JP2006278689A - Sulfuric-acid recycling cleaning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウエハなどに付着した汚染物などを剥離効果が高い過硫酸溶液で洗浄剥離する際に、硫酸溶液を繰り返し利用しつつ過硫酸を再生して洗浄に供する硫酸リサイクル型洗浄システムに関するものである。 The present invention relates to a sulfuric acid recycle type cleaning system that regenerates persulfuric acid and uses it for cleaning while repeatedly using a sulfuric acid solution when cleaning and peeling a contaminant attached to a silicon wafer or the like with a persulfuric acid solution having a high peeling effect. Is.
超LSI製造工程におけるウエハ洗浄技術は、レジスト残渣、微粒子、金属および自然酸化膜などを剥離洗浄するプロセスであり、濃硫酸と過酸化水素の混合溶液(SPM)あるいは、濃硫酸にオゾンガスを吹き込んだ溶液(SOM)が多用されている。高濃度の硫酸に過酸化水素やオゾンを加えると硫酸が酸化されて過硫酸が生成される。過硫酸は自己分解する際に強い酸化力を発するため洗浄能力が高く、上記ウエハなどの洗浄に役立つことが知られている。
また、過硫酸を生成する方法として、上記方法の他に、硫酸イオンを含む水溶液を電解槽で電解して過硫酸溶解水を得て洗浄に供する方法も知られている(特許文献1、2参照
)。
Wafer cleaning technology in the VLSI manufacturing process is a process for stripping and cleaning resist residues, fine particles, metals and natural oxide films, and ozone gas is blown into concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide mixed solution (SPM) or concentrated sulfuric acid. A solution (SOM) is frequently used. When hydrogen peroxide or ozone is added to high-concentration sulfuric acid, the sulfuric acid is oxidized to produce persulfuric acid. It is known that persulfuric acid has a high cleaning ability because it generates a strong oxidizing power when self-decomposing, and is useful for cleaning the wafer and the like.
As a method for producing persulfuric acid, in addition to the above method, there is also known a method in which an aqueous solution containing sulfate ions is electrolyzed in an electrolytic bath to obtain persulfuric acid-dissolved water and used for washing (
ところで、SPMでは、過酸化水素水により発生する過硫酸が自己分解し酸化力が低下すると分解する分を補うため過酸化水素水の補給を繰り返すことが必要である。そして硫酸濃度がある濃度を下回ると新しい高濃度硫酸と交換する。しかし、上記方法では、過酸化水素水中の水で過硫酸溶液が希釈されるため、液組成を一定に維持することが難しく、さらには所定時間もしくは処理バッチ数毎に液を廃棄して、更新することが必要である。このため洗浄効果が一定しない他、多量の薬品を保管しなければならないという問題がある。一方、SOMでは液が希釈されることがなく、一般的にSPMより液更新サイクルを長くできるものの、洗浄効果においてはSPMより劣る。また、これらの方法では、生成する過硫酸の濃度には限界があり、これが洗浄効果の限界につながっている。 By the way, in SPM, it is necessary to repeat the replenishment of the hydrogen peroxide solution in order to compensate for the decomposition when the persulfuric acid generated by the hydrogen peroxide solution is self-decomposed and the oxidizing power is reduced. When the sulfuric acid concentration falls below a certain concentration, it is exchanged with a new high concentration sulfuric acid. However, in the above method, since the persulfuric acid solution is diluted with water in hydrogen peroxide water, it is difficult to maintain a constant liquid composition. Further, the liquid is discarded and renewed every predetermined time or every processing batch. It is necessary to. For this reason, there are problems that the cleaning effect is not constant and a large amount of chemicals must be stored. On the other hand, in the SOM, the liquid is not diluted, and although the liquid renewal cycle can be generally longer than that of the SPM, the cleaning effect is inferior to that of the SPM. In these methods, there is a limit to the concentration of persulfuric acid produced, which leads to the limit of the cleaning effect.
また、SPMでは、1回洗浄槽を満たした高濃度硫酸と数回の過酸化水素水添加により発生できる過硫酸量は少なく、限度がある。また、SOM法ではオゾン吹き込み量に対する過硫酸の発生効率が非常に低い。したがって、これらの方法では、生成する過硫酸の濃度に限界があり、洗浄効果にも限界があるという問題もある。このため、上述のSPM法やSOM法プロセスを適用する洗浄では、SPM法またはSOM法の前処理工程として、ドライエッチングやアッシングプロセスを利用して、有機物であるレジストを予め酸化して灰化する工程が組み込まれている。このドライエッチングやアッシングプロセスなどの前処理がウエハにダメージを与えたり、装置コストとして高価になるという問題がある。 In addition, in SPM, the amount of persulfuric acid that can be generated by adding high-concentration sulfuric acid that has filled the washing tank once and hydrogen peroxide water several times is small and has a limit. Further, in the SOM method, the generation efficiency of persulfuric acid with respect to the ozone blowing amount is very low. Therefore, in these methods, there is a problem that the concentration of persulfuric acid produced is limited and the cleaning effect is also limited. For this reason, in the cleaning using the above-described SPM method or SOM method, as a pretreatment step of the SPM method or SOM method, dry etching or an ashing process is used to oxidize and ash the organic resist in advance. A process is incorporated. There is a problem that pre-processing such as dry etching or ashing process damages the wafer or increases the cost of the apparatus.
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、硫酸を繰り返し使用しつつ硫酸の水溶液から電気化学的作用により過硫酸イオンを生成することで過硫酸イオンをリサイクルして硫酸使用量を大幅に低減して良好な洗浄作用を継続的に得ることができる硫酸リサイクル型洗浄システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and by reusing persulfate ions from an aqueous solution of sulfuric acid by electrochemical action while repeatedly using sulfuric acid, the persulfate ions are recycled to greatly increase the amount of sulfuric acid used. It is an object of the present invention to provide a sulfuric acid recycle type cleaning system capable of continuously obtaining a good cleaning action by reducing it to a low level.
すなわち本発明の硫酸リサイクル型洗浄システムのうち、第1の発明は、過硫酸溶液を洗浄液として被洗浄材を洗浄する洗浄装置と、電解反応により溶液に含まれる硫酸イオンから過硫酸イオンを生成して過硫酸溶液を再生する電解反応装置と、前記洗浄装置と電解反応装置との間で溶液を循環させる循環ラインとを有し、前記洗浄装置には被洗浄材を順次洗浄する複数段の洗浄槽を有するとともに、前記洗浄槽の一部または全部では洗浄液の硫酸濃度が異なるように設定されていることを特徴とする。 That is, among the sulfuric acid recycling type cleaning systems of the present invention, the first invention generates a persulfate ion from a sulfate ion contained in the solution by a cleaning apparatus for cleaning a material to be cleaned using a persulfuric acid solution as a cleaning liquid. An electrolytic reaction device for regenerating the persulfuric acid solution, and a circulation line for circulating the solution between the cleaning device and the electrolytic reaction device, and the cleaning device sequentially cleans the material to be cleaned. In addition to having a tank, a part or all of the cleaning tank is set to have different sulfuric acid concentrations in the cleaning liquid.
第2の発明の硫酸リサイクル型洗浄システムは、第1の発明において、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽における洗浄液の硫酸濃度をCkとして、下記式(1)を満たすように設定されていることを特徴とする。
C1≧…≧Ck≧…≧Cn …(1)
ただしnは2以上
The sulfuric acid recycling type cleaning system according to the second aspect of the invention is such that, in the first aspect of the invention, the sulfuric acid concentration of the cleaning liquid in the k-th (k = 1, 2,... It is characterized by being set to.
C1 ≧ ... ≧ Ck ≧ ... ≧ Cn (1)
Where n is 2 or more
第3の発明の硫酸リサイクル型洗浄システムは、第1または第2の発明において、前記洗浄槽の内、第1段目の洗浄槽は、洗浄液の硫酸濃度が17M以上、第2段目以降の洗浄槽は、硫酸濃度が8M〜15Mの範囲内にあることを特徴とする。 The sulfuric acid recycle type cleaning system according to a third aspect of the present invention is the first or second aspect of the invention, wherein the first-stage cleaning tank has a sulfuric acid concentration of 17 M or more in the cleaning liquid and the second and subsequent stages. The washing tank is characterized in that the sulfuric acid concentration is in the range of 8M to 15M.
第4の発明の硫酸リサイクル型洗浄システムは、第1〜第3の発明において、前記電解反応装置は、各洗浄槽との間で個々に溶液を循環させて過硫酸溶液を再生する電解反応槽をそれぞれ備えることを特徴とする A sulfuric acid recycle type cleaning system according to a fourth aspect of the present invention is the electrolytic reaction tank according to any one of the first to third aspects, wherein the electrolytic reaction device regenerates the persulfuric acid solution by circulating the solution between each of the cleaning tanks. Characterized by comprising
第5の発明の硫酸リサイクル型洗浄システムは、第4の発明において、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽に対応する電解反応槽の総陽極面積をSkとして、下記(2)式を満たすことを特徴とする請求項4記載の硫酸リサイクル型洗浄システム。
S1≧…≧Sk≧…≧Sn …(2)
ただしnは2以上
The sulfuric acid recycle type cleaning system of the fifth invention is the sulfuric acid recycling type cleaning system according to the fourth invention, wherein the total anode area of the electrolytic reaction tank corresponding to the k-th stage (k = 1, 2,... N) cleaning tank is Sk. The sulfuric acid recycle type cleaning system according to claim 4, wherein:
S1 ≧ ... ≧ Sk ≧ ... ≧ Sn (2)
Where n is 2 or more
第6の発明の硫酸リサイクル型洗浄システムは、第1〜第5の発明において、前記電解反応装置の陽極に導電性ダイヤモンド電極を使用することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の硫酸リサイクル型洗浄システム。 The sulfuric acid recycle type cleaning system according to a sixth aspect of the present invention is the first to fifth aspects of the invention, wherein a conductive diamond electrode is used as an anode of the electrolytic reaction device. Sulfuric acid recycling type cleaning system.
本発明によれば、電解反応装置から硫酸イオンおよび過硫酸イオンを含む過硫酸洗浄液が洗浄装置に送液され、該洗浄装置において、洗浄液中の過硫酸イオンが自己分解して酸化力を発し、硫酸による洗浄作用に加えて、過硫酸による酸化力によって被洗浄材の汚染物などが効果的に剥離洗浄される。例えば、ウエハを洗浄する場合には、上記洗浄作用によってウエハ上に付着しているレジストが剥離し洗浄液中に溶解する。この際に、レジストの過硫酸溶液への溶解速度は、硫酸濃度が高いほど大きい。洗浄液としての過硫酸溶液中の硫酸濃度は好ましくは8M以上、さらに好ましくは12M以上である。本発明では、上記洗浄装置に、被洗浄材を順次洗浄する複数段の洗浄槽を有しており、これらの洗浄槽は一部または全部が洗浄液の硫酸濃度が異なるように設定されている。したがってこれらの洗浄槽を選別して硫酸濃度、すなわち洗浄性能が異なる洗浄液で順次、被洗浄材を洗浄することで効果的に洗浄を行うことが可能になる。 According to the present invention, a persulfate cleaning solution containing sulfate ions and persulfate ions is sent from the electrolytic reaction device to the cleaning device, and in the cleaning device, the persulfate ions in the cleaning solution self-decompose and emit oxidizing power. In addition to the cleaning action by sulfuric acid, the contaminants of the cleaning material are effectively peeled and cleaned by the oxidizing power of persulfuric acid. For example, when cleaning a wafer, the resist adhering to the wafer is peeled off by the cleaning action and dissolved in the cleaning liquid. At this time, the dissolution rate of the resist in the persulfuric acid solution increases as the sulfuric acid concentration increases. The sulfuric acid concentration in the persulfuric acid solution as the cleaning liquid is preferably 8M or higher, more preferably 12M or higher. In the present invention, the cleaning apparatus has a plurality of stages of cleaning tanks for sequentially cleaning the material to be cleaned, and these cleaning tanks are set so that a part or all of them have different sulfuric acid concentrations in the cleaning liquid. Accordingly, it is possible to perform cleaning effectively by selecting these cleaning tanks and sequentially cleaning the materials to be cleaned with cleaning liquids having different sulfuric acid concentrations, that is, cleaning performance.
各洗浄槽において、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽における洗浄液の硫酸濃度をCkとして、C1≧…≧Ck≧…≧Cnの条件を満たすように設定すれば、後段の洗浄順位の洗浄槽ほど硫酸濃度が低くなる傾向となる。これにより、被洗浄材を当初は硫酸濃度が高い洗浄液で洗浄し、順次、硫酸濃度が低下する洗浄液で洗浄することができる。洗浄順位が早い状態では、汚染物がより多く被洗浄材に残っており、硫酸濃度は高い方が良い。このため、第1段目の洗浄順位にある洗浄槽では、硫酸濃度を17M以上の高濃度に設定することが望ましい。この洗浄槽において、ほぼすべての汚染物が剥離し、過硫酸溶液中へ溶解する。1段目の洗浄槽で洗浄を終了した被洗浄材は、好適には8M〜15Mの硫酸濃度の2段目の洗浄槽へと送られて1段目の洗浄槽で剥離できなかった汚染物を剥離・除去する。さらに、ウエハ上に形成されたパターン形状のような細部について汚染物を除去したい場合には、3段目以降の洗浄槽を設置して、硫酸濃度が低くて粘性の低い8M〜15Mの硫酸溶液を収容し、より微細な領域へ溶液を侵入させて、汚染物の剥離除去を行なうことができる。後段の洗浄槽ほど硫酸濃度を低くする。 In each cleaning tank, if the sulfuric acid concentration of the cleaning liquid in the cleaning tank in the k-th stage (k = 1, 2,... N) is set to Ck, the condition of C1 ≧ ... ≧ Ck ≧ ... ≧ Cn is set. The sulfuric acid concentration tends to be lower in the washing tanks of the washing order. As a result, the material to be cleaned can be initially cleaned with a cleaning solution having a high sulfuric acid concentration and sequentially with a cleaning solution having a lower sulfuric acid concentration. In a state where the cleaning order is early, more contaminants remain in the material to be cleaned, and a higher sulfuric acid concentration is better. For this reason, it is desirable to set the sulfuric acid concentration to a high concentration of 17M or higher in the cleaning tank in the first cleaning order. In this washing tank, almost all the contaminants are peeled off and dissolved in the persulfuric acid solution. The cleaning material that has been cleaned in the first-stage cleaning tank is preferably sent to the second-stage cleaning tank having a sulfuric acid concentration of 8M to 15M and cannot be removed in the first-stage cleaning tank. Remove and remove. Further, when it is desired to remove contaminants in details such as the pattern shape formed on the wafer, a 3rd and subsequent stage cleaning tank is installed, and a sulfuric acid solution having a low sulfuric acid concentration and a low viscosity of 8M to 15M. The contaminant can be peeled and removed by allowing the solution to enter the finer region. The sulfuric acid concentration is lowered in the latter washing tank.
また、レジストの過硫酸溶液への溶解速度は、過硫酸溶液の温度が高いほど大きい。ただし、160℃を超えると、過硫酸の自己分解速度が極めて大きくなる。したがって洗浄液としての過硫酸溶液の温度を120〜150℃とするのが望ましい。洗浄液を上記温度に加熱するための手段としてはヒータや熱水、蒸気などとの熱交換を利用した加熱器などが例示されるが本発明としては特定のものに限定されない。洗浄液に溶解したレジストは、さらに過硫酸イオンによる酸化作用によって効果的に分解される。 Also, the dissolution rate of the resist in the persulfuric acid solution increases as the temperature of the persulfuric acid solution increases. However, if it exceeds 160 ° C., the self-decomposition rate of persulfuric acid becomes extremely high. Therefore, it is desirable that the temperature of the persulfuric acid solution as the cleaning liquid is 120 to 150 ° C. Examples of means for heating the cleaning liquid to the above temperature include a heater, a heater using heat exchange with hot water, steam, and the like, but the present invention is not limited to a specific one. The resist dissolved in the cleaning solution is further effectively decomposed by the oxidizing action by persulfate ions.
洗浄装置で使用され、自己分解によって過硫酸濃度が低下する洗浄液は、電解反応装置に送液する。洗浄液は、洗浄装置において溶液中の過硫酸イオンが自己分解することにより過硫酸濃度が次第に低下する。電解反応装置では、電解反応槽において硫酸イオンを含む溶液に陽極及び陰極を浸漬し、電極間に電流を流し電解することによって硫酸イオンが酸化されて過硫酸イオンが再生され、過硫酸濃度が高められる。再生された過硫酸溶液は、循環ラインを通して洗浄装置に再度戻され、上記と同様に被洗浄材の洗浄に供される。このようにして過硫酸イオンを再生しつつ洗浄液を循環させることで過硫酸組成を維持した状態で効果的な洗浄を継続して行うことができる。 A cleaning solution that is used in the cleaning device and has a reduced persulfuric acid concentration by autolysis is sent to the electrolytic reaction device. In the cleaning liquid, the persulfate concentration gradually decreases due to self-decomposition of persulfate ions in the solution in the cleaning device. In an electrolytic reactor, an anode and a cathode are immersed in a solution containing sulfate ions in an electrolytic reaction tank, and an electric current is passed between the electrodes to electrolyze the sulfate ions to regenerate persulfate ions, thereby increasing the concentration of persulfate. It is done. The regenerated persulfuric acid solution is returned again to the cleaning device through the circulation line and is used for cleaning the material to be cleaned in the same manner as described above. In this way, effective cleaning can be continued while maintaining the persulfate composition by circulating the cleaning solution while regenerating the persulfate ions.
なお、電解反応装置は洗浄装置とは異なり、溶液温度が低いほど過硫酸の生成効率が良く、また電極の損耗も小さくなる。本発明では、洗浄装置と電解反応装置とを分離することから、電解反応装置で電解される溶液の温度を、洗浄槽内での洗浄液の温度よりも低く保持することが可能になり、洗浄装置および電解反応装置での効率を上げることができる。このため電解反応装置で電解される溶液は、適宜の冷却手段で冷却して適温にすることができる。冷却手段としては空冷、水冷などの冷却器を例示することができる。電解される溶液としての適温は、10〜90℃の範囲を示すことができる。上記温度範囲を超えると、電解効率が低下し、電極の損耗も大きくなる。一方、上記温度を下回ると、洗浄槽内温度130℃まで加熱するための熱エネルギーが莫大になるとともに、熱交換のための配管経路が大幅に長くなり実用的でない。なお、同様の理由により、下限を40℃、上限を80℃とするのが一層望ましい。
上記した加熱手段や冷却手段は、洗浄装置や電解反応装置に付設してもよく、また、循環ラインに設けても良い。さらに洗浄装置や電解反応装置に別ラインを設けて溶液の加熱や冷却を行うようにしてもよい。また、洗浄液の温度を上げ、電解液の温度を下げるように、循環ラインの送り側と戻り側との間で熱交換を行うことができる。
Note that, unlike the cleaning device, the electrolytic reaction device has a better persulfuric acid generation efficiency and lower electrode wear as the solution temperature is lower. In the present invention, since the cleaning device and the electrolytic reaction device are separated, the temperature of the solution electrolyzed in the electrolytic reaction device can be kept lower than the temperature of the cleaning liquid in the cleaning tank. In addition, the efficiency in the electrolytic reaction apparatus can be increased. For this reason, the solution electrolyzed by the electrolytic reaction apparatus can be cooled to an appropriate temperature by an appropriate cooling means. Examples of the cooling means include air coolers and water coolers. The appropriate temperature as the solution to be electrolyzed can be in the range of 10 to 90 ° C. When the temperature range is exceeded, the electrolysis efficiency decreases and the wear of the electrode also increases. On the other hand, when the temperature is lower than the above temperature, the heat energy for heating the cleaning tank to a temperature of 130 ° C. becomes enormous, and the piping path for heat exchange becomes significantly longer, which is not practical. For the same reason, it is more desirable to set the lower limit to 40 ° C. and the upper limit to 80 ° C.
The heating means and cooling means described above may be attached to a cleaning device or an electrolytic reaction device, or may be provided in a circulation line. Further, another line may be provided in the cleaning device or the electrolytic reaction device to heat or cool the solution. Further, heat exchange can be performed between the feed side and the return side of the circulation line so as to raise the temperature of the cleaning liquid and lower the temperature of the electrolytic solution.
なお、電解反応装置では、電解反応槽において陽極と陰極とを対にして電解がなされる。これら電極の材質は、本発明としては特定のものに限定はしない。しかし、電極として一般に広く利用されている白金を陽極として使用した場合、白金が溶出するという問題がある。これに対し、ダイヤモンド電極は、過硫酸イオンの生成を効率よく行えるとともに、電極の損耗が小さい。したがって、電解反応装置の電極のうち、少なくとも、硫酸イオンの生成がなされる陽極をダイヤモンド電極で構成するのが望ましく、陽極、陰極ともにダイヤモンド電極で構成するのが一層望ましい。 In the electrolytic reaction apparatus, electrolysis is performed with an anode and a cathode paired in an electrolytic reaction tank. The material of these electrodes is not limited to a specific one in the present invention. However, when platinum, which is widely used as an electrode, is used as an anode, there is a problem that platinum is eluted. On the other hand, the diamond electrode can efficiently generate persulfate ions and has little electrode wear. Therefore, among the electrodes of the electrolytic reaction apparatus, it is desirable that at least the anode that generates sulfate ions is composed of a diamond electrode, and it is more desirable that both the anode and the cathode are composed of diamond electrodes.
導電性ダイヤモンド電極は、シリコンウエハ等の半導体材料を基盤とし、このウエハ表面に導電性ダイヤモンド薄膜を合成させた後に、ウエハを溶解させたものや、基盤を用いない条件で板状に析出合成したセルフスタンド型導電性多結晶ダイヤモンドを挙げることができる。導電性ダイヤモンド電極によって、硫酸イオンから過硫酸イオンを製造することは、電流密度を0.2A/cm2程度にした場合については報告されているが(Ch.Comninellis et al.,Electrochemical and Solid−State Letters,Vol.3(2)77−79(2000)、特許文献2)、金属基板にダイヤモンド薄膜を担持した電極ではダイヤモンド膜の剥離が生じて、作用効果が短期間で消失するという問題がある。よって、基板上に析出させた後に基板を取り去った自立型導電性ダイヤモンド電極が望ましい。
なお、導電性ダイヤモンド薄膜は、ダイヤモンド薄膜の合成の際にボロンまたは窒素の所定量をドープして導電性を付与したものであり、通常はボロンドープしたものが一般的である。これらのドープ量は、少なすぎると技術的意義が発生せず、多すぎてもドープ効果が飽和するため、ダイヤモンド薄膜の炭素量に対して、50〜20,000ppmの範囲のものが適している。
本発明において、導電性ダイヤモンド電極は、通常は板状のものを使用するが、網目構造物を板状にしたものも使用できる。
この電解反応装置における電解処理は、導電性ダイヤモンド電極表面の電流密度を10〜100,000A/m2とし、硫酸溶液をダイヤモンド電極面と平行方向に、通液線速度を10〜10,000m/hで接触処理させることが望ましい。
The conductive diamond electrode is based on a semiconductor material such as a silicon wafer, and after synthesizing a conductive diamond thin film on the surface of the wafer, the wafer is melted or deposited and synthesized in a plate shape without using the base. Mention may be made of self-standing conductive polycrystalline diamond. Production of persulfate ions from sulfate ions using a conductive diamond electrode has been reported for a current density of about 0.2 A / cm 2 (Ch. Cominellis et al., Electrochemical and Solid- State Letters, Vol. 3 (2) 77-79 (2000), Patent Document 2), an electrode having a diamond thin film supported on a metal substrate has a problem that the diamond film is peeled off and the effect disappears in a short period of time. is there. Therefore, a self-supporting conductive diamond electrode in which the substrate is removed after being deposited on the substrate is desirable.
The conductive diamond thin film is a conductive thin film that is doped with a predetermined amount of boron or nitrogen during the synthesis of the diamond thin film, and is generally boron-doped. If the doping amount is too small, technical significance does not occur. If the doping amount is too large, the doping effect is saturated. Therefore, a doping amount in the range of 50 to 20,000 ppm with respect to the carbon amount of the diamond thin film is suitable. .
In the present invention, the conductive diamond electrode is usually a plate-like one, but a network structure having a plate-like shape can also be used.
The electrolytic treatment in this electrolytic reaction apparatus is carried out by setting the current density on the surface of the conductive diamond electrode to 10 to 100,000 A / m 2 , the sulfuric acid solution in the direction parallel to the diamond electrode surface, and the liquid flow rate of 10 to 10,000 m / m 2. It is desirable to perform the contact treatment with h.
また、上記のように複数の洗浄槽において硫酸濃度を適切に設定するためには、各洗浄槽との間で個別に溶液を循環させて過硫酸溶液を再生する電解反応槽をそれぞれ備えるのが望ましい。なお、各電解反応槽では、後段の洗浄槽に対応するものほど有機物負荷が低く、また硫酸濃度が低いほど電流効率が良く過硫酸発生効率が高いので後段ほど陽極面積を小さくすることができ、これにより設備費およびランニングコストを低減できる。したがって、各電解反応槽では、少なくとも一部の電解反応槽では総陽極面積が異なるものとして、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽に対応する電解反応槽の総陽極面積をSkとして、S1≧…≧Sk≧…≧Snの条件を満たすようにするのが望ましい。 In addition, in order to appropriately set the sulfuric acid concentration in the plurality of washing tanks as described above, it is provided with an electrolytic reaction tank for regenerating the persulfuric acid solution by circulating the solution individually between the washing tanks. desirable. In each electrolytic reaction tank, the organic substance load is lower as it corresponds to the subsequent washing tank, and the current efficiency is higher and the persulfuric acid generation efficiency is higher as the sulfuric acid concentration is lower. This can reduce equipment costs and running costs. Therefore, in each electrolytic reaction tank, the total anode area of the electrolytic reaction tank corresponding to the k-th (k = 1, 2,... As Sk, it is desirable to satisfy the condition of S1 ≧ ... ≧ Sk ≧ ... ≧ Sn.
なお、本発明の洗浄システムでは、種々の被洗浄材を対象にして洗浄処理を行うことができるが、シリコンウエハ、液晶用ガラス基板、フォトマスク基板などの電子材料基板を対象にして洗浄処理をする用途に好適である。さらに具体的には、半導体基板上に付着したレジスト残渣などの有機化合物の剥離プロセスに利用することができる。また、半導体基板上に付着した微粒子、金属などの異物除去プロセスに利用することができる。
なお、従来、半導体基板の処理プロセスなどでは、洗浄処理に先立って、通常、前処理工程としてドライエッチングやアッシングプロセスを利用して有機物であるレジストを予め酸化して灰化する工程が組み込まれている。この工程は、装置コストや処理コストを高価にするという問題を有している。ところで、本発明のシステムでは、優れた洗浄効果が得られることから、上記したドライエッチングやアッシングプロセスなどの前処理工程を組み込むことなく洗浄処理を行った場合にも、十分にレジストなどの除去効果が得られる。すなわち、本発明は、これらの前処理工程を省略したプロセスを確立することも可能にする。
In the cleaning system of the present invention, cleaning processing can be performed on various materials to be cleaned, but cleaning processing is performed on electronic material substrates such as silicon wafers, glass substrates for liquid crystals, and photomask substrates. It is suitable for the use to do. More specifically, it can be used for a peeling process of an organic compound such as a resist residue attached on a semiconductor substrate. Further, it can be used for a foreign matter removing process such as fine particles and metal adhering to the semiconductor substrate.
Conventionally, prior to a cleaning process, a process for processing a semiconductor substrate usually includes a step of pre-oxidizing and ashing an organic resist using a dry etching or ashing process as a pre-processing step. Yes. This process has a problem of increasing the apparatus cost and the processing cost. By the way, in the system of the present invention, an excellent cleaning effect can be obtained. Therefore, even when a cleaning process is performed without incorporating a pretreatment process such as the above-described dry etching or ashing process, the resist is sufficiently removed. Is obtained. That is, the present invention makes it possible to establish a process in which these pretreatment steps are omitted.
以上説明したように、本発明の硫酸リサイクル型洗浄システムによれば、過硫酸溶液を洗浄液として被洗浄材を洗浄する洗浄装置と、電解反応により溶液に含まれる硫酸イオンから過硫酸イオンを生成して過硫酸溶液を再生する電解反応装置と、前記洗浄装置と電解反応装置との間で溶液を循環させる循環ラインとを有し、前記洗浄装置には被洗浄材を順次洗浄する複数段の洗浄槽を有するとともに、前記洗浄槽の一部または全部では洗浄液の硫酸濃度が異なるように設定されているので、硫酸溶液を繰り返し利用するとともに剥離効果を高めるための過硫酸溶液を電解反応装置によって再生して洗浄に使用することができる。また、外部からの過酸化水素やオゾンなどの薬液添加を必要とすることなく効率的な洗浄を継続することができる。さらに、洗浄槽を選別して硫酸濃度、すなわち洗浄性能が異なる洗浄液で順次、被洗浄材を洗浄することで効果的に洗浄を行うことが可能になる。 As described above, according to the sulfuric acid recycling type cleaning system of the present invention, a persulfate solution is used as a cleaning solution to clean a material to be cleaned, and persulfate ions are generated from sulfate ions contained in the solution by an electrolytic reaction. An electrolytic reaction device for regenerating the persulfuric acid solution, and a circulation line for circulating the solution between the cleaning device and the electrolytic reaction device, and the cleaning device sequentially cleans the material to be cleaned. Since there is a tank and the sulfuric acid concentration of the cleaning liquid is set to be different in part or all of the cleaning tank, the sulfuric acid solution is repeatedly used and the persulfuric acid solution for enhancing the peeling effect is regenerated by the electrolytic reactor. And can be used for cleaning. In addition, efficient cleaning can be continued without requiring addition of a chemical solution such as hydrogen peroxide or ozone from the outside. Furthermore, it becomes possible to perform cleaning effectively by selecting the cleaning tank and sequentially cleaning the materials to be cleaned with cleaning liquids having different sulfuric acid concentrations, that is, cleaning performance.
特に、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽における洗浄液の硫酸濃度をCkとして、C1≧…≧Ck≧…≧Cnの条件を満たすものとすれば、前段側の洗浄槽で洗浄効果の高い濃硫酸で効果的にレジストなどの汚染物を除去し、細部については後段の粘性の低い硫酸で効果的に汚染物を除去することができる。 In particular, if the sulfuric acid concentration of the cleaning liquid in the k-th stage (k = 1, 2,... N) cleaning liquid is Ck, the condition of C1 ≧ ... ≧ Ck ≧ ... ≧ Cn is satisfied. Contaminants such as a resist can be effectively removed with concentrated sulfuric acid having a high cleaning effect, and for details, contaminants can be effectively removed with sulfuric acid having a low viscosity at a later stage.
また、k段目(k=1、2…n)の洗浄槽に対応する電解反応槽の総陽極面積をSkとして、S1≧…≧Sk≧…≧Snの条件を満たすものとすれば、設備費を低減でき、さらに効率的な電解を行うことができる。 Further, if the total anode area of the electrolytic reaction tank corresponding to the k-th stage (k = 1, 2,... N) cleaning tank is Sk, the equipment satisfies the condition of S1 ≧ ... ≧ Sk ≧ ... ≧ Sn. Costs can be reduced and more efficient electrolysis can be performed.
(実施形態1)
以下に、本発明の一実施形態を図1に基づいて説明する。
本発明の洗浄装置は、被洗浄材を順次洗浄するために3段の洗浄槽(第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30)を独立して有しており、それぞれに、本発明の電解反応装置である電解反応槽17、27、37が送り管13、23、33と戻り管15、25、35とによって接続されている。各送り管13、23、33と戻り管15、25、35とは、それぞれ少なくとも内面がテトラフルオロエチレンで構成されており、送り管13、23、33にはそれぞれ溶液を送液するための送液ポンプ14、24、34が介設されている。また、送り管13と戻り管15との間、送り管23と戻り管25との間、送り管33と戻り管35との間には、それぞれ本発明の熱交換手段として熱交換器16、26、36が介設されて、該熱交換器16、26、36によって送り管13、23、33を流れる溶液と戻り管15、25、35を流れる溶液とが互いに熱交換可能になっている。なお、熱交換器16、26、36内の流路(図示しない)も少なくとも内面がテトラフルオロエチレンで構成するのが望ましい。上記した送り管13、23、33、送液ポンプ14、24、34、戻り管15、25、35によって、本願発明の循環ラインが構成されている。
また、各洗浄槽10、20、30には、それぞれ超純水を供給するための超純水ライン11、21、31と、槽内の洗浄液を加熱するためのヒータ12、22、32が加熱装置として設けられている。
(Embodiment 1)
Below, one Embodiment of this invention is described based on FIG.
The cleaning apparatus of the present invention has three stages of cleaning tanks (
The cleaning
また、例えば、電解反応槽17には、陽極17aおよび陰極17bが配置され、さらに陽極17aと、陰極17bとの間に所定の間隔をおいてバイポーラ電極17cが配置されている。本発明としてはバイポーラ式ではなく、陽極と陰極のみを電極として備えるものであってもよい。上記陽極17aおよび陰極17bには、直流電源18が接続されており、これにより電解反応槽17での直流電解が可能になっている。また、電解反応槽27においても陽極27a、陰極27b、バイポーラ電極27cを備え、陽極27a、陰極27bに直流電源28が接続され、電解反応槽37においても同様に、陽極37a、陰極37b、バイポーラ電極37cを備え、陽極37a、陰極37bに直流電源38が接続されている。
なお、この実施形態では、電解反応槽17、27、37におけるバイポーラ電極の枚数が異なっており、これによりバイポーラ電極の分極によって生じる陽極面を含めた総陽極面積Sは、電解反応槽17の総陽極面積S1>電解反応槽27の総陽極面積S2>電解反応槽37の総陽極面積S3の関係を有している。
For example, in the
In this embodiment, the number of bipolar electrodes in the
この実施形態では、上記各電解反応槽における陽極、陰極、バイポーラ電極の電極はダイヤモンド電極によって構成されている。該ダイヤモンド電極は、基板状にダイヤモンド薄膜を形成するとともに、該ダイヤモンド薄膜の炭素量に対して、好適には50〜20,000ppmの範囲でボロンをドープすることにより製造したものであり、好適には、薄膜形成後に基板を取り去って自立型としたものである。 In this embodiment, the anode, cathode, and bipolar electrode in each of the electrolytic reaction tanks are composed of diamond electrodes. The diamond electrode is produced by forming a diamond thin film on a substrate and doping boron in a range of 50 to 20,000 ppm, preferably with respect to the carbon content of the diamond thin film. Is a self-supporting type in which the substrate is removed after thin film formation.
次に、上記構成よりなる硫酸リサイクル型洗浄システムの作用について説明する。
上記第1洗浄槽10内に硫酸濃度C1が17Mの硫酸溶液、第2洗浄槽20内に硫酸濃度C2が8〜15Mの硫酸溶液、第3洗浄槽30内に硫酸濃度C3が8〜15Mの硫酸溶液を収容する。硫酸濃度の調整は、超純水ライン11、21、31から超純水を供給して行うことができる。なお、第2段洗浄槽27の硫酸濃度C2>第3段洗浄槽37の硫酸濃度C3となるように設定する。各洗浄槽では、槽内に収容した送液ポンプ14、24、34によって溶液を電解反応槽17、27、37にそれぞれ送液する。
Next, the operation of the sulfuric acid recycling type cleaning system having the above configuration will be described.
A sulfuric acid solution having a sulfuric acid concentration C1 of 17M in the
電解反応槽17では、陽極17aおよび陰極17aに直流電源18によって通電すると、バイポーラ電極17cが分極し、所定の間隔で陽極、陰極が出現する。電解反応槽17に送液される溶液は、これら電極間に通水される。この際に通液線速度が1〜10,000m/hrとなるように送液ポンプ14の出力を設定するのが望ましい。なお、上記通電では、ダイヤモンド電極表面での電流密度が10〜100,000A/m2となるように通電制御するのが望ましい。また、電解反応槽27、37においても上記と同様に通電によってバイポーラ電極が分極して電極間に通水される。通液線速度、電流密度は上記と同範囲が望ましい。
In the
電解反応槽17、27、37で溶液に対し通電すると、溶液中の硫酸イオンが酸化反応して過硫酸イオンが生成され過硫酸溶液が得られる。この過硫酸溶液は、戻り管15、25、35からそれぞれ第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30に向けて送液される。この際に、各洗浄槽から送り管13、23、33を通して送液される溶液との間で熱交換器16、26、36を通して熱交換されて昇温する。
これにより、第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30内においてそれぞれ高濃度の過硫酸溶液が得られる。第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30内では、自己分解によって過硫酸イオン濃度が漸減するものの電解反応槽17、27、37との間で溶液が循環し、各電解反応槽において電解されて過硫酸イオンが生成されることから、過硫酸イオン濃度が維持される。
When the solution is energized in the
Thereby, a high-concentration persulfuric acid solution is obtained in each of the
また、第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30内の過硫酸溶液は、ヒータ12、22、32によって加熱され、120〜150℃に加温維持されている。
先ず第1段目の第1洗浄槽10内において、被洗浄材である半導体ウエハ1の洗浄を開始する。第1洗浄槽10内に、半導体ウエハ1を浸漬する。第1洗浄槽10内では、高濃度の濃硫酸による洗浄作用と過硫酸イオンの自己分解によって高い酸化作用が得られており、半導体ウエハ1上の汚染物であるレジストの大部分が効果的に剥離除去され、過硫酸溶液中に移行し、過硫酸によって分解される。第1洗浄槽10内の溶液は、送り管13、送液ポンプ14によって電解反応槽17へと送液される。なお、第1洗浄槽10で溶解したレジストは、上記送り管13を移動する際にも分解がなされている。上記送り管13を通した送液に際しては、電解反応槽17から戻り管15を通して送液される洗浄液との間で熱交換器16を通して熱交換されて温度が低下する。
Moreover, the persulfuric acid solution in the
First, cleaning of the
電解反応槽17では、十分な総陽極面積を有する電極を通した通電によって硫酸イオンから過硫酸イオンが生成されて、自己分解によって低下した過硫酸濃度を高めて過硫酸溶液が再生され、再度、戻り管15を通して第1洗浄槽10に返流される。
第1洗浄槽10内に所定の時間浸漬された半導体ウェハ1は、第2段目の第2洗浄槽20へと移送される。また、第1洗浄槽10には、引き続き、後続の半導体ウェハを洗浄のために浸漬することができる。
In the
The
次に、第2洗浄槽20では、第1洗浄槽10よりも濃度の低い硫酸濃度を有する洗浄液によって半導体ウェハ1に残っているレジストをさらに剥離、除去する。溶液中に溶解したレジストは過硫酸によって分解される。この際には、レジストの溶解量は第1洗浄槽10よりも少なくなっており、過硫酸による分解負担は小さくなっている。第2洗浄槽20においても自己分解によって過硫酸イオン濃度が低下した過硫酸溶液は、送り管23を通して送液ポンプ24によって電解反応槽27に送液される。この際には、熱交換器26によって戻り管25を移動する溶液との間で熱交換されて温度が低下する。電解反応槽27では、電解によって前記と同様に過硫酸溶液が再生される。なお、電解反応槽27における総陽極面積は電解反応槽17のそれよりも小さくなっているものの、必要な過硫酸イオン濃度は低く設定されるので(レジスト溶解量が少ないため)、再生すべき過硫酸イオン濃度に従って最適な電流密度で効率よく電解がなされる。再生された過硫酸溶液は、戻り管25を通して第2洗浄槽20に返流されて槽内の過硫酸濃度を維持する。
第2洗浄槽20内に所定の時間浸漬された半導体ウェハ1は、第3洗浄槽30へと移送される。
Next, in the
The
次に、第3段目の第3洗浄槽30では、第2洗浄槽20よりもさらに濃度の低い硫酸によって半導体ウェハ1の洗浄がなされる。濃度の低い硫酸は粘度が低く、半導体ウェハ1の細部、例えばパターン形状に残存している少量のレジストを剥離、除去することができる。溶液中に溶解したレジスト溶解物は、過硫酸によって分解される。レジストの溶解量は第2洗浄槽20よりもさらに少なくなっており、過硫酸による分解負担はより小さくなっている。第3洗浄槽30においても過硫酸イオン濃度が低下した過硫酸溶液は、送り管33を通して送液ポンプ34によって電解反応槽37に送液される。この際には、熱交換器36によって戻り管35を移動する溶液との間で熱交換されて温度が低下する。電解反応槽37では、電解によって過硫酸溶液が再生される。電解反応槽37における総陽極面積は電解反応槽17、27よりもさらに小さくなっているものの、必要な過硫酸イオン濃度はさらに低く設定され、再生すべき過硫酸イオン濃度に従って最適な電流密度で効率よく電解がなされる。再生された過硫酸溶液は、戻り管35を通して第3洗浄槽30に返流されて槽内の過硫酸濃度を維持する。
上記洗浄槽10〜30によって順次洗浄がなされた半導体ウェハ1は、従来と同様に超純水などによるリンス処理を行うことができる。
Next, in the
The
上記硫酸リサイクル型洗浄システムによって半導体ウエハの洗浄を行うことで、過酸化水素水やオゾンの添加を必要とすることなく、過硫酸溶液を繰り返し使用して過硫酸溶液を再生しつつ、細部に亘ってまで効果的な洗浄を継続することができる。
なお、上記実施形態では、第3段目までの洗浄槽を有するシステムについて説明したが、本発明としては2段または4段以上の洗浄槽によってシステムを構築するものであってもよい。
以上、上記実施形態に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲においては当然に変更が可能である。
By cleaning the semiconductor wafer with the sulfuric acid recycling type cleaning system, it is possible to regenerate the persulfuric acid solution by repeatedly using the persulfuric acid solution without requiring the addition of hydrogen peroxide or ozone. Effective cleaning can be continued.
In the above-described embodiment, the system having the cleaning tank up to the third stage has been described. However, the present invention may be configured by using two or more cleaning tanks.
Although the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the description of the above embodiment, and can naturally be changed without departing from the scope of the present invention. .
次に、前記した実施形態のシステムを用いた実施例について説明する。
この実施例では、第1洗浄槽10に、98%濃硫酸(硫酸濃度18.5M)50リットルを入れて130℃に加熱保持した。電解反応槽17内には、直径15cm、厚さ1mmのSi基板にボロンドープした導電性ダイヤモンド電極を10枚組み込んだ。電解のための有効陽極面積は15dm2であり、電流密度を60A/dm2に設定して、40℃で電解した。
また、第2洗浄槽20には、98%濃硫酸40リットル、超純水10リットルの割合で調整した高濃度硫酸溶液(硫酸濃度14.8M)を調製して130℃に加熱保持した。電解反応槽27内には、直径15cm、厚さ1mmのSi基板にボロンドープした導電性ダイヤモンド電極を5枚組み込んだ。電解のための有効陽極面積は7dm2であり、電流密度を60A/dm2に設定して、40℃で電解した。
さらに、第3洗浄槽30には、98%濃硫酸25リットル、超純水25リットルの割合で調整した高濃度硫酸溶液(硫酸濃度約9.3M)を調製して130℃に加熱保持した。電解反応槽37内には、直径15cm、厚さ1mmのSi基板にボロンドープした導電性ダイヤモンド電極を3枚組み込んだ。電解のための有効陽極面積は3.5dm2であり、電流密度を60A/dm2に設定して、40℃で電解した。
Next, an example using the system of the above-described embodiment will be described.
In this example, 50 liters of 98% concentrated sulfuric acid (sulfuric acid concentration 18.5 M) was put in the
In the
Further, a high concentration sulfuric acid solution (sulfuric acid concentration of about 9.3 M) prepared at a ratio of 25 liters of 98% concentrated sulfuric acid and 25 liters of ultrapure water was prepared in the
洗浄槽には、前処理としてアッシング処理を施していない100nmのパターン加工したレジスト付きの5インチのシリコンウエハを第1洗浄槽10、第2洗浄槽20、第3洗浄槽30の順に浸漬させた。10分を浸漬サイクルとして50枚/サイクル浸漬させて、レジスト溶解を行った。この溶解液は、いずれの洗浄槽においても電解反応槽との間で送液ポンプにより2L/minの流量で循環させた。
In the cleaning tank, a 5-inch silicon wafer with a 100 nm patterned resist that has not been subjected to ashing as a pretreatment was immersed in the order of the
第1洗浄槽10では、レジストの剥離効果は良好であり、第1洗浄槽10内の溶液は当初茶褐色に着色し、TOC濃度は30mg/lであったが、10分弱の溶液循環処理によって、第1洗浄槽10内の溶液は無色透明となりTOC濃度も検出限界以下となった。続いて、第2洗浄槽20においてウエハ上に付着したレジスト由来の有機物成分を電解反応槽27で生成した過硫酸溶液により完全に除去でき、ウエハ表面の清浄度がより高い状態で、第3洗浄槽30へと搬送した。第3洗浄槽30では、パターンの周囲に付着したレジスト由来の有機物成分を電解反応槽37で生成した過硫酸溶液により完全に除去することができた。最終的に、超純水によりリンスし、スピン乾燥させた。このような洗浄を行ったウエハをウエハアナライザに持ち込んで、400℃に加熱して有機物残渣を質量分析計により測定したところ、残渣は200〜300pg/cm2程度であり、高清浄度のウエハを得ることができることを確認した。さらに、低加速電圧の走査電子顕微鏡によりパターン周辺を観察したところ、レジスト残渣は全く認められなかった。このようなウエハ洗浄を8時間(洗浄ウエハ枚数は2,400枚)継続したが、高濃度硫酸溶液のレジスト剥離効果は良好であり、いずれの洗浄槽においてもTOC濃度は検出限界以下であった。そこで、さらに32時間(洗浄ウエハ枚数は9,600枚、総処理枚数は12,000枚)継続したが、高濃度硫酸溶液のレジスト剥離効果は良好であり、いずれの洗浄槽においてもTOC濃度は限界以下であった。
In the
(比較例1)
次に、比較例について説明する
洗浄槽に98%濃硫酸40リットルを入れて、35%過酸化水素水10リットルを添加した溶液を130℃に加熱保持した。この溶液に実施例1と同様の浸漬サイクルで、アッシング処理を前処理として施した100nmのパターン加工したレジスト付きウエハを浸漬させて、レジスト溶解を行った。最初の6サイクル(洗浄ウエハ枚数は300枚)までは、ウエハ上のレジスト剥離効果は良好で、溶液も浸漬直後は茶褐色に着色するが、10分弱で無色透明となり、TOC濃度についても検出限界となった。しかし、次の50枚については、浸漬直後から10分経過してもウエハ上にレジストが残存しており、溶液も茶褐色を呈したままで、TOC濃度として30mg/lの残存が認められた。したがって、この50枚のウエハについては処理効果が不良として引き抜いた。次に、洗浄槽内の溶液10リットルを引き抜き、過酸化水素水10リットルを追加添加し、溶液を130℃に加熱保持した。再びウエハ浸漬を継続した。最初の2サイクル(洗浄ウエハ枚数は100枚)までは、ウエハ上のレジスト剥離効果は良好で、溶液も浸漬直後は茶褐色に着色するが、10分弱で無色透明となり、TOC濃度についても検出限界となった。しかし、次の50枚については、浸漬直後から10分経過してもウエハ上にレジストが残存しており、溶液も茶褐色を呈したままで、TOC濃度として30mg/lの残存が認められた。したがって、この50枚のウエハについては処理効果が不良として引き抜いた。再度、洗浄槽内の溶液10リットルを引き抜いて、過酸化水素水10リットルを追加添加した。ウエハ浸漬を継続したが、50枚のウエハを浸漬したところで、レジスト剥離溶解効果が悪く、10分経過してもレジストがウエハに残存した。ウエハの総処理枚数は、400枚のところで、全体の溶液の交換が必要となった。また、このような洗浄を行ったウエハをウエハアナライザに持ち込んで、400℃に加熱して有機物残渣を質量分析計により測定したところ、残渣は500〜1000pg/cm2程度であり、清浄度の高いウエハを得ることができなかった。さらに、低加速電圧の走査電子顕微鏡によりパターン周辺を観察したところ、レジスト残渣が多く付着していることが確認された。
(Comparative Example 1)
Next, 40 liters of 98% concentrated sulfuric acid was put in a washing tank, which will be described for a comparative example, and a solution to which 10 liters of 35% hydrogen peroxide solution was added was heated and maintained at 130 ° C. In this solution, a resist-coated wafer having a patterned pattern of 100 nm subjected to ashing treatment as a pretreatment was immersed in the same immersion cycle as in Example 1 to perform resist dissolution. Up to the first 6 cycles (300 wafers to be cleaned), the resist stripping effect on the wafer is good, and the solution is colored brown immediately after immersion, but becomes colorless and transparent in less than 10 minutes, and the detection limit for the TOC concentration It became. However, with respect to the next 50 sheets, the resist remained on the wafer even after 10 minutes had passed immediately after the immersion, and the solution remained brown, and a TOC concentration of 30 mg / l was observed. Therefore, the 50 wafers were extracted as having a poor processing effect. Next, 10 liters of the solution in the washing tank was drawn out, 10 liters of hydrogen peroxide solution was added, and the solution was heated and maintained at 130 ° C. The wafer immersion was continued again. Up to the first 2 cycles (100 wafers to be cleaned), the resist removal effect on the wafer is good, and the solution is colored brown immediately after immersion, but becomes colorless and transparent in less than 10 minutes, and the TOC concentration is also a detection limit. It became. However, with respect to the next 50 sheets, the resist remained on the wafer even after 10 minutes had passed immediately after the immersion, and the solution remained brown, and a TOC concentration of 30 mg / l was observed. Therefore, the 50 wafers were extracted as having a poor processing effect. Again, 10 liters of solution in the washing tank was withdrawn, and 10 liters of hydrogen peroxide water was added. Although the wafer immersion was continued, when 50 wafers were immersed, the resist peeling and dissolving effect was poor, and the resist remained on the wafer even after 10 minutes. When the total number of processed wafers was 400, the entire solution had to be replaced. Moreover, when the wafer subjected to such cleaning is brought into a wafer analyzer and heated to 400 ° C. and an organic residue is measured by a mass spectrometer, the residue is about 500 to 1000 pg / cm 2 and has a high cleanliness. A wafer could not be obtained. Furthermore, when the periphery of the pattern was observed with a scanning electron microscope with a low acceleration voltage, it was confirmed that a large amount of resist residue was adhered.
10 第1洗浄槽
20 第2洗浄槽
30 第3洗浄槽
11、21、31 超純水ライン
12、22、32 ヒータ
13、23、33 送り管
14、24、34 送液ポンプ
15、25、35 戻り管
16、26、36 熱交換器
17、27、37 電解反応槽
17a、27a、27a 陽極
17b、27b、27b 陰極
17c、27c、37c バイポーラ電極
DESCRIPTION OF
Claims (6)
C1≧…≧Ck≧…≧Cn …(1)
ただしnは2以上 2. The sulfuric acid recycling type according to claim 1, wherein the sulfuric acid concentration of the cleaning liquid in the k-th stage (k = 1, 2,... n) is set to satisfy the following formula (1), where Ck is the sulfuric acid concentration. Cleaning system.
C1 ≧ ... ≧ Ck ≧ ... ≧ Cn (1)
Where n is 2 or more
S1≧…≧Sk≧…≧Sn …(2)
ただしnは2以上 The sulfuric acid recycle type cleaning according to claim 4, wherein the following equation (2) is satisfied, where Sk is the total anode area of the electrolytic reaction tank corresponding to the k-th stage (k = 1, 2, ... n) cleaning tank. system.
S1 ≧ ... ≧ Sk ≧ ... ≧ Sn (2)
Where n is 2 or more
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- 2005-03-29 JP JP2005095230A patent/JP2006278689A/en active Pending
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