KR100224929B1 - 습식처리방법 및 처리장치 - Google Patents

습식처리방법 및 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100224929B1
KR100224929B1 KR1019960028014A KR19960028014A KR100224929B1 KR 100224929 B1 KR100224929 B1 KR 100224929B1 KR 1019960028014 A KR1019960028014 A KR 1019960028014A KR 19960028014 A KR19960028014 A KR 19960028014A KR 100224929 B1 KR100224929 B1 KR 100224929B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
electrolytic
cleaning
ultrasonic
wet
Prior art date
Application number
KR1019960028014A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970008390A (ko
Inventor
겐이찌 미쯔모리
다다히로 오오미
Original Assignee
아베 아키라
가부시키가이샤 프론테크
다다히로 오오미
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP17650295A external-priority patent/JP3507590B2/ja
Priority claimed from JP18538395A external-priority patent/JP3349299B2/ja
Application filed by 아베 아키라, 가부시키가이샤 프론테크, 다다히로 오오미 filed Critical 아베 아키라
Publication of KR970008390A publication Critical patent/KR970008390A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100224929B1 publication Critical patent/KR100224929B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/005—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam the liquid being ozonated

Abstract

본 발명의 목적은 피처리물을 세정할 때에, 필요최소한의 약품사용량으로 또 필요 최소한의 공정으로, 또한 종래보다 높은 세정도로 습식처리할 수 있는 습식처리방법 및 처리장치를 제공하는데 있는 것으로, 특히 Ce 제거능력이 우수하다.
피처리물을, 소정의 전기분해장치에 순수 또는 초순수를 도입하여 전해시켜 얻은 양극수 또는 음극수를 사용하여 습식처리하는 방법으로, 습식처리를, 상기 양극수또는 음극수에 소정의 전해질을 첨가한 후에 30㎑ 이상의 초음파를 조사하면서 행하는 것을 특징으로 한다.

Description

습식처리방법 및 처리장치
본 발명은 예를 들어 액정표시장치용 유리기판이나 반도체기판과 같은 극히 청 한 표면을 얻는 것이 요구되는 분야에 있어서, 종래보다 청정도가 높은 표면을 얻을 수 있는 습식처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.
종래, 반도체웨이퍼의 습식처리는 예를들어 이하의 기술을 사용하여 행해지고 있다. 즉, 황산 과산화수소수 혼합용액, 염산 과산화수소수 혼합용액, 암모니아 과산화수소수 혼합액, 플루오르산 용액, 플루오르화 암모늄 용액 등의 용액, 및 초순수를 조합하여 사용하여, 반도체표면의 원자레벨에서익 평탄성을 손상시키지 않고 반도체표면에 부착되어 있는 유기물, 미립자, 금속, 자연산화물을 제거하는 공정, 예를들어 하기 일례적으로 나타낸 공정에 의해 행해진다.
(1) 황산 과산화수소 세정
(황산 : 과산화수소수=4 : 1, 체적비)130℃ 10분
(2) 초순수 세정 10분
(3) 플루오르산 세정(플루오르산 0.5%) 1분
(4) 초순수 세정 10분
(5) 암모니아 과산화수소 세정
(암모니아수 : 과산화수소수 : 초순수=0.05 : 1 : 5, 체적비)80℃ 10분
(6) 초순수 세정 10분
(7) 플루오르산 세정(플루오르산 0.5%) 1분
(8) 초순수 세정 10분
(9) 염산 과산화수소 세정
(염산 : 과산화수소수 : 초순수=1 : 1 : 6, 체적비)80℃ 10분
(10) 초순수 세정 10분
(11) 플루오르산 세정(플루오르산 0.5%) 1분
(12) 초순수 세정 10분
(13) 스핀건조 또는 IPA(이소프로필알코올)증기건조
여기서, 상기에서 일례적으로 설명한 습식처리의 복수단계로 나뉘어져 있는 각 습식처리공정의 역할을 설명한다. (1)의 황산 과산화수소 세정은 주로 표면에 부착된 유기물을 제거하기 위한 공정이다. 또, 상기 (5)의 암모니아 과산화수소 세정은 주로 표면에 부착된 미립자를 제거하기 위한 공정, 상기 (9)의 염산 과산화수소 세정은 주로 표면에 부착된 금속불순물을 제거하기 위한 공정, 상기 (3), (7), (11)의 플루오르산 세정은 표면의 자인산화막을 제거하기 위한 공정이다.
또한, 극히 청정한 표면을 얻는 것이 요구되는 전자부품 등의 피처리물의 습식처리에 대하여, 액정표시장치 제조에 사용되는 유리기판의 습식처리를 예로 들어 이하에 설명한다.
종래, 액정표시장치 제조용 유리기판의 습식처리는 예를 들어 이하의 기술을 사용하여 행해지고 있다.
즉, 유기용매, 수용성 계면활성제 용액, 및 초순수를 조합하여 사용하여, 기판표면에 부착되어 있는 주로 유기물, 미립자를 제거하는 공정, 예를 들어 하기에 일례적으로 나타낸 공정에 의해 행해진다.
(1) 초순수 세정/침지 세정/5분
(2) 계면활성제 세정/초음파(40㎑)/침지 세정/5분
(3) 초순수 세정/초음파(40㎑)/침지 세정/5분
(4) 초순수 세정/초음파(950㎑)/침지 세정/5분
(5) 건조/이소프로필알코올 증기에 의한 건조
예를 들어 부착된 금속불순물 제거용으로 사용되는 염산 과산화수소 세정액은, 과학적으로 조성·비율을 최적화할 수 없기 때문에 전례에 의존하여 마진을 주어 필요이상으로 고농도의 염산과 과산화수소를 사용한 약품으로 세정하고 있는 실정이다.
이 결과, 사용약품 구입비용의 낭비뿐 아니라 불필요하게 고농도의 약품으로 세정한 후의 헹굼용수로서 초순수의 사용량도 불필요하게 많게 되고, 또 약품사용량의 증대는 헹굼용수량의 증대에 연결된다.
또한, 상기 종래 액정디바이스는 LSI에 비하여 소자의 집적도가 훨씬 작아, 디바이스 특성 열화방지를 위한 표면불순물의 제어나 표면평탄성에 대한 요구는 LSI프로세스에 비하여 훨썬 느슨하였다. 그 때문에 상기 종래기술에 의한 액정용 유리기판 표면세정의 경우, LSI프로세스 만큼 복잡하지는 않고, 사용약품의 종류 및 양도 대단히 적다. 그러나, 근년에는 보다 고성능의 액정표시장치를 개발하기 위하여, LSI프로세스와 동등 이상으로 표면불순물이나 표면평탄성을 제어할 필요성이 생기겨, 필연적으로 유리기판의 습식처리에 필요한 유기용매, 수용성 계면활성제 용액의 사용량도 증대되지 않을 수 없다. 또한, 이들 유기용매, 수용성 계면활성제 용액의 사용량 증대에 수반하여 헹굼용의 수량도 증대하게 된다.
또, 종래 액정표시장차용 유리기판의 습식처리로서는, 유기용매, 수용성 계면활성제 용액, 초순수 및 자외선으로 오존 등을 조합시켜 사용하고, 기판표면에 부착되어 있는 유기물, 미립자를 주로 제거하는 공정에 의해 행해진다.
예를들어, 침지처리식에서는 다음의 순서로 세정이 행해진다.
(1) 계면활성제/초음파 세정 1/5분
(2) 계면활성제/초음파 세정 2/5분
(3) 초순수/초음파 세정 1/5분
(4) 초순수/초음파 세정 2/5분
(5) 초순수/침지 세정/5분
(6) 건조/IPA(이소프로필알코올)증발 건조
또, 매엽식에서는 다음의 순서로 세정이 행해진다.
(1) 계면활성제/브러시 스크러브/0.5분
(2) 초순수 헹굼/0.5분
(3) 초순수 고압제트/0.5분
(4) 초순수/초음파 샤워 세정/0.5분
(5) 자외선 오존 세정/0.5분
(6) 건조/스핀건조/0.5분
그러나 이들의 처리방식은 유기물, 미립자, 나아가 그 크기, 및 금속제거의 각각에 따른 방식은 아니며, 보다 청정도를 높일 수 있는 세정기술이 요구되고 있다.
본 발명은 액정표시장치용 기체나 반도체장치와 같은 극히 청정한 표면을 얻는 것이 요구되는 전자부품 등의 피처리물을 세정할 때에, 약품이나 수용성 계면활성제 용액 등을 사용하지 않고 습식처리를 효과적으로 행하는 습식처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 피처리물의 오염물질인 유기물, 미립자 나아가 그 크기, 및 금속제거의 각각에 따른 보다 효과적인 습식처리방법 및 습식처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 개념도.
제2도는 다른 실시예에 관계되는 습식처리장치의 개념도.
제3도는 실시예 1에 관계되는 습식처리장치에 있어서의 전기분해장치의 개념도.
제4도는 실시예 5에 있어서 사용한 장치의 개념도.
제5도는 실시예 4에 관계되는 습식처리장치의 개념도.
제6도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 장치구성을 나타낸 개념도.
제7도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 제1조를 나타낸 개념도.
제8도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 제2조를 나타낸 개념도.
제9도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 제3조를 나타낸 개념도.
제10도는 실시예에 관계되는 습식처리장치의 제4조를 나타낸 개념도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 도입배관계 102 : 전기분해장치
103 : 양극실 104 : 양극전극
105 : 양극수 도출배관계 106 : 음극실
107 : 음극전극 108 : 음극수 도출배관계
109 : 초음파 조사장치(1) 110 : 피처리물(1)
111 : 초음파 조사장치(2) 112 : 피처리물(2)
113 : 직류전원 114 : 격막
115 : 처리수(1) 116 : 처리수(2)
117, 118 : 진동자 120, 121 : 습식처리부
130, 131 : 전해질 첨가수단 201 : 도입배관계
202 : 전기분해장치 203 : 양극실
204 : 양극전극 205 : 양극수 도출배관계
206 : 음극실 207 : 음극전극
208 : 음극수 도출배관계 209 : 초음파 조사장치(1)
210 : 피처리물(1) 211 : 초음파 조사장치(2)
212 : 피처리물(2) 213 : 직류전원
214 : 격막
215 : 피처리물 유지, 회전장치(1)
216 : 피처리물 유지, 회전장치(2) 217 : 처리수(1)
218 : 처리수(2) 301 : 전기분해장치
302 : 양극실 303 : 중간실
304 : 음극실 305 : 양극전극
306 : 음극전극 307 : 격막(이온교환막)
308 : 고체전해질(이온교환수지 ) 309 : 도입 배관계
310 : 양극실 도입배관 311 : 중간실 도입배관
312 : 음극실 도입배관 313 : 양극측 전해질 첨가장치
314 : 음극측 전해질 첨가장치 315 : 양극실 도출배관
316 : 중간실 도출배관 317 : 음극실 도출배관
318 : 양극수측 필터 319 : 음극수측 필터
410 : 탈기장치 411 : 배기펌프
412 : 가스투과막 413 : 프로브
414 : 음압계 601 : 제1조
602 : 상브러시 603 : 하브러시
604 : 상브러시 초음파 세정조 605 : 하브러시 초음파 세정조
606, 607 : 초음파 발진자 608 : 오존수 도출배관계
609 : 초순수 도출배관계 610 : 계면활성제 도출배관계
611 : 전해이온수·양극수 도출배관계
612 : 전해이온수·음극수 도출배관계
13, 614 : 브러시 세정조 초순수 도입배관계
615 : 피처리물(유리기판)
616∼625 : 처리수, 정전기제거용배관계
701 : 전해이온수 고압제트 도출배관계 702 : 초순수 도출배관계
703 : 전해이온수 도출배관계 704 : 제2조
706∼709 : 처리수, 정전기제거용 배관계 801 : 초음파 세정조
802 : 초음파조 803, 804 : 초음파 진동자
805 : 초음파 전달용 액체
806 : 처리수(전해이온수, 음극수, 양극수, 초순수)
807 : 전해이온수 도출배관계 808 : 초순수 도출배관계
809 : 제3조 810 : 배수배관계
811 : 피처리물 상하기구
813 : 초음파 전달용 액체 도출배관계
901 : 초순수 도출배관계 902 : 제4조
903 : 초음파진동자 904 : 초음파 인가처리수 도출부
905 : 울트라클린 N2906 : N2온도 콘트롤용 히터
907 : 피처리물 회전건조기구 홀더부 908 : 피처리물 회전건조기구 축부
910 : 초순수 도출배관계 911 : 전해이온수, 양극수
912∼916 : 처리수, 정전기 대전방지용 배관계
917 : 오존수 도출배관계 501 : 습식처리장치 본체
502 : 로더 503 : 제1조
504 : 제2조 505 : 제3조
506 : 제4조 507 : 언로더
508 : 전해이온수 제조장치 509 : 오존수 제조장치
510 : 전해이온 공급배관계
511, 513 : 습식처리장치로부터의 리턴용 배관계
512 : 오존수 공급배관계
본 발명의 습식처리방법은, 소정의 전기분해장치에 순수 또는 초순수를 도입하여 전해시켜 얻은 양극수 또는 음극수에 소정의 전해질을 첨가한 후 30㎑ 이상의 초음파를 조사하면서 피처리물을 습식처리하는 것이다.
이러한 발명에 의하면 약품 및 순수사용량, 및 세정공정으로부터의 배수부하가 비약적으로 감소된다. 또, 예를 들어 액정표시장치용 유리기판 등의 표면 습식처리 공정에 있어서, 종래기술보다 훨썬 처리효과를 높일 수 있고, 또 그 때문에 종래의 반도체 표면 습식처리공정과 같은 대량의 약품을 사용하지 않아도 되고, 오히려 순수용량을 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 전해질은 전기분해 후에 첨가되기 때문에 전해질에 의한 전극의 열화를 방지할 수 있다. 즉, 전기분해 전부터 전해질을 첨가한 경우에는, 전해질에 의해 전극의 열화가 생기고 열화에 수반하여 어떤 생성물이 생겨 이것이 전해양극수 혹은 음극수의 질의 저하를 초래하는 것으로 생각되었는데 본 발명에서는 전해질의 첨가가 전기분해 후이기 때문에 그와 같은 것을 방지할 수 있다. 전기분해장치에 의해 얻어진 후의 양극수, 음극수에 전해질을 첨가하고 있어, 전기분해장치 도입전에 전해질을 첨가한 경우, 전해질에 의해 생기는 양극전극의 열화가 없고, 또 세정효과도 뛰어나다. 전기분해장치에 도입되는 액이 적어도 이온교환장치, 막처리장치, 증류장치 중 어느 하나를 구비한 순수제조장치 혹은 초순수제조장치에서 얻어진 순수 혹은 초순수 또는 상기 순수 혹은 초순수에 소정의 전해질을 첨가함으로써 극히 불순물이 적은 양극수 또는 음극수가 얻어지고, 이것에 초음파를 조사하여 피처리물을 처리함으로써 극히 높은 청정상태의 피처리물로 할 수 있다.
또, 예를 들어 액정표시장치에 있어서의 반도체 박막표면의 미립자를 제거할 목적으로 암모니아 과산화수소수 대신에 전해 음극수에 초음파를 조사하면서 습식처리를 행하면, 배수처리장치로의 질소부하를 대폭으로 경감시킬 수 있고, 배수처리장치의 소형화, 배수처리비용의 삭감이 가능해진다. 또, 금속불순물 제거의 목적으로 염소과산화수소수 대신에 전해양극수에 초음파를 조사하면서 습식처리를 행하면 배수처리장치로의 염화물 이온부하를 대폭으로 경감할 수 있고, 마찬가지로 배수처리장치의 소형화, 배수처리비용의 삭감이 가능해진다.
또한, 액정표시장치용 유리기판 표면의 미립자를 제거할 목적으로, 계면활성제 브러시 세정과 초순수 초음파 세정 대신에 전해 음극수에 초음파를 조사하면서 습식처리를 행하면, 폐수처리장치로의 부하를 크게 하지 않고 미립자 제거효과를 높일 수 있다. 또, 종래의 액정표시장치용 유리기판 표면 습식처리공정에서는, 금속 불순물 제거 목적의 공정이 특별히 없었지만, 전해양극수에 초음파를 조사하면서 습식처리를 행하면, 폐수처리장치로의 부하를 크게 하지 않고 금속제거 효과를 높일 수 있다.
본 발명에 있어서 세정 대상이 되는 피처리물로서는, 전자부품 제조분야 등에 사용되는 여러 가지 재료, 부품 등을 들 수 있는데 구체적으로 예를 들면, 반도체웨이퍼(실리콘웨이퍼, 화합물 반도체웨이퍼), 반도체박막이 형성된 기체, 박막자성체 기체, 초전도체 기체, 액정표시장치용 기체(예를 들어 유리기판, 도전성박막, 절연성박막, 반도체박막 등을 형성한 기판) 등의 기판재료, 메모리소자, CPU, 센서소자등의 전자부품 등의 완성품 및 그 반제품, 혹은 각종 성막장치용 금속챔버, 밸브, 배관, 석영반응관, 세정조, 성막장치, 기판캐리어 등의 제조장치용 부품 등이 예시된다.
세정방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 기지의 배치세정법, 플로우세정법, 샤워상으로 하는 방법, 매엽세정법 등 어떠한 방법이나 채용할 수 있다. 특히, 메가헬쯔대의 초음파를 전해이온수와 조합시킴으로써 서브미크론 직경의 입자제거 효과가 대단히 높아진다.
또 본 발명은 양극수 또는 음극수를 소정의 노즐로부터 피처리물을 향하여 연속적으로 분사 혹은 적하시켜 행한다. 이 방법에서는 피처리물을 항상 신선한 세정액을 사용하여 세정하므로 재오염이 극히 적고 피처리물을 높은 세정상태로 할 수 있다.
또한, 30㎑ 미만에서는 세정처리 효과가 대단히 열화되기 때문에 초음파의 주파수는 30㎑ 이상이 필요하다.
또, 1㎛ 이하의 소입경 입자를 제거하기 위해서는 1㎒∼3㎒가 바람직하다.
또한, 1㎛ 이상의 비교적 대입경 입자를 제거하기 위해서는 30㎑∼1㎒가 바람직하다.
또, 고체표면에 부착되는 금속은 미소한 미립자로서 부착되는 경우가 많기 때문에, 금속 미립자를 제거하기 위해서는 1㎒∼3㎒가 바람직하다.
또한, 고체표면에 부착되는 레지스트 혹은 흡착유기물 등의 유기물을 제거하기 위해서는 30㎑∼1㎒가 바람직하다.
또, 세정과정에서 주파수를 변화시키면서, 예를 들어 30㎑에서 3㎒으로 서서히 주파수를 올리면서, 혹은 3㎒에서 30㎑으로 서서히 주파수를 내리면서 세정을 행하는것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 대면적 기판에 있어서도 전면에 걸쳐 세정이 가능하고, 따라서 액정표시기판에 적용한 경우에 특히 효과적이다. 또, 본 발명은 기판의 도전성에 의존하지 않고 적용할 수 있어 정전기의 대전도 일어나지 않는다. 따라서, 절연막, 도전막이 혼재하는 액정표시장치용 기체에 적합하게 적용할 수 있다. 또, 본 발명은 Ce를 제거하는 능력이 뛰어나기 때문에 특히 Ce 화합물을 에칭액으로 사용한 Cr막 에칭후의 세정에 대단히 적합하게 사용된다.
또한 한 번에 다수의 피처리물을 침지함으로써 단위시간당 처리수를 향상시킬 수 있다. 또, 젖음성이 나쁜 피처리물의 오염을 제거하는 효과를 높일 수 있다.
또 피처리물은 피처리면을 수직으로 하고, 하방에서 초음파를 조사하는 것이 세정 효과를 보다 높일 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 발명의 습식처리장치는 또한 양극전극을 설치한 양극실 및 상기 양극실과 격막을 거쳐 형성된 음극전극을 설치한 음극실을 가지는 물의 전기분해장치와 상기 전기분해장치에서 얻어진 양극수 및／ 또는 음극수에 전해질을 첨가하기 위한 장치와, 상기 전해질이 첨가된 양극수 및／ 또는 음극수에 30㎑ 이상의 초음파를 조사하는초음파 조사장치와, 상기 초음파가 조사된 양극수 및／ 또는 음극수에 의해 피처리물을 세정처리하는 장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 습식처리방법을 확실하게 실시할 수 있다.
이와 같은 장치구성으로 함으로써 불필요한 불순물이 극히 적은 이온종류, 이온농도, 산화환원 전위 및 PH(수소이온 농도)의 안정제어가 가능한 양극수와 전해질의 혼합용액 및 음극수와 전해질의 혼합용액을 만들어 낼 수 있고, 또 그 양극수 및 음극수에 초음파를 조사하여 처리할 수 있는 구성으로 되어 있기 때문에 높은 입자의 제거성 혹은 높은 금속 제거성을 나타낸다.
특히, 양극실과 음극실 사이에 한쌍의 격막이에 의해 구분된 중간실의 3실로 구성된 물의 전기분해장치를 사용한 경우에는 그 효과가 현저히 향상된다.
즉 극히 불순물이 적은 양극수 또는 음극수가 얻어지고, 이것에 초음파를 조사하여 피처리물을 처리함으로써 극히 고청정상태의 피처리물로 할 수 있다.
양극실 및/또는 음극실과 중간실을 구분하는 격막을 도전성 막인 이온교환막으로 하면, 양극전극과 음극전극 사이의 전기저항을 작게 할 수 있고, 저전압에 의해 전해 이온수를 얻을 수 있다.
중간실에 도전성인 고체전해질을 충전함으로써 양극전극과 음극전극간의 전기저항을 작게 할 수 있고, 저전압에서 전해 이온수를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 습식처리장치는, 초음파조사강도를 측정하는 계측부를 포함하고, 전기분해장치로 흐르는 직류전류의 강도 및 초음파 조사강도를 조정함으로써 상기처리액중의 이온종, 이온농도 및 산화환원 전위를 제어하기 위한 제어시스템을 가지는 구성으로 하여도 된다.
초음파 조사강도, 이온종, 이온농도 및 산화환원 전위를 제어함으로써 항상 안정된 세정을 실현할 수 있고, 그 결과 안정되게 피처리물을 고청정도로 할 수 있다.
또 본 발명의 습식처리장치는, 상기 초음파 조사장치의 상류부에 상기 양극수 및/ 또는 음극수중의 용존가스를 10ppm 이하로 하기 위한 탈기장치를 구비한 구성으로 하여도 된다.
용존가스를 충분히 탈기함으로써, 조사한 초음파를 효과적으로 피처리물에 전달할 수 있고, 보다 낮은 에너지로 유기물, 오염물을 제거할 수 있다. 탈기가 이루어지지 않으면 용존가스가 초음파에 의해 기화되어 기포를 발생한다. 기포가 발생하면 이 기포가 쿠션 작용을 하여 조사한 초음파가 피처리물체에 효과적으로 작용하지 않게 된다. 10ppm까지 탈기함으로써 이와 같은 문제를 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 습식처리방법은, 피처리물을 오존수에 의해 세정하고, 상기 오존수에 의해 세졍된 피처리물을 전해이온수에 의해 브러시 세정하고, 상기 브러시 세정된 피처리물을 전해이온수에 의해 고압제트 세정하고, 상기 고압제트 세정된 피처리물에 전해이온수에 30㎑ 이상의 초음파를 조사하여 이루어지는 초음파 세정을 실시하고, 상기 초음파 세정이 실시된 퍼처리물을 전해이온수에 의해 세정하고, 이어서 상기 전해이온수에 의해 세정된 피처리물을 전해이온수에 의한 마무리 세정 처리를 한 후에 건조시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법에 의해 피처리물의 오염물질인 유기물, 입경이 1㎛ 이하에서 10㎛ 이상까지의 광범위한 크기의 미립자, 금속입자 나아가 산화막의 제거를 행할 수 있다.
본 발명의 습식처리장치는 또한, 피처리물을 오존수에 의해 세정하고, 이어서 상기 피처리물을 브러시 세정하는 제1조(槽)와, 상기 제1조에서 세정처리된 피처리물을 전해이온수의 고압분사에 의해 세정하는 제2조와, 상기 제2조에서 세정처리된 피처리물을 30㎑ 이상의 초음파를 인가한 전해이온수에 의해 세정하는 제3조와, 상기 제3조에서 세정처리된 피처리물을 전해이온수에 의한 마무리세정으로 실시한 후에 건조시키는 제4조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해 상기 본 발명의 습식처리방법을 연속적으로 또 효과적으로 실시할 수 있다.
제1조는 주로 오존수에 의한 세정, 전해이온수(음극수, 양극수)에 의한 브러시 세정을 행하기 위한 조이다. 이들 세정을 행함으로써 유기물, 10㎛ 이상 크기의 미립자, 금속 제거가 가능해진다.
또 브러시는 피세정물 표면을 손상시키지 않고 또 오염원으로 되지 않는 것이면 되는데, 예를 들어 나일론제의 것을 사용할 수 있다.
상기 제1조는 피처리물에 오존수를 공급하는 오존수용 노즐과, 상기 피처리물에 초순수를 공급하는 초순수용 노즐과, 상기 피처리물에 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급용 노즐과, 상기 피처리물을 브러시 세정하는 브러시를 가지는 구성으로 하여도 된다.
이것에 의해 피처리물에 부착된 유기물, 입경이 10㎛ 이상 크기의 미립자 및 금속입자 나아가 산화막의 제거가 가능해진다.
또 상기 브러시를 순수 또는 전해이온수에 30㎑ 이상의 초음파를 조사하여 세정하는 수단을 마련한 구성으로 하여도 된다.
이것에 의해 브러시를 효과적으로 세정할 수 있게 되고, 상기 브러시로부터의 피처리물에 대한 오염을 방지할 수 있다.
제2조는 주로 전해이온수를 고압분사하기 위한 조이고, 이것에 의해 10㎛ 이하 1㎛ 이상의 입자 제거가 가능해진다.
또 분사압력으로서는 5kgw/㎠∼50kgw/㎠가 세정효과를 더 한층 높일 수 있어 바람직하다.
본 예에서는 또한 피처리물에 초순수를 공급하기 위한 노즐과, 다른 전해이온수를 피처리물에 고압분사하기 위한 전해이온수 공급노즐을 설치하고 있다. 이들 노즐로부터 도입되는 초순수 혹은 전해이온수는 린스를 위해 사용할 수 있다.
또, 노즐은 크롬산화물을 주성분으로 하는 부동태막이 표면에 형성된 스테인레스강으로 구성하는 것이 노즐로부터의 입자 발생을 방지할 수 있고, 내식성면에서 바람직하다.
한편, 초순수 공급노즐, 전해 이온수 공급노즐에는 백금을 사용하는 것이, 순수의 대전방지면에서 바람직하다.
제3조는 주로 전해이온수를 사용하여 초음파 세정을 행하기 위한 조이다. 전해이온수를 사용하여 초음파 세정을 행함으로써 서브미크론의 입자 제거가 행해진다.
또한, 상기 제3조는 상기 조에 전해이온수를 도입하는 수단과, 상기 도입된 전해이온수에 30㎑ 이상의 초음파를 조사하는 수단을 가지는 구성으로 하여도 된다.
또 상기 제1 내지 제3조 중 적어도 하나의 조에 각 조 내에서의 세정처리 후에 순수 또는 전해이온수에 의한 재세정을 행할 수 있는 구성으로 하여도 된다.
이것에 의해 각 조의 세정처리를 보다 확실하게 할 수 있다.
피처리물의 초음파 세정을 용이하고 또 확실하게 행하기 위하여, 제3조내에 전해이온수를 저장하기 위한 도입수단을 설치하고, 조내에 저장된 전해이온수에 초음파조사수단에 의해 초음파를 조사하여 초음파 세정하는 것이 바람직하다.
제4조는 주로 전해이온수에 의한 마무리 세정(주로 금속의 제거, 입자의 제거) 및 건조를 행하기 위한 조이다.
전해이온수에 의한 세정에 의해 금속, 유기물, 산화막의 제거가 행해진다.
또, 건조는 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하기 위해 불활성가스를 피처리물의 표면에 분사하면서 행하는 것이 바람직하다.
상기 제4조는 마무리 세정용의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급노즐과, 마무리 세정된 피처리물을 건조하는 수단을 가지는 구성으로 하여도 된다.
건조수단은 불활성가스를 도입하기 위한 가스도입구를 마련한 것이 바람직하다. 이 가스는 수분 등의 불순물 농도가 수 ppb 이하인 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 경제적 관점에서는 질소가스가 바람직하다.
또 건조속도를 높이기 위하여 가스를 히터로 가열하는 것이 바람직하다.
또한 전해이온수에 의한 세정공정과 건조공정과의 사이에 초순수에 의한 린스를 초음파 조사하면서 행하는 것이 청정도를 높이는 관점에서 바람직하다.
또 상기 제1 내지 제4조 중 적어도 하나의 조 내에 있어서, 피처리물은 회동가능하게 유지되어 있어도 된다.
각 조에 있어서 피처리물을 스핀회전시키면서 세정을 행하면, 세정액이 면을 균일하게 덮는 동시에, 피세정면에는 끊임없이 새로운 세정액이 공급되고, 또 오염물질은 원심력에 의해 면상으로부터 제거되기 때문에, 대단히 청정한 세정을 행할 수 있다. 따라서, 각 조에 있어서 피처리물을 회동가능한 구성으로 하는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하에 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다. 그러나, 본 발명 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 실시예에 관계되는 전자부품 등의 습식처리장치를 제1도에 나타냈다.
이 장치는 물을 전기분해하는 전기분해장치(102)와, 전기분해장치(102)에 물을 도입하는 도입배관계(101)와, 전기분해장치(102)내에 격막(114)을 거쳐 형성된 양극실(103)과 음극실(106)에 설치된 양극전극(104) 및 음극전극(107)의 전극쌍과, 전극쌍(104, 107)에 직류전류를 급전하는 직류전원(113)과, 전기분해장치(102)에서 얻어진 양극수와 음극수를 각각 별도로 도출할 수 있는 도출배관계(105, 108)와, 전기분해장치(102)에서 얻어진 양극수와 음극수에 전해질을 첨가하기 위한 수단(130, 131)과, 도출배관계(105, 108)의 하류에 접속되며, 양극수(115)와 음극수(116)에 각각 별도로 30㎑ 이상의 초음파를 연속적으로 조사할 수 있는 초음파 조사수단(109, 111)과, 상기 양극수와 음극수에 초음파를 조사하여 얻은 처리액으로 피처리물을 습식처리하기 위한 습식처리부와, 초음파 조사강도를 측정하는 계측부를 포함하고, 직류전류강도 및 초음파 조사강도를 조정함으로써 상기 처리액중의 이온종, 이온농도 및 산화환원 전위를 제어하기 위한 제어시스템을 구비하고 있다. 또한, 110, 112는 피처리물이다. 본 실시예에 나타낸 습식처리장치는 피처리물을 액에 침지함으로써 습식처리를 행하는 타입이다.
제1도에 나타낸 습식처리장치를 사용하여 액정표시장치용 유리기판의 습식처리를 행하였다. 이하에 비교예와 함께 상세하게 서술한다.
액정표시장치용 유리기판 표면에 아몰퍼스 실리콘 i층을 성막하고, 표 2에 나타낸 오염방법에 의해 이 아몰퍼스 실리콘 i층상에 구리 오염을 부여하였다.
이 기판을 표 3에 나타낸 각 습식처리방법에 의해 습식처리를 행하였다. ①초순수, ②염산 과산화수소 용액, ③황산 과산화수소 용액, ④플루오르산 과산화수소 용액, ⑤전해양극수(pH2), ⑥초순수 초음파처리수, ⑦전해질 전첨가의 전해양극수 초음파처리수, ⑧전해질 후첨가의 전해양극수, ⑨전해질 후첨가의 전해양극수 초음파처리수로 각각 처리하았다.
표 3에서 ①∼⑧이 비교예, ⑨가 실시예이다.
표 3의 ⑤, ⑦에 나타낸 습식처리방법에 사용한 전해양극수(pH2)는 제3도에 나타낸 습식처리장치를 이용하여 제조하였다.
제3도에는 습식처리장치 중의 전기분해장치 부분을 주로 나타내고 있다. 전기분해장치(301)는 양극전극(305)을 배치한 양극실(302)과, 음극전극(306)을 배치한 음극실(304)과, 이들 양극실(302)과 음극실(304)과의 사이에 한쌍의 격막(307)에 의해 구획된 중간실(303)의 3실로 구성되어 있다. 이 전기분해장치(301)의 각 3실(302, 303, 304)에 각각 원수를 도입하는 도입배관계(309)(310, 311, 312)와, 이들 3실(302, 303, 304)로부터 각각 처리액을 도출하는 도출배관계(315, 316, 317)를 가지고 있다.
또, 본 실시예에서는 양극실(302) 및／또는 음극실(304)과 중간실(303)을 구획하는 격막(307)이 이온교환막이고, 중간실(303)에 고체전해질이 충전되어 있다.
즉, 먼저 초순수를 도입배관(309, 310, 311, 312)을 거쳐 양극실(302), 고체전해질(이온교환수지)이 충전되어 있는 중간실(303), 음극실(304)로 도입하여 유통시켰다. 그 때, 전해질 첨가장치(313, 314)로부터 도입배관(310, 312)으로, 도입배관 내에서 각각 HCl, NH4OH를 연속 주입하고, 양극실에서 pH2, 음극실내에서 pH8로 되도록 조정하고, 전극(305, 306)에 직류전류를 통전하고 연속하여 전기분해반응을 일으켜 연속적으로 전해양극수(pH2), 전해음극수(pH8)를 얻었다. 그리고, ⑧, ⑨에 대해서는 130, 131에서 전해질을 첨가하였다.
습식처리결과도 아울러 표 3에 나타냈다.
* 1 염산을 첨가한 후 전기분해하여 얻은 전해양극수
* 2 초순수를 전기분해하여 얻은 전해양극수에 염산을 첨가한 것
표 3에 나타낸 습식처리의 결과로부터 전해양극수 초음파 처리수가 구리의 제거효과가 높고, 또 처리액의 폐수처리도 용이하다는 것을 알 수 있었으나, 염산을 첨가한 후 전기분해하여 얻은 전해양극수를 사용한 경우 (⑦)도 초순수를 전기분해하여 얻은 전해양극수에 염산을 첨가한 것을 사용한 경우(⑨)도 대략 같은 세정효과가 얻어지고 있음을 알 수 있었다.
또, 실제의 액정표시장치 제조과정에서는, 염산 과산화수소 용액, 황산 과산화수소 용액, 플루오르산 과산화수소 용액은 표 3의 비고란에 나타낸 바와 같은 문제가 생기기 때문에 사용할 수 없다.
따라서, 전해양극수 초음파 처리수(⑦, ⑨(실시예))만이, 실제과정에서 구리의 제거효과가 높은 처리방법으로서 사용할 수 있는 것이다.
[실시예 2]
액정표시장치용 유리기판 표면에 아몰퍼스 실리콘 i층을 성막하고, 아몰퍼스 실리콘 i층상에 실리카(SiO2)입자 오염을 부여한 기판을, 초순수, 암모니아 과산화수소 용액, 전해음극수(pH8), 초순수 초음파 처리수, 전해음극수 초음파 처리수로 매엽 처리한 결과, 전해음극수 초음파 처리수가 입자의 제거효과가 전해음극수 단독이나, 초순수 초음파 처리수 및 이들 두가지 처리를 연속 처리함으로써 예상되는 효과에 비해서도 극히 높고 또 처리액의 폐수처리도 용이하다는 것을 알 수 있었다.
또한, 표 5에 나타낸 ③, ⑤, ⑥ 습식처리방법에 사용한 전해음극수(pH8)는 제3도에 나타낸 전기분해장치를 사용하여 하기의 방법에 의해 제조하였다.
즉, 먼저 초순수를 도입배관(309, 310, 311, 312)을 거쳐 양극실(302), 중간실(303), 음극실(304)로 도입하고 유통시켰다. 그 때, 전해질 첨가장치(313, 314)로 부터 도입배관(310, 312)으로, 도입배관내에서 각각 HCl, NH4OH를 연속 주입하고, 양극실내에서 pH2, 음극실내에서 pH8로 되도록 조졍하고, 전극(305, 306)에 직류전류를 통전시켜 연속하여 전기분해반응을 일으키고, 연속적으로 전해양극수(pH2),전해음극수(pH8)를 얻었다.
또한, 제1도 및 제5도에 나타낸 습식처리장치를 사용하여 상기와 같은 방법(단, 전해질 첨가는 전해질 첨가장치(130, 131)로부터 도입관(315, 317)에 주입한다)으로 얻은 전해양극수(pH2), 전해음극수(pH8) 및 전해음극수(pH6.8)에 초음파를 조사 혹은 초음파 없는 과정을 거쳐 피처리물 표면을 처리하였다.
표 5에 있어서 ⑨가 실시예이고, 다른 것(①∼⑧)은 비교예이다. 비교예 중, ①∼③은 초음파 조사를 행하지 않은 비교예이고, ④, ⑥, ⑧은 초음파 조사는 행하나 약품 등은 상이한 비교예이다. 또, ⑤는 전해질을 전기분해전에 첨가한 비교예이다.
표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 초음파를 조사한 경우는 조사하지 않은 경우보다 제거효율은 양호하지만, 잔존입자의 절대수로 보면 300개/100㎠의 레벨보다 잔존수를 감소시킬 수는 없다(④, ⑥, ⑧ 참조). 그러나 전해수를 사용한 경우에 한하여 100개/100㎠의 레벨보다 잔존수를 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 암모니아를 첨가하고 pH8로 한 경우(⑤)에는 달성되는 청정도가 현저히 향상됨을 알 수 있다. 그리고 전해질을 전기분해한 후에 첨가한 경우에도, 전에 첨가한 경우(⑤)와 마찬가지의 세정효과가 달성됨을 알 수 있었다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 오염방법을 변화시켰다. 즉 실시예 1에서는 구리를 오염원으로 하였으나, 본 실시예에서는 Ce를 오염원으로 하였다. 또한, Ce는 산화전위가 커서 구리와 비교하면 제거하기 어려운 금속이다.
이 기판을 실시예 1과 마찬가지로 표 7에 나타낸 각 습식처리방법에 의해 습식처리를 행하였다.
습식처리결과도 아울러 표 7에 나타냈다.
* 1 염산을 첨가한 후 전기분해하여 얻은 양극수
* 2 초순수를 전기분해하여 얻은 양극수에 전해질을 첨가한 것
* 3 염산을 첨가한 후 전기분해하여 얻은 양극수에 다시 플루오르산을 첨가한 것
표 7에 나타낸 습식처리의 결과로부터, 전해질을 첨가한 것이 첨가하지 않은 것보다 뛰어난 세정효과를 나타냄을 알 수 있다. 또, 전해질은 전기분해후에 첨가하는 것이 효과적임을 알 수 있다.
또한, 염산을 단독으로 첨가하는 경우보다 염산과 함께 플루오르산을 첨가하는 쪽이 보다 세정효과가 높아짐을 알 수 있다.
[실시예 4]
액정표시장차용 유리기판 표면에 알루미나(Al2O3)입자 오염을 부여한 기판을 초순수, 암모니아 과산화수소 용액, 전해음극수(pH8), 초순수 초음파 처리수, 전해양극수 초음파 처리수로 매엽처리한 결과, 전해음극수 초음파 처리수가, 입자의 제거효과가 전해음극수 단독이나, 초순수 초음파 처리수 및 이들 2가지의 처리를 연속으로 처리함으로써 예상되는 효과보다 대단히 높고 또 처리액의 폐수처리가 용이함을 알 수 있었다.
또, 표 7에 나타낸 습식처리방법 ③, ⑤, ⑥에 사용한 전해음극수(pH8)는 제3도에 나타낸 전기분해장치를 사용하여, 하기의 방법에 의해 제조하였다.
즉, 먼저 초순수를 도입배관(309, 310, 311, 312)을 거쳐 양극실(302), 중간실(303), 음극실(304)에 도입하고, 유통시켰다. 그 때, 전해질 첨가장치(313, 314)로부터 도입배관(310, 312)으로, 도입배관내에서 각각 HCl, NH4OH를 연속으로 주입하고, 양극실내에서 pH2, 음극실내에서 pH8이 되도록 조정하고, 전극(305, 306)에 직류전류를 통전기하고 연속하여 전기분해반응을 일으켜, 연속적으로 전해양극수(pH2), 전해음극수(pH8)를 얻었다.
또한, 제1도 및 제5도에 나타낸 습식처리장치를 사용하여 상기와 같은 방법(단, 전해 질첨가는 전해질 첨가장치(130, 131)로부터 도입배관(315, 317)으로 주입한다)에 의해 얻은 전해양극수(pH2), 전해음극액(pH8)에 초음파를 조사, 혹은 초음파 조사가 없는 공정을 거쳐 피처리물의 표면을 처리하였다.
표 9에 있어서 ⑦가 실시예이고, 다른 것은 비교예이다. 비교예 중, ①∼③은 초음파 조사를 행하지 않은 비교예이고, ④, ⑥, ⑧은 초음파 조사는 행하나 약품 등이 상이한 비교예이다. 또, ⑤는 전해질을 전기분해 전에 첨가한 비교예이다.
표 9로부터 알 수 있는 바와 같이 초음파를 조사한 경우는 조사하지 않은 경우보다 제거효율은 양호하지만, 잔존입자의 절대수로 보면 800∼1000개/100㎠의 레벨보다 잔존수를 감소시킬 수는 없다(④, ⑥, ⑧ 참조). 그러나 전해수를 사용한 경우에 한하여 500개/100㎠ 레벨보다 잔존수를 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 암모니아를 첨가하고 pH8로 한 경우(⑤)에는 달성되는 청정도가 현저히 향상됨을 알 수 있다. 그리고 전해질을 첨가한 경우는 첨가하지 않은 경우보다 뛰어난 세정효과를 나타낸다.
[실시예 5]
본 실시예에서는 초음파의 주파수 영향을 조사하였다.
즉, 오염방법, 습식처리방법은 실시예 2와 마찬가지로 하고, 단 여러 가지 주파수에 대하여 조사하였다.
결과를 표 10에 나타냈다.
단위 : 개수/100㎠
표 10에 나타낸 바와 같이 30㎑ 미만에서는, 5㎛ 이하의 것도 5㎛ 이상의 것도 제거는 충분하지 않다. 따라서, 30㎑ 이상의 초음파의 조사가 필요함을 알 수 있다. 특히, 1㎒ 이상에서는 5㎛ 이하의 입자는 격감되고 있음을 알 수 있다.
또한, 3㎒→32㎑(고주파수에서 저주파수로), 32㎑→3㎒(저주파수에서 고주파수로)로 주파수를 변화시키면서 세정을 행하면 큰 입자, 작은 입자의 쌍방을 확실하게 제거할 수 있다. 후자가 보다 바람직하다.
[실시예 6]
본 실시예에서는 제4도에 나타낸 장치를 사용하여 양극수, 음극수 중의 용존가스의 제거를 행함과 동시에, 용존가스의 양이 습식처리 효과에 미치는 영향을 조사하였다.
제4도에 나타낸 장치는 제1도에 나타낸 장치에 있어서 양극수 도출배관계(105)와 습식처리부(120)와의 사이에, 탈기장치(410)를 개재시킴으로써 처리수(1)(115)중의 용존산소량을 변화시 켰다. 탈기장치(410)에는 배기펌프(411)가 접속되어 있고, 탈기장치(410)의 내부에는 가스투과막(412)이 형성되어 있어, 이것에 의해 탈기가 행해진다.
처리수(1), (115)중의 용존산소량은 음압에 의해 측정하였다. 이것에 의해 습식처리부(120)의 처리수(1), (115)에 프로브(413)(혼다덴시제 HUS-5-PS)를 침지하고, 프로브(413)에 음압계(414)(혼다덴시제 HUS-5)를 접속하였다.
결과를 표 11에 나타냈다.
* a-Si상의 SiO2입자(0.5㎛ 이상의 것)
* 단위 : 개수/100㎠
표 11에 나타낸 바와 같이 10ppm 이하가 되면 급격히 잔존입자수가 감소하고, 청정도 향상이 현저해진다.
[실시예 7]
제6도 내지 제10도에 나타낸 습식처리장치를 사용하여 액정표시기판의 세정을 행하였다.
제6도에 나타낸 바와 같이 본 실시예의 습식처리장치는 제1조(503), 제2조(504), 제 3조(505), 제4조(506)를 가지고 있고, 제7도에 나타낸 바와 같이 오존수를 공급하기 위한 오존수용 노즐(616, 621)은 오존수 도출배관(608)을 거쳐 오존수 도출배관(608)이 오존수 제조장치(509)에 접속되어 있다.
또, 초순수를 공급하기 위한 초순수용 노즐(617, 620)은 초순수 도출배관(609)을 거쳐 초순수 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
또한, 전해이온수를 공급하기 위한 전해이온수 공급용 노줄(622 ∼ 625)은 전해이온수 도출배관을 거쳐 전해이온수 제조장치(508)에 접속되어 있다.
또, 본 실시예에서는 상하에 한쌍의 브러시가 설치되어 있다. 이 브러시(602, 603)는 피처리물(615)의 표면 및 이면을 브러싱한다.
그리고, 상기 노즐의 일단은 피처리물(615)의 면에 각 순수 혹은 오존수가 공급될 수 있는 위치에 배치되어 있다.
또, 본 실시예에서는 계면활성제를 공급하기 위한 노즐(618, 619)을 단독으로 설치하고 있다. 이 계면활성제를 공급하기 위한 노즐(618, 619)을 설치하지 않고 오존수 혹은 초순수에 첨가함으로써 계면활성제를 공급하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 상측의 브러시(602)를 세정하기 위한 상브러시 초음파 세정조(604)와 하측의 브러시(603)를 세정하기 위한 하브러시 초음파 세정조(605)를 설치하고 있다. 상브러시 초음파 세정조(604)와 하브러시 초음파 세정조(605)에는 각각 초음파 발진자(606, 607)가 설치되어 있다. 또, 이 초음파 발진자는 750㎑∼4㎒의 발진이 가능하다. 브러시(602, 603)의 세정이 필요할 때는 상브러시 초음파 세정조(604), 하브러시 초음파 세정조(605)내 적절한 처리수(예를 들어, 오존수, 전해이온수, 초순수)를 배관(613, 614)을 거쳐 공급하고, 브러시(602, 603)를 상브러시 초음파 세정조(604), 하브러시 초음파 세정조(605) 내로 이동시켜(이동시키기 위한 수단은 특별히 도시하지 않으나 적절한 수단에 의하면 된다), 초음파를 부여하면서 세정을 행하면 된다.
또한, 제1조(601)의 내면은 철산화물이 없는 크롬산화물로 이루어지는 부동태막이 표면에 형성된 스테인레스 강에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또, 피처리물을 회동가능한 구성으로 하는 것이 바람직하다. 피처리물을 회전하고, 또 표면(이면)에 세정액을 공급하면 한충 더 청정도가 높은 세정이 가능해진다.
제1조(601)는 주로 오존수에 의한 세정, 전해이온수(음극수, 양극수)에 의한 브러시 세정을 행하기 위한 조이다. 이들 세정을 행함으로써 유기물, 10㎛ 이상 크기의 미립자, 금속의 제거가 가능해진다.
또, 브러시는 피세정물 표면을 손상시키지 않고 또 오염원이 되지 않는 것이면 좋은데, 예를 들어 나일론제의 것을 사용할 수 있다.
제2조에서는 피처리물에 전해이온수를 고압 분사하기 위한 전해이온수 고압제트노즐(710, 711)이 전해이온수 고압제트 도출배관(701)에 접속되어 있다.
제8도에 나타낸 바와 같이 제2조(704)는 주로 전해이온수를 고압분사하기 위한 조이고, 이것에 의해 10㎛ 이하 1㎛ 이상의 미립자의 제거가 가능해진다.
또한, 분사압력으로서는 5kgw/㎠∼50kgw/㎠가 세정효과를 한층 더 높일 수 있다는 면에서 바람직하다.
본 실시예에서는 또한 초순수를 도입하기 위한 노즐(706, 709)과, 다른 전해이온수를 도입하기 위한 전해이온수 도입노즐(707, 708)을 설치하고 있다. 이들 노즐로 부터 도입되는 초순수 흑은 전해이온수는 린스를 위해 사용할 수 있다.
또한, 노즐(710, 711)은 크롬산화물을 주성분으로 하는 부동태막이 표면에 형성된 스테인레스 강에 의해 구성하는 것이 노즐로부터의 입자 발생을 방지할 수 있고, 또 내식성면에서 바람직하다.
한편, 초순수 도입노즐(706, 709), 전해이온수 도입노즐(707, 708)에는 백금을 사용하는 것이 순수의 대전방지면에서 바람직하다.
제3조(709)는 주로 전해이온수를 사용하여 초음파 세정을 행하기 위한 조이다. 전해이온수를 사용하여 초음파 세정을 행함으로써 서브미크론의 입자 제거가 행해 진다.
제9도에 나타낸 본 실시예에서는 제3조(809)의 내부에 다시 석영제 초음파 세정조(801)가 설치되어 있고, 이 속에는 전해이온수(806)가 전해이온수 도출배관(807)을 거쳐 공급되고 있다. 이 초음파 세정조(801)는 초음파 전달용 액체(805)를 거쳐 초음파조(802)내에 수납되어 있다. 803, 804는 초음파 진동자이고, 본 실시예에서는 피처리물에 대하여 수평방향으로 초음파가 부여된다. 초음파 진동자(803)로부터의 초음파는, 초음파 전달용 액체(805)를 거쳐 초음파 세정조(801)내의 전해이온수(806)내로 침지된 피처리물(615)에 전달된다.
제10도에 나타낸 바와 같이 제4조(902)는 주로 전해이온수에 의한 마무리 세정(주로 금 속의 제거, 미립자의 제거) 및 건조를 행하기 위한 조이다. 901, 904, 912, 903은 상기의 마무리 세정을 행하기 위한 초음파 세정기이다. 904는 초음파가 인가된 처리수를 도출하기 위한 초음파 처리수 도출부이다. 이 초음파 처리수 도출부(904)의 길이(a)는 피처리물(기판)의 대각선의 길이보다 길게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여 피처리물이 회전했을 때에도 항상 분사물이 기판 전체에 미치도록 할 수 있고, 입자의 재부착 등을 방지할 수 있다.
이상, 상세하게 설명한 도면에 나타낸 습식처리장치를 사용하여 액정표시 기판의 세정을 행하였다. 순서는 다음과 같다.
[제1조]
도시가 생략된 반송 벨트상에 액정표시기판을 싣고, 이하의 조건으로 오존수에 의한 세정과 전해이온수에 의한 브러시 세정을 행하였다.
① 오존수에 의한 세정
오존농도 : 5ppm
세정시간 : 30초
순수린스 : 5초
이 처리에 의해 유기물, 금속이 제거되었다.
② 전해이온수에 의한 브러시 세정
전해이온수
음극수
pH8
산화환원 전위 : -500mV
세정시간 : 20초
브러시는 전용의 초음파 세정조에 의해 세정하였다. 초음파 세정은 750㎑ 이상의 메가헬쯔대를 사용하고, 입경이 수㎛에서 서브㎛인 브러시에 부착된 입자를 충분히 제거하여 놓고, 기판표면의 비교적 큰 입자를 제거하였다.
큰 입자는 처리수의 효과에 의해(즉, pH콘트롤 및 산화환원 전위 콘트롤에 의해 입자의 극성을 브러시재의 극성과 같은 극성으로 할 수 있기 때문에)브러시로의 재부착은 생기지 않았다.
이 처리에 의해 입자 10㎛ 이상의 입자는 제거되었다.
[제2조]
회동가능한 플레이트 상에 액정표시가판을 싣고, 이하의 조건으로 전해이온수에 의한 고압제트 세정과 순수에 의한 린스 세정을 행하였다.
① 전해이온수에 의한 고압제트 세정 50초
전해이온수
음극수
pH8
산화환원 전위 - 500mV
세정시간 : 50초
② 순수린스 : 10초
이 처리에 의해 10㎛ 이하 1㎛ 이상의 입자는 제거되었다.
정전기는 전해이온수에 의해 대전제거를 실시하였다.
입자의 재부착은 처리수 효과에 의해 실시.
[제3조]
피처리물 상하기구(811)에 액정표시기판을 고정하고, 이하의 조건으로 전해이온수에 의한 초음파 세정을 행하였다.
① 전해이온수에 의한 초음파 세정
전해이온수
음극수
pH8
산화환원 전위 - 500mV
세정시간 : 50초
이 처리에 의해 기판표면으로부터 입경이 1㎛ 이하인 서브미크론의 입자는 제거되었다.
[제4조]
회동가능한 플레이트에 액정표시 기판을 고정하고, 이하의 조건으로 전해이온수에 의한 세정, 초음파린스 세정에 이어서 스핀건조를 행하였다.
① 전해이온수에 의한 세정
전해이온수
양극수
HF첨가
pH3
산화환원 전위: 1000mV
HF첨가 pH3 산화환원 전위 1000mV
② 초음파 린스
린스시간: 20초
초음파: 950㎑
③ 스핀건조: 질소블로우(중심부)
이 처리에 의해 금속, 유기물, 산화막이 제거되었다.
이상의 세정처리 종료 후 A12O3입자(1㎛)의 부착개수에 대하여 청정도를 조사하였다.
종래기술 실시예
세정전 세정후 세정전 세정후
3510개 70개 3770개 10개
본 발명의 실시예에 있어서 종래기술보다 훨씬 잔류입자수가 감소됨을 알 수 있다.
본 발명의 습식처리방법 및 습식처리장치에 의하면, 약품이나 수용성 계면활성제 용액 등을 사용하지 않고 높은 세정효과를 얻을 수 있음과 동시에, 또 사용한 초순 수량 및 사용약품량을 저감시킬 수 있고, 배수 혹은 폐약품량을 저감시킬 수 있다. 또 본 발명의 습식처리방법 및 습식처리장치에 의하면, 피처리물의 오염물질인 유기물, 미립자 나아가 그 크기, 및 금속제거 각각에 따른 보다 효과적인 습식처리가 가능해진다.

Claims (20)

  1. 소정의 전기분해장치에 순수 또는 초순수를 도입하고 전해시켜 얻은 양극수 또는 음극수에 소정의 전해질을 첨가한 후, 32㎑ 이상의 초음파를 조사하면서 피처리물을 습식처리하는 것을 특징으로 하는 습식처리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피처리물은 반도체 기체, 자성체 기체 또는 액정표시장치용 기체인 것을 특징으로 하는 습식처리방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 습식처리방법이 상기 양극수 또는 음극수를 저장 또는 유통시키는 용기내에 피습식처리물을 침지한 상태에서 행하는 습식처리방법이고, 상기 초음파조사는 상기 양극수 또는 음극수를 저장 또는 유통시키는 용기내에 피처리물을 침지한 상태에서 조사하여 행하는 것을 특징으로 하는 습식처리방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 습식처리방법이 상기 양극수 또는 음극수를 소정의 노즐로부터 피처리물을 향하여 연속적으로 분사 혹은 적하하여 행하는 습식처리방법이고,상기 초음파 조사는 상기 소정의 노즐 상류부에 있어서의 상기 양극수 또는 음극수의 송액배관계 중 적어도 일부에서 상기 양극수 또는 음극수에 조사하여 행하는 것을 특징으로 하는 습식처리방법.
  5. 양극전극을 설치한 양극실 및 상기 양극실과 격막을 거쳐 형성된 음극전극을 설치한 음극실을 가지는 물의 전기분해장치와, 상기 전기분해장치에서 얻어진 양극수 및／또는 음극수에 전해질을 첨가하기 위한 장치와, 상기 전해질이 첨가된 양극수 및／또는 음극수에 32㎑ 이상의 초음파를 조사하는 초음파 조사장치와, 상기 초음파 조사된 양극수 및/ 또는 음극수에 의해 피처리물을 세정처리하는 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  6. 양극전극을 설치한 양극실, 음극전극을 설치한 음극실 및 상기 양극실과 음극실 사이에 한쌍의 격막에 의해 구획된 중간실을 가지는 물의 전기분해장치와, 상기 전기분해장치에서 얻어진 양극수 및/ 또는 음극수에 전해질을 첨가하기 위한 장치와, 상기 전해질이 첨가된 양극수 및/ 또는 음극수에 32㎑ 이상의 초음파를 조사하는 초음파 조사장치와, 상기 초음파 조사된 양극수 및/ 또는 음극수에 의해 피처리물을 세정처리하는 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전기분해장치는 중간실에 고체전해질이 충전되어 있는 전기분해장치인 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  8. 제5항에 있어서, 초음파 조사강도를 측정하는 계측부를 포함하고, 상기 전기분해장치로 흐르는 직류전류의 강도 및 초음파 조사강도를 조정하여 상기 처리액중의 이온종, 이온농도 및 산화환원 전위를 제어하기 위한 제어시스템을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 초음파 조사장치의 상류부에, 상기 양극수 및/ 또는 음극수 중의 용존가스를 10ppm 이하로 하기 위한 탈기장치를 구비한 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  10. 피처리물을 오존수에 의해 세정하고, 상기 오존수에 의해 세정된 피처리물을 전해 이온수에 의해 브러시 세정하고, 상기 브러시 세정된 피처리물을 전해이온수에 의해 고압제트 세정하고, 상기 고압제트 세정된 피처리물에 전해이온수에 32㎑ 이상의 초음파를 조사하여 이루어지는 초음파 세정을 실시하고, 상기 초음파 세정이 실시된 피처리물을 전해이온수에 의해 세정하고, 이어서 상기 전해이온수에 의해 세정된 피처리물을 전해이온수에 의한 마무리 세정 후 건조하는 것을 특징으로 하는 습식처리방법.
  11. 피처리물을 오존수에 의해 세정하고, 이어서 상기 피처리물을 브러시 세정하는 제1조와, 상기 제1조에서 세정처리된 피처리물을 전해이온수의 고압분사에 의해 세정하는 제2조와, 상기 제2조에서 세정 처리된 피처리물을 32㎑ 이상의 초음파를 인가한 전해이온수에 의해 세정하는 제3조와, 상기 제3조에서 세정 처리된 피처리물을 전해이온수에 의한 마무리 세정후 건조하는 제4조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1조가 피처리물에 오존수를 공급하는 오존수용 노즐과, 상기 피처리물에 초순수를 공급하는 초순수용 노즐과, 상기 피처리물에 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급용 노즐과, 상기 피처리물을 브러시 세정하는 브러시를 가지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2조가 피처리물에 전해이온수를 고압분사하는 전해이온수 고압제트노즐과, 상기 피처리물에 초순수를 공급하는 초순수용 노즐을 가지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제3조가 상기 조에 전해이온수를 도입하는 수단과, 상기도입된 전해이온수에 32㎑ 이상의 초음파를 조사하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제4조가 마무리 세정용의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급노즐과, 마무리 세정된 피처리물을 건조하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 브러시를 순수 또는 전해이온수에 32㎑ 이상의 초음파를 조사하여 세정하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제1 내지 제3조 중 적어도 하나의 조에는 각 조 내에서 의 세정처리 후에 순수 또는 전해이온수에 의한 재세정을 행할 수 있는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 내지 제4조 중 적어도 하나의 조내에서 피처리물은 회동가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  19. 제6항에 있어서, 초음파 조사강도를 측정하는 계측부를 포함하고, 상기 전기분해장치로 흐르는 직류전류의 강도 및 초음파 조사강도를 조정하여 상기 처리액중의 이온종, 이온농도 및 산화환원 전위를 제어하기 위한 제어시스템을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 습식처리장치.
  20. 제6항에 있어서, 상기 초음파 조사장치의 상류부에, 상기 양극수 및/ 또는 음극수 중의 용존가스를 10ppm 이하로 하기 위한 탈기장치를 구비한 것을 특징으로 하는습식처리장치.
KR1019960028014A 1995-07-12 1996-07-11 습식처리방법 및 처리장치 KR100224929B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07-176502 1995-07-12
JP17650295A JP3507590B2 (ja) 1995-07-12 1995-07-12 ウエット処理方法及び処理装置
JP07-185383 1995-07-21
JP18538395A JP3349299B2 (ja) 1995-07-21 1995-07-21 ウエット処理方法及び処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970008390A KR970008390A (ko) 1997-02-24
KR100224929B1 true KR100224929B1 (ko) 1999-10-15

Family

ID=66246057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960028014A KR100224929B1 (ko) 1995-07-12 1996-07-11 습식처리방법 및 처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100224929B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455688B1 (ko) * 2000-09-11 2004-11-15 가부시끼가이샤 도시바 세정 방법
KR20140084731A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1139400B1 (en) 1998-12-07 2009-03-18 Yuzo Mori Method for machining/cleaning by hydroxide ion in ultrapure water
KR100564539B1 (ko) * 1999-01-18 2006-03-28 삼성전자주식회사 패키지의 디플래싱 장치 및 이를 이용한 디플래싱 방법
KR100528286B1 (ko) * 2004-09-02 2005-11-15 주식회사 에스에프에이 기판 세정장치 및 세정방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455688B1 (ko) * 2000-09-11 2004-11-15 가부시끼가이샤 도시바 세정 방법
KR20140084731A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR102107987B1 (ko) * 2012-12-27 2020-05-08 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR970008390A (ko) 1997-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3198899B2 (ja) ウエット処理方法
JP3590470B2 (ja) 洗浄水生成方法および洗浄方法ならびに洗浄水生成装置および洗浄装置
US6290777B1 (en) Method and device for washing electronic parts member, or the like
US6983756B2 (en) Substrate treatment process and apparatus
KR980010639A (ko) 세정방법 및 세정장치
JPH08187474A (ja) 洗浄方法
JP2004273961A (ja) 金属配線形成基板の洗浄処理装置
KR20080061266A (ko) 전자 재료용 세정액 및 세정 방법
JP3296405B2 (ja) 電子部品部材類の洗浄方法及び洗浄装置
KR19990067948A (ko) 전자재료용 세정수
JP2000070885A (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
KR100224929B1 (ko) 습식처리방법 및 처리장치
JP6969750B2 (ja) 炭酸水素水及びこれを使用する洗浄方法
JPH01262627A (ja) 半導体基板の洗浄装置
JP2002118085A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP3639102B2 (ja) ウェット処理装置
JP3332323B2 (ja) 電子部品部材類の洗浄方法及び洗浄装置
JP2005150768A (ja) 洗浄方法および電子部品の洗浄方法
JP3507588B2 (ja) ウエット処理方法及び処理装置
JP3579850B2 (ja) オゾン水排水の処理方法及び処理システム
JP3349299B2 (ja) ウエット処理方法及び処理装置
JP2004296463A (ja) 洗浄方法および洗浄装置
JP3654478B2 (ja) 洗浄水製造・供給システム及び製造・供給方法並びに洗浄システム
JP3507590B2 (ja) ウエット処理方法及び処理装置
JPH1071375A (ja) 洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040113

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee