(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハ又は液晶用ガラス基板に対してオゾン水を使用して洗浄処理等のオゾン処理を行うオゾン処理装置と、オゾン処理装置から離れた、オゾン処理装置外で且つオゾン処理装置内より要求クリーン度が低い場所に設置され、前記オゾン水の製造に使用されるオゾンガスを発生させるオゾナイザと、オゾナイザで発生させたオゾンガスをガス状態のままオゾン処理装置へ移送するガス配管と、オゾン処理装置内に設置され、当該処理装置へ移送されたオゾンガスを、当該処理装置外から当該処理装置内へ導入された原料水に溶解させて、オゾン処理用のオゾン水を製造するオゾン溶解器とを具備することを特徴とするオゾン処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造プロセス又は液晶製造プロセスに使用されるオゾン処理システム、特にオゾン水を用いたオゾン処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、半導体製造プロセスにおいては、ウエーハの洗浄処理にオゾン水が使用され始めた。また液晶製造プロセスにおいても、ガラス基板の洗浄処理にオゾン水が使用され始めた。このようなオゾン水を用いた従来の洗浄システムを図２により説明する。
【０００３】
オゾン水を用いた洗浄システムでは、スペース的な制約、特に、オゾン水のユースポイントであり高いクリーン度が要求されるオゾン処理装置２０の装置規模を小さく抑制する観点から、オゾン水を製造するオゾン水製造装置１０をオゾン処理装置２０から分離して設置するのが通例になっている。
【０００４】
オゾン水製造装置１０では、放電式のオゾナイザ１１により酸素ガスを原料としてオゾンを発生させ、そのオゾンをオゾン溶解器１２に送って純水又は超純水に溶解させ、オゾン水を製造する。オゾン溶解器１２で製造されたオゾン水は、オゾン水製造装置１０から離れた場所に設置されたオゾン処理装置２０にオゾン水配管３０を通して送給される。
【０００５】
オゾン処理装置２０では、オゾン水が洗浄槽２１に送られ、ここで半導体ウエーハや液晶用ガラス基板が洗浄される。オゾン処理装置２０においては、前述したとおり高いクリーン度が要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような半導体ウエーハ用洗浄システム又は液晶用ガラス基板用洗浄システムでは、オゾン水のユースポイントであるオゾン処理装置２０からオゾン水製造装置１０が離れていることに起因して、以下の問題がある。
【０００７】
オゾン水製造装置１０でオゾン水が製造され、オゾン水配管３０を通してユースポイントであるオゾン処理装置２０へ移送されるが、ユースポイントまでの配管移送途中にオゾン水中の溶存オゾンが分解し、オゾン水のオゾン濃度が低下する。
【０００８】
この濃度減衰のため、ユースポイントで要求される溶存オゾン濃度より高い濃度のオゾン水をオゾン水製造装置１０で製造することが必要になり、オゾン水製造装置１０のグレードアップ、具体的にはオゾナイザ１１の高性能化及びオゾン溶解器１２の容量アップが必要になり、設備費の高騰を余儀なくされる。
【０００９】
また、オゾン水製造装置１０とオゾン処理装置２０の位置関係によっては、必要なオゾン濃度を確保できないおそれさえある。
【００１０】
配管移送に伴うオゾン濃度減衰の問題は、使用する水の清浄度が高まるにつれて顕著となり、その清浄度が急速に向上している現状では、この濃度減衰が各種の処理システムで大きな問題となることが予想される。
【００１１】
なお、この濃度減衰の問題を解決する方法として、水中にＴＯＣ成分や炭酸ガス、酸薬液を添加する方法がある（特開２０００−２６２８７４号公報及び特開２０００−３７６９５号公報）。しかし、いずれの方法も、水の清浄度を上げる最重要方針に逆行すること、添加物の洗浄プロセス等への影響が不明であること、オゾン水製造装置が複雑化することなどの理由から、清浄度が要求される洗浄処理システム等においては現実的でない。
【００１２】
また、紫外線照射器を内蔵している超純水製造装置から供給される超純水を原料としている場合は、超純水製造装置での紫外線の照射量が過剰にならないように照射量を制限して濃度減衰を抑制することが、特開２０００−３０２４１３号公報により提案されているが、紫外線照射器を内蔵している超純水製造装置から供給される超純水自体、清浄度が高く、製造されたオゾン水の濃度減衰が顕著である。また、基本的な方針が清浄度の低下にあり、清浄度を上げる方針に逆行することが問題である。
【００１３】
本発明の目的は、オゾン水のユースポイントであるオゾン処理装置の規模増大を可及的に回避でき、しかも、使用する原料水の清浄度を低下させることなく、オゾン水の濃度減衰を効果的に抑制できるオゾン処理システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のオゾン処理システムは、半導体ウエーハ又は液晶用ガラス基板に対してオゾン水を使用して洗浄処理等のオゾン処理を行うオゾン処理装置と、オゾン処理装置から離れた、オゾン処理装置外で且つオゾン処理装置内より要求クリーン度が低い場所に設置され、前記オゾン水の製造に使用されるオゾンガスを発生させるオゾナイザと、オゾナイザで発生させたオゾンガスをガス状態のままオゾン処理装置へ移送するガス配管と、オゾン処理装置内に設置され、当該処理装置へ移送されたオゾンガスを、当該処理装置外から当該処理装置内へ導入された原料水に溶解させて、オゾン処理用のオゾン水を製造するオゾン溶解器とを具備している。
【００１５】
オゾンガスはオゾン水に比べ濃度減衰が小さく、ユースポイントであるオゾン処理装置の設置場所による影響を軽減できる。オゾン濃度の減衰は経時的な現象である。オゾン水に比べオゾンガスは配管抵抗が小さく、移送距離を長くでき、移送距離を同じとすれば移送時間を短縮でき、この点からも濃度減衰を抑制できる。
【００１６】
代表的なモデルケースについて説明すると、オゾン濃度が３０ｍｇ／Ｌのオゾン水を１８Ｌ／ｍｉｎで１１ｍ離れた場所へ供給する場合、移送時間は６秒かかり、オゾン水のオゾン濃度は３０ｍｇ／Ｌから２６ｍｇ／Ｌへ１３％低下する。一方、オゾン濃度が１００ｇ／ｍ3 （Ｎ）のオゾンガスを３Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）（配管内流速３．３６ｍ／ｓ）で１３．５ｍ離れた場所へ供給する場合、移送時間は４秒であり、オゾンガスのオゾン濃度は１００ｇ／ｍ3 （Ｎ）から９６ｇ／ｍ3 （Ｎ）へ４％低下するだけとなる。オゾン水のオゾン濃度はオゾンガスのオゾン濃度と比例関係にあるので、オゾン水を製造するオゾンガスのオゾン濃度が４％低下すれば、オゾン水のオゾン濃度も４％低下するだけとなる。よって、１３．５ｍ離れた場所までオゾンガスを移送してオゾン水を製造した場合は、オゾン水の濃度減衰は４％で済むことになる。更に、オゾンガスは配管内流速が３．３６ｍ／ｓでも、配管による圧力降下が少ないため、ガス流量を増やして移送時間を短くすることができ、濃度減衰を更に抑制することが可能となる。
【００１７】
また、オゾナイザをオゾン処理装置から分離したことにより、オゾン処理装置の規模増大が可及的に抑制される。
【００１８】
本発明のオゾン処理システムは、オゾン水の濃度減衰が顕著となる、使用水の清浄度が高い場合、及びオゾン処理装置に付帯するオゾナイザ等の付帯装置の設置場所がオゾン処理装置から遠く離反する場合に特に有効である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示すオゾン処理システムの構成図である。
【００２０】
本実施形態のオゾン処理システムは、オゾン水により半導体ウエーハや液晶用ガラス基板を洗浄処理する洗浄システムである。このオゾン処理システムは、オゾン水を使用して洗浄処理を行うオゾン処理装置２０と、オゾン水の製造に使用されるオゾンガスを生成する放電式のオゾナイザ１１とに分けて設置されている。
【００２１】
放電式のオゾナイザ１１は、オゾン処理装置２０から離れた付帯装置の設置スペース（例えばメンテナンススペース）に設置され、酸素ガスを原料としてオゾンを発生させる。そのオゾンガスは、オゾナイザ１１から離れた場所に設置されたオゾン処理装置２０にオゾンガス配管４０を通して送給される。付帯装置の設置スペース（例えばメンテナンススペース）は、オゾン処理装置２０内ほどのクリーン度は要求されない。
【００２２】
オゾン処理装置２０は、オゾン水による洗浄を行う洗浄槽２１と、オゾナイザ１１から移送されるオゾンガスを使用してオゾン水を製造するオゾン溶解器２２とを備えている。オゾン溶解器２２は、洗浄槽２１の近傍に設置されており、当該オゾン処理装置２０の外部から導入される原料水（純水又は超純水）にオゾンを溶解させてオゾン水を製造し、これを洗浄槽２１に送る。これにより、洗浄槽２１で半導体ウエーハや液晶用ガラス基板が洗浄される。
【００２３】
本実施形態のオゾン処理システムでは、オゾン水を製造するオゾン溶解器２２がオゾン処理装置２０内の洗浄槽２１近傍に設置されている。このため、オゾン溶解器２２から洗浄槽２１へオゾン水を移送するオゾン水配管は非常に短く、ここにおけるオゾン水の濃度減衰は無視できる程度に軽微である。
【００２４】
一方、オゾナイザ１１で生成したオゾンガスをオゾン溶解器２２へ移送するガス移送配管４０は、オゾン処理装置２０から付帯装置の設置スペース（例えばメンテナンススペース）までの距離に応じて長くなるが、オゾンガスの濃度減衰は、オゾン水の濃度減衰に比べると僅かである。
【００２５】
これらのため、製造するオゾン水の濃度及び流量を従来と同じとすれば、オゾナイザ１１の性能低下が可能になる。また、オゾン溶解器２２の容量低減が可能になる。オゾン溶解器２２を設けることによりオゾン処理装置２０が大型化するが、オゾン溶解器１２の容量が低減されることを考慮すると、オゾン処理装置２０の大型化は大きな問題にはならない。むしろ、オゾナイザ１１の小型化及びオゾン溶解器２２の容量低減により、システム全体として大きな設備上の経済的メリットが得られる。
【００２６】
オゾン処理装置２０で必要とするオゾン水の濃度及び流量を１０ｍｇ／Ｌ及び１５Ｌ／ｍｉｎとし、オゾナイザ１１からオゾン処理装置２０までの配管距離を１０ｍとした場合、図２に示す従来のオゾン処理システムと比べ、オゾナイザ１１の性能は２／３に、またオゾン溶解器１２の容量も２／３に低減することが可能となる。
【００２７】
一方、図２に示す従来のオゾン処理システムにおいて、そのオゾナイザ及びオゾン溶解器に上記実施形態と同等のものを使用すると、製造されるオゾン水の濃度は７ｍｇ／Ｌに低下する。上記実施形態と同等のオゾン水を製造しようとすると、オゾナイザの性能及びオゾン溶解器の容量は１．５倍に増大する必要がある。
【００２８】
なお、上記実施形態は半導体ウエーハ、液晶用ガラス基板の洗浄処理システムであるが、これらの洗浄処理以外にも例えば酸化膜形成や親水化といった表面酸化処理システム等に適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明のオゾン処理システムは、オゾナイザで発生させたオゾンガスをガス状態のまま、ユースポイントであるオゾン処理装置へ移送し、オゾン処理装置内でオゾン溶解器を用いてオゾン水を製造することにより、オゾン水の濃度減衰を抑制できるので、付帯装置の設置場所がオゾン処理装置から離れている場合にも、そのオゾン処理装置に所望濃度のオゾン水を経済的に供給することができる。また、オゾナイザを付帯装置としてオゾン処理装置から分離し、オゾン処理装置内より要求クリーン度が低い場所に配置したことにより、オゾン処理装置の規模増大を可及的に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すオゾン処理システムの構成図である。
【図２】従来のオゾン処理システムの構成図である。
【符号の説明】
１０  オゾン水製造装置
１１  オゾナイザ
１２  オゾン溶解器
２０  オゾン処理装置
２１  洗浄槽
２２  オゾン溶解器
３０  オゾン水配管
４０  オゾンガス配管
【図１】
0004942125.tif 000002
【図２】
0004942125.tif 000003