JP6866751B2 - 洗浄システム - Google Patents
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Description
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1に示すように第一の電解セル31Aの第一の供給バルブ37Aは開成していて第一の排出バルブ38Aは閉鎖しており、供給ライン35すなわち循環ラインに流通可能となっている。また、第二の電解セル31Bの第二の供給バルブ37Bは開成していて第二の排出バルブ38Bは閉鎖しており、供給ライン35すなわち循環ラインに流通可能となっている。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、供給ライン35から貯留タンク39に一旦貯留した後、供給ポンプ40により回送ライン22に合流し、処理装置2の処理タンク21に送液されて、処理タンク21内に浸漬された複数枚の被処理部材Tを処理する。そして、処理に使用された電解液Sは、回送ポンプ23により回送ライン22を循環しながら、送液ポンプ34により送液ライン32を経由して送液ライン33A、33B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、ここで製造された電解液Sは供給ライン35を経由して貯留タンク39に貯留される。このように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。
第一の電解セル31Aでの電解液Sの効率的な処理が困難であると判断された時点で、制御手段により各バルブを切り替えて洗浄を行う。すなわち、図2に示すように第一の電解セル31Aの第一の供給バルブ37Aを閉鎖して第一の排出バルブ38Aは開成し、排出ライン36に連通させたら転極する。一方、第二の電解セル31Bは電解処理を継続する。これにより、第二の電解セル31Bで電解処理が行われ、ここで製造された電解液Sは供給ライン35から貯留タンク39に一旦貯留した後、供給ポンプ40により供給ライン35を経由して回送ライン22に供給され、処理装置2の処理タンク21に送液されて被処理部材Tを処理する。そして、処理に使用された電解液Sは、回送ポンプ23により回送ライン22を循環しながら、送液ポンプ34により送液ライン32を経由して送液ライン33Bから第二の電解セル31Bに戻り電解処理が継続される。このように第二の電解セル31Bのみで電解処理が行われ、製造された電解液Sは供給ライン35から貯留タンク39に戻る。このように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。一方、第一の電解セル31Aでは、転極により陰極に析出した金属を電極から剥離させて性能を回復し、剥離した金属を含む電解液Sは排出ライン36からドレンタンク41に排出する。
その後、再び図1に示す状態、すなわち第一の電解セル31Aの第一の供給バルブ37Aを開成して第一の排出バルブ38Aを閉鎖した状態に戻したら、第一の電解セル31Aを再度転極して、第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bの両方で電解処理して洗浄を行う。この間、電流計及び電圧計などの計測手段による第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bにかかる電流値と電圧値との測定は継続する。そして、被処理部材Tの洗浄により金属成分が電解液Sに流出することにより、第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bの陰極に金属成分が徐々に析出し、第一の電解セル31A及び第二の電解セル31Bの電気抵抗が増大するに伴い、印加される電圧及び電流が増大する。このとき第一の電解セル31Aは既に性能が回復しているので、第二の電解セル31Bの陰極の金属量が先に上昇し、所定の値を超えたらこれ以上第二の電解セル31Bでの電解液Sの効率的な処理が困難であると判断する。
第二の電解セル31Bでの電解液Sの効率的な処理が困難であると判断された時点で、制御手段により各バルブを切り替えて電解処理し洗浄を行う。すなわち図3に示すように第二の電解セル31Bの第二の供給バルブ37Bを閉鎖して第二の排出バルブ38Bは開成し、排出ライン36に連通させたら転極する。一方、第一の電解セル31Aは電解処理を継続する。これにより、第一の電解セル31Aで電解処理が行われ、ここで製造された電解液Sは供給ライン35から貯留タンク39に一旦貯留した後、供給ポンプ40により供給ライン35を経由して回送ライン22に供給され、処理装置2の処理タンク21に送液されて被処理部材Tを処理する。そして、処理に使用された電解液Sは、回送ポンプ23により回送ライン22を循環しながら、送液ポンプ34により送液ライン32を経由して送液ライン33Aから第一の電解セル31Aに戻り、第一の電解セル31Aのみで電解処理が継続される。ここで製造された電解液Sは供給ライン35から貯留タンク39に戻る。このように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。一方、第二の電解セル31Bでは、転極により陰極に析出した金属を電極から剥離させて性能を回復し、剥離した金属を含む電解液Sは排出ライン36からドレンタンク41に排出する。
図5〜図7に示す洗浄システムを用いて、表面にTiN膜を形成した半導体ウエハの洗浄を行った。この洗浄システムは、基本的には、図1に示す第一の実施形態の洗浄システム1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8に示すシステムを用いて、表面にTiN膜を形成した半導体ウエハの洗浄を行った。この洗浄システムは、実施例1において、1台の電解セル31に供給バルブ37を備えた供給ライン35を接続して処理を行うとともに該電解セル31には排出ライン36が接続されておらず、転極機能を備えないものである。
図9に示すシステムを用いて、表面にTiN膜を形成した半導体ウエハの洗浄を行った。この洗浄システムは、基本的には実施例1において、1台の電解セル31に供給バルブ37を備えた供給ライン35を接続して処理を行うとともに該電解セル31には排出バルブ38を備えた排出ライン36が接続されており、該電解セル31を転極可能としたものである。
2 処理装置
21 処理タンク
21A 処理チャンバ
21B 処理タンク
22 回送ライン
23 回送ポンプ
24 熱交換器
3 電解反応装置
31A 第一の電解セル
31B 第二の電解セル
32 送液ライン
32A 廃棄ライン
33A,33B 送液ライン
34 送液ポンプ
35 供給ライン
35A ノズル
36 排出ライン
37 供給バルブ
37A 第一の供給バルブ(切替機構)
37B 第二の供給バルブ(切替機構)
38 排出バルブ
38A 第一の排出バルブ(切替機構)
38B 第二の排出バルブ(切替機構)
39 貯留タンク
40 供給ポンプ
41 ドレンタンク
51 硫酸供給装置
52 超純水供給装置
S 電解液
S1 過硫酸(電解液)
T 被処理部材
T1 半導体ウエハ(被処理部材)
Claims (4)
- 電解反応により溶液を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、
前記電解反応装置と前記処理装置とを接続して前記電解溶液を循環する循環ラインと、
前記電解反応装置の排液を排出する排出ラインとを備え、
前記電解反応装置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、該電解セルは転極機構を備えるとともに、それぞれ排出側が前記循環ラインと前記排出ラインとに接続していて、前記転極機構による転極に対応して前記循環ラインと前記排出ラインとを前記電解セルごとに切り替え可能な切替機構を有し、
前記切替機構は電解セルの陰極側に析出した金属を転極機構により排出する際に前記循環ラインから前記排出ラインへ切り替える、洗浄システム。 - 前記電解セルの電極がダイヤモンド電極である、請求項1に記載の洗浄システム。
- 前記電解セルに印加されている電流値と電圧値とを測定する計測手段を備える、請求項1又は2に記載の洗浄システム。
- 前記計測手段により計測された電流値と電圧値とから前記電解セルの電極に堆積している金属量を定量するとともに、該金属量に基づいて、前記転極機構と前記切替機構とを制御する制御手段を備える、請求項3に記載の洗浄システム。
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