JP2004353003A - Electrolysis method and electrolysis apparatus for electroconductive treatment liquid for substrate - Google Patents

Electrolysis method and electrolysis apparatus for electroconductive treatment liquid for substrate Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolysis method which maintains the purity of an electrolytic solution produced when electrolyzing an electroconductive treatment liquid for treating the surface of a substrate, and besides electrolyzes the liquid in situ, and to provide an electrolysis apparatus therefor. <P>SOLUTION: The electrolysis apparatus 14 for electrolyzing the electroconductive treatment liquid for treating a substrate (A) comprises a magnet 28 for generating a magnetic field (B) having the predetermined intensity and the predetermined direction of the magnetic field, around the surface A1 to be treated of the substrate (A); and an electroconductive treatment liquid-feeding means 30 which supplies the electroconductive treatment liquid to the surface A1, and passes the electroconductive treatment liquid so as to cross in the magnetic field (B) at a predetermined flow rate along the surface A1, to thereby generate an electric field (E) in the electroconductive treatment liquid and electrolyze the electroconductive treatment liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の導電性処理液の電解方法および電解装置に関し、更に詳細には、電極レスなインサイチュ電解方法および電解装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体基板を導電性処理液を用いて洗浄処理、エッチング処理、或いはリンス処理するのに、導電性処理液をオゾン水等の機能水として用いるか、或いは導電性処理液を電気分解により電解水として用いることが行われている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−256259号公報
【0004】
従来の基板の導電性処理液の電解方法および装置は、例えば特許文献1に開示されている。
【0005】
この電解方法および装置は、電解対象である導電性処理液を充填する電解槽と、この電解槽を2つのスペースに仕切る隔膜と、各スペース内でそれぞれが導電性処理液に浸された一対の電極とを有し、一対の電極間に所定印加電圧を負荷することにより、導電性処理液を電気分解し、正電極まわりには、アノード液、負電極まわりには、カソード液をそれぞれ生成するものである。
【0006】
例えば、基板を洗浄処理する際には、洗浄対象である基板に付着した不純物に応じて、使用される電解液が異なる。
【0007】
この点について説明すれば、一般にアノード水は酸化性を有するため高い酸化還元電位(ORP)を示し、一方カソード水は還元性を有するため低い酸化還元電位を示すことから、不純物が金属不純物である場合には、アノード液、有機物である場合には、アノード液、パーティクルである場合には、カソード液が必要とされ、それぞれ所望のpH値或いはORP値の電解液が生成され、生成された電解液を用いて、基板の各処理が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電解方法および装置には、以下のような技術的問題点が存する。
【0009】
第1に、基板の処理現場で電解液を生成することができない点である。より詳細には、一旦電解槽内で電解液を生成しておき、電解槽と処理現場とを連絡する導電性処理液供給管を通じて電解液を液送して、基板の処理、例えば洗浄処理に使用する必要があった。このように電解液生成現場と処理現場とが離れているために、たとえば、時間経過とともに導電性処理液供給管の内壁から液送される電解液に不純物が混入する等の問題が生じる。昨今のパターンの超微細化に伴い、特に基板の洗浄処理において、洗浄に用いる導電性処理液自体の純度は相当高いものが要求される。この点から、インサイチュ電解方法の実現が強く望まれる。
【0010】
第2に、一対の電極および隔膜を必要とするため、設備コストがかかるとともに、生成される電解液の純度が低下する点である。導電性処理液に浸された一対の電極は、時間経過とともに導電性処理液中に溶け出し、それにより電解液の純度が低下する。このような溶け出しを防止するとすれば、所定コーティングを施した高価な電極が必要となる。この点から、電極レスの電解装置の実現が強く望まれる。
【0011】
第3に、このような電解方法および装置は、枚葉式のスピン処理方式に適合しない点である。より詳細には、基板の処理の方式としては、基板を導電性処理液中に浸漬する浸漬方式と、基板を高速回転させながら基板の表面、特に中心部に導電性処理液を供給するスピン処理方式とに大別される。この点、スピン処理方式の場合、従来の電解装置を適用するとすれば、生成する電解液は一旦電解槽内で電極まわりに集まってしまうため、再度処理すべき基板に向かって電解液を差し向ける必要があり、そのため、基板に供給する導電性処理液を事前に電解して、正負電極それぞれのまわりに生成されるアノード水、或いはカソード水のうち、処理に応じて必要な電解液を選択してスピン処理装置に供給せざるを得ない。このように、導電性処理液の電解処理と導電性処理液による基板の処理とを別々に切り離して行うことが不可欠であり、基板の処理システムとしての一体性に劣る。この点で、枚葉式のスピン処理方式に適合可能な電解方法の実現が望まれる。
【0012】
第4に、基板を処理しようとするときに電解液を生成することが困難な点である。より詳細には、前述のように、電解槽で予め電解液を生成しておき、基板を電解液により処理する際に、電解槽から電解液を液送するのが通常であり、そのために電解液の酸化還元電位(ORP)が経時変化してしまい、所望の電解液により処理することが困難となることが多い。この点から、電解液を作り貯めすることなしに、基板を処理しようとするまさにそのときに、電解液を生成することが可能な技術の実現が望まれる。
【0013】
そこで、上記課題に鑑み、本発明の目的は、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、生成される電解液の純度を維持すると同時にインサイチュで電解することが可能な電解方法および電解装置を提供することにある。
【0014】
本発明の目的は、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、基板を処理するそのときに導電性処理液を電解することが可能な電解方法および電解装置を提供することにある。
【0015】
本発明の目的は、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、電極レスを実現した安価な電解装置を提供することにある。
【0016】
本発明の目的は、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、枚葉式のスピン処理に適合する電解方法および電解装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による導電性処理液を電解する方法は、
基板を処理する導電性処理液の電解方法において、
基板に向かう導電性処理液の流れを生じさせる段階と、
該導電性処理液の流れを横切るような向きの磁界を生じさせる段階と、を有し、
それにより、導電性処理液中に電界を生成して、導電性処理液を電解する構成としている。
【0018】
また、前記流れ生成段階は、基板の処理すべき表面に向けて導電性処理液を供給し、該表面に沿って導電性処理液を流す段階を有し、
前記磁界生成段階は、該表面において所定の磁界強さを有する磁界を該表面まわりに生じさせる段階を有するのが好ましい。
【0019】
さらに、基板の処理すべき表面に供給された導電性処理液の液面と、基板の処理すべき表面とを外部引出し線を用いて電気的に接続させることにより、電気回路を形成するのでもよい。
【0020】
さらにまた、前記導電性処理液を流す段階は、基板を略水平面内で回転させる段階と、回転する基板の中心に向けて導電性処理液を供給する段階とを有するのがよい。
【0021】
加えて、基板の処理すべき表面に、磁界が及ぶ環状領域と磁界が及ばない環状領域とを、基板の中心まわりに同心状に基板の半径方向外方に交互に設ける段階をさらに有するのがよい。
【0022】
さらに加えて、前記導電性処理液の電解中に、電解液のpH値及び/又は酸化還元電位値に応じて、前記導電性処理液の流れ及び/又は前記磁界強さを調整する段階を有するのでもよい。
【0023】
上記目的を達成するために、本発明による導電性処理液の電解装置は、
基板を処理する導電性処理液を電解する電解装置において、
基板の処理すべき表面において所定の磁界強さ、および所定の磁界の向きを有する磁界を該表面まわりに生じる磁石と、
該表面に向けて導電性処理液を供給して、導電性処理液を該表面に沿って所定流速で前記磁界中を横切るように流す導電性処理液供給手段とを有し、
それにより、導電性処理液中に電界を発生させて、導電性処理液を電解する構成としている。
【0024】
また、前記磁石は、コイル電磁石であり、該コイルに供給する電流を調整することにより、基板の処理すべき表面における磁界強さを調整するのがよい。
【0025】
さらに、基板を略水平面内で回転させる基板回転手段を有し、前記導電性処理液供給手段は、回転する基板の中心に向けて導電性処理液を供給するのがよい。
【0026】
さらにまた、前記基板回転手段は、基板の回転数を調整可能であり、基板の回転数を調整することにより、基板の処理すべき表面に沿う導電性処理液の所定流速を調整するのがよい。
【0027】
【作用】
以上の構成を有する本発明によれば、基板の導電性処理液に基板に向かう流れを生じさせて、磁界中を横切らせることにより、導電性処理液の流れ方向と磁界の方向とから、フレミングの右手の法則により、導電性処理液中にその深さ方向に電界を発生させる。次いで、導電性処理液中の荷電粒子は、発生した電界により力を受けて処理液中を移動して、処理液中に渦電流を生じ、生じた渦電流が磁界を横切ることにより、フレミングの左手の法則に基づいて、ローレンツ力が発生する。荷電粒子は、ローレンツ力により螺旋運動を起こしながら、処理液中のまわりの荷電粒子との衝突を繰り返すことにより、処理液の電気分解を引き起こして、さらなるイオン化を促進しつつ、荷電粒子の電荷が正負のいずれかであるかに応じて、処理液の液面側或いは基板の処理すべき表面側に移動し、その結果処理液中でその深さ方向に正負イオン濃度の分布が生じる。
【0028】
この点で、従来の電解技術のように、一対の電極及び隔膜を有する電極槽において、外部印加電圧により別途導電性処理液を電解してから、生成された電解液を基板に向けて供給する必要をなくすことにより、導電性処理液に不純物が混入する機会を減らすことが可能となるとともに、電解液を作り貯めする必要なしに、基板を処理しようとするそのときにインサイチュで導電性処理液を電解することが可能となる。
【0029】
特に、基板を高速回転させて、遠心力の作用により基板に向けて供給される導電性処理液を基板の外周縁に向けて半径方向外方に流すとともに、処理すべき基板表面まわりに所定強さの磁界を設けることにより、生成した電解液のうちカソード水、あるいはアノード水のいずれか所望の電解液を処理すべき基板の方に差し向けることが可能となるとともに、導電性処理液の電解とスピン処理方式による電解導電性処理液を用いた基板の処理とを一体化、融合化することが可能となり、スピン処理方式に適合する電解方法を実現することが可能となる。
【0030】
なお、本明細書では、基板の処理とは、基板の洗浄処理、リンス処理、及びエッチング処理を含む意味に用い、導電性処理液とは、電解質を溶存させた薬液或いは炭酸ガス等を溶存した純水、超純水等を包含する意味に用いる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下に、基板の表面に付着した不純物の洗浄処理を枚葉式スピン処理方式により行う場合を例として、図面を参照しながら、本発明の実施形態の導電性処理液の電解装置及び電界方法を詳細に説明する。
【0032】
図1は、本発明の第1実施形態に係る処理ユニットを示す概略図である。図2は、本発明による第1実施形態の電解作用を示す概略模式図である。図3は、本発明による第1実施形態の磁界の向きの作用を示す概念図である。
【0033】
図1に示すように、基板Aの処理ユニット10は、基板Aの回転保持装置12と、導電性処理液の電解装置14とから概略構成されている。
【0034】
図1に示すように、基板Aの回転保持装置12は、略鉛直な軸線Xを中心に回転可能なスピンチャック16と、スピンチャック16を回転駆動する駆動部18とを有する。スピンチャック16は、いわゆるチャック面を形成するほぼ水平な上面A120を有し、上面A120の大きさは、基板Aの外径より大きく、基板Aの外径は、例えば8インチ、或いは12インチである。上面A1には、チャック面の周方向に等角度間隔を隔てて、少なくとも3つの支持ピン22が配置され、これらの支持ピン22によって、基板Aを保持するようにしている。
【0035】
駆動部18は、シャフト部を回転させる機構を有し、モーター、モーターに連結されたプーリ、シャフト部に連結されたプーリ、及び両プーリ間の回転を伝動する伝動ベルト(いずれも図示せず)とを有する。駆動部18により、シャフト部、チャック面、かくして基板Aを支持する支持ピン22ごと回転軸線Xを中心に回転するようになっている。基板Aの回転数は、基板Aの工程に応じて定められ、一般的に処理工程の場合、200ないし2000RPM、乾燥工程の場合には、それより高速の3000ないし5000RPMである。
【0036】
導電性処理液は、酸、アルカリ又は有機溶媒その他の薬液、純水又は脱イオン水等であり、処理内容、たとえば除去洗浄する対象が、パーティクル、ポリマー、金属等のどの異物か、或いは酸化膜、窒素化膜、CMPによって発生した変質膜等のどの膜であるのかに応じて、適宜決定すればよい。
【0037】
基板Aのまわりには、基板Aの外周縁を取り囲むように配置された環状流路24が設けられ、基板Aの上面A1に供給された導電性処理液が、遠心力の作用によって基板Aの外周縁に向かって外方に飛散されるときに、導電性処理液を環状流路24内に受け入れて回収し、場合により再利用可能なようにしている。
【0038】
次に、導電性処理液の電解装置14は、基板Aへの導電性処理液供給装置と、基板の処理すべき表面A1の上方に配置された磁石28とを有する。
【0039】
基板Aへの導電性処理液供給装置は、基板Aの上面A1の中心に向かって導電性処理液を供給するように構成され、導電性処理液供給源に調整弁、流量計、及びフィルター(いずれも図示せず)を介して基板Aの上方に処理供給ノズル30が設けられている。
【0040】
導電性処理液供給ノズル30は、供給源からの導電性処理液が内部を流れて基板の中心に向けて供給するように、出口開口32が基板Aの中心の真上に位置決めされている。略水平面内で高速回転(例えば200rpmないし2000rpm)する基板Aの中心部に供給された導電性処理液は、遠心力の作用により、図2に示すように、基板の処理すべき表面A1に沿って基板の外周縁に向かって半径方向外方に飛散するようにしてある。処理液の流速は、ほぼ数m/sないし数十m/sである。
【0041】
磁石28は、基板Aの上方に配置され、表面A1において所定の磁界強さを有し、且つ表面A1に沿う成分を有する磁界(図中、四角い升に2本の対角線を付記した表記は、図面上表から裏に抜ける向きを指示する)を生じさせるような磁石であれば、永久磁石或いは電磁石を問わない。これにより、導電性処理液は、磁界を横切るように基板の表面A1に沿って流れることが可能になっている。磁石保護ディスク34が、処理液供給ノズル30の側周面に取り付けられ、基板Aを覆うように磁石28と基板Aとの間に基板にほぼ平行に介在し、基板Aの半径方向に広がり、基板Aに向けて供給される処理液により、磁石に悪影響を及ぼさないようにしている。磁石保護ディスクの径は、少なくとも基板Aの径以上であり、その材質は、非磁性体、たとえば合成樹脂が好ましい。
【0042】
磁石としては、例えば米国マグネジェン社のマグネジェンパイププロテクター(商品名)を用いてもよい。この磁石は、磁束密度2ないし2.5テスラ、高性能ネオジウム磁石、寸法33mm × 35mm× 27mm、重量300gであり、8インチ、或いは12インチの基板に収まるように配置することが可能である。
【0043】
なお、処理ユニットのうち導電性処理液に接する部材の材質は、使用する導電性処理液に応じてテフロン(登録商標)、ポリプロピレン、PVDF或いは塩化ビニル等の合成樹脂、場合によってはステンレスから選択するのがよい。
【0044】
以上の構成を有する電解装置の作用を、電解方法とともに以下に説明する。
【0045】
まず、支持ピン22により支持された基板Aを回転保持装置12により高速回転するとともに、導電性処理液源から導電性処理液供給ノズル30を経て、略水平面内で高速回転する基板の処理すべき表面A1に向けて供給する。表面A1に至った導電性処理液は、図2に示すように、遠心力の作用により基板Aの外周縁に向けて半径方向外方(矢印M)に、表面A1に沿って飛散する。これにより、導電性処理液により基板Aの表面A1全体を処理することが可能となる。
【0046】
その際、導電性処理液は、基板の表面A1まわりに設けられた磁界Bを横切るように流れる。したがって、図2に示すように、導電性処理液の流れ方向と磁界の方向とによってフレミングの右手の法則により、導電性処理液内に処理液の深さ方向に電界Eが生じる。次いで、導電性処理液中の荷電粒子P(図中で、負の荷電粒子を示す)は、発生した電界Eにより力を受けて処理液中を移動して、処理液中に渦電流を生じ、生じた渦電流が磁界Bを横切ることにより、フレミングの左手の法則に基づいて、ローレンツ力が発生する。荷電粒子Pは、ローレンツ力により螺旋運動を起こしながら、処理液中のまわりの荷電粒子との衝突を繰り返すことにより、処理液の電気分解を引き起こして、さらなるイオン化を促進しつつ、荷電粒子の電荷が正負のいずれかであるかに応じて、処理液の液面LS側或いは基板Aの表面A1側に移動し、その結果処理液中でその深さ方向に正負イオン濃度の分布が生じる。
【0047】
このとき、導電性処理液の流れは、処理液の流れの向きと磁界の向きとが平行とならない限り、磁界と直交する成分を有するため、所定磁界強さの磁界Bを横切りさえすれば、導電性処理液中に電界Eを生じ、導電性処理液の電解を行うことが可能である。なお、同じ磁界強さであれば、導電性処理液の流れの向きと磁界の向きとが直交することが望ましい。
【0048】
処理液の流速及び磁界の強さを定めるに際し、流速が大きいほど処理液中の荷電粒子の運動エネルギーが大きくなる一方で、磁界の強さが大きいほどローレンツ力が荷電粒子の基板の半径方向外方への動きに対してブレーキとして作用することになる。よって、処理液が基板Aの表面A1に供給されてから基板の外周縁を通過して表面A1から飛散するまでの滞留時間として、処理液中の荷電粒子の運動エネルギーが電離エネルギーとして利用されて、処理液の電気分解を促進して、処理液中のイオン濃度を高めるのに十分な時間を確保する観点から、処理液の流速と磁界の強さとのバランスを考慮する必要がある。
【0049】
磁界の向きを調整することにより、基板の処理すべき表面A1に向けられるべきカソード水、或いはアノード水を選択することが可能となる。具体的には、図3に示すように、図3(A)でアノード水を用いて基板を処理するとすれば、図3(B)に示すように、磁界の向きを逆にするだけで発生する電界Eの向きを逆にすることにより、カソード水を基板に差し向けることが可能となる。
【0050】
また、生成する電界液のpH値及び/又はORP値をモニターしておくことにより、電解液の生成中に、磁界の強さ及び/又は導電性処理液の流量を調整して、所望のpH値及び/又はORP値を達成するようにしてもよい。この場合、磁石をコイル電磁石として、コイルに流れる電流値の調整を通じて磁界を調整することにより、或いは基板の回転数を調整して、基板の表面A1に沿う導電性処理液の流れを調整することにより、電解の程度を調整してもよい。
【0051】
このように、本実施形態の電解装置及び電解方法は、従来と全く異なる電解技術を採用するものであり、外部印加電圧の代わりに、導電性処理液に生じる流れを利用するため、基板のスピン処理方式に適合可能であり、回転する基板の表面A1全体を処理する導電性処理液の流れにより、基板の表面A1の処理とともに、導電性処理液の電解処理を一体的、融合的に行うことを可能にするものである。
【0052】
また、本実施形態の電解装置及び電解方法は、電極及び隔膜を必要とすることなく、基板を処理しようとするそのときに、その場で(インサイチュ)導電性処理液を電解することが可能となるので、別途電解設備を必要とする場合に比べ、設備コスト及び必要スペースを削減することが可能である。
【0053】
さらに、本実施形態の電解装置及び電解方法は、生成するカソード水或いはアノード水のうち必要な電解液を処理すべき基板の表面A1に向かって差し向けることが可能となるので、結果として必要な導電性処理液の量の削減、或いは導電性処理液の高濃度化を回避することができる。
【0054】
さらにまた、本実施形態の電解装置及び電解方法は、必要な電解液の生成中に、電解液の特性を調整することも可能である。
【0055】
変形例として、本実施形態では、導電性処理液は高速回転する基板の中心に向かって供給され、遠心力の作用により基板の中心から半径方向外方に向かって飛散するものとして説明したが、それに限定されことなく、導電性処理液を磁界中を横切るように流す限り、回転してない基板に向かって導電性処理液を供給するのでもよい。この場合、基板の処理すべき表面に供給された導電性処理液の液面と、基板の処理すべき表面とを外部引出し線を用いて電気的に接続させることにより、電気回路を形成して、導電性処理液の電気分解をさらに促進してもよい。
【0056】
別の変形例として、導電性処理液供給ノズル30のまわり、特に出口流出開口32のまわりに磁石を補助的に設けてもよい。これにより、導電性処理液供給源からの導電性処理液は、導電性処理液供給ノズル30内で磁界を横切るように流れることが可能となり、基板の表面A1を流れる導電性処理液と同様に、フレミングの右手の法則により、導電性処理液内に電界が発生し、それにより導電性処理液により基板の表面A1を処理する前に、補助的に導電性処理液を電解することが可能となる。
【0057】
基板の表面A1を流れる導電性処理液に対して設ける磁界と役割分担してもよい。すなわち、導電性処理液供給ノズル30のまわりに設ける磁界は、導電性処理液の電解機能をなし、一方基板の表面A1を流れる導電性処理液に対して設ける磁界は、処理すべき表面A1に差し向ける電解液として、カソード水、或いはアノード水のどちらにするかを選択する調整機能のみをなすようにしてもよい。これにより、基板の表面A1を流れる導電性処理液に対して設ける磁界は、電解機能をも担う場合に比し、必要な磁界の強さを軽減することが可能となる。
【0058】
以下に、第2実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態において、第1実施形態の構成要素と同様な構成要素には、同じ参照番号を付することによりその説明は省略し、本実施形態の特徴について、以下に説明する。図4は、本発明による第2実施形態の、図2と同様な図である。
【0059】
本実施形態の特徴は、磁界の配置にある。より詳細には、第1実施形態においては、磁界が及ぶ領域を基板の中心から半径方向外方に連続的に切れ目なく生じさせているが、本実施形態では、基板の中心から半径方向外方に磁界が及ばない領域を設けている。すなわち、図4に示すように、基板の中心近傍から半径方向外方所定長さに亘って、環状の磁界B1を生じさせ、磁界B1と半径方向外方に所定間隔dを隔てて、磁界B1と同様に、環状の磁界B2を生じさせている。図中の間隔dは、磁界の作用を受けない領域を示し、例えば1つの磁石の配置により磁界B1を、別の磁石の配置により磁界B2を発生するようにしてもよい。この場合、磁石の基板Aの表面A1との間隔を調整することにより、磁界が及ばない領域を形成してもよい。
【0060】
このように、基板の半径方向外方に基板の中心と同心上に、磁界が及ぶ環状領域と磁界が及ばない環状領域とを交互に設けることにより、図4に示すように、磁界が及ばない環状領域内の導電性処理液中には、磁界領域内の導電性処理液に生じる電界の向きと反対向きのキャリアの流れDが生じ、その結果導電性処理液中で不安定な無数の回路を形成しては消滅することを繰り返し、それにより導電性処理液内に電流が流れ、第1実施形態に比べて、導電性処理液の電解をより促進することが可能となる。
【0061】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、請求の範囲に記載された本発明の範囲内で当業者なら種々の変更、修正が可能である。
【0062】
たとえば、基板の下面を処理するための導電性処理液を電解する場合に、本実施形態と同様に基板の上方、或いは逆に、磁石を基板の下方に配置してもよい。
【0063】
さらに、基板の上下面を同時に処理するための導電性処理液を電解する場合に、基板の上方及び下方それぞれに磁石を配置して、基板の上面及び下面それぞれにおいて、インサイチュで処理しようとするそのときに導電性処理液を電解することも可能である。
【0064】
【発明の効果】
本発明の基板を処理する導電性処理液の電解方法および電解装置によれば、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、生成される電解液の純度を維持すると同時にインサイチュで電解することが可能である。
【0065】
本発明の基板を処理する導電性処理液の電解方法および電解装置によれば、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、基板を処理するそのときに導電性処理液を電解することが可能である。
【0066】
本発明の基板を処理する導電性処理液の電解装置によれば、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、電極レスを実現した安価な装置とすることが可能である。
【0067】
本発明の基板を処理する導電性処理液の電解装置によれば、基板の表面を処理する導電性処理液を電解するに際し、枚葉式のスピン処理に適合することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1実施形態の処理ユニットを示す概略図である。
【図2】本発明による第1実施形態の電解作用を示す概略模式図である。
【図3】本発明による第1実施形態の磁界の向きの作用を示す概念図である。
【図4】本発明による第2実施形態の、図2と同様な図である。
【符号の説明】
A 基板
A1 表面
X 軸線
B 磁界
E 電界
L 導電性処理液
LS 液面
10 処理ユニット
12 基板の回転保持装置
14 電解装置
16 スピンチャック
18 駆動部
20 上面
22 支持ピン
23 環状流路
28 磁石
30 導電性処理液供給ノズル
32 流出開口
34 磁石保護ディスク
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolysis method and an electrolysis apparatus for a conductive treatment liquid for a substrate, and more particularly, to an electrodeless in-situ electrolysis method and an electrolysis apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when cleaning, etching, or rinsing a semiconductor substrate using a conductive processing liquid, the conductive processing liquid is used as functional water such as ozone water, or the conductive processing liquid is electrolyzed by electrolysis. It has been used as water.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256259
A conventional method and apparatus for electrolyzing a conductive treatment liquid for a substrate is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0005]
The electrolysis method and apparatus include an electrolysis tank filled with a conductive processing solution to be electrolyzed, a diaphragm that divides the electrolysis tank into two spaces, and a pair of cells each immersed in the electroconductive processing solution in each space. And an electrode, wherein a predetermined applied voltage is applied between the pair of electrodes to electrolyze the electroconductive treatment liquid, thereby generating an anolyte around the positive electrode and a catholyte around the negative electrode. Things.
[0006]
For example, when a substrate is subjected to cleaning processing, an electrolytic solution to be used differs depending on impurities attached to a substrate to be cleaned.
[0007]
To explain this point, in general, the anode water has a high oxidation-reduction potential (ORP) because of its oxidizing property, whereas the cathode water has a low oxidation-reduction potential because of its reducing property. In this case, an anolyte, an anolyte in the case of an organic substance, and a catholyte in the case of particles are required, and an electrolyte having a desired pH value or an ORP value is generated, respectively. Each processing of the substrate is performed using the liquid.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional electrolysis method and apparatus have the following technical problems.
[0009]
First, an electrolytic solution cannot be generated at a substrate processing site. More specifically, once an electrolytic solution is generated in the electrolytic bath, the electrolytic solution is fed through a conductive processing solution supply pipe that connects the electrolytic bath and the processing site, and the substrate is processed, for example, in a cleaning process. Needed to use. As described above, since the electrolytic solution generation site and the processing site are separated from each other, there arises a problem that, for example, impurities are mixed in the electrolytic solution fed from the inner wall of the conductive processing solution supply pipe with time. With the recent ultra-fine pattern, especially in the cleaning process of the substrate, the conductive processing solution used for cleaning is required to have a considerably high purity. From this point, realization of an in-situ electrolysis method is strongly desired.
[0010]
Second, since a pair of electrodes and a diaphragm are required, equipment costs are increased, and the purity of the generated electrolytic solution is reduced. The pair of electrodes immersed in the conductive processing solution dissolves into the conductive processing solution over time, thereby lowering the purity of the electrolytic solution. If such leaching is to be prevented, an expensive electrode with a predetermined coating is required. From this point, it is strongly desired to realize an electrodeless electrolysis apparatus.
[0011]
Third, such an electrolysis method and apparatus are not compatible with a single-wafer spin processing method. More specifically, as a method of processing the substrate, there are an immersion method in which the substrate is immersed in a conductive processing liquid, and a spin processing in which the conductive processing liquid is supplied to the surface of the substrate, particularly the central portion while rotating the substrate at a high speed. It is roughly divided into the method. In this regard, in the case of the spin treatment method, if a conventional electrolytic device is applied, the generated electrolytic solution is once gathered around the electrodes in the electrolytic cell, so that the electrolytic solution is directed to the substrate to be processed again. Therefore, it is necessary to electrolyze the conductive processing solution to be supplied to the substrate in advance, and to select the necessary electrolyte solution depending on the process from the anode water or the cathode water generated around each of the positive and negative electrodes. And supply it to the spin processor. As described above, it is indispensable to separately separate the electrolytic treatment of the conductive treatment liquid and the treatment of the substrate with the conductive treatment liquid, which is inferior in integration as a substrate treatment system. In this regard, it is desired to realize an electrolysis method that can be adapted to a single-wafer spin processing method.
[0012]
Fourth, it is difficult to generate an electrolyte when processing a substrate. More specifically, as described above, it is usual to generate an electrolytic solution in an electrolytic bath in advance, and to feed the electrolytic solution from the electrolytic bath when the substrate is treated with the electrolytic solution. The oxidation-reduction potential (ORP) of the solution changes over time, and it is often difficult to perform treatment with a desired electrolytic solution. In this regard, it is desired to realize a technique capable of generating an electrolyte at the time of processing a substrate without preparing and storing the electrolyte.
[0013]
Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electrolysis method capable of performing in-situ electrolysis while maintaining the purity of the generated electrolytic solution when electrolyzing a conductive processing solution for treating the surface of a substrate. An electrolysis device is provided.
[0014]
An object of the present invention is to provide an electrolysis method and an electrolysis apparatus capable of electrolyzing a conductive processing solution at the time of processing a substrate when the conductive processing solution for processing the surface of the substrate is electrolyzed. .
[0015]
An object of the present invention is to provide an inexpensive electrolysis apparatus that realizes electrodeless operation when electrolyzing a conductive processing solution for processing the surface of a substrate.
[0016]
An object of the present invention is to provide an electrolysis method and an electrolysis apparatus suitable for single-wafer spin processing when electrolyzing a conductive processing solution for processing the surface of a substrate.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for electrolyzing a conductive treatment solution according to the present invention comprises:
In an electrolysis method of a conductive processing solution for processing a substrate,
Causing a flow of the conductive processing liquid toward the substrate;
Generating a magnetic field oriented so as to cross the flow of the conductive processing solution,
Thereby, an electric field is generated in the conductive processing liquid to electrolyze the conductive processing liquid.
[0018]
Further, the flow generating step includes supplying a conductive processing liquid toward a surface of the substrate to be processed, and flowing the conductive processing liquid along the surface.
Preferably, the step of generating a magnetic field includes the step of generating a magnetic field around the surface having a predetermined magnetic field strength at the surface.
[0019]
Further, an electrical circuit may be formed by electrically connecting the liquid surface of the conductive processing liquid supplied to the surface of the substrate to be processed and the surface of the substrate to be processed using an external lead wire. Good.
[0020]
Further, the flowing of the conductive processing liquid preferably includes a step of rotating the substrate in a substantially horizontal plane and a step of supplying the conductive processing liquid toward the center of the rotating substrate.
[0021]
In addition, the method further comprises the step of providing, on the surface to be treated of the substrate, annular regions to which the magnetic field extends and annular regions to which the magnetic field does not extend alternately concentrically around the center of the substrate and radially outward of the substrate. Good.
[0022]
In addition, during the electrolysis of the conductive processing solution, the method includes a step of adjusting the flow of the conductive processing solution and / or the magnetic field strength according to the pH value and / or the oxidation-reduction potential value of the electrolytic solution. May be.
[0023]
In order to achieve the above object, an electrolysis apparatus for a conductive treatment liquid according to the present invention includes:
In an electrolysis apparatus for electrolyzing a conductive processing solution for processing a substrate,
A magnet that produces a magnetic field around the surface of the substrate to be processed having a predetermined magnetic field strength and a predetermined magnetic field orientation on the surface to be processed;
A conductive processing liquid supplying means for supplying the conductive processing liquid toward the surface, and causing the conductive processing liquid to flow across the magnetic field at a predetermined flow rate along the surface,
Thus, an electric field is generated in the conductive processing liquid to electrolyze the conductive processing liquid.
[0024]
Further, the magnet is a coil electromagnet, and the magnetic field strength on the surface of the substrate to be processed is preferably adjusted by adjusting the current supplied to the coil.
[0025]
Further, it is preferable that the apparatus further includes substrate rotating means for rotating the substrate in a substantially horizontal plane, and the conductive processing liquid supply means supplies the conductive processing liquid toward the center of the rotating substrate.
[0026]
Furthermore, the substrate rotating means is capable of adjusting the number of rotations of the substrate, and preferably adjusting the number of rotations of the substrate to adjust a predetermined flow rate of the conductive processing liquid along the surface of the substrate to be processed. .
[0027]
[Action]
According to the present invention having the above-described configuration, by causing a flow toward the substrate in the conductive processing liquid of the substrate and traversing in the magnetic field, the flow direction of the conductive processing liquid and the direction of the magnetic field can be used for framing. According to the right-hand rule, an electric field is generated in the conductive processing liquid in the depth direction. Next, the charged particles in the conductive processing solution receive a force due to the generated electric field, move in the processing solution, generate an eddy current in the processing solution, and the generated eddy current crosses the magnetic field, thereby causing a fleming. Lorentz force is generated based on the left hand rule. The charged particles generate spiral motion by Lorentz force, and repeatedly collide with charged particles around the processing solution, thereby causing electrolysis of the processing solution and further accelerating ionization, so that the charge of the charged particles is increased. Depending on whether it is positive or negative, it moves to the liquid surface side of the processing liquid or the surface side of the substrate to be processed, and as a result, a positive and negative ion concentration distribution occurs in the processing liquid in the depth direction.
[0028]
At this point, as in the conventional electrolysis technique, in the electrode tank having a pair of electrodes and a diaphragm, the electroconductive treatment liquid is separately electrolyzed by an externally applied voltage, and then the generated electrolyte is supplied toward the substrate. Eliminating the need makes it possible to reduce the chances of contamination of the conductive processing solution with impurities, and also allows the conductive processing solution to be processed in situ at the time of processing the substrate without the need to create and store an electrolytic solution. Can be electrolyzed.
[0029]
In particular, by rotating the substrate at a high speed, the conductive processing liquid supplied toward the substrate by the action of the centrifugal force flows radially outward toward the outer peripheral edge of the substrate, and a predetermined strength is applied around the surface of the substrate to be processed. By providing such a magnetic field, it is possible to direct any desired electrolytic solution of the generated electrolytic solution to the substrate to be treated, either the cathode water or the anodic water, and to conduct the electrolysis of the conductive processing solution. And the processing of the substrate using the electrolytically conductive processing solution by the spin processing method can be integrated and integrated, and an electrolysis method suitable for the spin processing method can be realized.
[0030]
Note that, in this specification, the term “substrate treatment” is used to include a substrate cleaning treatment, a rinsing treatment, and an etching treatment, and the conductive treatment liquid is a chemical solution or a carbon dioxide gas in which an electrolyte is dissolved. It is used to include pure water and ultrapure water.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of a case where the cleaning treatment of impurities adhered to the surface of the substrate is performed by a single-wafer spin treatment method will be described with reference to the drawings. This will be described in detail.
[0032]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the electrolytic action of the first embodiment according to the present invention. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the action of the direction of the magnetic field of the first embodiment according to the present invention.
[0033]
As shown in FIG. 1, the processing unit 10 for the substrate A is schematically constituted by a rotation holding device 12 for the substrate A and an electrolysis device 14 for a conductive processing liquid.
[0034]
As shown in FIG. 1, the rotation holding device 12 for the substrate A includes a spin chuck 16 rotatable about a substantially vertical axis X, and a driving unit 18 for driving the spin chuck 16 to rotate. The spin chuck 16 has a substantially horizontal upper surface A120 that forms a so-called chuck surface. The size of the upper surface A120 is larger than the outer diameter of the substrate A, and the outer diameter of the substrate A is, for example, 8 inches or 12 inches. is there. At least three support pins 22 are arranged on the upper surface A1 at equal angular intervals in the circumferential direction of the chuck surface, and the substrate A is held by these support pins 22.
[0035]
The drive unit 18 has a mechanism for rotating the shaft unit, and includes a motor, a pulley connected to the motor, a pulley connected to the shaft unit, and a transmission belt (not shown) for transmitting rotation between the pulleys. And The drive unit 18 rotates the shaft portion, the chuck surface, and thus the support pins 22 that support the substrate A around the rotation axis X. The rotation speed of the substrate A is determined according to the process of the substrate A, and is generally 200 to 2000 RPM in the case of the processing process and 3000 to 5000 RPM in the case of the drying process.
[0036]
The conductive treatment liquid is an acid, alkali or organic solvent or other chemical solution, pure water or deionized water, etc., and the contents of the treatment, for example, the object to be removed and cleaned is any foreign matter such as particles, polymers, metals, or an oxide film. It may be determined appropriately depending on which film, such as a nitrogen film, a deteriorated film generated by CMP, or the like.
[0037]
An annular flow path 24 is provided around the substrate A so as to surround the outer peripheral edge of the substrate A, and the conductive processing liquid supplied to the upper surface A1 of the substrate A is applied to the substrate A by centrifugal force. When the conductive processing liquid is scattered outward toward the outer peripheral edge, the conductive processing liquid is received and collected in the annular flow path 24, and can be reused in some cases.
[0038]
Next, the electrolysis apparatus 14 for electroconductive treatment liquid has an apparatus for supplying an electroconductive treatment liquid to the substrate A, and a magnet 28 disposed above the surface A1 of the substrate to be treated.
[0039]
The apparatus for supplying a conductive processing liquid to the substrate A is configured to supply the conductive processing liquid toward the center of the upper surface A1 of the substrate A, and the control valve, the flow meter, and the filter ( A processing supply nozzle 30 is provided above the substrate A via any of them (not shown).
[0040]
The outlet opening 32 of the conductive processing liquid supply nozzle 30 is positioned directly above the center of the substrate A so that the conductive processing liquid from the supply source flows inside and is supplied toward the center of the substrate. The conductive processing liquid supplied to the center of the substrate A that rotates at a high speed (for example, 200 rpm to 2000 rpm) in a substantially horizontal plane, along the surface A1 of the substrate to be processed, as shown in FIG. And scatter radially outward toward the outer peripheral edge of the substrate. The flow rate of the processing liquid is approximately several m / s to several tens m / s.
[0041]
The magnet 28 is arranged above the substrate A, has a predetermined magnetic field strength on the surface A1, and has a magnetic field having a component along the surface A1 (in the figure, a square box is indicated by two diagonal lines, A permanent magnet or an electromagnet may be used as long as it generates a magnet that indicates the direction in which it is drawn from the front to the back of the drawing). Thereby, the conductive processing liquid can flow along the surface A1 of the substrate so as to cross the magnetic field. A magnet protection disk 34 is attached to the side peripheral surface of the processing liquid supply nozzle 30, intervenes between the magnet 28 and the substrate A almost parallel to the substrate so as to cover the substrate A, and spreads in the radial direction of the substrate A, The processing liquid supplied toward the substrate A does not adversely affect the magnet. The diameter of the magnet protection disk is at least as large as the diameter of the substrate A, and the material thereof is preferably a non-magnetic material, for example, a synthetic resin.
[0042]
As the magnet, for example, a Magnegen pipe protector (trade name) of Magnegen Corporation of the United States may be used. This magnet has a magnetic flux density of 2 to 2.5 Tesla, a high performance neodymium magnet, dimensions 33 mm × 35 mm × 27 mm, weighs 300 g, and can be arranged to fit on an 8-inch or 12-inch substrate.
[0043]
The material of a member of the processing unit that comes into contact with the conductive processing liquid is selected from synthetic resins such as Teflon (registered trademark), polypropylene, PVDF, and vinyl chloride, and in some cases, stainless steel according to the conductive processing liquid to be used. Is good.
[0044]
The operation of the electrolysis apparatus having the above configuration will be described below together with the electrolysis method.
[0045]
First, the substrate A supported by the support pins 22 is rotated at a high speed by the rotation holding device 12, and a substrate that rotates at a high speed in a substantially horizontal plane from the conductive processing liquid source via the conductive processing liquid supply nozzle 30 should be processed. Supply toward surface A1. As shown in FIG. 2, the conductive treatment liquid that has reached the surface A1 scatters radially outward (arrow M) toward the outer peripheral edge of the substrate A along the surface A1 by the action of centrifugal force. This makes it possible to treat the entire surface A1 of the substrate A with the conductive treatment liquid.
[0046]
At that time, the conductive processing liquid flows so as to cross the magnetic field B provided around the surface A1 of the substrate. Therefore, as shown in FIG. 2, an electric field E is generated in the conductive processing liquid in the depth direction of the processing liquid by the Fleming's right-hand rule according to the flow direction of the conductive processing liquid and the direction of the magnetic field. Next, charged particles P in the conductive processing liquid (indicated by negative charged particles in the figure) move in the processing liquid under the force of the generated electric field E, and generate an eddy current in the processing liquid. When the generated eddy current crosses the magnetic field B, Lorentz force is generated based on Fleming's left-hand rule. The charged particles P repeatedly generate collisions with charged particles around the processing solution while causing a spiral motion by Lorentz force, thereby causing electrolysis of the processing solution and further accelerating ionization, and further increasing the charge of the charged particles. Moves to the liquid surface LS side of the processing liquid or the surface A1 side of the substrate A depending on whether is positive or negative, and as a result, a distribution of positive and negative ion concentrations occurs in the processing liquid in the depth direction.
[0047]
At this time, the flow of the conductive processing liquid has a component orthogonal to the magnetic field, unless the direction of the flow of the processing liquid and the direction of the magnetic field are parallel, so that only the magnetic field B having a predetermined magnetic field strength can be crossed. It is possible to generate an electric field E in the conductive processing liquid to perform electrolysis of the conductive processing liquid. If the magnetic field strength is the same, it is desirable that the direction of the flow of the conductive treatment liquid and the direction of the magnetic field be orthogonal.
[0048]
In determining the flow velocity of the processing liquid and the strength of the magnetic field, the kinetic energy of the charged particles in the processing liquid increases as the flow velocity increases, while the Lorentz force increases as the magnetic field strength increases in the radial direction of the substrate of the charged particles. It will act as a brake against movement in the direction. Therefore, the kinetic energy of the charged particles in the processing liquid is used as ionization energy as the residence time from when the processing liquid is supplied to the surface A1 of the substrate A to when the processing liquid passes through the outer peripheral edge of the substrate and scatters from the surface A1. It is necessary to consider the balance between the flow rate of the processing solution and the strength of the magnetic field from the viewpoint of accelerating the electrolysis of the processing solution and securing sufficient time to increase the ion concentration in the processing solution.
[0049]
By adjusting the direction of the magnetic field, it is possible to select the cathode water or the anode water to be directed to the surface A1 of the substrate to be treated. Specifically, as shown in FIG. 3, if the substrate is treated using anode water in FIG. 3 (A), it is generated only by reversing the direction of the magnetic field as shown in FIG. 3 (B). By reversing the direction of the generated electric field E, it becomes possible to direct the cathode water to the substrate.
[0050]
In addition, by monitoring the pH value and / or ORP value of the generated electrolytic solution, the intensity of the magnetic field and / or the flow rate of the conductive processing solution can be adjusted during the generation of the electrolytic solution to obtain the desired pH value. Values and / or ORP values may be achieved. In this case, the flow of the conductive processing liquid along the surface A1 of the substrate is adjusted by adjusting the magnetic field through the adjustment of the current value flowing through the coil, or by adjusting the rotation speed of the substrate, using the magnet as a coil electromagnet. , The degree of electrolysis may be adjusted.
[0051]
As described above, the electrolysis apparatus and electrolysis method of the present embodiment employ a completely different electrolysis technique from the related art, and utilize the flow generated in the conductive processing liquid instead of the externally applied voltage, so that the spinning of the substrate is performed. Applicable to the processing method, the electrolysis of the conductive processing liquid is performed integrally and integrally with the processing of the substrate surface A1 by the flow of the conductive processing liquid for processing the entire surface A1 of the rotating substrate. Is what makes it possible.
[0052]
Further, the electrolysis apparatus and the electrolysis method of the present embodiment can electrolyze (in-situ) the electroconductive processing solution at the time of processing a substrate without the need for an electrode and a diaphragm. Therefore, it is possible to reduce the equipment cost and the required space as compared with the case where separate electrolysis equipment is required.
[0053]
Further, the electrolysis apparatus and the electrolysis method of the present embodiment can direct a necessary electrolyte solution of the generated cathode water or anode water toward the surface A1 of the substrate to be treated, and as a result, the necessary It is possible to avoid reducing the amount of the conductive processing liquid or increasing the concentration of the conductive processing liquid.
[0054]
Furthermore, the electrolysis apparatus and the electrolysis method of the present embodiment can adjust the characteristics of the electrolytic solution during generation of the required electrolytic solution.
[0055]
As a modified example, in the present embodiment, the conductive processing liquid is supplied toward the center of the high-speed rotating substrate, and is described as being scattered radially outward from the center of the substrate by the action of centrifugal force. The present invention is not limited thereto, and the conductive processing liquid may be supplied to a non-rotating substrate as long as the conductive processing liquid flows across the magnetic field. In this case, an electric circuit is formed by electrically connecting the liquid surface of the conductive processing liquid supplied to the surface of the substrate to be processed and the surface of the substrate to be processed using an external lead wire. Alternatively, the electrolysis of the conductive treatment liquid may be further promoted.
[0056]
As another modification, a magnet may be additionally provided around the conductive processing liquid supply nozzle 30, particularly around the outlet outflow opening 32. Thus, the conductive processing liquid from the conductive processing liquid supply source can flow across the magnetic field in the conductive processing liquid supply nozzle 30, and the conductive processing liquid flows in the same manner as the conductive processing liquid flowing on the surface A1 of the substrate. According to Fleming's right-hand rule, an electric field is generated in the conductive processing solution, which makes it possible to electrolyze the conductive processing solution before processing the surface A1 of the substrate with the conductive processing solution. Become.
[0057]
The role may be shared with the magnetic field provided for the conductive treatment liquid flowing on the surface A1 of the substrate. That is, the magnetic field provided around the conductive processing liquid supply nozzle 30 performs an electrolysis function of the conductive processing liquid, while the magnetic field provided for the conductive processing liquid flowing on the surface A1 of the substrate is applied to the surface A1 to be processed. Only the adjustment function of selecting either the cathode water or the anode water as the electrolyte to be directed may be performed. This makes it possible to reduce the required magnetic field strength of the magnetic field provided for the conductive processing liquid flowing on the surface A1 of the substrate, as compared with the case where the conductive processing liquid also has an electrolytic function.
[0058]
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The features of the present embodiment will be described below. FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 of a second embodiment according to the present invention.
[0059]
The feature of this embodiment lies in the arrangement of the magnetic field. More specifically, in the first embodiment, the region to which the magnetic field reaches is continuously and radially outward from the center of the substrate in the radial direction. Is provided with a region that is not affected by a magnetic field. That is, as shown in FIG. 4, an annular magnetic field B1 is generated over a predetermined length radially outward from the vicinity of the center of the substrate, and the magnetic field B1 is separated from the magnetic field B1 by a predetermined distance d radially outward. Similarly to the above, an annular magnetic field B2 is generated. The interval d in the figure indicates a region that is not affected by a magnetic field. For example, a magnetic field B1 may be generated by disposing one magnet, and a magnetic field B2 may be generated by disposing another magnet. In this case, by adjusting the distance between the magnet and the surface A1 of the substrate A, a region to which the magnetic field does not reach may be formed.
[0060]
As described above, by alternately providing the annular region to which the magnetic field extends and the annular region to which the magnetic field does not extend concentrically with the center of the substrate radially outward of the substrate, the magnetic field does not reach as shown in FIG. In the conductive processing solution in the annular region, a carrier flow D is generated in a direction opposite to the direction of the electric field generated in the conductive processing solution in the magnetic field region, and as a result, countless circuits unstable in the conductive processing solution. Is repeatedly formed and disappears, thereby causing a current to flow in the conductive processing liquid, thereby making it possible to further promote electrolysis of the conductive processing liquid as compared with the first embodiment.
[0061]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention described in the claims.
[0062]
For example, when electrolyzing a conductive treatment liquid for treating the lower surface of the substrate, a magnet may be disposed above the substrate, or conversely, below the substrate, as in the present embodiment.
[0063]
Further, when electrolyzing a conductive processing solution for simultaneously processing the upper and lower surfaces of the substrate, magnets are disposed above and below the substrate, and the upper and lower surfaces of the substrate are to be processed in situ. Sometimes it is also possible to electrolyze the conductive treatment liquid.
[0064]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the electrolysis method and electrolysis apparatus of the electroconductive processing solution which processes the board | substrate of this invention, when electrolyzing the electroconductive processing solution which processes the surface of a board | substrate, while maintaining the purity of the electrolysis solution produced, simultaneously performing in-situ electrolysis It is possible to do.
[0065]
According to the method and apparatus for electrolyzing a conductive processing solution for processing a substrate of the present invention, when the electroconductive processing solution for processing the surface of the substrate is electrolyzed, the electroconductive processing solution is electrolyzed when the substrate is processed. It is possible.
[0066]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the electrolysis apparatus of the electroconductive processing liquid which processes the board | substrate of this invention, when electrolyzing the electroconductive processing liquid which processes the surface of a board | substrate, it is possible to use an inexpensive apparatus which realized electrode-less.
[0067]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the electrolysis apparatus of the electroconductive processing liquid which processes the board | substrate of this invention, when electrolyzing the electroconductive processing liquid which processes the surface of a board | substrate, it can be adapted to a single wafer type spin process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing unit of a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the electrolytic action of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an action of a direction of a magnetic field according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 of a second embodiment according to the present invention;
[Explanation of symbols]
A substrate A1 surface X axis B magnetic field E electric field L conductive processing liquid LS liquid level 10 processing unit 12 substrate rotation holding device 14 electrolysis device 16 spin chuck 18 drive unit 20 upper surface 22 support pin 23 annular flow path 28 magnet 30 conductivity Treatment liquid supply nozzle 32 Outflow opening 34 Magnet protection disk

Claims (10)

基板を処理する導電性処理液の電解方法において、
基板に向かう導電性処理液の流れを生じさせる段階と、
該導電性処理液の流れを横切るような向きの磁界を生じさせる段階と、を有し、
それにより、導電性処理液中に電界を生成して、導電性処理液を電解する方法。
In an electrolysis method of a conductive processing solution for processing a substrate,
Causing a flow of the conductive processing liquid toward the substrate;
Generating a magnetic field oriented so as to cross the flow of the conductive processing solution,
Thus, a method of generating an electric field in the conductive processing liquid and electrolyzing the conductive processing liquid.
前記流れ生成段階は、基板の処理すべき表面に向けて導電性処理液を供給し、該表面に沿って導電性処理液を流す段階を有し、
前記磁界生成段階は、該表面において所定の磁界強さを有する磁界を該表面まわりに生じさせる段階を有する、請求項1に記載の電解方法。
The flow generating step includes supplying a conductive processing liquid toward a surface of the substrate to be processed, and flowing the conductive processing liquid along the surface.
The electrolysis method according to claim 1, wherein the step of generating a magnetic field includes a step of generating a magnetic field having a predetermined magnetic field strength around the surface around the surface.
基板の処理すべき表面に供給された導電性処理液の液面と、基板の処理すべき表面とを外部引出し線を用いて電気的に接続させることにより、電気回路を形成する、請求項2に記載の電解方法。3. An electric circuit is formed by electrically connecting a liquid surface of a conductive processing liquid supplied to a surface of the substrate to be processed and a surface of the substrate to be processed using an external lead wire. 3. The electrolysis method according to 1., 前記導電性処理液を流す段階は、基板を略水平面内で回転させる段階と、回転する基板の中心に向けて導電性処理液を供給する段階とを有する、請求項2に記載の電解方法。3. The electrolysis method according to claim 2, wherein flowing the conductive treatment liquid includes rotating the substrate in a substantially horizontal plane and supplying the conductive treatment liquid toward the center of the rotating substrate. 基板の処理すべき表面に、磁界が及ぶ環状領域と磁界が及ばない環状領域とを、基板の中心まわりに同心状に基板の半径方向外方に交互に設ける段階をさらに有する、請求項4に記載の電解方法。5. The method according to claim 4, further comprising the step of providing, on the surface to be treated of the substrate, annular regions that are affected by a magnetic field and annular regions that are not affected by a magnetic field, alternately and concentrically around the center of the substrate and radially outward of the substrate. The electrolytic method according to the above. 前記導電性処理液の電解中に、電解液のpH値及び/又は酸化還元電位値に応じて、前記導電性処理液の流れ及び/又は前記磁界強さを調整する段階を有する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電解方法。2. The method according to claim 1, further comprising, during electrolysis of the conductive processing solution, adjusting a flow of the conductive processing solution and / or the magnetic field strength according to a pH value and / or an oxidation-reduction potential value of the electrolytic solution. An electrolysis method according to claim 5. 基板を処理する導電性処理液を電解するための電解装置において、
基板の処理すべき表面において所定の磁界強さ、および所定の磁界の向きを有する磁界を該表面まわりに生じる磁石と、
該表面に向けて導電性処理液を供給して、導電性処理液を該表面に沿って所定流速で前記磁界中を横切るように流す導電性処理液供給手段とを有し、
それにより、導電性処理液中に電界を発生させて、導電性処理液を電解することを特徴とする電解装置。
In an electrolysis apparatus for electrolyzing a conductive processing solution for processing a substrate,
A magnet that produces a magnetic field around the surface of the substrate to be processed having a predetermined magnetic field strength and a predetermined magnetic field orientation on the surface to be processed;
A conductive processing liquid supplying means for supplying the conductive processing liquid toward the surface, and causing the conductive processing liquid to flow across the magnetic field at a predetermined flow rate along the surface,
Thus, an electric field is generated in the conductive processing solution to electrolyze the conductive processing solution.
前記磁石は、コイル電磁石であり、該コイルに供給する電流を調整することにより、基板の処理すべき表面における磁界強さを調整する、請求項7に記載の電解装置。The electrolysis apparatus according to claim 7, wherein the magnet is a coil electromagnet, and adjusts a current supplied to the coil to adjust a magnetic field intensity on a surface of the substrate to be processed. 基板を略水平面内で回転させる基板回転手段を更に有し、前記導電性処理液供給手段は、回転する基板の中心に向けて導電性処理液を供給する、請求項7に記載の電解装置。8. The electrolytic apparatus according to claim 7, further comprising substrate rotating means for rotating the substrate in a substantially horizontal plane, wherein the conductive processing liquid supply means supplies the conductive processing liquid toward the center of the rotating substrate. 前記基板回転手段は、基板の回転数を調整可能であり、基板の回転数を調整することにより、基板の処理すべき表面に沿う導電性処理液の所定流速を調整する、請求項9に記載の電解装置。10. The substrate rotation unit according to claim 9, wherein the substrate rotation unit is capable of adjusting the rotation speed of the substrate, and adjusting the rotation speed of the substrate to adjust a predetermined flow rate of the conductive processing liquid along the surface of the substrate to be processed. Electrolysis equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106148991A (en) * 2016-07-14 2016-11-23 重庆大学 A kind of device of microgravity field drives intensified electrolysis water oxygen/hydrogen manufacturing

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