JP2012204546A - Electronic material cleaning method and cleaning device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To clean an electronic material effectively in a short time by using a persulfuric acid contained sulphuric acid solution which is accompanied with waste fluid.SOLUTION: An electronic material cleaning device 1 includes an electrolysis part 11 which electrolyzes sulphuric acid solution of 70 mass% or more, a transmission line which feeds a persulfuric acid contained sulphuric acid solution obtained by electrolyzing of the electrolysis part 11, a cleaning bath 21 which houses the persulfuric acid contained sulphuric acid solution that is fed by the transmission line, an ozone generating part (ozone generator 28) for generating ozone, and an ozone supply part (ozone supply pipe 26 and bubbling nozzle 27) which supplies the ozone generated by the ozone generating part to the persulfuric acid contained sulphuric acid solution in the cleaning bath 21. Using the electronic material cleaning device, an electronic material 100 is soaked in the cleaning bath which houses the persulfuric acid contained sulphuric acid solution obtained by electrolyzing, for cleaning. The ozone gas is supplied to the persulfuric acid contained sulphuric acid solution in the cleaning bath 21 during cleaning, to promote decomposition of the ozone, resulting in excellent oxidizing power.

Description

本発明は、製造工程において極めて厳しい制御を要求される電子部品製造分野、具体的には半導体基板、液晶基板、有機EL基板、フォトマスク基板、ハードディスク基板等の製造分野において、電子材料上のレジストを効率的に剥離除去するための洗浄方法および洗浄装置に関する。   The present invention relates to a resist on an electronic material in the field of electronic component manufacturing that requires extremely strict control in the manufacturing process, specifically in the field of manufacturing semiconductor substrates, liquid crystal substrates, organic EL substrates, photomask substrates, hard disk substrates, and the like. The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus for efficiently peeling and removing the water.

近年、半導体製造分野において製品の微細化、高機能化、高性能化が進むにつれ、製造工程が複雑になり製造にかかる工程数・時間が延びてきていることが問題となっている。そのため、製造工程で使用される硫酸や過酸化水素水等の薬液使用量も増加の一途を辿っており、その排液処理が問題となっている。
従来、半導体基板、液晶基板、有機EL基板、フォトマスク基板、ハードディスク基板等の製造分野における電子材料上のレジストの剥離洗浄は、硫酸と過酸化水素水を混合してなる過硫酸含有硫酸溶液であるSPM溶液(Sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)が用いられているが、レジスト剥離工程で使用されるSPM溶液の使用量は増える傾向にある。SPM溶液は使用しつづけると過硫酸濃度が分解によって低下するため、適宜過酸化水素水を加えながら使用している。SPM溶液では過酸化水素水を適宜加えるため水が生成して、硫酸濃度が低下し過酸化水素による過硫酸生成効率が落ちるため、SPM溶液を定期的に交換する必要がある。
また、上記SPM溶液にオゾンを加えて溶解させることで過酸化水素の濃度低下を防止する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)が、薬液交換時期を遅らせることはできても薬液交換の必要性は回避できない。
一方、従来用いられている洗浄液(SPM溶液)の代替技術として硫酸溶液を電気分解して得られる過硫酸含有硫酸溶液である硫酸電解液を用いてレジストを剥離・分解処理を行うことが提案されている(例えば特許文献2、3)。硫酸電解液を用いることにより、硫酸濃度が低下せず過硫酸濃度が安定するため、安定的に高いレジスト剥離・分解処理能力が得られる。そのため、従来の低〜中濃度でイオン注入されたレジストのみならず、高濃度にイオン注入されたレジストでも、アッシング工程をスキップしてレジスト剥離・分解が行えることが判明している。
In recent years, as the miniaturization, higher functionality, and higher performance of products progress in the semiconductor manufacturing field, the manufacturing process becomes complicated, and the number of processes and time required for manufacturing have been increasing. For this reason, the amount of chemicals used in the manufacturing process, such as sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, has been increasing, and the waste liquid treatment has become a problem.
Conventionally, resist cleaning on electronic materials in the manufacturing field of semiconductor substrates, liquid crystal substrates, organic EL substrates, photomask substrates, hard disk substrates and the like has been performed using a sulfuric acid solution containing persulfuric acid, which is a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide. A certain SPM solution (Sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture) is used, but the amount of SPM solution used in the resist stripping process tends to increase. If the SPM solution continues to be used, the concentration of persulfuric acid decreases due to decomposition. In the SPM solution, since hydrogen peroxide water is added as appropriate, water is generated, the sulfuric acid concentration is lowered, and the efficiency of persulfuric acid generation by hydrogen peroxide is reduced. Therefore, it is necessary to periodically replace the SPM solution.
Moreover, although the method of preventing the fall of the density | concentration of hydrogen peroxide by adding ozone to the said SPM solution and preventing it is proposed (for example, refer patent document 1), even if it can delay chemical solution exchange time, chemical solution exchange The necessity of cannot be avoided.
On the other hand, as an alternative technique to the conventionally used cleaning liquid (SPM solution), it has been proposed that the resist is stripped and decomposed using a sulfuric acid electrolyte, which is a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution obtained by electrolyzing a sulfuric acid solution. (For example, Patent Documents 2 and 3). By using the sulfuric acid electrolytic solution, the sulfuric acid concentration is not lowered and the persulfuric acid concentration is stabilized, so that a high resist stripping / decomposing ability can be stably obtained. For this reason, it has been found that not only the conventional low-to-medium concentration ion-implanted resist but also the high-concentration ion-implanted resist can be stripped and decomposed by skipping the ashing process.

特開平1−189921号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-189921 特開2006−114880号公報JP 2006-114880 A 特開2007−266495号公報JP 2007-266495 A

しかし、前述のように、近年の半導体製造工程では、製品の微細化、高機能化、高性能化に伴い製造工程が複雑になりより高いレジスト剥離能力が求められるようになると共に、SPM溶液使用量の増加で、その排液処理が問題となってきている。また、製造工程数が増加したことで、製造に要する時間が長くなる傾向があるため、レジスト剥離工程を含め、各工程に要する時間を短縮することが強く望まれている。
また、アッシングレス基板を、硫酸電解液を用いてレジスト剥離洗浄を行った場合は、硫酸電解液中に多量のレジストが剥離または溶解してしまうため、レジストを短時間で分解することが望まれている。
However, as described above, in the recent semiconductor manufacturing process, the manufacturing process becomes more complicated with the miniaturization, higher functionality, and higher performance of products, and higher resist stripping ability is required. With the increase in volume, the drainage treatment has become a problem. In addition, since the number of manufacturing steps has increased, the time required for manufacturing tends to be long. Therefore, it is strongly desired to reduce the time required for each step including the resist stripping step.
In addition, when resist removal cleaning is performed on an ashless substrate using sulfuric acid electrolyte, a large amount of resist is peeled off or dissolved in the sulfuric acid electrolyte, so it is desirable to decompose the resist in a short time. ing.

本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、電子材料のレジスト剥離処理に要する時間を大幅に短縮する電子材料洗浄方法および電子材料洗浄装置を提供することを目的とする。
本発明は、また、アッシングレスでの洗浄において、レジスト剥離効果を高め、かつ、溶解したレジストを短時間で分解するための方法および装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic material cleaning method and an electronic material cleaning apparatus that can significantly reduce the time required for resist stripping processing of an electronic material.
Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for improving the resist stripping effect and for dissolving a dissolved resist in a short time in ashless cleaning.

すなわち、本発明の電子材料洗浄方法のうち、第1の本発明は、70質量%以上の硫酸溶液を電解して得られた過硫酸含有硫酸溶液を電子材料に接触させて該電子材料を洗浄する電子材料洗浄方法において、前記過硫酸含有硫酸溶液が収容されている洗浄槽に前記電子材料を浸漬することによって前記接触による前記洗浄を行うとともに、前記洗浄中に前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液にオゾンガスを供給することを特徴とする。   That is, of the electronic material cleaning methods of the present invention, the first invention is to clean the electronic material by bringing a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution obtained by electrolyzing a sulfuric acid solution of 70% by mass or more into contact with the electronic material. In the electronic material cleaning method, the cleaning by the contact is performed by immersing the electronic material in a cleaning tank in which the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is housed, and the persulfuric acid content in the cleaning tank is included during the cleaning. The ozone gas is supplied to the sulfuric acid solution.

第2の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1の本発明において、前記洗浄に用いた硫酸溶液を再び電解して過硫酸含有硫酸溶液を再生し、該過硫酸含有硫酸溶液を前記洗浄に再利用することを特徴とする。
第3の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1または第2の本発明において、前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液が液温130℃超〜190℃(ただし前記過硫酸含有硫酸溶液の沸点以下)に加熱昇温されていることを特徴とする。
第4の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記洗浄槽内に供給される前記オゾンガスが50℃以上に加熱昇温されていることを特徴とする。
第5の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液にバブリングした前記オゾンガスを供給することを特徴とする。
第6の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1〜第5の本発明のいずれかにおいて、前記硫酸溶液の前記電解に用いる電極のうち、少なくとも陽極が導電性ダイヤモンド電極であることを特徴とする。
第7の本発明の電子材料洗浄方法は、前記第1〜第6の本発明のいずれかにおいて、前記電子材料が、アッシング処理をしていない電子材料であることを特徴とする。
The electronic material cleaning method of the second aspect of the present invention is the method of cleaning the electronic material according to the first aspect of the present invention, wherein the sulfuric acid solution used for the cleaning is electrolyzed again to regenerate the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution. It is characterized by being reused.
In the electronic material cleaning method of the third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank has a liquid temperature of 130 ° C. to 190 ° C. (however, the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution) The boiling point is less than the boiling point) and is heated.
In the electronic material cleaning method according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, the ozone gas supplied into the cleaning tank is heated to 50 ° C. or higher. And
The electronic material cleaning method of the fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any of the first to third aspects of the present invention, the ozone gas bubbled into the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank is supplied.
The electronic material cleaning method according to a sixth aspect of the present invention is the electronic material cleaning method according to any one of the first to fifth aspects, wherein at least an anode of the electrodes used for the electrolysis of the sulfuric acid solution is a conductive diamond electrode. And
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the electronic material cleaning method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the electronic material is an electronic material that has not been subjected to an ashing process.

第8の本発明の電子材料洗浄装置は、70質量%以上の硫酸溶液を電解する電解部と、
前記電解部で電解されて得られた過硫酸含有硫酸溶液を送液する送りラインと、
該送りラインで送液される過硫酸含有硫酸溶液が収容される洗浄槽と、
オゾンを生成するオゾン生成部と、
前記オゾン生成部で生成されたオゾンを前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するオゾン供給部と、を備えることを特徴とする。
An electronic material cleaning apparatus according to an eighth aspect of the present invention includes an electrolysis unit that electrolyzes a sulfuric acid solution of 70% by mass or more;
A feed line for feeding a sulfuric acid solution containing persulfuric acid obtained by electrolysis in the electrolysis unit;
A washing tank containing a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution fed by the feed line;
An ozone generator for generating ozone;
An ozone supply unit configured to supply ozone generated in the ozone generation unit to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank.

第9の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8の本発明において、前記洗浄槽の過硫酸含有硫酸溶液を前記電解部に返流する戻しラインを備えることを特徴とする。
第10の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8または第9の本発明において、前記洗浄槽内に収容される過硫酸含有硫酸溶液を加熱して前記洗浄槽内での過硫酸含有硫酸溶液の液温を130℃超〜190℃(ただし前記過硫酸含有硫酸溶液の沸点以下)に加熱昇温させる過硫酸加熱部を備えることを特徴とする。
第11の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第10の本発明において、前記過硫酸加熱部が、前記洗浄槽内に供給される過硫酸含有硫酸溶液を加熱する外部加熱器を有することを特徴とする。
第12の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第10または第11の本発明において、前記過硫酸加熱部が、前記洗浄槽内に収容されている過硫酸含有硫酸溶液を加熱する内部加熱器を有することを特徴とする。
第13の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8〜第12の本発明のいずれかにおいて、前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するオゾンを50℃以上に加熱昇温させるオゾン加熱部を備えることを特徴とする。
第14の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8〜第13の本発明のいずれかにおいて、前記オゾン供給部は、前記オゾンガスをバブリングして前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するバブリングノズルを有しており、該バブリングノズルが焼結ガラス製,PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製,PFA(パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)製からなる群のいずれか1種であることを特徴とする。
第15の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8〜第14の本発明のいずれかにおいて、前記電解部に備える電極のうち、少なくとも陽極が導電性ダイヤモンド電極で構成されていることを特徴とする。
第16の本発明の電子材料洗浄装置は、前記第8〜第15の本発明のいずれかにおいて、前記オゾン供給部による前記過硫酸含有硫酸溶液へのオゾンの供給方向と、前記送りラインによる前記洗浄槽内への過硫酸含有硫酸溶液の供給方向とが交差し、供給された前記オゾンと供給された前記過硫酸含有硫酸溶液とが直ちに交流するように前記オゾン供給部と前記送りラインとが配置されていることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the electronic material cleaning apparatus according to the eighth aspect, further comprising a return line for returning the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank to the electrolysis unit.
The electronic material cleaning apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the electronic material cleaning apparatus according to the eighth or ninth aspect, wherein the persulfuric acid-containing sulfuric acid in the cleaning tank is heated by heating the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution contained in the cleaning tank. It is characterized by comprising a persulfuric acid heating section that heats the solution to a temperature above 130 ° C. to 190 ° C. (however, below the boiling point of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution).
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the electronic material cleaning apparatus according to the tenth aspect of the present invention, wherein the persulfuric acid heating section includes an external heater for heating the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution supplied into the cleaning tank. Features.
The electronic material cleaning apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the internal heater according to the tenth or eleventh aspect of the present invention, wherein the persulfuric acid heating section heats the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution accommodated in the cleaning tank. It is characterized by having.
The electronic material cleaning apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention is the ozone according to any one of the eighth to twelfth aspects, wherein the ozone supplied to the sulfuric acid solution containing persulfuric acid in the cleaning tank is heated to 50 ° C. or higher. A heating unit is provided.
The electronic material cleaning apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the electronic material cleaning apparatus according to any one of the eighth to thirteenth aspects, wherein the ozone supply unit bubbles the ozone gas and supplies it to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank. A bubbling nozzle that is made of sintered glass, PTFE (polytetrafluoroethylene), or PFA (perfluoroalkoxyethylene copolymer resin). Features.
The electronic material cleaning apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the electronic material cleaning apparatus according to any one of the eighth to fourteenth aspects, wherein at least an anode is composed of a conductive diamond electrode among the electrodes provided in the electrolysis unit. And
The electronic material cleaning apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is the electronic material cleaning device according to any one of the eighth to fifteenth aspects, wherein the ozone supply unit supplies ozone to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution and the feed line supplies the ozone. The supply direction of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution into the cleaning tank intersects, and the ozone supply unit and the feed line are arranged so that the supplied ozone and the supplied persulfuric acid-containing sulfuric acid solution immediately exchange with each other. It is arranged.

本発明によれば、硫酸溶液の電解で生成した過硫酸含有硫酸溶液(硫酸電解液)にオゾンガスを供給することにより、従来、レジスト剥離に用いられてきたSPM溶液や、硫酸電解液を単独で用いるときと比べて、電子部品材料上からのレジスト剥離や分解に要する時間(液回復時間)を大幅に短縮することが可能となる。より高い酸化力と、より多くの過硫酸量と、より多くのラジカルが発生するためであると考えられる。
ラジカルが多く生成する理由は、硫酸電解液中の過硫酸とオゾンガス気泡とが接する気泡界面において、過硫酸の分解で生成した硫酸ラジカルやOHラジカルによりオゾンの分解を促進することによって、さらに硫酸ラジカルおよびOHラジカルを生成するためであると推定される。よって本発明ではラジカルを生成しているところにオゾンを吹き込む必要がある。なお、上記機構の詳細は必ずしも明らかにはなっていない。
このため、硫酸電解液にオゾンガスを供給(望ましくはバブリング)することで、アッシングウエハのみならず、アッシングレスウエハの処理も短時間で行うことが可能となり、例えば1時間あたりのウエハ処理枚数(スループット)を大幅に増やすことができる。
According to the present invention, by supplying ozone gas to a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution (sulfuric acid electrolytic solution) generated by electrolysis of a sulfuric acid solution, an SPM solution or a sulfuric acid electrolytic solution that has been conventionally used for resist stripping can be used alone. Compared to the time of use, it is possible to greatly reduce the time (liquid recovery time) required for resist stripping and decomposition from the electronic component material. This is probably because a higher oxidizing power, a larger amount of persulfuric acid, and more radicals are generated.
The reason why a large amount of radicals are generated is that the sulfuric acid radical further promotes the decomposition of ozone by the sulfuric acid radicals and OH radicals generated by the decomposition of persulfuric acid at the bubble interface where the persulfuric acid in the sulfuric acid electrolyte contacts the ozone gas bubbles. And OH radicals are presumed to be generated. Therefore, in the present invention, it is necessary to blow ozone into a place where radicals are generated. The details of the mechanism are not always clear.
Therefore, by supplying ozone gas to the sulfuric acid electrolyte (preferably bubbling), not only ashing wafers but also ashing-less wafers can be processed in a short time. For example, the number of wafers processed per hour (throughput) ) Can be greatly increased.

なお高温のSPM溶液中にオゾン供給して硫酸に反応させ、過酸化水素の消費を抑えてSPM溶液寿命を延命することは前記した特許文献1に記載がある。しかし、本発明では液寿命延命でなく酸化力向上の目的で硫酸電解液にオゾン供給するものであるから両技術の狙いは異なる。また、特許文献1における技術においても、従来のSPM洗浄のように洗浄排液を再使用すると過酸化水素が分解して水を生成するため徐々に硫酸濃度が低下して洗浄力が低下してしまう問題があり、本発明との相違は明らかである。
以下に、本発明をさらに説明する。
It is described in Patent Document 1 described above that ozone is supplied into a high-temperature SPM solution and reacted with sulfuric acid to suppress the consumption of hydrogen peroxide and extend the life of the SPM solution. However, in the present invention, ozone is supplied to the sulfuric acid electrolyte for the purpose of improving the oxidizing power rather than prolonging the life of the liquid, so the aim of both technologies is different. Also in the technique in Patent Document 1, when cleaning wastewater is reused as in conventional SPM cleaning, hydrogen peroxide is decomposed and water is generated, so the sulfuric acid concentration gradually decreases and the cleaning power decreases. The difference from the present invention is clear.
The present invention is further described below.

[過硫酸溶液の生成]
本発明で用いる過硫酸とは、ペルオキソ一硫酸(HSO)およびペルオキソ二硫酸(H)を示す。これらペルオキソ一硫酸およびペルオキソ二硫酸とオゾンは、いずれも高い酸化力を有する。
ペルオキソ一硫酸は、以下の反応式に示すように硫酸とオゾンとの反応によって生成させることができる。
3HSO+O→3HSO
一方、ペルオキソ二硫酸は、以下の反応式に示すように硫酸溶液の電解酸化により生成させることができる。
2SO 2−→S 2−+2e
又は、
2HSO →S 2−+2H+2e
[Formation of persulfuric acid solution]
The persulfuric acid used in the present invention refers to peroxomonosulfuric acid (H 2 SO 5 ) and peroxodisulfuric acid (H 2 S 2 O 8 ). These peroxomonosulfuric acid, peroxodisulfuric acid and ozone all have high oxidizing power.
Peroxomonosulfuric acid can be produced by the reaction of sulfuric acid and ozone as shown in the following reaction formula.
3H 2 SO 4 + O 3 → 3H 2 SO 5
On the other hand, peroxodisulfuric acid can be produced by electrolytic oxidation of a sulfuric acid solution as shown in the following reaction formula.
2SO 4 2− → S 2 O 8 2− + 2e
Or
2HSO 4 → S 2 O 8 2− + 2H + + 2e

ペルオキソ二硫酸イオン(S 2−)は、紫外線照射や高温加熱など強いエネルギーを受けると下記式に示すように励起して自己分解し、硫酸ラジカル(SO・−)を生成する。
2−→2SO
生成した硫酸ラジカルは、溶液中に溶解しているレジストの分解およびオゾンガスと過硫酸溶液の気液界面でオゾンと反応し、オゾンの分解も促進することによって、OHラジカル(OH・)を生成し、加速度的(スパイラル状)にラジカル分解反応が進行する。そのため、ラジカル量は硫酸電解液を単独で使用するときよりもラジカル量が格段に増え、レジストの分解を短時間に実施するできるものと考えられる。
When peroxodisulfate ion (S 2 O 8 2− ) is subjected to strong energy such as ultraviolet irradiation or high-temperature heating, it is excited and self-decomposed as shown in the following formula to generate a sulfate radical (SO 4 .−).
S 2 O 8 2− → 2SO 4
The generated sulfuric acid radical decomposes the resist dissolved in the solution, reacts with ozone at the gas-liquid interface between the ozone gas and the persulfuric acid solution, and promotes the decomposition of ozone to generate OH radical (OH.). The radical decomposition reaction proceeds in an accelerated (spiral form). Therefore, it is considered that the radical amount is remarkably increased as compared with the case where the sulfuric acid electrolyte is used alone, and the resist can be decomposed in a short time.

電解する硫酸溶液の硫酸濃度は70〜96質量%程度、特に80〜92質量%程度であることが好ましい。硫酸溶液の硫酸濃度が低すぎると硫酸溶液のレジスト溶解力が低下するため十分なレジスト剥離効果を得ることが困難になる。また、硫酸溶液の硫酸濃度が上記上限より高くなると、イオンフラックスの減少により電流効率の低下や電極損耗の恐れがあることから好ましくない。   The sulfuric acid concentration of the sulfuric acid solution to be electrolyzed is preferably about 70 to 96% by mass, particularly about 80 to 92% by mass. If the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid solution is too low, the resist dissolving power of the sulfuric acid solution will be reduced, making it difficult to obtain a sufficient resist stripping effect. Further, if the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid solution is higher than the above upper limit, it is not preferable because there is a risk of current efficiency reduction or electrode wear due to a decrease in ion flux.

本発明において、レジストの剥離工程で用いる過硫酸含有硫酸溶液(硫酸電解液)は、硫酸溶液(通常、この硫酸溶液としては純水又は超純水に硫酸を溶解させたものが用いられる。)の電気分解で製造されたものである。レジスト剥離に用いることにより液中の過硫酸濃度が低下した硫酸溶液は、電気分解で再生して循環使用することが好ましい。この場合、過硫酸濃度が低下した硫酸溶液を洗浄槽から循環ラインを通して電解部に送液する。
電解部では、硫酸溶液に陽極および陰極を接触させ、電極間に電流を流して電気分解することによって硫酸イオン又は硫酸水素イオンを酸化してペルオキソ二硫酸イオンを生成させ、過硫酸濃度が十分に高い硫酸溶液を再生する。再生した過硫酸含有硫酸溶液を、循環ラインを通して洗浄槽に返送し、レジストの剥離洗浄に再使用する。このように、過硫酸含有硫酸溶液を洗浄槽と電解部との間で繰り返し循環することで、剥離洗浄に用いる過硫酸含有硫酸溶液の過硫酸イオン組成を、レジストの剥離洗浄に好適な高濃度に維持した状態で効率的な洗浄を継続することができる。
In the present invention, the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution (sulfuric acid electrolyte) used in the resist stripping step is a sulfuric acid solution (usually, a sulfuric acid dissolved in pure water or ultrapure water is used as this sulfuric acid solution). It is manufactured by electrolysis of It is preferable that the sulfuric acid solution in which the concentration of persulfuric acid in the solution is reduced by using it for resist stripping is regenerated by electrolysis and recycled. In this case, the sulfuric acid solution having a reduced persulfuric acid concentration is fed from the washing tank to the electrolysis unit through the circulation line.
In the electrolysis section, the anode and cathode are brought into contact with the sulfuric acid solution, and electrolysis is performed by passing an electric current between the electrodes to oxidize sulfate ions or hydrogen sulfate ions to generate peroxodisulfate ions. Regenerate high sulfuric acid solution. The regenerated persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is returned to the cleaning tank through the circulation line and reused for resist stripping and cleaning. Thus, by repeatedly circulating the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution between the cleaning tank and the electrolysis unit, the persulfate ion composition of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution used for the stripping cleaning can be obtained at a high concentration suitable for resist stripping cleaning. In this state, efficient cleaning can be continued.

硫酸溶液(過硫酸含有硫酸溶液も含む)の電解を行う電解部では、陽極と陰極とを対にして電気分解が行われる。電極の材質には、特に制限はないが、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、ペルオキソ二硫酸イオンを効率的に製造することができず、白金が溶出するという問題がある。硫酸溶液の電解酸化によりペルオキソ二硫酸を生成する場合、電極からの不純物の溶出を防止するため、電極のうち少なくとも陽極として耐熱性・耐酸性・耐酸化性を持つ導電性ダイヤモンド電極が好適に用いられる。少なくとも陽極に導電性ダイヤモンド電極を用いた場合、導電性ダイヤモンド電極は化学的に安定で濃硫酸ないしは過硫酸含有硫酸溶液中に不純物を溶出しない利点があり、電極の耐久性を高めることができる。導電性ダイヤモンド電極によって、電流密度0.2A/cm程度の条件で硫酸イオン又は硫酸水素イオンからペルオキソ二硫酸イオンを生成することは報告されている(Ch.Comninellis et al.,Electrochemical and Solid−State Letters,Vol.3(2)77−79(2000))。 In an electrolysis unit that performs electrolysis of a sulfuric acid solution (including a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution), electrolysis is performed with a pair of an anode and a cathode. The material of the electrode is not particularly limited. However, when platinum, which is widely used as an electrode, is used as an anode, peroxodisulfate ions cannot be efficiently produced and platinum is eluted. is there. When peroxodisulfuric acid is produced by electrolytic oxidation of sulfuric acid solution, in order to prevent the elution of impurities from the electrode, a conductive diamond electrode having heat resistance, acid resistance and oxidation resistance is preferably used as at least the anode of the electrode. It is done. When a conductive diamond electrode is used at least for the anode, the conductive diamond electrode has the advantage that it is chemically stable and does not elute impurities in concentrated sulfuric acid or persulfuric acid-containing sulfuric acid solution, and the durability of the electrode can be increased. It has been reported that peroxodisulfate ions are generated from sulfate ions or hydrogen sulfate ions under conditions of a current density of about 0.2 A / cm 2 with a conductive diamond electrode (Ch. Comninellis et al., Electrochemical and Solid- State Letters, Vol. 3 (2) 77-79 (2000)).

導電性ダイヤモンド電極としては、シリコンウエハ等の半導体材料を基板とし、この基板表面に導電性ダイヤモンド薄膜を膜厚20μm以上に合成させたものや、基板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。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ホウ素または窒素をドープして導電性を付与したものであり、通常はホウ素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。   As a conductive diamond electrode, a semiconductor material such as a silicon wafer is used as a substrate, and a conductive diamond thin film is synthesized on the surface of the substrate to a thickness of 20 μm or more. Mention may be made of stand-type conductive polycrystalline diamond. The conductive diamond thin film is one obtained by doping boron or nitrogen during synthesis of the diamond thin film to impart conductivity, and usually boron doped one. 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.

電解部における電解処理においては、導電性ダイヤモンド電極表面の電流密度を10〜100,000A/m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/時間で接触処理させることが望ましい。 In the electrolytic treatment in the electrolysis section, the current density on the surface of the conductive diamond electrode is 10 to 100,000 A / m 2 , the sulfuric acid solution is parallel to the diamond electrode surface, and the liquid flow rate is 10 to 10,000 m / hour. It is desirable to perform contact treatment with.

また、この過硫酸含有硫酸溶液によるレジストの剥離洗浄の時間は特に制限はなく、被洗浄材のレジストの付着状況、この剥離洗浄に先立つアッシング処理の有無、過硫酸含有硫酸溶液の過硫酸濃度や溶液温度、その後のウェット洗浄工程の条件等によっても異なるが、通常、バッチ式洗浄では5〜30分、特に10〜20分程度とすることが好ましい。   In addition, there is no particular limitation on the time for resist removal and cleaning with this persulfuric acid-containing sulfuric acid solution, the resist adhesion state of the material to be cleaned, the presence or absence of ashing treatment prior to this cleaning, the persulfuric acid concentration of Although it varies depending on the solution temperature, the conditions of the subsequent wet cleaning process, etc., it is usually preferably 5 to 30 minutes, particularly about 10 to 20 minutes in batch cleaning.

なお、上述の如く、過硫酸含有硫酸溶液によるレジストの剥離洗浄に好適な温度は、130℃超〜190℃であるが、前述の電気分解温度が過度に高いと電解効率が低下し、また、電極の損耗も大きくなる。ただし、電気分解温度を過度に低くすると、レジストの剥離洗浄に用いる際の加熱エネルギーが大きくなることから、電解部で電気分解される溶液の温度は10〜90℃、特に40〜80℃とすることが好ましい。   As described above, the temperature suitable for the resist peeling and cleaning with the sulfuric acid solution containing persulfuric acid is more than 130 ° C. to 190 ° C. However, if the above-mentioned electrolysis temperature is excessively high, the electrolysis efficiency decreases, The electrode wear also increases. However, if the electrolysis temperature is excessively low, the heating energy when used for resist stripping and cleaning increases, so the temperature of the solution electrolyzed in the electrolysis part is 10 to 90 ° C, particularly 40 to 80 ° C. It is preferable.

したがって、洗浄槽と電解部とで硫酸溶液を循環させる場合には、循環ラインに熱交換器を設け、電解部に送液する硫酸溶液を冷却すると共に、洗浄装置に送液する過硫酸含有硫酸溶液を加熱することができる。ただし、硫酸溶液を加熱する加熱部と、硫酸溶液を冷却する冷却部とをそれぞれ備えるものとしてもよい。   Therefore, when the sulfuric acid solution is circulated between the washing tank and the electrolytic section, a heat exchanger is provided in the circulation line, the sulfuric acid solution fed to the electrolytic section is cooled and the persulfuric acid-containing sulfuric acid fed to the washing apparatus The solution can be heated. However, a heating unit that heats the sulfuric acid solution and a cooling unit that cools the sulfuric acid solution may be provided.

[過硫酸含有硫酸溶液の温度]
上記過硫酸含有硫酸溶液は、洗浄に際し130℃超〜190℃の液温を有するのが望ましい。該液温は過硫酸含有硫酸溶液を加熱することにより調整する。洗浄槽内での過硫酸含有硫酸溶液の液温が130℃以下であると、過硫酸の分解で生成される硫酸ラジカルやOHラジカルの量が少なく、酸化力が十分に得られないだけでなく、オゾンの分解促進作用が十分に得られなくなる。一方、190℃を超えると過硫酸含有硫酸溶液の沸騰の恐れが高くなり、また部材が熱により変形する恐れもあるため好ましくない。したがって、過硫酸含有硫酸溶液の液温は下限を130℃超、上限を190℃とするのが望ましい。ただし硫酸濃度が低いと190℃未満でも沸騰することがあるので190℃以下でかつ沸点以下とする。
[Temperature of persulfuric acid-containing sulfuric acid solution]
The persulfuric acid-containing sulfuric acid solution desirably has a liquid temperature of more than 130 ° C. to 190 ° C. during washing. The liquid temperature is adjusted by heating a sulfuric acid solution containing persulfuric acid. When the liquid temperature of the sulfuric acid solution containing persulfuric acid in the washing tank is 130 ° C. or lower, not only the amount of sulfuric acid radicals and OH radicals generated by the decomposition of persulfuric acid is small, but not enough oxidizing power can be obtained. In addition, the effect of promoting ozone decomposition cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if it exceeds 190 ° C., the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is likely to boil, and the member may be deformed by heat, which is not preferable. Therefore, it is desirable that the lower temperature of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is over 130 ° C and the upper limit is 190 ° C. However, if the sulfuric acid concentration is low, it may boil even below 190 ° C, so it should be 190 ° C or lower and below the boiling point.

過硫酸含有硫酸溶液を加熱する手段は特に限定されるものではないが、洗浄槽に供給される過硫酸含有硫酸溶液を外部加熱器で加熱するもの、洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液を内部加熱器で加熱するものが挙げられる。処理を迅速に行うため、また、過硫酸含有硫酸溶液を洗浄槽と電解部との間で循環しつつ洗浄を行うためには、外部加熱器によって供給する過硫酸含有硫酸溶液を加熱するのが望ましく、所望によりさらに内部加熱器を設けるものが望ましい。洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液を加熱する内部加熱器には特に制限はないが、加温ヒーターなどを用いることができ、また、洗浄槽内に設置する場合には石英製の投げ込みヒーターを用いてもよいし、テフロン(登録商標)被覆のヒーターを用いてもよい良い。洗浄槽に過硫酸含有硫酸溶液を供給する送りラインに設置する外部加熱器にも特に制限はないが、石英製の赤外線ランプを用いたヒーターなどを用いることができる。   The means for heating the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is not particularly limited, but the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution supplied to the washing tank is heated with an external heater, and the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the washing tank is internally contained. What heats with a heater is mentioned. In order to perform the treatment quickly and to perform cleaning while circulating the sulfuric acid solution containing persulfuric acid between the washing tank and the electrolysis unit, the sulfuric acid solution containing persulfuric acid supplied by an external heater is heated. It is desirable to provide an internal heater if desired. There is no particular limitation on the internal heater that heats the sulfuric acid solution containing persulfuric acid in the washing tank, but a heating heater can be used, and when installed in the washing tank, a quartz casting heater is used. It may be used, or a Teflon (registered trademark) -coated heater may be used. Although there is no restriction | limiting in particular also in the external heater installed in the feed line which supplies the persulfuric acid containing sulfuric acid solution to a washing tank, The heater etc. which used the infrared lamp made from quartz can be used.

[オゾンガス発生]
本発明で用いるオゾンガスの発生機構には特に制限はない。酸素ガスを無声放電して生成するオゾンガスでもよいし、水を電気分解して生成するオゾンガスでもよい。
無声放電方式で用いられる酸素ガスの純度には特に制限はないが、より好ましくは99.99体積%以上の純度を有する酸素ガスを使うことが望ましい。
電気分解方式で用いられる水の純度に特に制限はないが、より好ましくは18MΩ・cm以上の水質であることが望ましい。
オゾンガスの濃度には特に制限はないが、100g/Nm以上、より好ましくは200g/Nm以上であることが望ましい。オゾンガスは通常20℃程度であるが、過硫酸含有硫酸溶液に供給したときの酸化反応効率を高めるため、また、過硫酸含有硫酸溶液の温度を不均等にしないためヒーターなどで事前に50℃以上に加熱昇温しておいてもよい。放電方式のOガス濃度は14体積%程度であり、この程度のOガスであれば爆発の危険性は低いので100℃までは昇温可能である。なお、あまりに高温では安全性に加えてOガスの半減期が短いので好ましくない。
比較的低温のオゾンガスが過硫酸溶液中に供給されることで、過硫酸溶液の温度調整として内部加熱器を効果的に用いることができる。
[Ozone gas generation]
There is no restriction | limiting in particular in the generation mechanism of the ozone gas used by this invention. Ozone gas generated by silent discharge of oxygen gas may be used, or ozone gas generated by electrolyzing water may be used.
The purity of the oxygen gas used in the silent discharge method is not particularly limited, but it is more preferable to use an oxygen gas having a purity of 99.99% by volume or more.
Although there is no restriction | limiting in particular in the purity of the water used by an electrolysis system, More preferably, it is desirable that the water quality is 18 MΩ · cm or more.
Although there is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of ozone gas, It is desirable that it is 100 g / Nm < 3 > or more, More preferably, it is 200 g / Nm < 3 > or more. The ozone gas is usually about 20 ° C. However, in order to increase the oxidation reaction efficiency when supplied to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution, and in order not to make the temperature of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution uneven, use a heater or the like beforehand. The temperature may be increased by heating. The O 3 gas concentration in the discharge method is about 14% by volume, and if this level of O 3 gas is used, the risk of explosion is low, and the temperature can be raised up to 100 ° C. An excessively high temperature is not preferable because the half life of O 3 gas is short in addition to safety.
By supplying relatively low-temperature ozone gas into the persulfuric acid solution, the internal heater can be effectively used for adjusting the temperature of the persulfuric acid solution.

[オゾンガスのバブリング]
また、本発明において、洗浄槽内でオゾンガスを効率良く微細な気泡でバブリングすることのできるノズルを用いることで、気泡と硫酸電解液の界面にてラジカルが効率良く発生するためより高い洗浄効果を得ることができる。
本発明においては、その優れた洗浄効果により、アッシング処理を施していない電子材料に対しても本発明の洗浄方法を適用することができ、この場合においても、電子材料上にレジストが残留することなくオゾンガスバブリングを行っている硫酸電解液処理で確実に、かつ、短時間での処理が行え、一連のレジスト剥離処理に要する時間を一層短縮して効率的な洗浄を行うことができる。
[Ozone gas bubbling]
Further, in the present invention, by using a nozzle capable of efficiently bubbling ozone gas with fine bubbles in the cleaning tank, radicals are efficiently generated at the interface between the bubbles and the sulfuric acid electrolyte, so that a higher cleaning effect is obtained. Obtainable.
In the present invention, due to its excellent cleaning effect, the cleaning method of the present invention can be applied to an electronic material that has not been subjected to an ashing treatment, and even in this case, the resist remains on the electronic material. In addition, the sulfuric acid electrolyte treatment with ozone gas bubbling can be performed reliably and in a short time, and the time required for a series of resist stripping treatments can be further shortened to perform efficient cleaning.

[バブリングノズル形状]
洗浄槽内でのオゾンガスのバブリング方法には特に制限はない。配管を切りっぱなしの形状でもよいが、より好ましくはバブリングノズルが望ましい。バブリングノズルの材質は耐熱性耐酸性、耐酸化性を有するものであれば特に制限はないが、焼結ガラス製、PTFE製、PFA製などのノズルを用いることが望ましい。
[Bubbling nozzle shape]
There is no particular limitation on the bubbling method of ozone gas in the cleaning tank. Although the pipe may be left in a cut shape, a bubbling nozzle is more preferable. The material of the bubbling nozzle is not particularly limited as long as it has heat resistance, acid resistance and oxidation resistance, but it is desirable to use a nozzle made of sintered glass, PTFE, PFA or the like.

[洗浄槽]
洗浄槽は、1つの槽で構成することができるが、過硫酸含有硫酸溶液を収容した洗浄槽を2槽以上ならべて構成することもでき、2槽目以降の洗浄槽ではオゾンガスの供給を行わないものとしてもよい。また、これらの洗浄工程間にはリンスを行ってもよい。
この剥離洗浄の洗浄方式は、複数枚の電子材料を一括して洗浄処理するバッチ式で行うものに好適である。バッチ式洗浄は、通常、複数枚の電子材料を洗浄槽内の洗浄液に浸漬することにより行われる。
[Washing tank]
The washing tank can be composed of one tank, but it can be constructed by arranging two or more washing tanks containing persulfuric acid-containing sulfuric acid solution, and ozone gas is supplied in the second and subsequent washing tanks. It may not be. Further, rinsing may be performed between these cleaning steps.
This peeling cleaning method is suitable for a batch method in which a plurality of electronic materials are cleaned at once. Batch cleaning is usually performed by immersing a plurality of electronic materials in a cleaning liquid in a cleaning tank.

[電子材料]
本発明において洗浄対象となる電子材料は、例えば、半導体基板、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、およびそのフォトマスク等の製造工程において、レジストパターンが形成された電子材料である。
通常、電子材料上のレジスト膜の厚さは0.1〜5.0μm程度であるが、何らこの厚さに限定されるものではない
[Electronic materials]
The electronic material to be cleaned in the present invention is an electronic material in which a resist pattern is formed in the manufacturing process of a semiconductor substrate, a liquid crystal display, an organic EL display, a photomask thereof, and the like.
Usually, the thickness of the resist film on the electronic material is about 0.1 to 5.0 μm, but is not limited to this thickness.

以上説明したように、本発明によれば、硫酸の電解で生成した過硫酸含有硫酸溶液にオゾンガスのバブリングを行うことにより、洗浄する電子材料上からのレジストなどの剥離および分解に要する時間を大幅に短縮することができる。   As described above, according to the present invention, ozone gas is bubbled into a sulfuric acid solution containing persulfuric acid generated by the electrolysis of sulfuric acid, thereby greatly reducing the time required for stripping and decomposing the resist from the electronic material to be cleaned. Can be shortened.

本発明の一実施形態の電子材料洗浄装置を示す図である。It is a figure which shows the electronic material washing | cleaning apparatus of one Embodiment of this invention. 同じく、他の実施形態の電子材料洗浄装置を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the electronic material washing | cleaning apparatus of other embodiment.

以下に、本発明の電子材料洗浄方法および電子材料洗浄装置の実施形態を説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の電子材料洗浄装置1の一実施形態を示すものであり、硫酸電解装置10と洗浄機20とを備えている。
硫酸電解装置10は、電解部11を備えており、ホウ素をドープしたダイヤモンド電極により構成された陽極および陰極(図示しない)が内部に配置され、両電極には図示しない電源が接続されている。なお、陽極、陰極以外にバイポーラ電極を備えるものであってもよい。
Embodiments of an electronic material cleaning method and an electronic material cleaning apparatus according to the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an embodiment of an electronic material cleaning apparatus 1 according to the present invention, which includes a sulfuric acid electrolysis apparatus 10 and a cleaning machine 20.
The sulfuric acid electrolysis apparatus 10 includes an electrolysis unit 11, and an anode and a cathode (not shown) made of a boron-doped diamond electrode are arranged inside, and a power source (not shown) is connected to both electrodes. In addition to the anode and the cathode, a bipolar electrode may be provided.

上記電解部11には、電解液貯留槽12が循環ライン13を介して循環通液可能に接続されている。電解部11の出液側では、循環ライン13に気液分離部14が介設されている。気液分離部14は、気体を含んだ過硫酸含有硫酸溶液を収容して過硫酸含有硫酸溶液中の窒素ガス、酸素ガス、オゾンなどの気体を分離して系外に排出するものであり、既知のものを用いることができ、本発明としては気液分離が可能であれば、特にその構成が限定されるものではない。
また、循環ライン13の送り側には、過硫酸含有硫酸溶液を循環させる循環ポンプ15が介設されている。なお、上記では、気液分離部14と電解液貯留槽12とをそれぞれ備えるものについて説明したが、電解液貯留槽12で気液分離部14を兼ねるものであってもよい。
An electrolytic solution storage tank 12 is connected to the electrolytic unit 11 through a circulation line 13 so as to be able to circulate. A gas-liquid separation unit 14 is interposed in the circulation line 13 on the liquid discharge side of the electrolysis unit 11. The gas-liquid separator 14 contains a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution containing gas, separates gas such as nitrogen gas, oxygen gas, ozone, etc. in the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution and discharges it out of the system. A known one can be used, and the configuration of the present invention is not particularly limited as long as gas-liquid separation is possible.
A circulation pump 15 for circulating the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is interposed on the feed side of the circulation line 13. In the above description, the gas-liquid separation unit 14 and the electrolytic solution storage tank 12 are provided. However, the electrolytic solution storage tank 12 may also serve as the gas-liquid separation unit 14.

また、電解液貯留槽12には、送液ポンプ16と送り自動弁17aが順次介設された送り循環ライン17が接続されている。また、電解液貯留槽12には、戻り自動弁18aと冷却器19が順次介設された戻り循環ライン18が接続されている。冷却器19は、硫酸溶液を冷却して40〜80℃の液温にするものであり、本発明としてはその構成が特に限定されるものではない。
以上の構成により硫酸電解装置10が構成されている。
The electrolyte storage tank 12 is connected to a feed circulation line 17 in which a liquid feed pump 16 and a feed automatic valve 17a are sequentially provided. Further, a return circulation line 18 in which a return automatic valve 18 a and a cooler 19 are sequentially provided is connected to the electrolytic solution storage tank 12. The cooler 19 cools the sulfuric acid solution to a liquid temperature of 40 to 80 ° C., and the configuration thereof is not particularly limited as the present invention.
The sulfuric acid electrolysis apparatus 10 is comprised by the above structure.

洗浄機20は、バッチ式の洗浄槽21を備えており、洗浄槽21では、排液側と入液側が循環ライン22で接続されている。循環ライン22の排液側は、洗浄槽21のオーバーフロー部21aに接続され、循環ライン22の入液側は、洗浄槽21の底部に上向きに接続されている。
循環ライン22の排液側には、送液ポンプ23とフィルタ24とインラインヒーター25とが介設されている。インラインヒーター25は、本発明の外部加熱器に相当する。
循環ライン22には、送液ポンプ23の下流側かつインラインヒーター25の上流側で、戻り循環ライン18が分岐接続されている。
また、戻り循環ライン18には、硫酸供給ユニット29が接続されており、初期稼働時や必要時に戻り循環ライン18を通して電子材料洗浄装置に硫酸を供給することができる。
The cleaning machine 20 includes a batch-type cleaning tank 21, in which the drainage side and the liquid inlet side are connected by a circulation line 22. The drain side of the circulation line 22 is connected to the overflow part 21 a of the cleaning tank 21, and the liquid inlet side of the circulation line 22 is connected upward to the bottom part of the cleaning tank 21.
On the drain side of the circulation line 22, a liquid feed pump 23, a filter 24, and an inline heater 25 are interposed. The inline heater 25 corresponds to the external heater of the present invention.
A return circulation line 18 is branchedly connected to the circulation line 22 on the downstream side of the liquid feed pump 23 and the upstream side of the in-line heater 25.
In addition, a sulfuric acid supply unit 29 is connected to the return circulation line 18 so that sulfuric acid can be supplied to the electronic material cleaning apparatus through the return circulation line 18 at the time of initial operation or when necessary.

また、電解液貯留槽12に接続された送り循環ライン17は、インラインヒーター25の上流側で循環ライン22に合流するように接続されている。なお送り循環ライン17はインラインヒーター25の下流側で循環ライン22に合流することもできる。
上記インラインヒーター25は、上記したように本発明の過硫酸加熱部の外部加熱器に相当する。その構成は特に限定されず、既知のヒーターを用いることができるが、硫酸溶液を一過式で加熱するものが好ましい。
The feed circulation line 17 connected to the electrolytic solution storage tank 12 is connected so as to merge with the circulation line 22 on the upstream side of the inline heater 25. The feed circulation line 17 can also join the circulation line 22 on the downstream side of the inline heater 25.
The in-line heater 25 corresponds to the external heater of the persulfuric acid heating part of the present invention as described above. The structure is not particularly limited, and a known heater can be used. However, it is preferable to heat the sulfuric acid solution in a transient manner.

また、電解液貯留槽12には、焼結ガラス製またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製のバブリングノズル27が設置されている。バブリングノズル27は、オゾンガスをバブリングして放出するものであり、放出方向は、前記循環ライン22で供給される過硫酸含有硫酸溶液の供給方向と交差し、かつ直ちに互いに交流するように循環ライン22の供給口近傍に設置されている。バブリングノズル27には、オゾン供給管26の先端側が接続されており、オゾン供給管26は洗浄槽21外部に伸長して、その基端はオゾン発生器28に接続されている。オゾン発生器28は、本発明のオゾン発生部に相当する。
オゾン供給管26は、高温の過硫酸含有硫酸溶液と接触するので、耐熱性、耐酸性、耐酸化性を有するものが望ましく、焼結ガラス製、PTFE製、PFA製などとすることができる。なお、オゾン供給管26が過硫酸含有硫酸溶液と接触する部位のみを耐熱性耐酸性、耐酸化性の材質で構成してもよい。
上記オゾン供給管26とバブリングノズル27とによって、本発明のオゾン供給部が構成されている。
また、上記各構成により洗浄機20が構成されている。
The electrolytic solution storage tank 12 is provided with a bubbling nozzle 27 made of sintered glass or PTFE (polytetrafluoroethylene). The bubbling nozzle 27 bubbles and discharges ozone gas. The discharge direction intersects with the supply direction of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution supplied in the circulation line 22 and immediately exchanges with the circulation line 22. It is installed near the supply port. The bubbling nozzle 27 is connected to the distal end side of an ozone supply pipe 26, the ozone supply pipe 26 extends to the outside of the cleaning tank 21, and the base end thereof is connected to the ozone generator 28. The ozone generator 28 corresponds to the ozone generator of the present invention.
Since the ozone supply pipe 26 is in contact with a high-temperature persulfuric acid-containing sulfuric acid solution, it is desirable that the ozone supply pipe 26 has heat resistance, acid resistance, and oxidation resistance, and may be made of sintered glass, PTFE, PFA, or the like. In addition, you may comprise only the site | part which the ozone supply pipe | tube 26 contacts with a persulfuric acid containing sulfuric acid solution with a heat resistant acid resistant and oxidation resistant material.
The ozone supply pipe 26 and the bubbling nozzle 27 constitute the ozone supply unit of the present invention.
Moreover, the washing machine 20 is configured by the above-described configurations.

上記電解部11の出液側に接続された循環ライン13、送り循環ライン17、送り循環ライン17の合流位置以降の下流側の循環ライン22は、本発明の送りラインを構成している。
また、上記洗浄槽21に接続された循環ライン22の分岐位置まで、戻り循環ライン18、電解部11の入液側に接続された循環ライン13は、本発明の戻りラインを構成している。
なお、電子材料洗浄装置1は、制御部2によって、硫酸電解装置10および洗浄機20の各部がそれぞれ制御されている。
The circulation line 13, the feed circulation line 17, and the downstream circulation line 22 after the joining position of the feed circulation line 17 connected to the liquid discharge side of the electrolysis unit 11 constitute the feed line of the present invention.
The return circulation line 18 and the circulation line 13 connected to the liquid inlet side of the electrolysis unit 11 up to the branch position of the circulation line 22 connected to the cleaning tank 21 constitute the return line of the present invention.
In the electronic material cleaning apparatus 1, each part of the sulfuric acid electrolysis apparatus 10 and the cleaning machine 20 is controlled by the control unit 2.

次に、上記構成からなる電子材料洗浄装置の動作に基づいて、電子材料洗浄方法を説明する。
電解液貯留槽12には、硫酸濃度70質量%以上、液温度40〜80℃の硫酸溶液が貯留される。硫酸溶液は、硫酸供給ユニット29によって、戻り循環ライン18を通して供給されている。硫酸溶液は、必要に応じて装置の稼働中または停止中にも硫酸供給ユニット29から供給することができる。
電解液貯留槽12に貯留された硫酸溶液は、循環ポンプ15によって循環ライン13を通して送液され、電解に好適な温度のままで電解部11の入液側に導入される。電解部11では、図示しない直流電源によって陽極、陰極間に通電され、電解部11内に導入された硫酸溶液が電解される。なお、該電解によって電解部11では、陽極側で過硫酸を含む酸化性物質が生成されるとともに酸素ガスが発生し、陰極側では水素ガスが発生する。
これらの酸化性物質とガスは、前記硫酸溶液と混在した状態で電解部11から排液され、気液分離部14でガス成分が分離され、本システム系外に排出されて触媒装置(図示しない)などにより安全に処理される。
Next, an electronic material cleaning method will be described based on the operation of the electronic material cleaning apparatus configured as described above.
In the electrolytic solution storage tank 12, a sulfuric acid solution having a sulfuric acid concentration of 70% by mass or more and a liquid temperature of 40 to 80 ° C. is stored. The sulfuric acid solution is supplied through the return circulation line 18 by the sulfuric acid supply unit 29. The sulfuric acid solution can be supplied from the sulfuric acid supply unit 29 while the apparatus is in operation or stopped as required.
The sulfuric acid solution stored in the electrolytic solution storage tank 12 is fed through the circulation line 13 by the circulation pump 15 and introduced into the liquid inlet side of the electrolysis unit 11 at a temperature suitable for electrolysis. In the electrolysis unit 11, current is passed between the anode and the cathode by a DC power source (not shown), and the sulfuric acid solution introduced into the electrolysis unit 11 is electrolyzed. The electrolysis unit 11 generates an oxidizing substance containing persulfuric acid on the anode side and generates oxygen gas, and generates hydrogen gas on the cathode side.
These oxidizing substances and gases are discharged from the electrolysis unit 11 in a mixed state with the sulfuric acid solution, gas components are separated by the gas-liquid separation unit 14, and discharged outside the system system to be a catalyst device (not shown). ) And so on.

ガスが分離された硫酸溶液は、過硫酸を含んでおり、循環ライン13の戻り側を通して電解液貯留槽12に戻された後、繰り返し電解部11に送られ電解により過硫酸の濃度が高められる。過硫酸濃度が適度になると、送り自動弁17aが開かれて電解液貯留槽12内の過硫酸含有硫酸溶液の一部は送り循環ライン17を通して送液ポンプ16によって送液される。送り自動弁17a、18aの開閉は、制御部2の制御によってなされる。
送り循環ライン17で送られる過硫酸を含んだ硫酸溶液(過硫酸含有硫酸溶液)は、インラインヒーター25の上流側で循環ライン22に合流し、循環ライン22を通して洗浄槽21内に導入される。
The sulfuric acid solution from which the gas has been separated contains persulfuric acid, and after returning to the electrolyte solution storage tank 12 through the return side of the circulation line 13, it is repeatedly sent to the electrolysis unit 11 to increase the concentration of persulfuric acid by electrolysis. . When the persulfuric acid concentration becomes moderate, the feed automatic valve 17 a is opened and a part of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the electrolyte solution storage tank 12 is fed by the feed pump 16 through the feed circulation line 17. The automatic feed valves 17a and 18a are opened and closed under the control of the control unit 2.
A sulfuric acid solution containing persulfuric acid (persulfuric acid-containing sulfuric acid solution) fed in the feed circulation line 17 joins the circulation line 22 on the upstream side of the in-line heater 25 and is introduced into the cleaning tank 21 through the circulation line 22.

また、循環ライン22では、送液ポンプ23で洗浄槽21内の過硫酸含有硫酸溶液が循環されるとともにインラインヒーター25で加熱されて洗浄槽21内に導入される。
インラインヒーター25では、過硫酸含有硫酸溶液が流路を通過しながら加熱される。このとき前記送り循環ライン17で送られた過硫酸含有硫酸溶液と混合されて、洗浄槽21内に供給された際に130℃超〜190℃(ただし過硫酸含有溶液の沸点以下)の範囲の液温を有するように加熱が行われる。
In the circulation line 22, the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank 21 is circulated by the liquid feed pump 23 and is heated by the in-line heater 25 and introduced into the cleaning tank 21.
In the in-line heater 25, the sulfuric acid solution containing persulfuric acid is heated while passing through the flow path. At this time, when mixed with the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution sent in the feed circulation line 17 and supplied into the washing tank 21, it is in the range of more than 130 ° C to 190 ° C (but below the boiling point of the persulfuric acid-containing solution). Heating is performed to have a liquid temperature.

洗浄槽21では、例えば、半導体材料100として、1×1012atoms/cm以上の濃度にイオン注入されたレジストが設けられたシリコンウェハなどの電子材料基板を洗浄対象とすることができる。
半導体材料100は、洗浄槽21内で、過硫酸含有硫酸溶液中に浸漬して処理が行われる。この際にオゾン発生器28でオゾンガスを発生させ、オゾン供給管26を通してバブリングノズル27にオゾンガスを供給する。すると、バブリングノズル27からはバブリングされたオゾンガスが放出され、循環ライン22で供給される過硫酸含有硫酸溶液と直ちに接触する。
In the cleaning tank 21, for example, an electronic material substrate such as a silicon wafer provided with a resist ion-implanted at a concentration of 1 × 10 12 atoms / cm 2 or more as the semiconductor material 100 can be targeted for cleaning.
The semiconductor material 100 is processed by being immersed in a sulfuric acid solution containing persulfuric acid in the cleaning tank 21. At this time, ozone gas is generated by the ozone generator 28, and ozone gas is supplied to the bubbling nozzle 27 through the ozone supply pipe 26. Then, the bubbling ozone gas is released from the bubbling nozzle 27 and immediately comes into contact with the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution supplied through the circulation line 22.

これにより過硫酸含有硫酸溶液は、過硫酸の自己分解による酸化力および硫酸による酸化力を発揮するとともに、生成した硫酸ラジカルがオゾンガスと気液界面で接触してオゾンの分解を促進し、OHラジカル(OH・)を生成し、さらに酸化力を高める。
半導体材料100は、過硫酸の自己分解による酸化力や硫酸の酸化力、オゾンの分解による酸化力などによって表面のレジスト等が短時間で剥離除去され、溶液中に移行したレジストも容易に分解される。
As a result, the sulfuric acid solution containing persulfuric acid exhibits the oxidizing power by the self-decomposition of persulfuric acid and the oxidizing power by sulfuric acid, and the generated sulfuric acid radical comes into contact with the ozone gas at the gas-liquid interface to promote the decomposition of ozone, and the OH radical (OH.) Is generated, and the oxidizing power is further increased.
In the semiconductor material 100, the resist on the surface is peeled and removed in a short time by the oxidizing power by the self-decomposition of persulfuric acid, the oxidizing power of sulfuric acid, the oxidizing power by ozone decomposition, etc., and the resist transferred into the solution is also easily decomposed. The

洗浄に使用された硫酸溶液は、洗浄槽21のオーバーフロー部21aから循環ライン22に取り出され、送液ポンプ23によって該循環ライン22を通して送液され、フィルター24で硫酸溶液中に含まれる微粒子を除去した後、インラインヒーター25で加熱して洗浄槽21へ返送する。また、循環ライン22で取り出された硫酸溶液の残部は、戻り自動弁18aが開かれた戻り循環ライン18を通して電解液貯留槽12へと戻す。戻り自動弁18aは、必要に応じて制御部2によって開閉制御がなされており、循環ライン22で取り出した硫酸溶液の全量を洗浄槽21に循環させる工程を有していてもよい。   The sulfuric acid solution used for the washing is taken out from the overflow part 21a of the washing tank 21 to the circulation line 22, and is fed through the circulation line 22 by the liquid feed pump 23, and the fine particles contained in the sulfuric acid solution are removed by the filter 24. After that, it is heated by the in-line heater 25 and returned to the cleaning tank 21. The remaining portion of the sulfuric acid solution taken out in the circulation line 22 is returned to the electrolyte storage tank 12 through the return circulation line 18 in which the return automatic valve 18a is opened. The return automatic valve 18 a is controlled to open and close by the control unit 2 as necessary, and may have a step of circulating the entire amount of the sulfuric acid solution taken out by the circulation line 22 to the cleaning tank 21.

電解液貯留槽12において、硫酸溶液は、循環ライン13を通して循環ポンプ15により電解部11に送られて過硫酸の生成がなされ、電解液貯留槽12に戻される。
上記硫酸溶液の循環を繰り返すことで、過硫酸濃度が安定した状態で電子材料100の洗浄を行うことができ、オゾンガスのバブリングによって洗浄時間を十分に短縮化することができる。
In the electrolytic solution storage tank 12, the sulfuric acid solution is sent to the electrolytic unit 11 through the circulation line 13 by the circulation pump 15 to generate persulfuric acid, and is returned to the electrolytic solution storage tank 12.
By repeating the circulation of the sulfuric acid solution, the electronic material 100 can be cleaned while the persulfuric acid concentration is stable, and the cleaning time can be sufficiently shortened by bubbling ozone gas.

なお、洗浄槽21で電子材料100を洗浄した後、リンス工程を設けることも可能である。リンス工程を行う場合、リンス水としては通常超純水が使用される。
なお、超純水としては、下記条件をいずれも満たす純水が望ましい。
電気比抵抗 :18MΩ・cm以上
金属イオン濃度:5ng/L以下
残留イオン濃度:10ng/L以下
微粒子数 :1mL中に0.1μm以上の微粒子5個以下
TOC :0.1〜10μg/L
In addition, after washing | cleaning the electronic material 100 with the washing tank 21, it is also possible to provide a rinse process. When performing the rinsing process, ultrapure water is usually used as the rinsing water.
In addition, as ultrapure water, the pure water which satisfy | fills all the following conditions is desirable.
Electrical specific resistance: 18 MΩ · cm or more Metal ion concentration: 5 ng / L or less Residual ion concentration: 10 ng / L or less Number of particles: 5 particles of 0.1 μm or more in 1 mL TOC: 0.1 to 10 μg / L

リンス工程では、用いるリンス水の温度が低すぎると十分なリンス効果を得ることができず、高すぎるとエネルギー効率の面から非効率であることから、リンス水の温度は10〜90℃、特に60〜80℃とすることが好ましい。   In the rinsing step, if the temperature of the rinsing water to be used is too low, a sufficient rinsing effect cannot be obtained, and if it is too high, it is inefficient in terms of energy efficiency. It is preferable to set it as 60-80 degreeC.

また、リンス工程に要する時間は、その前後の工程の種類によっても異なるが、例えば、アッシングレスで洗浄する場合、過硫酸含有硫酸溶液による剥離洗浄後のリンス工程では、5〜30分、特に10〜20分程度とすることが好ましい。アッシング処理を行った後で洗浄をする場合、過硫酸含有硫酸溶液による剥離洗浄後のリンス工程では、3〜20分、特に5〜10分程度とすることが好ましい。   The time required for the rinsing process varies depending on the types of processes before and after the rinsing process. For example, in the case of ashing-less cleaning, 5 to 30 minutes, particularly 10 It is preferable to be about -20 minutes. When washing is performed after the ashing treatment, it is preferably 3 to 20 minutes, particularly about 5 to 10 minutes in the rinsing step after the separation and washing with a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution.

<乾燥>
洗浄後は、リンス工程を実施する場合はその後、常法に従って、スピン乾燥、IPA乾燥することにより一連のレジスト剥離洗浄除去処理を終了することができる。レジストを除去した電子材料は、次工程へ送られる。
<Dry>
After the cleaning, when the rinsing step is performed, a series of resist peeling cleaning removal processing can be completed by spin drying and IPA drying according to a conventional method. The electronic material from which the resist is removed is sent to the next process.

[アッシング処理]
なお、本発明によるレジストの剥離洗浄を行うに先立ち、アッシング処理を行ってもよい。アッシング処理は、常法に従って、酸素プラズマなどにより、電子材料上のレジストを灰化処理することにより行われる。
ただし、本発明においては、オゾンガスバブリングした硫酸電解液を用いれば、アッシング処理を省略してもレジスト残渣の問題を引き起こすことなく、確実にレジストを洗浄除去することができる。アッシング処理の省略で、一連のレジスト剥離処理に要する時間とコストの大幅な削減が可能となる。
[Ashing process]
Prior to the resist peeling and cleaning according to the present invention, an ashing process may be performed. The ashing process is performed by ashing the resist on the electronic material with oxygen plasma or the like according to a conventional method.
However, in the present invention, if the sulfuric acid electrolyte solution bubbled with ozone gas is used, the resist can be surely cleaned and removed without causing a problem of resist residue even if the ashing process is omitted. By omitting the ashing process, the time and cost required for a series of resist stripping processes can be greatly reduced.

(実施形態2)
次に他の実施形態を図2に基づいて説明する。
この実施形態2は、オゾン供給管26にオゾンガスを加熱するオゾンガス加熱器30を備えている以外は、前記実施形態1と同様の構成を有している。以下では、前記実施形態1と同様の構成については省略または簡略化して説明する。
オゾンガス加熱器30は、本発明のオゾンガス加熱部に相当し、オゾン供給管26で供給されるオゾンガスを加熱するものである。その際には、洗浄槽21で過硫酸含有硫酸溶液に供給する際にオゾンガスを50℃以上に昇温した状態になるように加熱している。
過硫酸含有硫酸溶液中に適度に加熱されたオゾンガスが供給されることで、過硫酸含有硫酸溶液中の温度分布を均等に保つことができるとともに、過硫酸の自己分解によって生成した硫酸ラジカルによってオゾンガスがより効果的に分解され、酸化力を高めて半導体材料100の洗浄処理をより短時間で行うことを可能にする。
なお、オゾンガス加熱器30の構成は、本発明としては特に限定されるものではなく、既知のものなどを用いることができる。要は、オゾンガスを適温に加熱できるものであればよい。
(Embodiment 2)
Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
The second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the ozone supply pipe 26 includes an ozone gas heater 30 that heats ozone gas. Hereinafter, the same configuration as that of the first embodiment will be described by omitting or simplifying the configuration.
The ozone gas heater 30 corresponds to the ozone gas heating section of the present invention, and heats the ozone gas supplied by the ozone supply pipe 26. In that case, when supplying the persulfuric acid containing sulfuric acid solution with the washing tank 21, it heats so that ozone gas may be heated to 50 degreeC or more.
By supplying ozone gas heated appropriately in the sulfuric acid solution containing persulfuric acid, the temperature distribution in the sulfuric acid solution containing persulfuric acid can be kept uniform, and ozone gas is generated by sulfuric acid radicals generated by the self-decomposition of persulfuric acid. Is more effectively decomposed, and the oxidizing power is increased to enable the semiconductor material 100 to be cleaned in a shorter time.
In addition, the structure of the ozone gas heater 30 is not specifically limited as this invention, A well-known thing etc. can be used. The point is that any ozone gas can be heated to an appropriate temperature.

以下に本発明の実施例を説明する。なお、当然のことであるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下の条件で洗浄試験を行い、各実験方式の処理時間を比較した。試験結果は表1に示した。

<条件>
ウエハサイズ :150mm(ドーズ量:5×1014atoms/cm,ドーズ元素:Bドーズ品。)
レジスト塗布厚み :1.7μm
アッシング有無 :アッシングレス
一回の処理枚数 :50枚/ロット
処理数 :4ロット/時間〜6ロット/時間
洗浄槽内処理温度 :140℃
硫酸 :電子工業グレード96質量%
過酸化水素 :電子工業グレード30質量%
Examples of the present invention will be described below. Of course, the present invention is not limited to the following examples.
A cleaning test was performed under the following conditions, and the processing times of the respective experimental methods were compared. The test results are shown in Table 1.

<Conditions>
Wafer size: 150 mm (dose amount: 5 × 10 14 atoms / cm 2 , dose element: B dose product)
Resist coating thickness: 1.7 μm
Ashing presence / absence: Number of treatments per ashless process: 50 sheets / number of lots processed: 4 lots / hour to 6 lots / hour Processing temperature in washing tank: 140 ° C.
Sulfuric acid: Electronics industry grade 96% by mass
Hydrogen peroxide: Electronics industry grade 30% by mass

・SPM洗浄の場合は、混合比率が硫酸:過酸化水素=5:1(体積比)のSPM溶液を用い、ロット毎に適宜過酸化水素を補充して再利用(硫酸濃度は初期の85質量%弱から徐々に薄くなる)。
・過硫酸含有の硫酸電解液の場合は、回収した溶液を再度電解セルに通して再利用。硫酸濃度は85質量%で一定。
・レジスト剥離時間はウエハ上からレジストが剥離するまでの時間を目視により確認した。
・液回復時間は、目視による(処理液が透明に戻るまでの時間とした)。
・なお、時間は処理したロット枚で多少異なったため、最小値と最大値を載せた。
In the case of SPM cleaning, an SPM solution with a mixing ratio of sulfuric acid: hydrogen peroxide = 5: 1 (volume ratio) is used, and hydrogen peroxide is appropriately supplemented for each lot and reused (sulfuric acid concentration is 85 mass at the initial stage) From a little less than%).
-In the case of sulfuric acid electrolyte containing persulfuric acid, the collected solution is passed through the electrolytic cell again and reused. The sulfuric acid concentration is constant at 85% by mass.
-As for the resist peeling time, the time until the resist was peeled off from the wafer was visually confirmed.
-The liquid recovery time is visually (the time until the processing liquid returns to transparent).
・ Since the time was slightly different depending on the lot processed, the minimum and maximum values were listed.

Figure 2012204546
Figure 2012204546

SPM溶液は新液のときは剥離時間、液色回復時間ともに短いが、処理ロット数が増えると剥離時間、液色回復時間が共に延びる傾向があり、実験結果から明らかなように最小値、最大値の幅が大きい。   When the SPM solution is a new solution, both the stripping time and the liquid color recovery time are short. However, as the number of treatment lots increases, both the stripping time and the liquid color recovery time tend to increase. The value range is large.

量産工場での適用を考える場合は、プロセス処理時間は最大値に合わせる必要があり、[SPM溶液やSPM溶液+オゾンガスやSOM溶液(高温濃硫酸にオゾンガスを吹き込んだ溶液)]と[硫酸電解液や硫酸電解液+オゾンガス]とを比較すると、明らかに[硫酸電解液や硫酸電解液+オゾンガス]の方が処理時間、液回復時間の最大値、最小値の幅が小さいため、安定的な処理性能を維持した状態でプロセスへの適用が行える。
また、本実施例では最大値も他の条件よりも短いため、スループット向上に大きな優位性が認められた。
そのため、オゾンガスバブリングした硫酸電解液で洗浄することによりレジスト剥離時間が短縮でき、かつ、液回復時間が短縮できたことにより、レジスト剥離に要する時間を15分間から10分間に短縮できた。結果、1時間あたりに処理できる枚数は、200枚/時間から300枚/時間になり、単位時間あたりの処理効率は50%向上した。
When considering application in a mass production factory, the process time needs to be adjusted to the maximum value, [SPM solution or SPM solution + ozone gas or SOM solution (solution in which ozone gas is blown into hot concentrated sulfuric acid)] and [sulfuric acid electrolyte] And sulfuric acid electrolyte + ozone gas], the treatment time, the maximum value of the liquid recovery time, and the minimum value range are clearly smaller in [sulfuric acid electrolyte and sulfuric acid electrolyte + ozone gas]. Can be applied to processes while maintaining performance.
Further, in this example, the maximum value is shorter than the other conditions, so that a great advantage in improving the throughput was recognized.
Therefore, the resist stripping time can be shortened by washing with the sulfuric acid electrolyte solution bubbled with ozone gas, and the time required for resist stripping can be shortened from 15 minutes to 10 minutes by shortening the liquid recovery time. As a result, the number of sheets that can be processed per hour was changed from 200 sheets / hour to 300 sheets / hour, and the processing efficiency per unit time was improved by 50%.

1 電子材料洗浄装置
10 硫酸電解装置
11 電解部
12 電解液貯留槽
13 循環ライン
17 送り循環ライン
18 戻り循環ライン
19 冷却器
20 洗浄機
21 洗浄槽
22 循環ライン
25 インラインヒーター
26 オゾン供給管
27 バブリングノズル
28 オゾン発生器
100 電子材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic material washing | cleaning apparatus 10 Sulfuric acid electrolysis apparatus 11 Electrolysis part 12 Electrolyte storage tank 13 Circulation line 17 Feed circulation line 18 Return circulation line 19 Cooler 20 Washing machine 21 Washing tank 22 Circulation line 25 In-line heater 26 Ozone supply pipe 27 Bubbling nozzle 28 Ozone generator 100 Electronic materials

Claims (16)

70質量%以上の硫酸溶液を電解して得られた過硫酸含有硫酸溶液を電子材料に接触させて該電子材料を洗浄する電子材料洗浄方法において、
前記過硫酸含有硫酸溶液が収容されている洗浄槽に前記電子材料を浸漬することによって前記接触による前記洗浄を行うとともに、前記洗浄中に前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液にオゾンガスを供給することを特徴とする電子材料洗浄方法。
In the electronic material cleaning method of cleaning the electronic material by bringing a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution obtained by electrolyzing a sulfuric acid solution of 70% by mass or more into contact with the electronic material,
The electronic material is immersed in a cleaning tank containing the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution to perform the cleaning by the contact, and ozone gas is supplied to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank during the cleaning. An electronic material cleaning method.
前記洗浄に用いた硫酸溶液を再び電解して過硫酸を再生し、前記過硫酸含有硫酸溶液を前記洗浄に再利用することを特徴とする請求項1記載の電子材料洗浄方法。   2. The electronic material cleaning method according to claim 1, wherein the sulfuric acid solution used for the cleaning is electrolyzed again to regenerate persulfuric acid, and the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution is reused for the cleaning. 前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液が液温130℃超〜190℃(ただし前記過硫酸含有硫酸溶液の沸点以下)に加熱昇温されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子材料洗浄方法。   The persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the washing tank is heated and heated to a liquid temperature of more than 130 ° C to 190 ° C (but not higher than the boiling point of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution). Electronic material cleaning method. 前記洗浄槽内に供給される前記オゾンガスが50℃以上に加熱昇温されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子材料洗浄方法。   The electronic material cleaning method according to claim 1, wherein the ozone gas supplied into the cleaning tank is heated to a temperature of 50 ° C. or higher. 前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液にバブリングした前記オゾンガスを供給することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子材料洗浄方法。   The electronic material cleaning method according to any one of claims 1 to 4, wherein the ozone gas bubbled into a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank is supplied. 前記硫酸溶液の前記電解に用いる電極のうち、少なくとも陽極が導電性ダイヤモンド電極であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子材料洗浄方法。   The electronic material cleaning method according to claim 1, wherein at least an anode of the electrodes used for the electrolysis of the sulfuric acid solution is a conductive diamond electrode. 前記電子材料が、アッシング処理をしていない電子材料であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子材料洗浄方法。   The electronic material cleaning method according to claim 1, wherein the electronic material is an electronic material that has not been subjected to an ashing treatment. 70質量%以上の硫酸溶液を電解する電解部と、
前記電解部で電解されて得られた過硫酸含有硫酸溶液を送液する送りラインと、
該送りラインで送液される過硫酸含有硫酸溶液が収容される洗浄槽と、
オゾンを生成するオゾン生成部と、
前記オゾン生成部で生成されたオゾンを前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するオゾン供給部と、を備えることを特徴とする電子材料洗浄装置。
An electrolysis unit for electrolyzing a sulfuric acid solution of 70% by mass or more;
A feed line for feeding a sulfuric acid solution containing persulfuric acid obtained by electrolysis in the electrolysis unit;
A washing tank containing a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution fed by the feed line;
An ozone generator for generating ozone;
An electronic material cleaning apparatus comprising: an ozone supply unit configured to supply ozone generated by the ozone generation unit to a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank.
前記洗浄槽の硫酸溶液を前記電解部に返流する戻しラインを備えることを特徴とする請求項8記載の電子材料洗浄装置。   The electronic material cleaning apparatus according to claim 8, further comprising a return line that returns the sulfuric acid solution in the cleaning tank to the electrolysis unit. 前記洗浄槽内に収容される過硫酸含有硫酸溶液を加熱して前記洗浄槽内での過硫酸含有硫酸溶液の液温を130℃超〜190℃(ただし前記過硫酸含有硫酸溶液の沸点以下)に加熱昇温させる過硫酸加熱部を備えることを特徴とする請求項8または9に記載の電子材料洗浄装置。   The persulfuric acid-containing sulfuric acid solution contained in the washing tank is heated so that the liquid temperature of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the washing tank exceeds 130 ° C. to 190 ° C. (however, below the boiling point of the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution) The electronic material cleaning apparatus according to claim 8, further comprising a persulfuric acid heating section that heats and raises the temperature. 前記過硫酸加熱部が、前記洗浄槽内に供給される過硫酸含有硫酸溶液を加熱する外部加熱器を有することを特徴とする請求項10記載の電子材料洗浄装置。   The electronic material cleaning apparatus according to claim 10, wherein the persulfuric acid heating unit includes an external heater that heats a persulfuric acid-containing sulfuric acid solution supplied into the cleaning tank. 前記過硫酸加熱部が、前記洗浄槽内に収容されている過硫酸含有硫酸溶液を加熱する内部加熱器を有することを特徴とする請求項10または11に記載の電子材料洗浄装置。   The electronic material cleaning apparatus according to claim 10 or 11, wherein the persulfuric acid heating unit includes an internal heater that heats a sulfuric acid solution containing persulfuric acid contained in the cleaning tank. 前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するオゾンを50℃以上に加熱昇温させるオゾン加熱部を備えることを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の電子材料洗浄装置。   The electronic material cleaning apparatus according to any one of claims 8 to 12, further comprising an ozone heating section that heats and raises ozone supplied to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank to 50 ° C or higher. . 前記オゾン供給部は、前記オゾンガスをバブリングして前記洗浄槽内の過硫酸含有硫酸溶液に供給するバブリングノズルを有しており、該バブリングノズルが焼結ガラス製またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製またはPFA(パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)製であることを特徴とする請求項8〜13のいずれか1項に記載の電子材料洗浄装置。   The ozone supply unit has a bubbling nozzle for bubbling the ozone gas and supplying it to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution in the cleaning tank, and the bubbling nozzle is made of sintered glass or PTFE (polytetrafluoroethylene). Or it is a product made from PFA (perfluoroalkoxyethylene copolymer resin), The electronic material washing | cleaning apparatus of any one of Claims 8-13 characterized by the above-mentioned. 前記電解部に備える電極のうち、少なくとも陽極が導電性ダイヤモンド電極で構成されていることを特徴とする請求項8〜14のいずれか1項に記載の電子材料洗浄装置。   The electronic material cleaning apparatus according to claim 8, wherein at least an anode of the electrodes provided in the electrolysis unit is formed of a conductive diamond electrode. 前記オゾン供給部による前記過硫酸含有硫酸溶液へのオゾンの供給方向と、前記送りラインによる前記洗浄槽内への過硫酸含有硫酸溶液の供給方向とが交差し、供給された前記オゾンと供給された前記過硫酸含有硫酸溶液とが直ちに交流するように前記オゾン供給部と前記送りラインとが配置されていることを特徴とする請求項8〜15のいずれか1項に記載の電子材料洗浄装置。   The supply direction of ozone to the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution by the ozone supply unit and the supply direction of persulfuric acid-containing sulfuric acid solution to the cleaning tank by the feed line intersect and are supplied with the supplied ozone. The electronic material cleaning apparatus according to claim 8, wherein the ozone supply unit and the feed line are arranged so that the persulfuric acid-containing sulfuric acid solution immediately exchanges with the sulfuric acid solution. .
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