，３Ｂの芯部材３２，３５が設けられた領域の間の空間には、磁場形成部材３Ａ，３Ｂを単独で配置した場合よりも、大きな磁場が形成される。一方、空隙３３，３６を囲む領域は磁場が局所的に小さい領域として構成されているので、空隙３３，３６を囲む領域と、空隙３３，３６の外側の領域との間には、大きな磁場勾配形成されることになる。
【００２３】
これら磁場形成部材３Ａ，３Ｂは、互いに所定間隔を開けて対向するように、夫々処理室１０の天井部及び底部に支持部材３７Ａ，３７Ｂを介して取り付けられている。また、例えば上側の磁場形成部材３Ａの支持部材３７Ａは、磁場形成部材３Ａ，３Ｂ同士が最も接近する液滴移動位置と、液滴移動位置よりも上方側の待機位置との間で、昇降機構３８により昇降自在に構成され、磁場形成部材３Ａ，３Ｂ同士の間隔が変えられるようになっている。さらに、前記磁場形成部材３Ａが液滴移動位置にあるときに、磁場形成部材３Ａ、３Ｂ同士の間を、保持部２に保持されたウエハＷが通過できるように、磁場形成部材３Ａ，３Ｂ同士の間隔が設定されている。
【００２４】
ここで、磁場形成部材３Ａ，３Ｂの大きさの一例について説明すると、例えば正方形を構成する一辺が５０ｍｍに設定され、芯部材３２，３５は正方形を構成する一辺が例えば１０ｍｍに設定され、空隙３３，３６は、例えば縦５ｍｍ、横５ｍｍに夫々設定される。  また、ウエハＷと保持部２の積層体の厚さは例えば２ｍｍに設定され、磁場形成部材３Ａの底面とウエハＷ表面との距離は例えば１ｍｍ、保持部２の裏面と磁場形成部材３Ｂの上面との距離は例えば０．５ｍｍに夫々設定される。
【００２５】
さらに、上述の回収部１１は、前記移載位置にある保持部２上のウエハＷに対して、汚染物質回収用の液滴を供給する液滴供給ノズル４１を備えている。この液滴供給ノズル４１は、前記磁場形成部材３Ａの近傍、例えば前記移載位置にあるウエハＷのＹ方向の一端側におけるＸ方向のほぼ中央に前記液滴を供給するように設けられている。この例では、液滴供給ノズル４１は、例えば処理室１０の天井部に取り付けられた昇降機構４２により、前記保持部２上のウエハＷに対して液滴を供給する供給位置Ｔ１と、この供給位置Ｔ１よりも上方側の移載位置との間で昇降自在に構成されている。前記移載位置とは、後述する移載機構と保持部２との間でウエハの移載を行うときに当該移載作業を妨げない位置である。
【００２６】
また、液滴供給ノズル４１には、ポンプＰ１を備えた供給路４３ａにより、汚染物質回収用の回収液例えば純水を貯留する回収液貯留部４３が接続されている。そして、前記ポンプＰ１の作動により、回収液貯留部４３から所定量例えば0.02ｍｌ〜１０ｍｌの純水を保持部２上のウエハの所定位置に供給するように構成されている。なお、ポンプＰ１の代わりにバルブの開閉により、回収液貯留部４３から所定量の純水をウエハに供給するようにしてもよい。この例では、液滴供給ノズル４１、ポンプＰ１、供給路４３ａ、回収液貯留部４３により、液滴供給部が構成されている。
【００２７】
さらにまた、上述の回収部１１は、ウエハＷから汚染物質回収用の液滴を回収するための液滴回収ノズル５１を備えている。この液滴回収ノズル５１は、例えば前記移載位置にあるウエハＷのＹ方向の他端側におけるＸ方向のほぼ中央にて、前記液滴を回収するように設けられている。この例では、液滴回収ノズル５１は、図２に示すように、駆動機構５３により昇降自在及び鉛直軸まわりに回動自在に設けられた支持アーム５２によって、ウエハ上の液滴を回収する回収位置Ｔ２と、この回収位置Ｔ２よりも前記移動方向の後方側の移し替え位置Ｔ３との間で移動自在に構成されている。前記移し替え位置Ｔ３とは、回収された液滴を容器５０に供給する位置である。この容器５０は、例えばガラス等によりシャーレ状に構成され、その上縁には略水平に伸びる鍔部５０ａが形成されている。
【００２８】
また、液滴回収ノズル５１にはポンプＰ２が接続されており、このポンプＰ２の作動により、ウエハ表面の液滴をノズル５１内に吸い込むことにより当該ノズル５１内に回収して保持したり、当該ノズル５１内に保持された液滴を前記容器５０に吐出するように構成されている。この例では、液滴回収ノズル５１とポンプＰ２とにより、液滴回収部が構成されている。
【００２９】
さらに、前記移し替え位置Ｔ３にある容器５０は、搬送機構により分析部１２に搬送されるように構成され、この例では、前記搬送機構はＹ方向に伸びるベルトコンベア５４により構成されている。図中Ｍ３はベルトコンベア５４の駆動モータである。このベルトコンベア５４の上部では、Ｙ方向の一端側が前記移し替え位置Ｔ３に相当し、他端側が分析位置Ｔ４に相当する。そして、前記分析部１２では、移し替え位置Ｔ３にて分析用の液滴が供給された容器５０が分析位置Ｔ４までベルトコンベア５４により搬送されるようになっている。
【００３０】
また、前記分析位置Ｔ４では、薬液供給部５５から所定の薬液が容器５０内に供給された後、例えばイオンクロマトグラフィーのような計測装置に導入することにより、回収された液滴中の汚染物質（イオン成分）の量の分析が行われる。こうして、分析位置Ｔ４にて汚染物質の分析が行われた容器５０は、ベルトコンベア５４により再び移し替え位置Ｔ３まで戻される。
【００３１】
図１中５６は、容器５０の移載アームであり、容器５０の鍔部５０ａを下方側から支持するアーム部５６ａが、進退自在、昇降自在及び鉛直軸周りに回転自在に構成されている。この移載アーム５６は、前記ベルトコンベア５４上の移し替え位置Ｔ３と、多数の容器５０が多段に配設される容器棚５７との間で、容器５０を移載するように構成されている。この容器棚５７には、使用前の容器５０や、使用済みの容器５０が互いに区画されて、多段に収納されている。
【００３２】
さらに、汚染物質分析装置は、ウエハを載置する載置部１３を備えており、移載機構１４により、この載置部１３と前記移載位置にある保持部２との間でウエハＷの移載が行われるように構成されている。前記移載機構１４は、ウエハを保持するＵ字型の保持アーム１５が進退自在、昇降自在、鉛直軸周りに回転自在に構成されている。一方、保持部２には、図８及び図９に示すように、保持アーム１５の昇降を妨げないように、当該保持アーム１５に対応する切り欠き２ａが形成されている。
【００３３】
また、この汚染物質分析装置は制御部１００を備えている。この制御部１００は、例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部１００から回収部１１の昇降機構３８，４２、駆動機構５３、モータＭ１，Ｍ２、ポンプＰ１，Ｐ２、分析部１２のモータＭ３等に制御信号を送り、汚染物質回収用の液滴をウエハＷ上に供給し、予め設定した移動軌跡に沿って移動させ、次いで液滴を回収し、当該液滴内の汚染物質の量を分析するという一連の動作を自動で実施するように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部１００にインストールされる。
【００３４】
続いて、この汚染物質分析装置の作用について、例えばエッチング処理の後に、純水よりなる汚染物質回収用の液滴を用いて、ウエハに付着しているハロゲンイオン等のイオン物質を汚染物質として回収する場合を例にして説明する。この際、回収部１１では、ウエハＷの表面において、液滴がモーゼ効果により、磁場形成部材３によって形成された磁場勾配に沿って移動する。つまり、ウエハＷは２つの磁場形成部材３Ａ，３Ｂの間に存在するため、ウエハＷの表面には、既述のように強力な磁場が形成されている。一方、当該実施の形態で用いられる液滴は純水であって、弱い反磁性体であるため、当該液滴は、磁場形成部材３Ａ，３Ｂの間に形成される強力な磁場から離れようとして、磁場の弱いエリアに移動していく。
【００３５】
こうして、磁場形成部材３に対してウエハＷ（保持部２）を移動させると、液滴は、ウエハ表面上を磁場形成部材３によって形成された磁場勾配の小さい方へ移動していくことになる。この際、磁場勾配が大きいほど、磁場の強いエリアから弱いエリアに向かう力が大きくなり、液滴がスムーズに移動する。
【００３６】
ここで、図６に磁場のイメージを示す。磁場形成部材３Ａ，３Ｂにより形成された磁場３００において、芯部材３２、３５に対応する領域３０１が最も大きく、ここから外方に向かうに連れて磁場が小さくなっていく。図６中、磁場の大きさは４段階にて示しており、磁場の大きさは磁場３０１＞磁場３０２＞磁場３０３＞磁場３０４であるが、実際には無段階に小さくなる。
【００３７】
また、既述のように、前記磁場形成部材３Ａ,３Ｂには、空隙３３,３６が形成されているので、図６に示すように、空隙３３，３６に対応する領域には、磁場が小さい局所領域３０４が形成される。この局所領域３０４は、芯部材３２，３５の中央側に頂点があり、ここから空隙３３，３６の長さ方向に向かって広がる二等辺三角形状に形成されると推察される。このため、液滴は、強い磁場から離れようとして、結果的に２つの等辺の間に収まって、前記局所領域３０４に閉じ込められる状態となる。
【００３８】
そして、図７に示すように、磁場形成部材３Ａ，３Ｂにより形成される磁場の局所領域が液滴の移動方向の前方側に位置するように、保持部２を磁場形成部材３に対して移動させることにより、液滴Ｌがウエハ表面を前記磁場の局所領域にトラップされた状態で移動していくことになる。従って、液滴ＬをウエハＷのＸ方向（Ｙ方向）に移動させるときには、ウエハＷを保持した保持部２を移動方向と反対方向に移動させて磁場形成部材３を相対的に移動方向に移動させると、液滴はウエハＷ表面を、磁場形成部材３Ａ，３Ｂと共に、磁場勾配が小さい移動方向の前方側に向けて移動していく。
【００３９】
この際、後述の実施例からも明らかなように、既述のように、永久磁石をハルバック型に配列した磁場形成部材３Ａ，３Ｂを上下に組み合わせることにより、これら磁場形成部材３Ａ，３Ｂの間では、３．２テスラ程度の磁場を形成することができ、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の液滴を移動することができることが認められている。
【００４０】
続いて、図８〜図１０を参照しながら、前記汚染物質分析装置１の作用について説明する。先ず、移載機構１４により、載置部１３に載置された、エッチング処理終了後のウエハＷを、回収部１１の保持部２に移載する。このとき、回収部１１では、図８に示すように、保持部２を移載位置に位置させると共に、液滴供給ノズル４１を移載位置、磁場形成部材３Ａを待機位置に夫々上昇させ、液滴回収ノズル５１を移載作業に干渉しない位置に移動しておく。そして、図９に示すように、載置部１３からウエハを受け取った移載アーム１５を、保持部２の上方側に進入させてから下降させることにより、保持部２にウエハを受け渡す。このとき、移載アーム１５は、保持部２の切り欠き部１５ａを通過して、保持部２の下方側まで下降し、その後退行する。
【００４１】
次いで、図１０に示すように、ポンプＰ１を作動させて、液滴供給ノズル４１から、直径１０ｍｍ程度の液滴Ｌを、ウエハＷ表面における開始位置、例えばＹ方向の一端側（保持部２と反対側）におけるＸ方向のほぼ中央に供給する。そして、磁場形成部材３Ａを液滴移動位置まで下降させてから、Ｘ軸駆動機構２３によりウエハをＸ方向の一端側に向けて移動させ、こうして液滴Ｌをウエハ表面における前記一端側まで移動させた後、所定ピッチ分Ｙ軸駆動機構２４によりウエハＷを移動させる。次いで、Ｘ軸駆動機構２３によりウエハＷをＸ方向の他端側に向けて移動させ、こうして液滴Ｌをウエハ表面における前記他端側まで移動させた後、所定ピッチ分Ｙ軸駆動機構２４によりウエハＷを移動させる。  このようにして、Ｘ軸駆動機構２３及びＹ軸駆動機構２４により、磁場形成部材３に対して保持部２を相対的に移動させ、図１０に点線にて移動経路を示すように、液滴ＬをウエハＷの全面に亘って所定の移動経路で移動させる。この移動経路は、液滴Ｌがウエハ表面全体に満遍なく接触するように、ウエハ表面における液滴Ｌの大きさを考慮して決定される。このような一連の動作は、既述のように制御部１００に格納されたプログラムによって実行される。
【００４２】
そして、図１０に示すように、ウエハ表面における終了位置、例えば、保持部２が移載位置にあるときに、回収位置Ｔ２にある液滴回収ノズル５１により、当該ウエハ表面の液滴の回収が行われる位置に移動させる。この位置は、ウエハのＹ方向の他端側（保持部２側）におけるＸ方向のほぼ中央である。こうして液滴Ｌを移動させた後、磁場形成部材３Ａを待機位置まで上昇させてから、保持部２を移載位置まで移動させる。このように磁場形成部材３Ａを上昇させるのは、保持部２の移動に伴う液滴の移動を抑えるためである。  次いで、液滴回収ノズル５１を回収位置Ｔ２に移動し、ポンプＰ２を作動させて、当該液滴回収ノズル５１内に液滴Ｌを回収する。液滴Ｌが回収されたウエハは、移載機構１４により載置部１３に移載される。この移載動作は、液滴供給ノズル４１及び液滴回収ノズル５１を移載作業に干渉しない位置に移動しておいてから、移載アーム１５を保持部２の下方側に進入させ、上昇させる。こうして保持部２から移載アーム１５にウエハを受け取った後、当該移載アーム１５を保持部２の上方側から退行させる。
【００４３】
一方、液滴回収ノズル５１は、ベルトコンベア５４の移し替え位置Ｔ３に置かれた容器５０の上方側に位置させ、ポンプＰ２の作動により、当該容器５０内にノズル５１内に保持された液滴を吐出する。この後、容器５０をベルトコンベア５４により分析位置Ｔ４まで搬送し、ここで、既述の手法にて、液滴内のハロゲンイオン等のイオン物質（汚染物質）の量を分析する。この結果、汚染物質の量が予め設定された閾値を越えていれば、汚染物質の原因となるエッチング装置内の残留物を除去するプロセスを組んだり、又はエッチング処理のプロセスレシピを変更する等といった、対応策が検討される。ウエハにハロゲンイオンが付着していると、大気中の水分と反応して配線が腐食するおそれがあるからである。一方、汚染物質の量が前記閾値値内であれば、エッチング装置において、現状のプロセスレシピにてエッチング処理が続行される。
【００４４】
上述の実施の形態によれば、磁場形成部材３によりウエハＷの表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配を形成し、前記ウエハＷと磁場形成部材３とを相対的に前記表面に沿って移動させているので、磁場形成部材３の相対的移動に伴い、前記液滴をウエハＷの表面において前記磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００４５】
この際、ウエハＷ表面が親水性であって、液滴が純水であっても、液滴は反磁性体であるため、既述のように、磁場形成部材３から離れるように磁場勾配に沿って移動する。従って、ウエハＷ表面において、液滴形状を維持した状態で、液滴を移動することができる。
【００４６】
これにより、ウエハ表面全体に液滴を満遍なく移動することができるので、ウエハ表面に付着した汚染物質を残すことなく液滴に溶解させることができ、この液滴を回収することにより、ウエハ表面に付着した汚染物質を確実に回収することができる。また液滴の液量が少ないため、汚染物質の希釈率が小さくなり、高精度に汚染物質濃度の分析を行うことができる。また、液滴の移動面積はウェハ全面から液滴径程度の大きさまで任意に調整する事が可能である。
【００４７】
この際、磁場形成部材３は永久磁石を利用しているので、磁場を形成するために電力供給が不要である。このため、電界を利用して液滴を移動させる方式のような複雑な回路パターンや、電磁石を用いる場合に比べて、簡易な構成で、常に安定した磁場を形成することができる。従って、電界を利用して液滴を移動させる方式や電磁石を用いる構成に比べて製造コストが安価となる。また、磁場の形成のための電力供給が不要であり、駆動機構も保持部２のモータＭ１，Ｍ２であって、メンテナンスも容易であることから、運転コストが低減する。
【００４８】
以上において、磁場形成部材３は、空隙３３，３６が形成されていない構成であってもよい。この場合であっても、磁場形成部材３により、前記ウエハＷの表面上における液滴が位置する領域から前記表面に沿って離れるにつれて磁場が小さくなる磁場勾配が形成されるので、前記ウエハＷと磁場形成部材３とを相対的に前記表面に沿って移動させることにより、前記液滴を磁場勾配に沿って移動させることができる。
【００４９】
また、磁場形成部材３Ａ，３Ｂは、ウエハＷの両面側に設けることにより、これら磁場形成部材３Ａ，３Ｂの間に高磁場が形成されるが、液滴の反磁性の程度や大きさによっては、磁場形成部材３はウエハＷの一方側に設けるようにしてもよい。さらに、ウエハＷと磁場形成部材３とは相対的に移動する構成であればよく、例えば図１１に示すように、磁場形成部材３側を移動させるようにしてもよい。図１１中、２０はウエハＷの保持部２の支持台である。また、磁場形成部材３Ａ，３Ｂは、支持枠６１に支持され、支持部材６２、移動部材６３を介して、Ｘ軸駆動機構６４、Ｙ軸駆動機構６５により、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在に構成されている。図１１中６０は、磁場形成部材３Ａ側の支持枠６１を昇降させる昇降機構である。前記Ｘ軸移動機構６４、Ｙ軸移動機構６５としては、例えばボールねじを利用した機構が用いられ、図中Ｍ４，Ｍ５はボールねじのモータである。
【００５０】
さらに、本発明では、回収部１１に対するウエハの搬送や、ウエハに対する液滴の供給や回収、回収部１１と分析部１２との間の容器５０の搬送を作業者が手作業で行うようにしてもよい。また、ウエハに対する液滴の供給は、ウエハが保持部に保持される前に行うようにしてもよいし、ウエハに対する液滴の回収は、ウエハが保持部上にある場合以外に行うようにしてもよい。
【００５１】
また、本発明の試料体はシリコンウエハには限らず、その表面が撥水性のものであってもよい。また、液滴は純水に限らず、過酸化水素溶液であってもよい。
【実施例】
【００５２】
以下に、図１２に示す実験装置を用い、磁場形成部材の移動により液滴が移動するか否かを確認するために行った実験について説明する。図中、８１は、シリコンより構成された厚さ０．７５ｍｍの試料体であり、３Ａ,３ＢはウエハＷの両面に夫々配置された磁場形成部材である。磁場形成部材３Ａ，３Ｂは、上述の構成のものを用い、永久磁石の材質は、ネオジウム、中間部材の材質は鉄とした。また、磁場形成部材３の大きさは、既述のとおりである。そして、磁場形成部材３Ａ,３Ｂの間のギャップ（磁石間ギャップ）Ｇと、液適量を変え、磁場形成部材３の移動に伴い、液滴８２が移動するか否かについて、目視により確認した。なお、直径が５ｍｍ〜１０ｍｍの液滴とは、液適量が２０μｌ〜１００μｌに相当する。
【００５３】
この結果について、図１３に示す。図中縦軸は磁石間ギャップ、横軸は液適量を夫々示し、■は磁場形成部材の移動により移動した液滴、□は移動しなかった液滴を夫々示している。この結果、磁場形成部材の移動に伴い、親水性のシリコンウエハの表面において、液滴が移動することが認められた。また、液滴量が少ないときには、液滴を移動させるためには、磁場形成部材同士の間のギャップを小さくして、磁束密度を高める必要があることが理解される。
【符号の説明】
【００５４】
１１              回収部
１２              分析部
２                保持部
２３              Ｘ軸移動機構
２４              Ｙ軸移動機構
３（３Ａ，３Ｂ）  磁場形成部材
３１，３４        永久磁石
３２、３５        芯部材
３３，３６        空隙
【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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【図１３】
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