JP2020035880A - Cleaning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極を備えた電解セルに電解液を通液しつつ通電して電気分解反応を生じさせ、その反応によって有効成分を多く含んだ電解液を製造し、生成される電解液により洗浄を行う洗浄システムに関し、特に電解セルの電極の破損を検知することの可能な洗浄システムに関する。 The present invention provides an electrolytic reaction by passing an electrolytic solution through an electrolytic cell provided with electrodes to cause an electrolysis reaction, producing an electrolytic solution containing a large amount of active ingredients by the reaction, and washing with the electrolytic solution generated. In particular, the present invention relates to a cleaning system capable of detecting breakage of an electrode of an electrolytic cell.
半導体製造工程のウエハ洗浄技術におけるレジスト残渣、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は、硫酸を電解セルを備えた電解反応装置により電解して過硫酸を製造し、この製造された過硫酸により洗浄することが行われている。また、アンモニアや塩酸などを電解して、その電解溶液により各種金属製の半導体材料を洗浄することも行われている。 In the process of removing and cleaning resist residues, fine particles, metals, natural oxide films, and the like in the wafer cleaning technology in the semiconductor manufacturing process, sulfuric acid is produced by electrolyzing sulfuric acid with an electrolytic reactor equipped with an electrolytic cell. Cleaning with persulfuric acid is performed. In addition, it is also practiced to electrolyze ammonia, hydrochloric acid, or the like, and to wash semiconductor materials made of various metals with the electrolytic solution.
このような洗浄を行う洗浄システムでは、硫酸、アンモニア水あるいは塩酸などの被電解溶液の効率的な酸化の観点から表面にダイヤモンドが露出した導電性ダイヤモンド電極の使用が望ましく、さらに装置のコンパクト化を図るため、電解処理を行う電解反応装置を小型にした電解セルの利用が望まれている。導電性ダイヤモンド電極を用いた電解セルは、電極を対向配置し、その間隙に電解液を通液しつつ上記電極に通電することで電解反応を生じさせることができる。さらには、電解効率を上げるために、多くの電極板を用いた電解セルの使用が望まれている。 In a cleaning system for performing such cleaning, it is desirable to use a conductive diamond electrode having diamond exposed on the surface from the viewpoint of efficient oxidation of a solution to be electrolyzed such as sulfuric acid, ammonia water, or hydrochloric acid. In order to achieve this, it is desired to use an electrolytic cell in which the size of the electrolytic reaction device for performing the electrolytic treatment is small. In an electrolytic cell using a conductive diamond electrode, the electrodes can be arranged to face each other, and an electrolytic reaction can be caused by energizing the electrodes while passing an electrolytic solution through the gap. Further, in order to increase the electrolysis efficiency, it is desired to use an electrolysis cell using many electrode plates.
このような電解反応装置の電解セルにおける電極は、非常に薄いので電解液の流入圧が大きい使用状態では電極が破損してしまうおそれがある。特に、電極としてダイヤモンド電極を用いた場合には、耐久性が高くないので長期間の使用に伴い割れやすい。この割れた電極が電解溶液に混入すると、その後の洗浄プロセスに悪影響を及ぼし、スループットが低下するという問題がある。そこで、電解反応装置の電解セルにおける電極の破損を素早く検知して、洗浄プロセスへの悪影響を最小限に抑制することが要求されている。 The electrodes in the electrolysis cell of such an electrolysis reactor are very thin, so that there is a possibility that the electrodes may be damaged in a use state where the inflow pressure of the electrolyte is large. In particular, when a diamond electrode is used as an electrode, the electrode is not easily durable because of low durability. When the broken electrode is mixed into the electrolytic solution, it has a problem that the subsequent cleaning process is adversely affected and the throughput is reduced. Therefore, it is required to quickly detect the damage of the electrode in the electrolytic cell of the electrolytic reaction device and to minimize the adverse effect on the cleaning process.
本発明は上述したような課題に鑑みてなされたものであり、電極を備えた電解セルに電解液を通液しつつ通電して電気分解反応を生じさせ、その反応によって生成される電解液により洗浄を行う洗浄システムにおいて、電解セルの電極の破損を早期に検知することの可能な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 in view of the above-described problems, and causes an electrolysis reaction to occur by passing electricity while passing an electrolytic solution through an electrolytic cell provided with electrodes, thereby causing an electrolytic solution to be generated by the electrolytic solution. It is an object of the present invention to provide a cleaning system capable of early detection of breakage of an electrode of an electrolytic cell in a cleaning system for performing cleaning.
上記目的を達成するために本発明は、陽極と陰極を有する少なくとも1対の電極を備えた電解セルを複数有し、溶液を電解反応により電解する電解反応装置と、該電解反応装置により電解した電解溶液により被処理材を処理する処理装置と、前記電解反応装置から前記処理装置に電解溶液を送る送液ラインと、前記処理装置に供給された電解溶液を前記電解反応装置に返送する返送ラインとを備え、前記電解反応装置と前記処理装置との間の送液ラインに微粒子計測手段を設けた、洗浄システムを提供する(発明1)。 In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of electrolysis cells having at least one pair of electrodes having an anode and a cathode, and an electrolysis reaction device for electrolyzing a solution by electrolysis, and electrolysis by the electrolysis reaction device. A processing device for processing the material to be processed with the electrolytic solution, a liquid sending line for sending the electrolytic solution from the electrolytic reaction device to the processing device, and a return line for returning the electrolytic solution supplied to the processing device to the electrolytic reaction device And a cleaning system provided with fine particle measuring means in a liquid sending line between the electrolytic reaction device and the processing device (Invention 1).
電解反応装置により製造される電解溶液中には、通常は微量の微細な粒子しか含まれない。したがって、大きな微粒子もしくは破片が含まれているとすると、それは電解セルの電極の破損に起因する可能性が高い。そこで、かかる発明(発明1)によれば、電解反応装置の後段に微粒子計測手段を設けて、所定の大きさの微粒子の有無を監視し、これが検出結果により電極の破損を判断することができる。 The electrolytic solution produced by the electrolytic reaction device usually contains only a small amount of fine particles. Therefore, if large particles or debris is included, it is highly likely that it is caused by damage to the electrodes of the electrolytic cell. Therefore, according to the invention (Invention 1), a particle measuring means is provided at the subsequent stage of the electrolytic reaction apparatus, and the presence or absence of particles of a predetermined size is monitored, and this can determine the damage of the electrode based on the detection result. .
上記発明(発明1)においては、前記電解セルの電極が表面にダイヤモンドが露出したダイヤモンド電極であることが好ましい(発明2)。 In the above invention (Invention 1), the electrode of the electrolytic cell is preferably a diamond electrode having diamond exposed on the surface (Invention 2).
かかる発明(発明2)によれば、ダイヤモンド電極は高い電流密度で電解できるので、電解能力に優れているが、破損しやすいので電極の破損を検知する必要性が大きい。 According to this invention (Invention 2), the diamond electrode can be electrolyzed at a high current density, and thus has excellent electrolysis ability. However, the diamond electrode is easily broken, so that it is necessary to detect the breakage of the electrode.
上記発明(発明1,2)においては、前記微粒子計測手段の測定上限が10μm以上であることが好ましい(発明3)。
In the above inventions (
かかる発明(発明3)によれば、電解反応装置により製造される電解溶液中には、通常は微量の微細な微粒子しか含まれず、10μm以上の微粒子は電解セルの電極の破損に起因する可能性が高いので、この10μm以上の微粒子を検知することで電極の破損を判断することができる。 According to this invention (Invention 3), the electrolytic solution produced by the electrolytic reaction apparatus usually contains only a small amount of fine particles, and fine particles of 10 μm or more may be caused by damage to the electrodes of the electrolytic cell. Therefore, the breakage of the electrode can be determined by detecting the fine particles of 10 μm or more.
上記発明(発明1〜3)においては、前記電解される溶液が、硫酸、塩酸又はアンモニアを含むことが好ましい(発明4)。
In the above inventions (
かかる発明(発明4)によれば、硫酸、塩酸又はアンモニアを含む溶液を電解反応して得られる電解溶液は、各種金属が露出した半導体基板などの処理に好適であり、これらの用途では、この割れた電極が電解溶液に混入すると、その後の洗浄プロセスに特に悪影響を及ぼすので、電極の破損を検知することが重要である。 According to this invention (Invention 4), an electrolytic solution obtained by performing an electrolytic reaction on a solution containing sulfuric acid, hydrochloric acid, or ammonia is suitable for treating a semiconductor substrate or the like in which various metals are exposed. Detecting breakage of the electrode is important because broken electrodes entering the electrolytic solution have a particularly adverse effect on the subsequent cleaning process.
本発明によれば、電解反応装置と処理装置との間で電解溶液を循環する洗浄システムの電解反応装置の後段に所定の粒径以上の微粒子を検知可能な微粒子計測手段を設けているので、この微粒子計測手段で電解溶液中の所定の粒径以上の微粒子の有無を監視することで、電極の破損を判断することができる。これにより、洗浄プロセスへの電極の破損に起因する悪影響を最小限に抑制することができる。 According to the present invention, since the electrolytic reaction device of the cleaning system that circulates the electrolytic solution between the electrolytic reaction device and the treatment device is provided with a particle measurement unit that can detect particles having a predetermined particle size or more at the subsequent stage, By monitoring the presence or absence of fine particles having a predetermined particle size or more in the electrolytic solution by the fine particle measuring means, it is possible to determine the breakage of the electrode. This can minimize the adverse effects of the electrode damage to the cleaning process.
以下、本発明の洗浄システムについて、図1〜図6を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the cleaning system of the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiments described below are for facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention in any way.
〔洗浄システム〕
図1は本発明の第一の実施形態による洗浄システムを示しており、図1において洗浄システム1は、被処理部材Tの浸漬→洗浄(処理)→取り出し、の工程を順次繰り返すバッチタイプの処理装置2と、この処理装置2に電解液Sを供給する電解反応装置3とを備える。
[Cleaning system]
FIG. 1 shows a cleaning system according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
(処理装置)
処理装置2は、電解液Sが貯留された処理タンク21と、この処理タンク21に接続した返送ライン22及び排出ライン23とを有し、処理タンク21内に浸漬された半導体基板などの被処理部材Tを処理する。
(Processing equipment)
The
(電解反応装置)
電解反応装置3は、電解セル31を備えており、この電解セル31の入口側には送液ポンプ32を有する返送ライン22が接続している一方、出口側には送液ライン33が接続していて、この送液ライン33の末端は貯留タンク34に連通している。この送液ライン33の途中には、供給バルブ35と微粒子計測手段としての微粒子計36が設けられている。なお、図中、バルブの黒色は開成状態を白色は閉鎖状態をそれぞれ示す。そして、貯留タンク34には、処理タンク21に連通した供給ライン37が接続している。なお、符号38は供給ポンプである。
(Electrolytic reactor)
The
上述したような電解反応装置3において、電解セル31は、本実施形態においては陽極及び陰極としてダイヤモンド電極を使用したものである。ダイヤモンド電極は高い電流密度で電解できるので、電解能力に優れている。また、微粒子計36は、微粒子の測定上限が10μm以上のものを好適に用いることができる。
In the
〔電解液〕
電解液Sの原液(被電解溶液)としては、電気的に分解可能で金属のエッチング等に使用されるものであればよく、硫酸、塩酸、リン酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水等の酸もしくは塩基を用いることができる。特に硫酸、塩酸又はアンモニア水を含む溶液を電解反応して得られる電解液Sは、各種金属が露出した半導体基板などの処理に好適であることから、原液として硫酸、塩酸又はアンモニアを用いることが好ましい。
(Electrolyte)
The stock solution (electrolyte solution) of the electrolytic solution S may be any one that is electrically decomposable and used for etching metal, etc., such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrofluoric acid, aqueous ammonia, and aqueous hydrogen peroxide. And the like. In particular, the electrolytic solution S obtained by performing an electrolytic reaction on a solution containing sulfuric acid, hydrochloric acid, or aqueous ammonia is suitable for treating a semiconductor substrate or the like in which various metals are exposed. Therefore, sulfuric acid, hydrochloric acid, or ammonia may be used as a stock solution. preferable.
ただし、この電解液Sには、10μm以上の粒子が含まれておらず、0.1μm以上の微粒子、特に100nm以上の微粒子を実質的に含まれていないことが好ましい。ここで、実質的に含まないとは、例えば、これらのサイズの微粒子を、例えば1mL中に所定の個数以下(例えば1個以下)の状態として、あらかじめ規定しておけばよい。 However, it is preferable that the electrolytic solution S does not contain particles of 10 μm or more, and substantially does not contain fine particles of 0.1 μm or more, particularly fine particles of 100 nm or more. Here, the phrase “substantially not contained” may be defined in advance, for example, as a state in which the number of fine particles of these sizes is equal to or smaller than a predetermined number (eg, equal to or smaller than 1) in 1 mL.
〔洗浄工程〕
次に上述したような洗浄システム1を用いた半導体基板などの被処理部材Tの洗浄方法について説明する。
(Washing process)
Next, a method for cleaning a member to be processed T such as a semiconductor substrate using the above-described
まず、電解液Sの原液を電解セル31に供給して電解処理を行う。このとき図1に示すように供給バルブ35は開成していて、製造された電解液Sが送液ライン33から貯留タンク34に貯留される。そして、電解液Sが所定量溜まったら、供給ポンプ38を稼働して供給ライン37から処理装置2の処理タンク21に電解液Sを送液し、処理タンク21中の電解液Sが所定量となったら複数枚の被処理部材Tを所定時間浸漬することにより処理を行うことができる。そして、処理タンク21内で処理に使用された電解液Sは、処理とともに有効成分の濃度が低下するので、送液ポンプ32により返送ライン22を経由して電解セル31に戻り電解処理されることで再生され、再生された電解液Sは送液ライン33を経由して貯留タンク34に貯留される。このように、送液ライン33、供給ライン37及び返送ライン22での電解液Sの循環を繰り返すことにより被処理部材Tを順次取り換えながら連続して処理することができる。
First, an electrolytic treatment is performed by supplying a stock solution of the electrolytic solution S to the
このような洗浄工程において、電解セル31は、陽極と陰極とがダイヤモンド電極である。このダイヤモンド電極は耐久性が悪く、使用中に割れることがある。この割れた電極が電解液Sに混入すると、処理タンク21中の被処理部材Tの洗浄プロセスに悪影響を及ぼし、スループットが低下する。そこで、本実施形態においては、電解セル31の後段(出口側)の送液ライン33に微粒子計36を設けて、電解液S中の微粒子を監視する。通常(ダイヤモンド電極が破損していない)状態では、電解液Sには0.1μm以上の微粒子、特に100nm以上の微粒子を実質的に含まないので、微粒子計36は小さな微粒子しか検知しないが、電解セル31においてダイヤモンド電極が破損すると大きな微粒子もしくは破片が電解液S中に含有するようになる。そこで、本実施形態においては、微粒子計36として測定上限が10μm以上のものを用いているので、10μm以上の微粒子を検知することができ、これを検知したらダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。例えば、10μm以上の微粒子もしくは破片が、1mL中に1個を超える割合で検知されたら、ダイヤモンド電極が破損したと判断すればよい。そして、供給バルブ35を閉じて電解セル31を取り換えればよい。
In such a washing step, the anode and the cathode of the
次に本発明の第二の実施形態による洗浄システムについて、図2に基づいて説明する。本実施形態において洗浄システム1は、被処理部材であるウエハT1を一枚ずつ洗浄するいわゆる枚葉式のシステムであり、基本的には上述した第一の実施形態と同じ構成を有するので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図2においては、本実施形態において洗浄システム1の洗浄対象となる被処理部材としてのウエハT1は、処理チャンバ21A内に設置されており、供給ライン37の先端に設けられたノズル37Aが処理チャンバ21A内に臨んで設けられている。
Next, a cleaning system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
この第二実施形態による洗浄システム1のように、被処理部材は電解液Sに浸漬するだけでなく、被処理部材であるウエハT1にノズル37Aから電解液Sを吐出することで1枚ずつ洗浄する場合にも同様に処理を行うことができる。
As in the
次に本発明の第三の実施形態による洗浄システムについて、図3に基づいて説明する。本実施形態において洗浄システム1は、複数の電解セルで処理を行う以外、基本的には上述した第一の実施形態と同じ構成を有するので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図3において、洗浄システム1の電解反応装置3は、複数(本実施形態においては2個)の電解セル、すなわち第一及び第二の電解セル31A,31Bを有し、この電解セル31A,31Bの入口側には送液ポンプ32を有する返送ライン22から分岐した第一の返送ライン22A及び第二の返送ライン22Bがそれぞれ接続している。一方、出口側には一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bがそれぞれ接続していて、その末端は貯留タンク34に連通している。そして、これら第一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bの途中には、微粒子計測手段としての第一の微粒子計36A及び第二の微粒子計36Bがそれぞれ設けられている。
Next, a cleaning system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
上述したような本実施形態においては、第一の微粒子計36Aで第一の電解セル31Aから吐出される電解液S中の微粒子を監視して第一の電解セル31Aのダイヤモンド電極の破損を判断するとともに、第二の微粒子計36Bで第二の電解セル31Bから吐出される電解液S中の微粒子を監視して第二の電解セル31Bのダイヤモンド電極の破損を判断する。このように複数の電解セル31A,31Bに対し、それぞれ微粒子計36A,36Bを設置し、電解液Sの微粒子の挙動をモニタリングすることで、電解セルの割れを検知することができる。
In the present embodiment as described above, the first
さらに本発明の第四の実施形態による洗浄システムについて、図4〜6に基づいて説明する。本実施形態において洗浄システム1は、上述した第三の実施形態と同じ構成を有するので、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態において洗浄システム1の電解反応装置3は、第三の実施形態において微粒子計を2個ではなく1個とした装置であり、複数(本実施形態においては2個)の電解セル、すなわち第一及び第二の電解セル31A,31Bを有し、この電解セル31A,31Bの入口側には送液ポンプ32を有する返送ライン22から分岐した第一の返送ライン22A及び第二の返送ライン22Bがそれぞれ接続している一方、出口側に第一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bがそれぞれ接続していて、第一の電解セル31Aは、第一の供給バルブ35A及び第三の供給バルブ35Cにより、第一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bの両方に切替可能に通液可能となっている一方、第二の電解セル31Bも第二の供給バルブ35B及び第四の供給バルブ35Dにより、第二の送液ライン33B及び第一の送液ライン33Aの両方に切替可能に通液可能となっていて、第一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bの末端はそれぞれ貯留タンク34に連通している。そして、第一の送液ライン33Aの途中には、微粒子計測手段としての微粒子計36が設けられている。
Further, a cleaning system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the
次に上述したような洗浄システム1を用いた半導体基板などの被処理部材Tの洗浄方法について説明する。
Next, a method for cleaning a member to be processed T such as a semiconductor substrate using the above-described
(洗浄工程)
まず、電解液Sの原液を第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bに供給して電解処理を行う。このとき図4に示すように第一の電解セル31Aでは、第一の送液ライン33Aに通液可能となっている。一方、第二の電解セル31Bでは、第二の供給バルブ35Bは開成していて第四の供給バルブ35Dは閉鎖しているので、第一の送液ライン33Aに通液可能となっている。これにより、第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bの両方で電解処理が行われるが、ここで製造された電解液Sは、第一の送液ライン33Aから貯留タンク34に一旦貯留される。そして、電解液Sが所定量溜まったら、供給ポンプ38を稼働して供給ライン37から処理装置2の処理タンク21に電解液Sを送液し、処理タンク21中の電解液Sが所定量となったら複数枚の被処理部材Tを所定時間浸漬することにより処理を行うことができる。そして、処理に使用された電解液Sは、送液ポンプ32により返送ライン22を循環しながら返送ライン22A,22Bから第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bに戻り電解処理が継続されるが、ここで製造された電解液Sは第一の送液ライン33Aを経由して貯留タンク34に貯留される。このような循環ラインでの電解液Sの循環を繰り返すことにより被処理部材Tを連続して処理することができる。
(Washing process)
First, an undiluted solution of the electrolytic solution S is supplied to the first
このような洗浄工程において、第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bは、陽極と陰極とがダイヤモンド電極である。ダイヤモンド電極は耐久性が悪く、使用中に割れることがある。そこで、本実施形態においては、第一の送液ライン33Aに微粒子計36を設けて、電解液S中の微粒子を監視し、10μm以上の微粒子を検知することでダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。例えば、10μm以上の微粒子もしくは破片が、1mL中に1個を超える割合で検知されたら、ダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。
In such a washing step, the anode and the cathode of the first
(破損した電解セルの特定)
上記工程では、ダイヤモンド電極が破損したことはわかるが、第一の電解セル31A又は第二の電解セル31Bのいずれのダイヤモンド電極が破損したかは判別できない。そこで、図示しない制御手段により各バルブを切り替えて洗浄を行う。例えば、図5に示すように第一の電解セル31Aでは、第一の供給バルブ35Aは開成していて第三の供給バルブ35Cは閉鎖しているので、第一の送液ライン33Aに通液可能となっている。一方、第二の電解セル31Bは、第二の供給バルブ35Bを閉鎖して第四の供給バルブ35Dを開成することにより、第一の送液ライン33Aから第二の送液ライン33Bに流通ラインを切り替える。すなわち、第一の電解セル31Aで生成された電解液Sのみが第一の送液ライン33Aを通過することになるので、第一の送液ライン33Aを流通する電解液S中の微粒子のみを微粒子計36で監視し、10μm以上の微粒子を検知したら、第一の電解セル31Aのダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。その場合、第一の供給バルブ35Aを閉鎖して、第一の電解セル31Aを取り換えればよい。一方、検知しない場合は、第二の電解セル31Bのダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。その場合、第四の供給バルブ35Dを閉鎖して、第二の電解セル31Bを取り換えればよい。
(Identification of damaged electrolysis cell)
In the above process, it is known that the diamond electrode has been damaged, but it cannot be determined which diamond electrode of the first
ただし、通常の洗浄工程における微粒子計36における微粒子の検出が誤りであることもありうる。そこで図6に示すように第一の電解セル31Aでは、第一の供給バルブ35Aを閉鎖して第三の供給バルブ35Cを開成することにより、送液ルートを第一の送液ライン33Aから第二の送液ライン33Bに切り替える。一方、第二の電解セル31Bでは、第二の供給バルブ35Bを開成して第四の供給バルブ35Dを閉鎖することにより、第一の送液ライン33Aに電解液Sを供給する。すなわち、第二の電解セル31Bで生成された電解液Sのみが第一の送液ライン33Aを通過することになるので、第二の送液ライン33B流通する電解液S中の微粒子のみを微粒子計36で監視し、10μm以上の微粒子を検知したら、第二の電解セル31Bのダイヤモンド電極が破損したと判断することができる。その場合、第二の供給バルブ35Bを閉鎖して、第二の電解セル31Bを取り換えればよい。
However, the detection of fine particles by the
以上、本発明の洗浄システムについて、上記実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、電解液Sは、種々の溶液とすることができる。また、第四の実施形態においては、破損した電解セルの特定工程は、図5及び図6に示す操作を適宜組み合わせればよい。 As described above, the cleaning system of the present invention has been described based on the above embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the electrolytic solution S can be various solutions. Further, in the fourth embodiment, the operation of specifying the damaged electrolytic cell may be performed by appropriately combining the operations shown in FIGS. 5 and 6.
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれらの記載により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by these descriptions.
[実施例1]
図1に示すバッチ式洗浄システムを用いて、電解液の原液として硫酸(H2SO4)を用いて表面にTiN膜を形成したシリコンウエハの洗浄を行った。微粒子計36としては、10μm〜1mmの微粒子を検出可能なものを用いた。なお、処理タンク21には、図示しない硫酸の補充用の硫酸供給装置及び超純水供給装置を設け、図示しない制御手段により硫酸の濃度及び量を調可能となっている。
[Example 1]
Using a batch-type cleaning system shown in FIG. 1, a silicon wafer having a TiN film formed on its surface using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a stock solution of an electrolytic solution was cleaned. As the
上述したような洗浄システム1を用い、シリコンウエハの洗浄を約12ケ月継続した後、電解セル31のダイヤモンド電極を破損させ、送液ライン33を流通する電解液Sの微粒子を微粒子計36により計測し、10μm〜1mmの微粒子を検知するまでの時間を測定した。結果を表1に示す。
After the cleaning of the silicon wafer is continued for about 12 months using the
[比較例1]
図7に示すように図1において微粒子計36を有しないバッチ式洗浄システムを用いて、電解液の原液として硫酸(H2SO4)を用いて表面にTiN膜を形成したシリコンウエハの洗浄を行った。なお、図7において図1と同一の構成には同一の符号を付している。
[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 7, a silicon wafer having a TiN film formed on its surface using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a stock solution of an electrolytic solution is cleaned using a batch cleaning system having no
上述したような洗浄システム1を用い、シリコンウエハの洗浄を約12ケ月継続した後、電解セル31のダイヤモンド電極を破損させ、電解セル31内に設けたリークセンサによりダイヤモンド電極の破損を検知した結果を表1にあわせて示す。
After the cleaning of the silicon wafer was continued for about 12 months using the
表1から明らかなとおり、実施例1の洗浄システムでは、ダイヤモンド電極の破損から検知まで10秒と短時間であったのに対し、リークセンサにより検知した比較例1では5分を要した。これらの結果から、実施例1では電極の破損後十数秒で運転を停止できるが、比較例1では、微粒子が含まれた電解液Sが処理タンク21に供給されスループットの低下を招くことが予測される。
As is clear from Table 1, the cleaning system of Example 1 required only 10 seconds from breakage of the diamond electrode to detection, whereas Comparative Example 1 detected by the leak sensor required 5 minutes. From these results, in Example 1, the operation can be stopped in about ten seconds after the electrode is broken, but in Comparative Example 1, it is predicted that the electrolytic solution S containing the fine particles is supplied to the
[実施例2]
図3に示すバッチ式洗浄システムを用いて、電解液の原液として硫酸(H2SO4)を用いて表面にTiN膜を形成したシリコンウエハの洗浄を行った。なお、処理タンク21には、図示しない硫酸の補充用の硫酸供給装置及び超純水供給装置を設け、図示しない制御手段により硫酸の濃度及び量を調可能となっている。
[Example 2]
Using a batch type cleaning system shown in FIG. 3, a silicon wafer having a TiN film formed on its surface using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a stock solution of an electrolytic solution was cleaned. The
上述したような洗浄システム1を用い、シリコンウエハの洗浄を約12ケ月継続した後、第一の電解セル31Aのダイヤモンド電極を破損させ、第一の送液ライン33A及び第二の送液ライン33Bを流通する電解液Sの微粒子を微粒子計36A,36Bにより計測し、10μm〜1mmの微粒子を検知するまでの時間を測定した。結果を表2に示す。
After the cleaning of the silicon wafer is continued for about 12 months using the
[実施例3]
図4に示すバッチ式洗浄システムを用いて、電解液の原液として硫酸(H2SO4)を用いて表面にTiN膜を形成したシリコンウエハの洗浄を行った。なお、処理タンク21には、図示しない硫酸の補充用の硫酸供給装置及び超純水供給装置を設け、図示しない制御手段により硫酸の濃度及び量を調可能となっている。
[Example 3]
Using a batch-type cleaning system shown in FIG. 4, a silicon wafer having a TiN film formed on its surface using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a stock solution of an electrolytic solution was cleaned. The
上述したような洗浄システム1を用い、シリコンウエハの洗浄を約12ケ月継続した後後、第一の電解セル31Aのダイヤモンド電極を破損させ、第一の送液ライン33Aを流通する電解液Sの微粒子を微粒子計36により計測し、10μm〜1mmの微粒子を検知したら、図5に示すように微粒子計36に流れるラインを変え、割れたセルの特定を行い、特定されるまでの時間を測定した。結果を表2に示す。
After the cleaning of the silicon wafer is continued for about 12 months using the
[比較例1]
図8に示すように図4において微粒子計36を有しないバッチ式洗浄システムを用いて、電解液の原液として硫酸(H2SO4)を用いて表面にTiN膜を形成したシリコンウエハの洗浄を行った。なお、図8において図4と同一の構成には同一の符号を付している。
[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 8, a silicon wafer having a TiN film formed on the surface thereof using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as a stock solution of an electrolytic solution is cleaned using a batch-type cleaning system having no
上述したような洗浄システム1を用い、シリコンウエハの洗浄を約12ケ月継続した後後、第一の電解セル31Aのダイヤモンド電極を破損させ、第一の電解セル31A内に設けたリークセンサによりダイヤモンド電極の破損を検知した結果を表2にあわせて示す。
After the cleaning of the silicon wafer is continued for about 12 months using the
表2から明らかなとおり実施例2及び3の洗浄システムでは、ダイヤモンド電極の破損から検知まで8秒と短時間であったのに対し、リークセンサにより検知した比較例2では4分を要した。これらの結果から、実施例2、3では電極の破損後10秒未満で検知して運転を停止し、電解セルの交換が可能であるが、比較例2では、微粒子が含まれた電解液Sが処理タンク21に供給されスループットの低下を招くことが予測できる。
As is clear from Table 2, the cleaning systems of Examples 2 and 3 required only 8 seconds from the breakage of the diamond electrode to detection, whereas Comparative Example 2 detected by the leak sensor required 4 minutes. From these results, in Examples 2 and 3, the operation was stopped within 10 seconds after the electrode was broken and the operation was stopped, and the electrolytic cell could be replaced. In Comparative Example 2, the electrolytic solution S containing fine particles was used. Can be predicted to be supplied to the
1 洗浄システム
2 処理装置
21 処理タンク
21A 処理チャンバ
22 返送ライン
22A 第一の返送ライン
22B 第二の返送ライン
23 排出ライン
3 電解反応装置
31 電解セル
31A 第一の電解セル
31B 第二の電解セル
32 送液ポンプ
33 送液ライン
33A 第一の送液ライン
33B 第二の送液ライン
34 貯留タンク
35 供給バルブ
35A 第一の供給バルブ
35B 第二の供給バルブ
35C 第三の供給バルブ
35D 第四の供給バルブ
36 微粒子計(微粒子計測手段)
37 供給ライン
37A ノズル
38 供給ポンプ
S 電解液
T 被処理部材
T1 ウエハ(被処理部材)
DESCRIPTION OF
37
Claims (4)
該電解反応装置により電解した電解溶液により被処理材を処理する処理装置と、
前記電解反応装置から前記処理装置に電解溶液を送る送液ラインと、
前記処理装置に供給された電解溶液を前記電解反応装置に返送する返送ラインとを備え、
前記電解反応装置と前記処理装置との間の送液ラインに微粒子計測手段を設けた、洗浄システム。 An electrolytic reaction device having a plurality of electrolytic cells having at least one pair of electrodes having an anode and a cathode, and electrolyzing a solution by an electrolytic reaction,
A treatment device for treating the material to be treated with the electrolytic solution electrolyzed by the electrolytic reaction device,
A liquid sending line that sends an electrolytic solution from the electrolytic reaction device to the processing device,
A return line for returning the electrolytic solution supplied to the processing device to the electrolytic reaction device,
A cleaning system, wherein a particle measuring unit is provided in a liquid sending line between the electrolytic reaction device and the processing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018160869A JP2020035880A (en) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Cleaning system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115488090A (en) * | 2022-09-20 | 2022-12-20 | 大唐华银电力股份有限公司金竹山火力发电分公司 | Cleaning device and cleaning method for hydrogen production electrolytic cell |
-
2018
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CN115488090A (en) * | 2022-09-20 | 2022-12-20 | 大唐华银电力股份有限公司金竹山火力发电分公司 | Cleaning device and cleaning method for hydrogen production electrolytic cell |
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