半导体基板的清洗方法以及清洗系统的制作方法_3

文档序号:8269982阅读:来源:国知局
I?10,000m/hr的液体流通线速度进行流通。在电解部2中,在流通硫酸溶液的同时,优选以10?100,ΟΟΟΑ/m2的电极表面的电流密度来进行通电,使硫酸溶液中生成过硫酸。从电解部2输出生成了过硫酸的硫酸溶液,使用气液分离器6将电解生成的氢气等气体分离出来。分离出的气体在与气液分离器6相连的废气处理单元7中得到稀释等处理。经气液分离器6完成气体分离的含有过硫酸的硫酸溶液通过电解侧循环线路3环流至电解液存储槽10。电解侧循环线路3内的硫酸溶液反复进行上述的循环、电解和气液分离,逐渐提高过硫酸浓度。
[0039]这时,利用送液泵21a将电解液存储槽10的硫酸溶液通过存储侧循环线路20送出,经过滤器22将硫酸溶液中的SS等去除后,收容于预加热槽23。此时,预加热槽23中不进行加热。进而利用送液泵21b将预加热槽23内的硫酸溶液送出,使其通过急速加热器24。另外,这时的急速加热器24不执行加热动作,三通阀25关闭与清洗液运送线路40相连的接口,分别开启与存储侧循环线路20的输送侧和回流侧相连的接口,三通阀26开启与存储侧循环线路20相连的两个接口,关闭与排出线路41相连的接口。由送液泵21b送出的硫酸溶液通过急速加热器24后,经由三通阀25、三通阀26收容至环流槽27。
[0040]并且,利用送液泵21c将环流槽27的硫酸溶液送出,通过冷却器29优选将硫酸溶液冷却至30?80°C并环流回电解液存储槽10。由此使得电解液存储槽10内的溶液也能通过存储侧循环线路20进行循环。S卩,在此工序中,电解侧循环线路3和存储侧循环线路20双方都能经由电解液存储槽10进行硫酸溶液的循环。
通过上述工序,电解侧循环线路3和存储侧循环线路20、电解液存储槽10、预加热槽23、环流槽27中的硫酸溶液中的氧化剂浓度趋于均等,通过电解的控制,将氧化剂浓度调整为0.001?2mol/L的范围内预先设定的浓度。
[0041]一旦氧化剂浓度达到规定的浓度,就停止送液泵4的动作以及电解部2的通电,结束过硫酸生成工序。另一方面,送液泵21a、21b、21c可以依旧继续送液,或暂停送液。
[0042](溶液混合工序)
接下来,参照图3并对溶液混合工序进行说明。
在维持送液泵21a、21b、21c运转或送液泵21a、21b、21c停止的状态下,从与电解液存储槽10、预加热槽23和环流槽27中的至少一个相连的卤化物溶液投入部11向与其相连的槽中投入卤化物溶液。卤化物溶液是含有一种以上的卤化物离子的溶液。作为卤化物离子,举出一种或两种以上的氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子。作为含有卤化物离子的溶液,可举出卤化物离子的氢酸(HF、HCl、HBr、HI)或其盐(NaCl)溶液。然而,HBr或H1、12容易染色,像NaCl这样的盐有着将Na残留在晶片上的风险,而HF需要小心处理,因此优选使用HCl。
[0043]将卤化物溶液的投入量设定为使得存储侧循环线路20以及设置于其中的各个部分全体的混合溶液中的卤化物离子浓度的总和达到0.2mmol/L?2mol/L。另外,与硫酸溶液的容量相比,卤化物溶液的投入量本身相当得小,使硫酸溶液的硫酸浓度、氧化剂浓度可以看作与混合前相等。
[0044]在送液泵21a、21b、21c停止的状态下投入卤化物溶液时,使送液泵21a、21b、21c运转,在送液泵21a、21b、21c持续运转的状态下,继续使其运转,将硫酸溶液以及卤化物溶液通过存储侧循环线路20进行循环,并力图两种溶液得到均等的混合。三通阀25、26的开关状态与过硫酸生成工序相同。当两种溶液得到充分混合,上述卤化物离子浓度的总和被调整至上述范围内预先设定的浓度时,结束溶液混合工序。此时,优选使送液泵21a、21b、21c继续动作。
另外,溶液混合工序中,虽然不使急速加热器24动作,但是可以使预加热槽23动作,将混合溶液加热至90?120°C。
[0045](加热和清洗工序)
接下来,根据图4、图5对由溶液混合工序得到的混合溶液进行加热的工序进行说明。在加热工序的初期,使预加热槽23动作,将溶液加热至90?120°C,同时使急速加热器24也动作。进而如图4所示,不改变三通阀25,而切换三通阀26的连通方向,使存储侧循环线路20与排出线路41连通。这样就停止了通过存储侧循环线路20的溶液循环。加热和清洗工序中,在送液泵21a、21b、21c运转的状态下开始进行加热。因为急速加热器24以在流通溶液的同时进行加热作为前提,所以如果在送液停止的状态下使急速加热器24动作的话,急速加热器24内残留的溶液将被急剧地加热,恐怕会引起沸腾等诸多问题,因此优选在溶液循环状态下开始加热。
[0046]在加热工序初期,在送液泵21a、21b、21c运转的状态下进行三通阀26的切换。即,开启与存储侧循环线路20的回流侧的上流侧相连的接口和与排出线路41相连的接口,关闭与存储侧循环线路20的回流侧的下流侧相连的接口。
进而,开始预加热槽23、急速加热器24的动作。急速加热器24将单片式清洗装置30的清洗液喷嘴31的出口处的温度急速加热至100?200°C的沸点以下的温度。
另外,在加热工序初期,通过上述三通阀26的连接切换,将急速加热器24的下流侧的存储侧循环线路20内的较低温度的混合溶液和加热初期的混合溶液通过存储侧循环线路20的一部分、三通阀26、排出线路41和排水线路42排出至系统外。
[0047]之后,到达三通阀25的混合溶液如果达到100?200°C的沸点以下的温度,则如图5所示,切换三通阀25的连接,关闭与存储侧循环线路20的回流侧相连的接口,开启与存储侧循环线路20的输送侧和清洗液运送线路40相连的接口并使之连通。由此,将加热至100?200°C的沸点以下温度的混合溶液从存储侧循环线路20的输送侧导入至清洗液运送线路40,并从喷嘴31喷出,与半导体基板100相接触。喷嘴31的喷出状态可以举例为喷雾、滴落或流落。在滴落、流落时也可以施加压力,使溶液喷射在半导体基板100上。混合溶液在接触到半导体基板100时,优选具有100?200°C的沸点以下的温度。
[0048]另外,混合溶液处于混合状态,且达到100?200°C的沸点以下温度后,在5分钟以内接触半导体基板100。这个时间取决于急速加热器24到喷嘴31的距离、喷嘴31到半导体基板100的距离、送液速度等因素,事先设定线路长度和送液速度以满足上述时间条件。
若完成了对半导体基板100的清洗,则停止预加热槽23以及急速加热器24的动作,结束加热工序以及清洗工序。清洗完成的判定可以通过例如事先设定好清洗时间,将达到该清洗时间作为清洗完成,或者根据各种测定的结果来判断清洗完成。
另外,在此方式中,虽然将加热工序和清洗工序说明为几乎同时实施,但是也可以将这些工序独立实施,例如在加热工序后开始清洗工序。
[0049](混合溶液排出工序)
接下来,根据图6对混合溶液排出工序进行说明。
加热工序、清洗工序结束后,切换三通阀25,关闭与清洗液运送线路40相连的接口,连通存储侧循环线路20的输送侧和回流侧,与此同时,切换三通阀26,关闭存储侧循环线路20的回流侧的下流侧,连通存储侧循环线路20的回流侧的上流侧和排出线路41。在此状态下,通过维持送液泵21a、21b、21c的运转状态,将混合溶液经由存储侧循环线路20的一部分、排出线路41和排水线路42排出至系统外。此时的排出量可设定为适当的数量。加热工序、清洗工序结束后
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