KR101396929B1 - Cleaning solution for removing impurity and method of removing impurity using the same - Google Patents

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Abstract

반도체 장치를 제조하는데 적용되는 화학기상 증착 장치의 부품 표면에 잔류하는 불순물을 단일 세정 공정으로 제거할 수 있는 세정액 및 이를 이용한 불순물 제거방법이 개시되어 있다. 상기 세정액은 불화암모늄 화합물 2 내지 50 부피% 및 여분의 물을 포함한다. 이러한 조성을 갖는 세정액 은 화학기상 증착 장치의 부품의 표면에 잔류하는 실리콘 또는 알루미늄을 포함하는 불순물을 단일 세정 공정만을 수행하여 효과적으로 제거할 수 있다. A cleaning liquid capable of removing impurities remaining on the surface of a component of a chemical vapor deposition apparatus used for manufacturing a semiconductor device by a single cleaning process and a method for removing impurities using the same. The cleaning liquid comprises 2 to 50% by volume of ammonium fluoride compound and excess water. The cleaning liquid having such a composition can effectively remove impurities including silicon or aluminum remaining on the surface of the component of the chemical vapor deposition apparatus by performing only a single cleaning process.

Description

불순물 제거용 세정액 및 이를 이용한 불순물 제거방법{CLEANING SOLUTION FOR REMOVING IMPURITY AND METHOD OF REMOVING IMPURITY USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cleaning liquid for removing impurities and a method for removing impurities using the same.

본 발명은 불순물 제거용 세정액 및 이를 이용한 불순물 제거방법에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 반도체 소자를 형성하기 위한 장치의 부품들의 표면에 잔류하는 불순물을 효과적으로 제거하기 위한 세정액 및 이를 이용한 불순물 제거방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning liquid for removing impurities and a method for removing impurities using the same, and more particularly, to a cleaning liquid for effectively removing impurities remaining on the surfaces of components of a device for forming a semiconductor device and a method for removing impurities using the same .

반도체 소자를 구성하는 박막 또는 박막 패턴들을 형성하기 위해서는 상기 박막을 형성하는 증착 장치 및 상기 박막을 식각하는 식각 장치들이 요구된다. 특히, 상기 박막을 형성하는 화학기상 증착 장치는 높은 부식성을 갖는 불소 화합물, 염소 화합물 또는 플라즈마를 이용하는 공정에 노출되고 있기 때문에 상기 화학기상 증착 장치를 구성하는 부품들은 상기 화합물들과 플라즈마에 대하여 높은 내식성을 갖는 세라믹 재질로 이루어진다. A deposition apparatus for forming the thin film and etching apparatuses for etching the thin film are required in order to form thin films or thin films constituting a semiconductor device. Particularly, since the chemical vapor deposition apparatus for forming the thin film is exposed to a process using fluorine compound, chlorine compound or plasma having high corrosivity, the components constituting the chemical vapor deposition apparatus are highly resistant to corrosion of the above compounds and plasma As shown in Fig.

상기 세라믹 재질의 부품들은 증착 가스나 플라즈마를 이용한 박막의 증착 공정에서 수 내지 수십 번 노출될 경우 화학반응으로 인해 그 표면에는 실리콘 또는 탄소를 포함하는 불순물이 생성된다. 상기 부품들 표면에 부착된 불순물은 이후 반도체 소자를 제조하기 위한 박막을 형성하는 공정시 파티클 형태로 이탈되어 형성되는 박막을 오염시키는 오염원으로 작용한다. 따라서 상기 부품의 표면에서 이탈된 불순물이 상기 박막의 오염원으로 작용하는 것을 방지하기 위해서는 상기 부품들의 표면에 부착된 상기 불순물을 제거하는 별도의 세정 공정이 요구된다. When the ceramic material is exposed several to several times in the deposition process of the thin film using the deposition gas or the plasma, impurities including silicon or carbon are formed on the surface due to the chemical reaction. The impurities adhering to the surfaces of the components act as a contaminant source for contaminating the thin film formed by being separated in the form of particles in the process of forming a thin film for manufacturing a semiconductor device thereafter. Therefore, in order to prevent impurities released from the surface of the component from acting as a contamination source of the thin film, a separate cleaning process for removing the impurities attached to the surfaces of the components is required.

상기 부품에 부착된 불순물을 제거하는 세정공정은 그 부품의 종류에 따라 다르지만, 대부분의 실리콘 물질 및 그 화합물을 용해하기 쉬운 HF 수용액을 사용하며, 때로는 NH4OH 등의 알칼리 용액을 사용하기도 한다. 그러나 상기 부품들은 대부분이 내산성 및 내 알칼리성이 없는 재질로 이루어지기 때문에 상기 불순물들이 제거됨과 동시에 부품의 표면 손상을 피할 수 없게 된다. 이러한 부품의 표면 손상으로 부품의 표면에는 요철을 갖는데 이러한 요철은 공정 진행 중에 파티클 발생의 요인으로 작용하게 되고, 부품의 사용수명 단축을 초래하며, 반도체 소자의 품질 저하 및 수율의 저하를 초래한다.The cleaning process for removing the impurities attached to the component differs depending on the type of the component, but most of the silicon material and the HF aqueous solution, which is easy to dissolve the compound, are used, and an alkaline solution such as NH 4 OH is sometimes used. However, since most of the parts are made of a material having neither acid resistance nor alkali resistance, the impurities are removed and the surface damage of the parts can not be avoided. Such surface irregularities have irregularities on the surface of the parts. These irregularities act as factors of particle generation during the process, shortening the service life of the parts, deteriorating the quality of semiconductor devices, and lowering the yield.

또한, 일반적으로 부품에 부착된 불순물을 제거하기 위해 사용하는 산성의 식각용 약품으로는 HF, HNO3, HCl, CH3COOH, H2SO4, 알칼리성 약품으로는 NaOH, KOH, NH4OH 등이 있으며, 산성용액의 경우 사용 액 자체가 대기압 하에서 발연성을 갖는 매우 유독한 약품으로 분류되어 있어 그 약품의 사용 및 배출규제를 강화하여, 이의 적용이 엄격히 제한되고 있는 실정이다. 더욱이 상기 산성 용액으로 이루어진 세정액은 그 유독성이 매우 강하여 세정 공정의 환경을 매우 열악하게 만들뿐 아니라 인체에 접촉하거나, 그 증기를 흡입 할 경우 약화의 위험이 매우 높다. HF, HNO 3 , HCl, CH 3 COOH, H 2 SO 4 , and alkaline chemicals such as NaOH, KOH, NH 4 OH, and the like can be used as acidic etching agents for removing impurities adhered to components In the case of acidic solutions, the use liquid itself is classified as a highly toxic drug having ductility under atmospheric pressure, so that the use and emission regulations of the drug are strengthened and the application thereof is strictly restricted. Furthermore, the cleaning liquid composed of the acidic solution is very toxic and not only deteriorates the environment of the cleaning process, but also has a very high risk of being weakened by contact with the human body or inhaling the vapor.

상기 염기성 화합물을 포함하는 염기성 세정액은 세정 공정을 진행한 후에도 상기 장치들의 부품들 표면에는 잔류 오염물이 존재하기 때문에 이후에 산성의 세정액을 이용한 재처리 세정 공정을 반복 진행해야 하기 때문에 반도체 소자의 양산 공정에 적용하기 어려운 문제점을 갖는다.Since the basic cleaning liquid containing the basic compound has residual contaminants on the surfaces of the parts of the devices even after the cleaning process, the reprocessing cleaning process using the acidic cleaning liquid must be repeatedly carried out. It is difficult to apply the method of the present invention.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 소자를 제조하는 화학기상 증착 장치의 부품들에 잔류하는 불순물들을 모재의 손상 없이 단일 세정 공정만으로 제거할 수 있는 세정액을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cleaning liquid which can remove impurities remaining in parts of a chemical vapor deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices by a single cleaning process without damaging the base material.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 불순물 제거용 세정액을 이용하여 상기 화학기상 증착 장치의 부품들에 잔류하는 불순물을 효과적으로 제거하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for effectively removing impurities remaining in parts of the chemical vapor deposition apparatus using the cleaning liquid for removing impurities.

따라서 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 제거용 세정액은 불화암모늄 화합물 2 내지 50 부피% 및 잔량의 물(H2O)을 포함한다.Therefore, in order to accomplish the object of the present invention, the cleaning liquid for removing impurities according to an embodiment of the present invention includes 2 to 50% by volume of an ammonium fluoride compound and a residual amount of water (H 2 O).

일 예로서 상기 불순물 제거용 세정액은 과산화수소수를 포함하며, 바람직하게는 상기 불화암모늄 화합물 10 내지 33부피%, 과산화수소수 15 내지 33부피% 및 여분의 물을 포함하는 조성을 갖는다.As an example, the cleaning liquid for removing impurities includes hydrogen peroxide water, and preferably has a composition comprising 10 to 33% by volume of the ammonium fluoride compound, 15 to 33% by volume of hydrogen peroxide, and excess water.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 제거 방법은 먼저, 불화암모늄 화합물 2 내지 50 부피% 및 여분의 물을 포함하는 장치 부품에 존재하는 불순물 제거용 세정액을 마련한다. 이어서, 화학 기상 증착 장비의 부품을 상기 불순물 제거용 세정액을 이용한 세정공정을 수행한다. 그 결과 상기 화학 기상 증착 장비의 부품 표면에 잔류하는 실리콘 또는 알루미늄이 포함된 불순물들은 상기 부품으로부터 깨끗이 제거될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for removing impurities according to an embodiment of the present invention. First, a cleaning liquid for removing impurities existing in an apparatus part containing 2 to 50% by volume of an ammonium fluoride compound and excess water is prepared . Next, a cleaning process using the impurity removing cleaning liquid is performed on the components of the chemical vapor deposition equipment. As a result, silicon or aluminum-containing impurities remaining on the surface of the component of the chemical vapor deposition equipment can be cleanly removed from the component.

일 예로서, 상기 세정 공정은 75 내지 80℃의 온도로 유지되는 상기 불순물 제거용 세정액을 제공함으로서 수행되며, 상기 불순물은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물 및 불화알루미늄 등을 포함한다.As one example, the cleaning process is carried out by providing a cleaning fluid for the removal of impurities is kept at a temperature of 75 to 80 ℃, and the impurity comprises silicon oxide (SiO 2), aluminum oxide and aluminum fluoride and the like.

상술한 바와 같은 본 발명의 불순물 세정액은 화학 기상 증착 공정시 노출된 장비의 부품들 표면에 잔류하는 불순물들을 제거하는 세정 공정에 적용되어 상기 불순물들을 이루는 물질들이 상기 부품들의 표면에 재 부착되는 등의 오염을 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 부품들을 침식하지 않으면서 상기 불순물들에 대하여 높은 식각비를 가짐으로 인해 부품들의 손상을 최소화 할 수 있다. 또한, 상기 부품들의 표면에 부착된 불순물을 반복 세정 공정이 아닌 단일 세정 공정만으로 효과적으로 제거할 수 있어 세정 시간을 현저하게 단축시킬 수 있다. The impurity cleaning solution of the present invention as described above is applied to a cleaning process for removing impurities remaining on the surfaces of components of the exposed equipment in the chemical vapor deposition process so that the impurities are reattached to the surfaces of the components So that contamination can be minimized. In addition, damage to components can be minimized by having a high etch rate for the impurities without eroding the components. In addition, the impurities adhering to the surfaces of the parts can be effectively removed only by a single cleaning process, not a repeated cleaning process, so that the cleaning time can be remarkably shortened.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어 지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. 오히려, 여기서 개시되는 실시예들은 본 발명의 사상이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전 달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in various forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

본 발명에 따른 불순물 제거용 세정액 조성물은 반도체 소자 또는 전자회로를 형성을 위한 박막을 형성하기 위한 화학기상 증착 장치들의 부품에 잔류하는 불순물을 제거하는 세정공정에 적용된다. 특히, 상기 세정액은 불화암모늄 화합물 및 물을 포함하는 조성을 갖거나 불화암모늄 화합물과, 과산화수소수 및 물을 포함하는 조성을 갖는다. The cleaning liquid composition for removing impurities according to the present invention is applied to a cleaning process for removing impurities remaining in parts of chemical vapor deposition apparatuses for forming a thin film for forming semiconductor devices or electronic circuits. In particular, the cleaning liquid has a composition comprising an ammonium fluoride compound and water, or a composition comprising an ammonium fluoride compound, hydrogen peroxide water, and water.

상기 불순물 제거용 세정액의 특성을 구체적으로 설명하면, 첫째 상기 불순물 제거용 세정액은 화학기상 증착 장치를 구성하는 부품의 표면에 부착된 불순물을 제거하는 세정 공정에 적용되어 상기 불순물을 구성하는 물질들이 세정 공정시 상기 부품에 재 부착되는 등의 오염을 최소화시킬 수 있는 특성을 갖는다. 둘째, 상기 불순물 제거용 세정액은 상기 불순물의 세정 공정시 부품을 침식 또는 부식시키지 않으면서 상기 불순물에 대하여 높은 식각율의 특성을 갖는다. 셋째, 상기 불순물 제거용 세정액은 상기 불순물을 단일 세정 공정만으로 상기 부품으로부터 깨끗이 제거할 수 있어 세정시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 특성을 갖는다.The characteristics of the cleaning liquid for removing impurities will be described in detail. First, the cleaning liquid for removing impurities is applied to a cleaning process for removing impurities adhering to the surfaces of components constituting the chemical vapor deposition apparatus, so that the substances constituting the impurities are cleaned And has a characteristic capable of minimizing contamination such as being reattached to the parts in the process. Second, the cleaning liquid for removing impurities has a high etching rate characteristic with respect to the impurities without eroding or corroding the components in the cleaning step of the impurities. Thirdly, the cleaning liquid for removing impurities has the property that the impurities can be removed from the parts by a single cleaning process, and the cleaning time can be remarkably shortened.

상기 박막을 형성하는 화학기상 증착 장치를 구성하는 부품에 잔류하는 불순물은 예컨대 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물 및 불화알루미늄 등을 들 수 있다. 상기 불순물은 화학 기상 증착 공정시 생성되는 물질로서 상기 물질들이 단독 또는 혼합되어 존재할 수 있다. 또한, 상기 화학기상 증착 장치를 구성하는 부품들은 예컨대 세라믹, 알루미늄, 석영, 스테인리스 금속 등으로 이루어진다.Examples of the impurities remaining in the components constituting the chemical vapor deposition apparatus for forming the thin film include oxide (SiO 2 ), aluminum oxide and aluminum fluoride. The impurities may be present in the chemical vapor deposition process, or may be present alone or in combination. The components constituting the chemical vapor deposition apparatus are made of, for example, ceramic, aluminum, quartz, stainless steel, or the like.

불순물 제거용 세정액 1Cleaning liquid for impurity removal 1

본 발명의 일 실시예에 따른 세정액은 불화암모늄 화합물과, 물을 포함하는 조성을 갖는다. 구체적으로, 상기 세정액을 조성하는 각각의 성분들 중에서 상기 불화암모늄 화합물의 함량이 2부피% 미만일 경우 상기 실리콘 또는 알루미늄을 포함하는 불순물의 제거가 용이하지 않고, 상기 불화암모늄 화합물의 함량이 50부피%를 초과할 경우 상기 화학기상 증착 장치의 부품의 표면이 손상되는 문제점이 초래된다. 따라서 상기 세정액은 2 내지 50부피%의 불화암모늄 화합물을 포함하고, 바람직하게는 10 내지 35 부피%의 불화암모늄 화합물을 포함한다. The cleaning liquid according to an embodiment of the present invention has a composition including an ammonium fluoride compound and water. Specifically, when the content of the ammonium fluoride compound is less than 2 vol% among the components constituting the cleaning liquid, it is not easy to remove impurities including silicon or aluminum, and when the content of the ammonium fluoride compound is less than 50 vol% The surface of the component of the chemical vapor deposition apparatus is damaged. Therefore, the cleaning liquid contains 2 to 50% by volume ammonium fluoride compound, preferably 10 to 35% by volume ammonium fluoride compound.

상기 불화암모늄 화합물의 예로서는 불화암모늄(NH4F) 테트라알킬암모늄 플로라이드(Tetra Alkyl ammonium Fluoride), 불화수소암모늄(ammonium hydrogen-fluoride, NH4HF2)을 들 수 있다. 상기 테트라알킬암모늄 플로라이드에 포함된 알킬기의 예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the ammonium fluoride compound include ammonium fluoride (NH 4 F) tetraalkyl ammonium fluoride, and ammonium hydrogen-fluoride (NH 4 HF 2 ). Examples of the alkyl group contained in the tetraalkylammonium fluoride include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.

일 예로서, 상기 불화수소암모늄(NH4HF2)은 수용액에서 MI [HF2]- (MI=NH4 +)로 이온화되며, 불순물(SiO2)들과 각각 반응하여 하기와 같은 반응식을 갖는다. {MI[HF2]- + Si4+ O2 2- = M2 I[SiF6]-반응식} 따라서, 상기와 같은 불순물들은 수용액의 NH4+ 이온과 결합하여 수용성 착염(Complex)을 형성한다.As an example, the ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2) is M I in the aqueous solution Is ionized to [HF 2 ] - (M I = NH 4 + ) and reacts with impurities (SiO 2 ), respectively, to have the following reaction formula. Therefore, these impurities bind to the NH 4 + ion of the aqueous solution to form a water-soluble complex (M I [HF 2 ] - + Si 4+ O 2 2 - = M 2 I [SiF 6 ] do.

즉, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 불순물 제거용 세정액은 불화암모늄 화합물 2 내지 50 부피% 및 물 50 내지 98 부피%를 포함하는 조성을 갖고, 상기 불화암모늄 화합물 10 내지 35 부피% 및 물 65 내지 90부피%를 포함하는 조성을 갖는 것이 바람직하다.That is, the cleaning liquid for removing impurities according to an embodiment of the present invention has a composition comprising 2 to 50% by volume of an ammonium fluoride compound and 50 to 98% by volume of water, wherein 10 to 35% by volume of the ammonium fluoride compound and 65 to 90% And 90% by volume.

불순물 제거용 세정액 2Cleaning solution for removing impurities 2

본 발명의 다른 실시예에 따른 세정액은 불화암모늄 화합물과 과산화수소수 및 물을 포함하는 조성을 갖는다. 구체적으로, 상기 세정액에 포함된 각각의 성분들 중에서 상기 불화암모늄 화합물의 함량이 10부피% 미만일 경우 상기 실리콘 또는 알루미늄을 포함하는 불순물의 제거가 용이하지 않고, 상기 불화암모늄 화합물의 함량이 33부피%를 초과할 경우 약액의 세정 식각율이 오히려 감소되는 문제점이 초래될 수 있다. 따라서 상기 세정액은 10 내지 33부피%의 불화암모늄 화합물을 포함하고, 바람직하게는 21 내지 30 부피%의 불화암모늄 화합물을 포함한다. 상기 세정액에 포함된 불화암모늄 화합물의 예로서는 불화암모늄(NH4F) 테트라알킬암모늄 플로라이드(Tetra alkyl ammonium Fluoride), 불화수소암모늄(ammonium hydrogen-fluoride, NH4HF2)을 들 수 있다.A cleaning liquid according to another embodiment of the present invention has a composition including an ammonium fluoride compound, hydrogen peroxide water, and water. Specifically, when the content of the ammonium fluoride compound is less than 10% by volume among the respective components contained in the cleaning liquid, it is not easy to remove impurities including silicon or aluminum, and the content of the ammonium fluoride compound is 33% The washing etching rate of the chemical liquid may be reduced. Therefore, the cleaning liquid contains 10 to 33% by volume ammonium fluoride compound, preferably 21 to 30% by volume ammonium fluoride compound. Examples of the ammonium fluoride compound contained in the cleaning liquid include ammonium fluoride (NH 4 F) tetraalkyl ammonium fluoride, and ammonium hydrogen-fluoride (NH 4 HF 2 ).

또한, 상기 세정액에 포함된 상기 과산화수소수의 함량이 15부피% 미만일 경우 상기 실리콘 또는 알루미늄을 포함하는 불순물의 제거가 용이하지 않고, 상기 과산화수소수의 함량이 33부피%를 초과할 경우 과산화수소수의 영향으로 오염물 제거 반응이 억제되는 문제점이 초래된다. 따라서 상기 세정액은 약 15 내지 33부피%의 과산화수소수를 포함하고, 바람직하게는 약 19 내지 30 부피%의 과산화수소수를 포함한다. If the content of the hydrogen peroxide solution contained in the cleaning solution is less than 15 vol%, removal of impurities including silicon or aluminum is not easy, and when the content of the hydrogen peroxide solution exceeds 33 vol%, the influence of the hydrogen peroxide solution The pollutant removal reaction is inhibited. Thus, the rinse solution comprises about 15 to 33% by volume hydrogen peroxide water, preferably about 19 to 30% by volume hydrogen peroxide.

상기 세정액에서 과산화수소수는 상기 물에서 용해되어 불순물의 산화 반응을 유도한다. 즉, 상기 세정액에서 과산화수소수는 산(H+)을 발생하여 부품에 잔류하는 불순물의 물질과 반응하여 상기 불순물을 산화시키는 역할을 한다. In the cleaning liquid, the hydrogen peroxide solution is dissolved in the water to induce the oxidation reaction of the impurities. That is, in the cleaning liquid, the hydrogen peroxide water generates an acid (H +) and reacts with a substance of the impurity remaining on the component to oxidize the impurity.

상술한 바와 같은 조성들을 갖는 세정액은 화학기상 증착 장치의 부품 표면에 부착된 불순물을 단일 세정 공정을 수행하여 깨끗이 제거할 수 있어 불순물 제거시간을 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 불순물을 제거하는 세정 공정시 상기 부품의 손상을 방지 또는 표면 손상을 최소화시할 수 있다. 또한, 상기 불순물을 제거함으로서 상기 부품이 적용되는 화학기상 증착 장치를 이용한 박막 형성시 파티클의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 부품의 사용수명을 비약적으로 연장시킬 수 있다. 더욱이 상기 세정액은 발연성의 유독한 약품을 포함하고 있지 않아 환경오염에 대한 문제점을 해결할 수 있는 특성을 갖는다.The cleaning liquid having the compositions as described above can cleanly remove the impurities adhering to the surface of the parts of the chemical vapor deposition apparatus by performing a single cleaning process, so that the impurity removal time can be remarkably reduced. In addition, it is possible to prevent the parts from being damaged or the surface damage in the cleaning step for removing the impurities. In addition, by removing the impurities, generation of particles can be prevented during formation of a thin film using the chemical vapor deposition apparatus to which the component is applied, and the service life of the component can be dramatically prolonged. Furthermore, since the cleaning liquid does not contain a fuming toxic chemical, the cleaning liquid has characteristics capable of solving the problem of environmental pollution.

불순물 제거 방법How to remove impurities

본 발명에 따른 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거방법은 상기한 불순물 세정액들을 이용하여 반도체 소자를 제조하기 위해 적용되는 화학기상 증착 장치의 부품들 표면에 흡착 또는 잔류하는 불순물들을 모재의 손상 없이 단일 세정공정을 수행하여 제거하면서, 환경의 오염을 방지할 수 있다. The method for removing impurities existing on parts of an apparatus according to the present invention is a method for removing impurities adsorbed or remaining on the surfaces of components of a chemical vapor deposition apparatus applied for manufacturing a semiconductor device using the impurity cleaning liquids described above, And the contamination of the environment can be prevented while performing the process.

상기 불순물 제거 방법은 먼저 불화암모늄 화합물 불화암모늄 화합물 2 내지 50 부피% 및 여분의 물을 포함하는 조성을 갖는 불순물 제거용 제1 세정액 또는 과산화수소수 15 내지 33부피%, 상기 불화암모늄 화합물 10 내지 33부피% 및 여분의 물을 포함하는 조성을 갖는 제2 세정액을 마련한다. 여기서, 상기 불순물 제거용 제1 세정액 및 제2 세정액에 대한 구체적인 설명은 상기 불순물 제거용 세정액에서 상세히 설명하였기에 생략한다.The impurity removing method may include firstly an impurity removing first cleaning liquid having a composition containing 2 to 50% by volume of an ammonium fluoride compound ammonium fluoride compound and 15 to 33% by volume of a hydrogen peroxide aqueous solution, 10 to 33% by volume of the ammonium fluoride compound, And a second cleaning liquid having a composition including excess water. Here, the detailed description of the first cleaning liquid for removing impurities and the second cleaning liquid is omitted because it has been described in detail in the cleaning liquid for removing impurities.

이어서, 상기한 조성을 갖는 세정액을 제공하여 상기 장치의 부품들의 표면에 잔류 또는 부착된 불순물들을 제거하기 위한 세정 공정을 약 6 내지 10시간 동안 수행한다. A cleaning process is then performed for about 6 to 10 hours to provide a cleaning liquid having the composition described above to remove impurities remaining or attached to the surfaces of the components of the apparatus.

일 예로서, 상기 불순물 제거하기 위한 세정 공정은 불순물 제거용 제1 세정액이 수용된 세정조에 불순물이 잔류 또는 부착된 부품들을 함침 시킴으로서 수행할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 상기 불순물 제거하기 위한 세정 공정은 제2 세정액이 수용된 세정조에 불순물이 부착된 부품들을 함침 시킴으로서 수행할 수 있다.As an example, the cleaning step for removing the impurities can be performed by impregnating the cleaning tank containing the first cleaning liquid for removing impurities with components remaining or adhered to the impurities. As another example, the cleaning step for removing the impurities may be performed by impregnating the cleaning tank containing the second cleaning liquid with the components to which the impurities are attached.

상기 제1 세정액 및 제2 세정액은 상기 세정액들에 포함된 화합물들의 이온들이 최대한으로 활성화된 상태를 갖도록 70 내지 80℃의 온도로 유지된 상태로 상기 세정공정을 수행하기 위해 제공된다. 즉, 상기 세정조에 수용된 제1 세정액 및 제2 세정액은 약 70 내지 80℃의 온도를 갖는다.The first cleaning liquid and the second cleaning liquid are provided to perform the cleaning process while maintaining the temperature of 70 to 80 ° C so that the ions of the compounds contained in the cleaning liquids are maximally activated. That is, the first cleaning liquid and the second cleaning liquid contained in the cleaning tank have a temperature of about 70 to 80 캜.

상기 화학기상 증착 장치를 구성하는 부품들은 예컨대 세라믹, 알루니마, 석영, 스테인리스 금속 등의 물질을 포함하며, 상기 부품들의 표면에 흡착 또는 잔류하는 불순물은 예컨대 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물 및 불화알루미늄 등의 물질을 포함한다. Examples of the components constituting the chemical vapor deposition apparatus include materials such as ceramics, aluni, quartz, and stainless steel. Impurities adsorbed or remaining on the surfaces of the components include silicon oxide (SiO 2 ), silicon oxide 2 ), aluminum oxide and aluminum fluoride.

이후, 상기 불순물 제거공정이 수행된 부품들에 물을 이용한 린스 공정 및 건조 공정을 더 수행할 수 있다. 일 예로서, 상기 린스 공정은 초음파가 생성되는 물이 수용된 린스조에 상기 부품들을 함침 시킴으로서 수행될 수 있다. 또한, 상기 건조 공정은 가열된 질소가스를 부품에 제공함으로서 수행될 수 있다. Thereafter, the parts subjected to the impurity removal process may be further subjected to a rinsing process and a drying process using water. As an example, the rinsing process may be performed by impregnating the components in a rinsing tank containing water in which ultrasonic waves are generated. Further, the drying process can be performed by supplying heated nitrogen gas to the component.

상기에서 열거한 세정액들을 이용한 불순물 제거방법은 상기 불순물을 단일 세정공정만으로 재 흡착 없이 제거할 수 있다. 또한, 세라믹 재질 또는 석영 재질과는 전혀 반응하지 않기 때문에 이와 같은 재질로 이루어진 부품의 손상을 최소화할 수 있다.In the method for removing impurities using the cleaning liquids listed above, the impurities can be removed without re-adsorption by a single cleaning step. In addition, since it does not react with the ceramic material or the quartz material at all, it is possible to minimize the damage of the component made of such a material.

실시예Example 1 One

화학기상 증착 장치에 적용되는 세라믹 재질로 이루어진 부품의 표면에 존재하는 알루미늄 산화물로 이루어진 불순물을 제거하기 위해 불화수소암모늄(NH4HF2) 15부피% 및 여분의 물을 포함하는 제1 세정액을 마련하였다. 이어서, 세정조에 수용된 80℃의 온도를 갖는 제1 세정액에 도 1에 도시된 사진과 같이 불순물이 부착된 부품을 약 8 시간동안 침지 하였다. 이어서, 세정액에 침지된 부품들을 탈 이온수로 세정을 한 후, 초음파 에너지 약 40KHz의 탈 이온수내에서 120초간 처리하고, 스핀 건조 공정을 수행하였다. 이후, 상기 부품에 잔류하는 불순물의 존재여부를 평가하였다. 그 결과가 도 2의 사진에 개시되어 있다.A first cleaning liquid containing 15 vol% of ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and excess water is prepared in order to remove impurities composed of aluminum oxide existing on the surface of the ceramic material applied to the chemical vapor deposition apparatus Respectively. Next, as shown in the photograph shown in Fig. 1, the parts having the impurities adhered thereto were immersed in the first cleaning liquid having a temperature of 80 DEG C contained in the cleaning bath for about 8 hours. Subsequently, the components immersed in the cleaning liquid were cleaned with deionized water, treated for 120 seconds in deionized water having an ultrasonic energy of about 40 KHz, and subjected to a spin drying process. Thereafter, the presence or absence of the impurities remaining in the part was evaluated. The results are shown in the photograph of Fig.

도 2를 참조한 결과 상기 조성을 갖는 제1 세정액은 단일 세정공정 만으로 상기 세라믹 부품에 부착된 불순물들을 부품의 표면 손상 없이 깨끗이 제거할 수 있는 있음을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the first cleaning liquid having the above composition can cleanly remove impurities adhered to the ceramic component by only a single cleaning process without damaging the surface of the component.

실시예Example 2 2

불화수소암모늄(NH4HF2) 22부피%, 과산화수소수 23부피% 및 여분의 물 포함하는 제2 세정액을 마련한 후 상기 실시에 1과 동일한 방법을 수행하여 세라믹 부품에 부착된 불순물을 제거하였다. 그 결과가 도 3의 사진에 개시되어 있다. 22% by volume of ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ), 23% by volume of hydrogen peroxide, and an excess of water was prepared, and impurities adhering to the ceramic part were removed by the same method as in Example 1. The results are shown in the photograph of Fig.

도 3을 참조한 결과 상기 조성을 갖는 제2 세정액은 단일 세정공정 만으로 상기 세라믹 불순물들을 부품들의 표면 손상 없이 깨끗이 제거할 수 있는 있음을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the second cleaning liquid having the above composition can cleanly remove the ceramic impurities without damaging the surface of the parts by a single cleaning process.

비교예Comparative Example

수산화칼륨 25 내지 35부피%, 과산화수소수 50 내지 60부피%, 여분의 물을 포함하는 비교예의 식각액 또는 수산화칼륨 1 내지 5부피%, 과산화수소수 5 내지 20부피%, 여분의 물을 포함하는 비교예의 식각액을 마련한 후 상기 실시에 1과 동일한 방법을 수행하여 세라믹 부품에 부착된 상기 불순물을 제거하였다. 그 결과가 도 4의 사진에 개시되어 있다. A comparative example comprising 25 to 35% by volume of potassium hydroxide, 50 to 60% by volume of hydrogen peroxide, 1 to 5% by volume of an etchant or potassium hydroxide of the comparative example comprising extra water, 5 to 20% by volume of hydrogen peroxide, After the etching solution was prepared, the impurities adhering to the ceramic component were removed by the same method as in Example 1. The result is shown in the photograph of Fig.

도 4를 참조한 결과 상기 조성을 갖는 비교예의 세정액은 단일 세정공정 만으로 상기 세라믹 불순물들을 깨끗이 제거할 수 없음을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 4, it was confirmed that the cleaning liquid of the comparative example having the above composition can not cleanly remove the ceramic impurities by a single cleaning process.

본 발명에 따른 세정액은 화학기상 증착 장치의 부품 표면에 부착된 불순물을 단일 세정 공정을 수행하여 깨끗이 제거할 수 있어 상기 불순물 제거하기 위한 세정시간을 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 불순물들을 제거하는 세정 공 정시 상기 부품의 손상을 방지 또는 표면 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 불순물을 제거함으로서 상기 부품이 적용되는 화학기상 증착 장치를 이용한 박막 형성시 파티클의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 부품의 사용수명을 비약적으로 연장시킬 수 있다. 더욱이 상기 세정액은 발연성의 유독한 약품을 포함하고 있지 않아 환경오염에 대한 문제점을 해결할 수 있는 특성을 갖는다.The cleaning liquid according to the present invention can cleanly remove the impurities adhering to the surface of the parts of the chemical vapor deposition apparatus by performing a single cleaning process, thereby remarkably reducing the cleaning time for removing the impurities. In addition, it is possible to prevent damage to the component or to minimize surface damage at the time of cleaning to remove the impurities. In addition, by removing the impurities, generation of particles can be prevented during formation of a thin film using the chemical vapor deposition apparatus to which the component is applied, and the service life of the component can be dramatically prolonged. Furthermore, since the cleaning liquid does not contain a fuming toxic chemical, the cleaning liquid has characteristics capable of solving the problem of environmental pollution.

도 1은 불순물이 부착된 화학기상 증착 장치 부품의 표면을 관찰한 사진이다.Fig. 1 is a photograph of the surface of a chemical vapor deposition apparatus part to which an impurity is attached.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 세정 공정이 수행된 부품의 표면을 관찰한 사진이다. Fig. 2 is a photograph of the surface of a component subjected to the cleaning process according to the first embodiment of the present invention. Fig.

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 세정 공정이 수행된 부품의 표면을 관찰한 사진이다. Fig. 3 is a photograph of a surface of a component subjected to a cleaning process according to the second embodiment of the present invention. Fig.

도 4는 본 발명의 비교예에 따른 세정 공정이 수행된 부품의 표면을 관찰한 사진이다. FIG. 4 is a photograph of a surface of a component subjected to a cleaning process according to a comparative example of the present invention. FIG.

Claims (10)

화학 기상증착 장비의 부품 표면에 잔류하는 실리콘 또는 알루미늄이 포함된 불순물들을 제거하기 위한 세정액에 있어서, 1. A cleaning liquid for removing silicon or aluminum-containing impurities remaining on a surface of a component of a chemical vapor deposition equipment, 불화수소암모늄(ammonium hydrogen-fluoride, NH4HF2) 또는 테트라알킬암모늄 플로라이드(Tetra alkyl ammonium Fluoride) 10 내지 33부피%, 과산화수소수 15 내지 33부피% 및 여분의 물을 포함하는 장치 부품에 존재하는 불순물 제거용 세정액.Is present in a device part comprising 10 to 33% by volume of ammonium hydrogen-fluoride (NH 4 HF 2 ) or tetraalkyl ammonium fluoride, 15 to 33% by volume of hydrogen peroxide, and excess water A cleaning liquid for removing impurities. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 불화수소암모늄(ammonium hydrogen-fluoride, NH4HF2) 또는 테트라알킬암모늄 플로라이드(Tetra alkyl ammonium Fluoride) 10 내지 33부피%, 과산화수소수 15 내지 33부피% 및 여분의 물을 포함하는 장치 부품에 존재하는 불순물 제거용 세정액을 마련하는 단계; 및Is present in a device component comprising 10 to 33% by volume of ammonium hydrogen-fluoride (NH 4 HF 2 ) or tetraalkyl ammonium fluoride, 15 to 33% by volume of hydrogen peroxide, and excess water Providing a cleaning liquid for removing impurities; And 상기 세정액을 이용한 세정공정을 수행하여 화학 기상증착 장비의 부품 표면에 잔류하는 실리콘 또는 알루미늄이 포함된 불순물들을 제거하는 단계를 포함하는 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거 방법.And removing the silicon or aluminum-containing impurities remaining on the surface of the component of the chemical vapor deposition equipment by performing a cleaning process using the cleaning liquid. 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 세정 공정은 70 내지 80℃의 온도로 유지되는 상기 불순물 제거용 세정액을 제공함으로서 수행되는 것을 특징으로 하는 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거 방법.6. The method according to claim 5, wherein the cleaning step is performed by providing the cleaning liquid for removing impurities which is maintained at a temperature of 70 to 80 占 폚. 제5항에 있어서, 상기 불순물은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물 및 불화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거 방법.The method of claim 5, wherein the impurity removing method impurities present in the components of the apparatus characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of silicon oxide (SiO 2), aluminum oxide and aluminum fluoride. 제5항에 있어서, 상기 장치의 부품은 세라믹, 알루미늄, 석영 및 스테인리스 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거 방법.6. The method of claim 5, wherein the component of the apparatus comprises at least one material selected from the group consisting of ceramic, aluminum, quartz, and stainless steel. 제5항에 있어서, 상기 불순물을 제거하는 단계 이후 물을 이용한 린스 공정 및 질소 가스를 이용한 건조 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 장치의 부품에 존재하는 불순물 제거 방법.6. The method according to claim 5, further comprising a rinsing process using water and a drying process using nitrogen gas after removing the impurities.
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