KR19990022226A - Ultra-pure buffered HF on-site generation system for semiconductor process - Google Patents

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지. 호프만 조
스콧 클라크 알.
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제프리 엘. 웬트
스타텍 벤처스, 인코포레이티드
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Abstract

본 출원은 집적 회로 제조 프론트 엔드 설비에서 초순도 과산화수소의 온 사이트 제조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 개시점은 고순도의 수성 H2O2(예컨대, 30%의 H2O2)이다. 유입되는 수성 H2O2는 다른 시약과 결합에 이용되기 전에 온 사이트 정제 유닛에서 추가로 정제된다.The present application relates to an on-site manufacturing system and method of ultrapure hydrogen peroxide in an integrated circuit fabrication front end facility. The starting point is high purity aqueous H 2 O 2 (eg, 30% H 2 O 2 ). The incoming aqueous H 2 O 2 is further purified in an on-site purification unit before being used for binding with other reagents.

Description

반도체 공정용 초순도 완충 HF의 온-사이트 발생 시스템Ultra-pure buffered HF on-site generation system for semiconductor process

본 발명은 통상의 반도체 공정에 관한 것이며, 특히 초순도 액체 시약의 제조에 관한 것이다.The present invention relates to conventional semiconductor processes, and more particularly to the preparation of ultrapure liquid reagents.

배경 기술: IC 제조시의 오염물 제어Background: Contaminant Control in IC Manufacturing

오염물은 집적 회로 제조에 있어 대단히 중요하게 고려된다. 현대의 집적 회로 제조 단계의 대부분을 차지하는 것은 한 가지 세척 단계 또는 다른 세척 단계이다; 이러한 세척 단계는 유기 오염물, 금속 오염물, 포토레지스트(또는 그의 무기 잔류물), 에칭 부산물, 천연 옥사이드 등을 제거하기 위해 요구될 수 있다.Contaminants are of great importance in integrated circuit fabrication. The majority of modern integrated circuit fabrication steps are one cleaning step or another cleaning step; This washing step may be required to remove organic contaminants, metal contaminants, photoresists (or inorganic residues thereof), etch byproducts, natural oxides, and the like.

1995년의 새로운 프론트 엔드(집적 회로 웨이퍼 제조 설비) 생산 비용은 통상 10억 달러($1,000,000,000) 이상에 달하였으며, 이러한 비용의 대부분은 미립자 제어, 세척, 및 오염물 제어를 평가하기 위한 것이었다.In 1995, the cost of producing a new front end (integrated circuit wafer fabrication facility) was typically over $ 1 billion ($ 1,000,000,000), most of which was to evaluate particulate control, cleaning, and contaminant control.

오염물의 중요한 소스는 공정 화학 약품내의 불순물이다. 세척은 매우 자주 행해지며 중요하므로, 세척 화학 작용에 기인하는 오염물은 매우 바람직하지 못한 것이다.An important source of contaminants is impurities in process chemicals. Since cleaning is done very often and is important, contaminants due to cleaning chemistry are very undesirable.

많은 부식성 및/또는 유독성 화학 약품은 흔히 반도체 공정에 이용되며, 시약 공급지는 통상, 최전방의 작업자가 있는 장소로부터 떨어져 있다. 초순도 가스체 및 액체를 위한 파이프 연결 구성 및 관리는 반도체 산업 분야에 숙지되어 있어서, 대부분의 가스체 및 액체는 같은 구조물내(또는 같은 사이트내)의 임의의 장소로부터 웨이퍼 제조 스테이션으로 운송될 수 있다.Many corrosive and / or toxic chemicals are often used in semiconductor processing, and reagent supplies are usually away from the location of the foremost operator. Pipe connection configuration and management for ultra-pure gaseous and liquids is well known in the semiconductor industry, so most gaseous and liquids can be transported from any location in the same structure (or at the same site) to a wafer fabrication station. have.

본 출원은 반도체 제조 설비에 초순도 화학 약품의 온 사이트 제조 시스템 및 방법을 개시하므로, 목적지로 직접 파이프 연결될 수 있다. 개시된 시스템은 동일 구조물내(또는 인접하는 구조물내)에 프론트 엔드로서 설치될 수 있는 초소형 유닛이므로, 처리가 회피된다.The present application discloses an on-site manufacturing system and method of ultrapure chemicals in a semiconductor manufacturing facility, so that it can be piped directly to the destination. Since the disclosed system is a compact unit that can be installed as a front end in the same structure (or in an adjacent structure), processing is avoided.

배경기술: 습식 대 건식 공정Background: Wet vs. Dry Process

반도체 공정에 오랫동안 사용되어온 기술적 이행 중 하나는 건식과 습식 공정간의 변화(및 변화의 시도)이다. 건식 공정에 있어서는, 가스체 또는 플라즈마상 반응물만이 웨이퍼와 접촉한다. 습식 공정에 있어서는, 여러가지 액체 시약이 실리콘 디옥사이드의 에칭 또는 천연 옥사이드층 제거, 유기 물질 또는 유기 오염물질 자국 제거, 금속 또는 유기 오염물질 자국 제거, 실리콘 니트리드 에칭, 실리콘 에칭 등과 같은 용도로 사용된다.One technological implementation that has long been used in semiconductor processes is the change (and attempts to change) between dry and wet processes. In the dry process, only gaseous or plasma phase reactants are in contact with the wafer. In wet processes, various liquid reagents are used for applications such as etching silicon dioxide or removing natural oxide layers, removing traces of organic or organic contaminants, removing traces of metal or organic contaminants, etching silicon nitride, etching silicon, and the like.

플라즈마 에칭은 많은 매력적인 특성을 갖고 있지만, 세척에는 적절하지 못하다. 금과 같은 대부분의 바람직하지 않은 불순물 중 일부를 제거하는데 이용가능한 화학처리가 없기 때문이다. 그러므로, 세척 공정은 현재의 반도체 공정에 필수적이며, 미래에도 계속 존속될 전망이다.Plasma etching has many attractive properties but is not suitable for cleaning. This is because there is no chemical treatment available to remove some of the most undesirable impurities such as gold. Therefore, the cleaning process is essential for the current semiconductor process and is expected to continue in the future.

플라즈마 에칭은 적당한 포토레지스트를 이용하여 행해지며, 고온 단계에 곧바로 후속되지는 않는다. 레지스트가 스트립되는 대신에, 세척을 할 필요가 있다.Plasma etching is performed using a suitable photoresist and is not immediately following the high temperature step. Instead of stripping the resist, it needs to be cleaned.

세척으로 제거되는 물질로는 포토레지스트 잔류물(유기 중합체), 소듐, 알칼리성 토류(예컨대, 칼슘 또는 마그네슘), 및 중금속(예컨대, 금)이 있다. 이중 대다수는 휘발성 할로겐화물을 형성하지 않으므로, 플라즈마 에칭은 이들을 제거할 수 없다. 그러므로, 습식 화학처리를 이용하여 세척할 필요가 있다.Materials removed by washing include photoresist residues (organic polymers), sodium, alkaline earths (eg calcium or magnesium), and heavy metals (eg gold). Most of these do not form volatile halides, so plasma etching cannot remove them. Therefore, there is a need to wash using wet chemical treatment.

이 결과, 플라즈마 에칭 공정에서 화학 약품의 순도는 이러한 단계들이 항상 고온처리 단계가 행해지기 전에 세척 단계에 후속되기 때문에, 그다지 중요하지는 않고, 세척 단계는 이러한 오염 물질에서 고온처리 단계가 진행되기 전에 표면으로부터 위험한 오염 물질을 제거할 수 있다. 그러나, 반도체 표면에서의 충돌 속도는 플라즈마 에칭시의 충돌 속도보다 통상 백만배 이상 높고, 액체 세척 단계는 고온 처리 단계에 곧바로 후속되기 때문에, 액체 화학 약품의 순도가 보다 중요해 진다.As a result, the purity of the chemical in the plasma etching process is not so important because these steps are always followed by a cleaning step before the high temperature step is performed, and the cleaning step is performed on the surface before the high temperature step is performed on these contaminants. Hazardous pollutants can be removed from However, the purity of the liquid chemical becomes more important because the impact rate on the semiconductor surface is typically one million times higher than the impact rate upon plasma etching, and the liquid cleaning step immediately follows the high temperature treatment step.

그러나, 습식 공정은 소위 이온 오염물이라고 하는 중대한 결함을 갖고 있다. 집적 회로 구조물은 소망의 p-타입 및 n-타입 도핑 영역을 형성하기 위해 몇 가지의 도판트(붕소, 비소, 인, 및 가끔은 안티몬)만을 사용한다. 그러나, 다른 수많은 종류의 도판트는 전기적으로 활성 도판트이고, 매우 바람직하지 못한 오염물이다. 많은 이러한 오염물은 1013cm-3훨씬 이하 농도에서의, 증가된 결합 누출과 같은 역효과를 갖게될 수 있다. 또한, 별로 바람직하지 않은 오염물 중 일부는 오염물의 평형 농도가 용액에서보다 실리콘에서 더 높아지는 수용액과 실리콘이 접촉하는 실리콘으로 분리된다. 또한, 별로 바람직하지 않은 오염물 중 일부는 매우 높은 확산 계수를 가지므로, 이러한 도판트를 실리콘 웨이퍼의 임의의 부분으로 주입시키면, 이러한 오염물이 누출을 야기시키는 접합부를 포함하는 장소를 통해 확산할 수 있다.However, the wet process has a significant defect called so-called ionic contaminants. Integrated circuit structures use only a few dopants (boron, arsenic, phosphorus, and sometimes antimony) to form the desired p- and n-type doped regions. However, many other kinds of dopants are electrically active dopants and are very undesirable contaminants. Many such contaminants may have adverse effects, such as increased binding leakage, at concentrations well below 10 13 cm −3 . In addition, some of the very undesirable contaminants are separated into silicon in contact with the aqueous solution, where the equilibrium concentration of the contaminant is higher in silicon than in solution. In addition, some of the very undesirable contaminants have very high diffusion coefficients, so if these dopants are injected into any part of the silicon wafer, these contaminants can diffuse through the site containing the junction causing the leak. .

그러므로, 반도체 웨이퍼에 사용되는 모든 액체 용액들은 극히 낮은 레벨의 전체 금속 이온을 갖는 것이 바람직하다. 결합되는 모든 금속의 농도는 300ppt(1 조분의 1)이하인 것이 바람직하고, 임의의 금속에 대해서는 10ppt이하이며, 그 이하이면 더욱 바람직하다. 또한, 오염물은 음이온과 양이온 모두에 의해 제어될 수 있다. 즉, 몇 몇 음이온, 예컨대 합금 이온은 실리콘 격자내의 이동성 금속 원자 또는 이온을 감소시킬 수 있는 역효과를 갖게될 수 있다.Therefore, all liquid solutions used in semiconductor wafers preferably have extremely low levels of total metal ions. It is preferable that the density | concentration of all the metals to be bonded is 300ppt (one-trillion) or less, and it is 10ppt or less with respect to arbitrary metals, and it is more preferable if it is below. Contaminants can also be controlled by both anions and cations. That is, some anions, such as alloy ions, may have the adverse effect of reducing mobile metal atoms or ions in the silicon lattice.

프론트 엔드 설비는 통상, 고순도의 물(탈이온수, 즉 DI로 표시)을 제조하기 위해 온 사이트 정제 시스템을 구비한다. 그러나, 필요한 순도의 공정 화학 약품을 얻는 것은 더욱 어렵다.Front end equipment typically includes an on-site purification system for producing high purity water (deionized water, ie DI). However, it is more difficult to obtain process chemicals of the required purity.

온 사이트 정제 공정On-site refining process

본 발명은 반도체 웨이퍼 생산 현장에 설치된 온 사이트 시스템에서 초순도 암모니아를 제조하는 방법에 관한 것이다. 액체 암모니아 저장소로부터 암모니아 증기를 추출(drawing)하는 단계와, 이 암모니아 증기를 미세여과 필터를 통해 통과시키는 단계와, 높은 pH 정제된 물(바람직하게는 암모니아 스트림으로 평형화된 초순도 탈이온수)로 걸러진 증기를 세정(scrubbing)하는 단계에 의해 제조된다. 본 발명은 상업용 암모니아를 종래의 증류관을 사용하지 않고도 고정도 제조에 충분한 고순도 암모니아로 변환할 수 있도록 한다. 공급 저장소로부터 추출하는 암모니아 증기는 단일 스테이지 증류법으로서 자체적으로 작용하여, 알칼리 및 알칼리성의 지구 금속 산화물, 탄산염 및 수소화물, 변이 금속 할로겐화물 및 수소화물과 고비등점 탄화 수소 및 할로겐화 탄소와 같은 비휘발성 및 고비등점 불순물을 제거한다. 종전에는 증류를 거쳐야만 제거된다고 생각되었던, 특정 변이 금속 할로겐화물, Ⅲ족 금속 수소화물 및 할로겐화물, Ⅳ족 수소화물 및 할로겐화물, 및 할로겐과 같은, 상업용 암모니아에서 발견될 수 있는 반응성의 휘발성 불순물은 고정도 동작에 알맞은 정도의 초정제 공정으로써 제거할 수 있음이 밝혀졌다. 세정 기술은 미세규모 보다는 대규모 불순물의 제거에 통상적으로 사용되기 때문에, 이는 매우 놀라운 발견이다.The present invention relates to a method for producing ultra-purity ammonia in an on-site system installed at a semiconductor wafer production site. Drawing ammonia vapor from the liquid ammonia reservoir, passing the ammonia vapor through a microfiltration filter, and filtered with high pH purified water (preferably ultrapure deionized water equilibrated with ammonia stream). It is produced by scrubbing the steam. The present invention enables the conversion of commercial ammonia to high purity ammonia sufficient for high precision production without the use of conventional distillation tubes. The ammonia vapors extracted from the feed reservoir act on their own as a single stage distillation process, providing non-volatile and nonvolatile properties such as alkali and alkaline earth metal oxides, carbonates and hydrides, transition metal halides and hydrides and high boiling point hydrocarbons and halide carbons. Eliminate high boiling point impurities. Reactive volatile impurities that can be found in commercial ammonia, such as certain transition metal halides, group III metal hydrides and halides, group IV hydrides and halides, and halogens, which were previously thought to be removed only by distillation, It has been found that it can be removed by an ultra-purifying process that is suitable for high precision operation. This is a surprising finding since cleaning techniques are commonly used to remove large scale impurities rather than microscale.

과산화수소Hydrogen peroxide

과산화수소(H202)는 반도체 제조 공정에서 중요한 처리 화학 약품이며, 세척 용액으로 흔히 사용된다. 예들 들면, 광범위하게 사용되는 피라냐 세척 용액은 통상적으로 H2O2+H2SO4를 30:70의 비율로 사용하고, 또 광범위하게 사용되는 RCA 세척은 2-스테이지에서 과산화수소를 사용하는 3-스테이지 세척이다.Hydrogen peroxide (H 2 0 2 ) is an important treatment chemical in the semiconductor manufacturing process and is commonly used as a cleaning solution. For example, a widely used piranha wash solution typically uses H 2 O 2 + H 2 SO 4 in a ratio of 30:70, and a widely used RCA wash is a 3-stage using hydrogen peroxide in two stages. Stage wash.

그러므로, 초순도 과산화수소수는 집적 회로 공정에 있어서의 주요 성분이다. 그러나, 분해가, 다양한 금속 및 오염물질에 의해 촉진되고 발열성 및 온도 민감성을 갖기 때문에, 과산화수소는 정제하기에 용이한 화학 약품은 아니다. 또한, H2O2는 강한 산화체로 알려져 있다. 이러한 영역에서 실질적인 작업이 행해져 왔다. 예를 들면, 과산화수소를 정제하기 위한 음이온성 교환 수지가 바람직하게는 중탄산염(HCO3 -) 이온으로 장입된다라고 문헌에 기록되어 있다. 왜냐하면, 통상적으로 사용되는 다른 음이온(예를 들면, OH-, Cl-)은 임의의 환경하에서 H2O2의 분해를 촉진시키기 때문이다.Therefore, ultrapure hydrogen peroxide water is a major component in integrated circuit processing. However, hydrogen peroxide is not an easy chemical to purify because decomposition is promoted by various metals and contaminants and has exothermic and temperature sensitivity. H 2 O 2 is also known as a strong oxidant. Substantial work has been done in this area. For example, it is reported in the literature that an anionic exchange resin for purifying hydrogen peroxide is preferably charged with bicarbonate (HCO 3 ) ions. This is because other commonly used anions (eg, OH , Cl ) promote the decomposition of H 2 O 2 under any circumstances.

H2O2에 함유된 유기산 구성성분의 제거는 문헌에 기술되어 있다. 예를 들면, 프랑스 특허 제1,539,843호(비작용화된 수지 및 중립화된 염산을 이용함), 미국 특허 제3,294,488호(염기성 수지 [HCO3] + CO2); 일본 특허 제6,725,845호(1967)(비작용화된 수지); 미국 특허 제 3,297,404호(1967)(염기성 수지 [HC3] 및 CO); 미국 특허 제3,305,314호(염기성 [HC3] 및 CO2/3-); 미국 특허 제4,792,403호(1988)(할로겐화 수지)를 참조한다.Removal of organic acid constituents contained in H 2 O 2 is described in the literature. For example, French Patent No. 1,539,843 (using nonfunctionalized resin and neutralized hydrochloric acid), US Patent No. 3,294,488 (basic resin [HCO 3 ] + CO 2 ); Japanese Patent No. 6,725,845 (1967) (nonfunctionalized resin); US Patent No. 3,297,404 (1967) (basic resins [HC 3 ] and CO); U.S. Patent No. 3,305,314 (the basic [HC 3] and a CO 2/3 -); See US Pat. No. 4,792,403 (1988) (halogenated resin).

양이온 및 음이온 수지의 H2O2정제는, 예를 들면 프랑스 특허 출원 제10,431호(1953)(술폰기 수지 사용); 폴란드 특허 제50,982호(1961)(양이온+음이온 수지); 폴란드 특허 제55,378호(1968); 스페인 특허 제328,719호(1961)(술폰기 수지, 아크릴, 강염기 및 강산[젤형]); 미국 특허 제3,297,404호(1967)(혼성 수지 양이온 및 음이온[HCO3]); 및 미국 특허 제4,999,179호(술폰기 수지+음이온 수지[HCO3], CO2/3+ 브롬화)에 기술되어 있다. 다양한 정제 방법에 대하여, 예를 들면 프랑스 특허 제2,677,010호(1992)(강한 양이온 수지 + 중간 강도의 젤형 수지+비작용화된 수지); 프랑스 특허 제2,677,011(1992)(중간 강도의 음이온 수지); PCT 출원 제92/06918호(1992)(양이온 및 음이온 수지, 유동화된 베드 기술 방법의 기술)에 기술되어 있다.H 2 O 2 purification of cationic and anionic resins is described, for example, in French Patent Application No. 10,431 (1953) using sulfone group resins; Polish Patent No. 50,982 (1961) (cationic + anionic resin); Polish Patent 55,378 (1968); Spanish Patent No. 328,719 (1961) (sulfone group resins, acrylics, strong bases and strong acids [gel form]); US Patent No. 3,297,404 (1967) (hybrid resin cations and anions [HCO 3 ]); And U.S. Patent No. 4,999,179 is described in claim (sulfonic resin + anionic resin [HCO 3], CO 2/ 3 + brominated). For various purification methods, for example, French Patent No. 2,677,010 (1992) (strong cationic resin + medium strength gel-type resin + unfunctionalized resin); French Patent 2,677,011 (1992) (medium strength anion resin); PCT Application No. 92/06918 (1992) (cationic and anionic resin, description of fluidized bed technology method).

술폰기 및 피리딘 수지의 H2O2정제에 대해서는, 예를 들면 스위치 특허 제1,643,452호(1991)(양이온 수지+2.5 메틸 염기성 수지-피리딘 비닐[HCO3 -]); 일본 특허 제62,187,103(1966)(양이온 수지+피리딘 음이온 구조)에 기술되어 있다.Sulfone and for the H 2 O 2 tablets of pyridine resin, for example, switch Patent No. 1,643,452 (1991) (cationic resin +2.5 methyl basic resin-vinyl pyridine [HCO 3 -]); Japanese Patent No. 62,187,103 (1966) (cationic resin + pyridine anion structure).

수지 및 피리딘 수지의 H2O2정제에 대해서는, 예를 들면 프랑스 특허 제2,624,500호(1988)(염기성 수지에 카르복실기 또는 인 킬레이트제를 첨가); 독일 특허 제3,822,248호(1990)(염기성 수지에 첨가되는 EDTA); 유럽 특허 제502,466호(1992)(H2O2에 첨가되고 비작용화된 수지를 통과하는 킬레이트제); 미국 특허 제5,200,166호(H2O2에 안정 산 첨가 및 염기성 수지[HCO3 -, CO2/3 -]과 반응); 유럽 특허 제626,342(1994)(인산염을 포함한 킬레이트제 수지 0.1ppm A-/C++ 킬레이트제 Al 및 Fe)에 기술되어 있다.For H 2 O 2 purification of resins and pyridine resins, for example, French Patent No. 2,624,500 (1988) (adding a carboxyl group or a phosphorus chelating agent to the basic resin); German Patent No. 3,822,248 (1990) (EDTA added to basic resin); EP 502,466 (1992) (chelating agent added to H 2 O 2 and passed through an unfunctionalized resin); U.S. Patent No. 5,200,166 (stabilized addition of acid and a basic resin in the H 2 O 2 [HCO 3 - , CO 2/3 -] and reaction); It is described in - (/ + C + Al and Fe chelator chelating resin including phosphate 0.1ppm A) EP 626 342 (1994).

또한 몇몇 특허는 1ppb 이하의 순도를 달성하는데 성공하였다라고 기록되어 있다. 예를 들면, TOKKAI사의 프랑스 특허 제624,500호(수지 및 착화제 사용); INTEROX사의 WO90/11967호(SnO2+한외여과 사용); NEC사의 프랑스 특허 제3,045,504호(실리카 처리 사용)를 참조하시오. 모든 상기 인용된 문서들은 명세서상에서 참조용으로 기술되어 있다.Several patents have also been reported that have succeeded in achieving purity below 1 ppb. For example, French Patent No. 624,500 of TOKKAI (using resins and complexing agents); WO90 / 11967 from INTEROX (using SnO 2 + ultrafiltration); See NEC French Patent No. 3,045,504 (using silica treatment). All of the above cited documents are described by reference in the specification.

초순도 과산화수소의 온 사이트 제조On-Site Preparation of Ultra-Purity Hydrogen Peroxide

본 출원은 집적 회로 제조 프론트 엔드 설비에서 초순도 과산화수소의 온 사이트 제조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 시작 지점은 고순도 수성 H2O2(예컨대, 30%의 H2O2)이다. 유입되는 수성 H2O2는 다른 시약과 결합가능하게 되기전에 온 사이트 정제 유닛에서 추가로 정제된다. 본 발명의 양호 실시예에서는, 하나 또는 그 이상의 미립자 필터와 함께, 음이온 및 양이온 교환 베드로 구성되는 온 사이트 정제 유닛이 사용되었다.The present application relates to an on-site manufacturing system and method of ultrapure hydrogen peroxide in an integrated circuit fabrication front end facility. The starting point is high purity aqueous H 2 O 2 (eg, 30% H 2 O 2 ). The incoming aqueous H 2 O 2 is further purified in an on-site purification unit before it can be combined with other reagents. In a preferred embodiment of the present invention, an on-site purification unit consisting of an anion and a cation exchange bed with one or more particulate filters was used.

또한, 본 출원은 온 사이트 초정제된 산 또는 염기를 이용하여 온 사이트 초정제된 과산화수소 결합에 의해 집적 회로 제조 프론트 엔드 설비에서 초순도 온 사이트 혼합된 세척 용액을 제조하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present application also relates to a system and method for producing ultrapure on-site mixed wash solutions in an integrated circuit fabrication front end facility by on-site ultra-purified hydrogen peroxide bonds using on-site ultra-purified acids or bases. .

초순도 혼합 세척 용액의 온 사이트 제조On-Site Preparation of Ultra-Purity Mixed Wash Solution

본 출원은 웨이퍼 제조 설비 사이트에서, 초정제된 재료로부터의 RCA 산성 세척액 및 RCA 염기성 세척액과 같은 혼합 세척 용액의 제조에 관한 것이다.The present application relates to the preparation of mixed cleaning solutions, such as RCA acidic washes and RCA basic washes, from super-purified materials at a wafer fabrication facility site.

RCA 세척은 총 유기물질 제거를 위해, 테트라클로로에틸렌 또는 유사 용매를 사용하는 용매 세척 단계와; NH4OH + H2O2+ H2O를 사용하는 염기성 세척 단계와; HCl + H2O2+ H20를 사용하는 산성 세척 단계로 이루어진다. 본 명세서에 참조로서 통합된 W.Runyan과 K.Bean의 문헌 SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT PROCESSING TECHNOLOGY(1990)를 참조한다. 반도체 제조에 있어서, 이러한 세척 시약은 포장된 용기로 구입하는 것이 보통이다. 그러나, 이러한 시약은 생산 공장과 사용자측에서 모두 상기 용기내에서 용액에 약간의 처리를 필요로 한다.The RCA wash comprises a solvent wash step using tetrachloroethylene or a similar solvent to remove total organics; A basic washing step using NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O; It is made with an acidic wash step using a HCl + H 2 O 2 + H 2 0. See W.Runyan and K.Bean, SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT PROCESSING TECHNOLOGY (1990), incorporated herein by reference. In semiconductor manufacturing, these cleaning reagents are usually purchased in packaged containers. However, these reagents require some treatment of the solution in the vessel on both the production plant and the user side.

여러가지 다른 세척 화학 약품들이 제시되었다. 예컨대, Shiraki 세척법은 세척 순서에 질산을 첨가하는 단계인, 침식성의 사전 에피텍시 세척법이고, 다소 높은 온도 및 농도에 사용한다. 본 명세서에 참조로서 개시된 133 J. ELECTROCHEM.Soc.666(1986)의 Ishizaki 및 Shiraki의 Low Temperature Surface Cleaning of Silicon and its application to Silicon MBE를 참조한다.Several different cleaning chemicals have been proposed. Shiraki washing, for example, is an erosive pre-epitaxial wash, the step of adding nitric acid to the washing sequence and is used at rather high temperatures and concentrations. See Low Temperature Surface Cleaning of Silicon and its application to Silicon MBE by Ishizaki and Shiraki of 133 J. ELECTROCHEM. Soc. 666 (1986), disclosed herein by reference.

RCA 염기성 세척 용액은 통상, NH4OH + H2O2+ H2O를 1:1:5 또는 1:2:7의 비율로 혼합한 것이다. 본 명세서에 개시된 혁신적인 특징에 따라, RCA 염기성 세척액(또는 유사 세척 용액)은 온 사이트 정제된 초순도 암모니아와 온 사이트 정제된 초순도 과산화수소를 결합시킴으로써 웨이퍼 제조 공장의 사이트에서 발생된다. 그러므로 순도가 증가하고, 검출되지 않은 부수적인 오염물의 위험은 감소된다.The RCA basic washing solution is usually a mixture of NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O in a ratio of 1: 1: 5 or 1: 2: 7. According to the innovative features disclosed herein, RCA basic wash solutions (or similar wash solutions) are generated at the site of a wafer fabrication plant by combining on-site purified ultra-purity ammonia with on-site purified ultra-purity hydrogen peroxide. Therefore, purity increases and the risk of undetected incidental contaminants is reduced.

RCA 산성 세척 용액은 통상, HCl + H2O2+ H20를 1:1:6 또는 1:2:8의 비율로 혼합한 것이다. 본 명세서에 개시된 혁신적인 특징에 따라, RCA 산성 세척액(또는 유사 세척 용액)은 온 사이트 정제된 초순도 HCl과 온 사이트 정제된 초순도 과산화수소를 결합시킴으로써 웨이퍼 제조 공장의 사이트에서 발생된다. 그러므로 순도가 증가하고, 검출되지 않은 부수적인 오염물의 위험은 감소된다.The RCA acidic wash solution is usually a mixture of HCl + H 2 O 2 + H 2 0 at a ratio of 1: 1: 6 or 1: 2: 8. In accordance with the innovative features disclosed herein, RCA acidic washes (or similar wash solutions) are generated at the site of a wafer fabrication plant by combining onsite purified ultrapure HCl with onsite purified ultrapure hydrogen peroxide. Therefore, purity increases and the risk of undetected incidental contaminants is reduced.

개시된 발명은 본 명세서에 참조로써 통합되어 중요한 샘플 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다.The disclosed invention will be described with reference to the accompanying drawings, which are incorporated herein by reference and represent important sample embodiments.

도 1은 반도체 설비의 과산화수소수의 온 사이트 정제 시스템.1 is an on-site purification system of hydrogen peroxide water in a semiconductor facility.

도 2는 도 1의 암모니아 정제 시스템이 통합될 수 있는 웨이퍼 제조 설비내의 반도체 세척 스테이션의 블록도.2 is a block diagram of a semiconductor cleaning station in a wafer fabrication facility in which the ammonia purification system of FIG. 1 may be incorporated.

도 3은 웨이퍼 제조 설비에 있어서, 온 사이트 초정제된 2가지 성분(초순도물에 첨가)을 사용하여 RCA 세척 용액의 온 사이트 발생을 나타내는 도면.3 shows on-site generation of an RCA cleaning solution using two on-site ultra-purified components (added to ultrapure water) in a wafer fabrication facility.

본 출원의 수많은 혁신적인 특징은 제시되는 양호 실시예를 참조하여(제한이 아닌 예시의 방식으로) 기술될 것이다.Numerous innovative features of the present application will be described (by way of example and not by way of limitation) with reference to the preferred embodiments presented.

수성 H2O2의 목표 순도는The target purity of aqueous H 2 O 2 is

-양이온 농도〈 1.0ppbCationic concentration <1.0 ppb

-음이온 농도〈 20ppb-Anion concentration <20 ppb

-총 유기 오염물〈 20ppm이다.Total organic contaminants <20 ppm.

공정 및 시스템의 개요Overview of Processes and Systems

초정제 시스템에 사용되는 용기 및 파이프 연결은 H2O2에 대해 불활성이고 비촉매성인 물질들 중에서 선택하는 것이 바람직하며, 대부분의 금속이 적어도 어느 정도의 H2O2분해를 촉진시키기 때문에 불활성 플루오르중합체가 바람직하다.The vessel and pipe connections used in the superpurifying system are preferably selected from materials that are inert to H 2 O 2 and non-catalytic, and inert fluorine because most metals promote at least some degree of H 2 O 2 degradation. Polymers are preferred.

도 1은 반도체 설비에서의 과산화수소수의 정제를 위한 온 사이트 시스템을 도시한다. 이러한 시스템에서 유입되는 과산화수소(바람직하게는 고순도인)는 온 사이트 초정제 시스템에 의해 sub-ppb로 추가 정제된다.1 shows an on-site system for the purification of hydrogen peroxide water in a semiconductor facility. Hydrogen peroxide (preferably of high purity) coming from such a system is further purified into sub-ppb by the on-site ultrapure system.

본 발명의 양호 실시예에서, 온 사이트 초정제 시스템은 양이온 교환 증류관과 결합하여 음이온 교환 증류관을 사용한다. 그러나, 다른 종래의 sub-ppb 연마 기술이 사용될 수도 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the on-site ultrapurifier system uses an anion exchange distillation tube in combination with a cation exchange distillation tube. However, other conventional sub-ppb polishing techniques may be used.

도 1에 도시된 바와 같이, 여과단은 증류관에 의해 주입될 수 있는 미립자를 제거하기 위해, 교환 수지 증류관의 하위 부문에 배치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the filter stage is preferably disposed in a subsection of the exchange resin distillation tube to remove particulates that may be injected by the distillation tube.

음이온 교환 증류관Anion exchange distillation tube

이러한 증류관은 초기에 중탄산염 이온으로 장입되는 것이 바람직하다(중탄산염 예비 조절은, 본 명세서상에 참조로써 개시된 미국 특허 제3,294,488호 또는 제3,305,314호에 기술되어 있다). 농축된 NH4HCO3용액을 사용하여 중탄산염 예비 조절 단계를 바람직하게 실행할 수 있다(가능한 대체물로는 알칼리 금속 이온을 제거할 필요가 있는 알칼리성 중탄산염, 또는 낮은 가용성의 CO2로 인한 불포화 CO2를 사용할 수 있다).Such distillation tubes are preferably initially charged with bicarbonate ions (bicarbonate preconditioning is described in US Pat. Nos. 3,294,488 or 3,305,314, disclosed herein by reference). The concentrated bicarbonate preconditioning step can preferably be carried out using a concentrated NH 4 HCO 3 solution (a possible alternative is to use alkaline bicarbonates that need to remove alkali metal ions, or unsaturated CO 2 due to low solubility CO 2) . Can be).

본 발명의 실시예에서, 음이온 수지는 Rohm and Hass사의 IRA 958이다. 그러나, 다른 적당한 음이온 수지가 선택적으로 사용될 수 있다.In an embodiment of the invention, the anionic resin is IRA 958 from Rohm and Hass. However, other suitable anionic resins may optionally be used.

양이온 교환 증류관Cation exchange distillation tube

이러한 증류관은 초기에 산으로 장입되는 것이 바람직하다. 이러한 공정은 예컨대, 10%의 H2SO4용액에서 예컨대, 세척으로 행해질 수 있다.This distillation tube is preferably initially charged with acid. This process can be done, for example, by washing in 10% H 2 SO 4 solution, for example.

본 발명의 실시예에서, 양이온 수지는 Rohm and Hass사의 A-35이다. 그러나, 다른 적당한 양이온 수지가 선택적으로 사용될 수 있다.In an embodiment of the invention, the cationic resin is A-35 from Rohm and Hass. However, other suitable cationic resins may optionally be used.

혼합 세척 용액의 발생Generation of Mixed Wash Solutions

도 3은 웨이퍼 제조 설비에 있어서, 온 사이트 초정제된 2가지 성분(초순도물에 첨가)을 사용하여 RCA 세척 용액의 온 사이트 발생을 나타낸다.FIG. 3 shows on-site generation of RCA cleaning solutions using two on-site ultra-purified components (added to ultrapure water) in a wafer fabrication facility.

웨이퍼 세척Wafer cleaning

종래의 반도체 제조 라인에서의 몇 개의 세척 스테이션이 도 2에 도시되었다. 세척 라인에서의 제1 유닛은 레지스트를 스트립하기 위해 과산화수소수(42)와 황산(43)이 결합되어 반도체 표면에 적용되는 레지스트 제거 스테이션(41)이다. 레지스트 제거 스테이션은 제거 용액 행굼을 위해 탈이온수를 가하는 행굼 스테이션(44)으로 진행한다. 행굼 스테이션(44)의 온 사이트 하향 스트림은 암모니아와 과산화수소 수용액이 가해지는 세척 스테이션(45)이 된다. 이 용액은 2가지 방식 중 하나로 공급된다. 첫째, 수성 암모니아(31)와 수성 과산화수소(46)를 결합하여 생성된 혼합물(47)을 세척 스테이션(45)으로 공급한다. 둘째, 순수한 가스체 암모니아(32)가 기포화된 과산화수소 수용액(48)이 비슷한 혼합물(49)을 생성하여, 마찬가지로 세척 스테이션(45)에 공급된다. 일단 암모니아/과산화수소 결합물로 세척된 반도체는 세척 용액을 제거하기 위해 탈이온수를 가하는 제2 행굼 스테이션(50)으로 보낸다. 다음 스테이션은 하이드로클로릭산(55) 수용액과 과산화수소(56)를 결합하여 반도체 표면에 가함으로써 추가로 세척하는 추가의 세척 스테이션(54)이다. 이러한 스테이션은 탈이온수를 가하여 HCl 및 H2O2를 제거하는 마지막 행굼 스테이션(57)에 수반된다. 광택 방지(deglaze) 스테이션(59)에서 희석된 완충 HF가 자연 산화막 또는 다른 산화막을 제거하도록 웨이퍼에 가해진다. 희석된 완충 하이드로플루오릭산은 시일링된 파이프를 통해 발생기(70)에 직접 공급된다. 상술한 바와 같이, 저장소(72)는 가스체 HF의 스트림이 이온 정제기(71)를 통해 발생기(70)로 공급되는 무수 HF를 저장하고 있다. 가스체 암모니아는 기포 상태로 발생기(70)에 제공되어 완충된 용액을 생성하고, 초순도 탈이온수가 소망의 희석액을 얻기 위해 첨가된다. 이러한 스테이션은 초순도 탈이온수에서 행굼에 수반되고(스테이션(60)), 스테이션(58)에서 건조된다. 웨이퍼 또는 웨이퍼 배치(61)는 웨이퍼 지지부(52)상에 보존되어 하나의 워크스테이션에서 다음 워크스테이션으로, 로봇(63) 또는 다른 종래의 순차적 처리 수단에 의해 운반된다. 운반 수단으로는 완전 자동, 부분 자동 또는 완전 비자동 운반 수단이 모두 가능하다. 산성 세척 스테이션(54)을 위해 정제된 HCl이 도 1의 암모니아 정제 시스템의 방식과 유사한 온 사이트 방식으로 제조되어 공급될 수 있음을 인식해야 한다.Several washing stations in a conventional semiconductor manufacturing line are shown in FIG. The first unit in the cleaning line is a resist removal station 41 where hydrogen peroxide 42 and sulfuric acid 43 are combined and applied to the semiconductor surface to strip the resist. The resist removal station proceeds to a rinse station 44 which adds deionized water for the rinse solution rinse. The on-site downstream stream of the rinse station 44 becomes a washing station 45 to which ammonia and hydrogen peroxide aqueous solutions are applied. This solution is supplied in one of two ways. First, the mixture 47 produced by combining the aqueous ammonia 31 and the aqueous hydrogen peroxide 46 is fed to the washing station 45. Second, a pure gaseous ammonia 32 bubbled aqueous hydrogen peroxide solution 48 produces a similar mixture 49 and is likewise fed to the washing station 45. The semiconductor once washed with the ammonia / hydrogen peroxide combination is sent to a second rinse station 50 where deionized water is added to remove the cleaning solution. The next station is an additional wash station 54 which further washes by combining hydrochloric acid 55 aqueous solution and hydrogen peroxide 56 and applying it to the semiconductor surface. This station is involved in the last rinse station 57 which adds deionized water to remove HCl and H 2 O 2 . Dilute buffered HF at the deglaze station 59 is applied to the wafer to remove the native oxide or other oxides. Diluted buffered hydrofluoric acid is fed directly to the generator 70 through a sealed pipe. As described above, the reservoir 72 stores anhydrous HF from which a stream of gaseous HF is supplied to the generator 70 through the ion purifier 71. Gaseous ammonia is bubbled to the generator 70 to produce a buffered solution, and ultrapure deionized water is added to obtain the desired diluent. This station is accompanied by a rinse in ultrapure deionized water (station 60) and dried in station 58. The wafer or wafer batch 61 is retained on the wafer support 52 and transported from one workstation to the next, by the robot 63 or other conventional sequential processing means. The transport means can be all fully automatic, partially automatic or fully non-automatic transport means. It should be appreciated that purified HCl for acidic wash station 54 may be manufactured and supplied in an on-site manner similar to that of the ammonia purification system of FIG. 1.

도 2에 도시된 시스템은 반도체 설비의 세척 라인의 일예에 지나지 않는다. 통상, 고정도 제조를 위한 세척 라인은 도시된 유닛의 하나 또는 그 이상의 유닛을 제거 또는 추가하거나 도시되지 않은 유닛을 대체함으로써, 도 2에 도시된 바로부터 대폭 변경될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 고순도 수성 암모니아의 온 사이트 제조의 개념은 이러한 모든 시스템에 적용가능하다.The system shown in FIG. 2 is just one example of a cleaning line of a semiconductor facility. In general, the washing lines for high precision manufacturing can be drastically changed from those shown in FIG. 2 by removing or adding one or more units of the units shown, or replacing units not shown. However, the concept of on-site preparation of high purity aqueous ammonia according to the present invention is applicable to all such systems.

도 2에 도시된 세척 스테이션(45)과 같은 워크스테이션의 반도체 세척 매개물로서 암모니아와 과산화수소를 사용하는 것은 당업계에 널리 공지되어 있다. 비율을 변화시키면서, 공칭 시스템은 탈이온수, 29 중량%의 수산화 암모늄과 30 중량%의 과산화수소가 6:1:1의 체적비로 조합되어 이루어진다. 세척제는 유기 잔유물 제거시에 사용되고, 약 1MHz의 주파수에서의 초음파 교반을 함께 행하여 초미세 크기로 입자를 제거시킨다.It is well known in the art to use ammonia and hydrogen peroxide as a semiconductor cleaning medium for workstations such as cleaning station 45 shown in FIG. In varying proportions, the nominal system consists of a combination of deionized water, 29% by weight of ammonium hydroxide and 30% by weight of hydrogen peroxide in a volume ratio of 6: 1: 1. The cleaning agent is used to remove organic residues, and together with ultrasonic agitation at a frequency of about 1 MHz to remove particles to ultrafine size.

초순도 H2O2의 정제 및 초순도 세척 용액 발생용 온 사이트 시스템은 제어되지 않은 환경에 노출을 야기하지 않는 파이프 연결에 의해 생산 라인내의 목적지에 연결된다. 정제 유닛과 생산 라인간 이동 거리는 단축되거나(목적지 혼합 설비가 제공된 경우) 보다 바람직하게는 초순도 세척 용액 발생기가 초청결 파이프 연결을 통해 다수의 목적지에 연결되는 것이다. 대규모 시스템의 경우, 중간의 보존 탱크는 변화하는 수요에 대한 보상을 위해 유출 속도를 조절하는데 사용될 수 있지만, 세척 용액은 어느 경우에도 초순도 환경에 보존되고, 오염된 환경에 절대로 노출되지 않는다. 포장, 운송, 또는 용기간의 이동에 기인한 오염 위험이 이로써 회피될 수 있다. 그러므로, 세척 용액이 남아있는 발생 시스템의 목적지와 생산 라인상의 목적지간의 거리는 1피트(30cm) 내지 1,000m 또는 그 이상이 된다(초청결 파이프가 단일 제조 사이트에서의 구조물간에 루트된 경우). 오염물이 주입되지 않은 물질이 초고청결 운송 라인을 통해 운송될 수 있다. 대부분의 응용에서, 고밀도 폴리 에틸렌 또는 플루오르화 중합체와 같은 스테인레스강 또는 중합체가 양호하게 이용될 수 있다.On-site systems for the purification of ultrapure H 2 O 2 and for generating ultrapure cleaning solutions are connected to destinations in the production line by pipe connections that do not cause exposure to uncontrolled environments. The travel distance between the purification unit and the production line is shortened (if destination mixing equipment is provided) or more preferably the ultrapure cleaning solution generator is connected to multiple destinations via ultra clean pipe connections. For large systems, intermediate storage tanks can be used to adjust the outflow rate to compensate for changing demands, but the wash solution is in no case preserved in ultrapure environments and never exposed to contaminated environments. The risk of contamination due to packaging, transportation, or movement between containers can be avoided thereby. Therefore, the distance between the destination of the generating system where the cleaning solution remains and the destination on the production line is between one foot (30 cm) and 1,000 m or more (if the ultra clean pipe is routed between structures at a single manufacturing site). Non-contaminated material can be transported via ultra clean transport lines. In most applications, stainless steel or polymers such as high density polyethylene or fluorinated polymers can be used well.

초순도 정제, 발생 및/또는 혼합 유닛이 생산 라인에 근접하고 있기 때문에, 탈이온수(반도체 제조 표준에 따라 정제된)가 농도 조정, 플러싱 또는 가스체의 용해와 같은 용도에 용이하게 이용될 수 있다. 반도체 업계에 공통으로 사용되는 상기 표준은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 이러한 공정으로부터 생성되는 정제된 물의 통상의 표준은 25℃에서 적어도 약 15megohm-cm(25℃에서 통상 18megohm-cm)의 비저항, 약 25ppb 이하의 전해질, 약 150/㎤ 이하의 미립자 함유량과 0.2μ 이하의 입자 크기, 약 10/㎤ 이하의 미립자 함유량, 및 100ppb이하의 총 유기 탄소를 그 표준으로 한다.Since ultra-pure purification, generation and / or mixing units are in close proximity to the production line, deionized water (purified according to semiconductor manufacturing standards) can be readily used for applications such as concentration adjustment, flushing or dissolution of gas bodies . Such standards commonly used in the semiconductor industry are well known to those skilled in the art. Typical standards of purified water resulting from this process include at least about 15 megohm-cm at 25 ° C. (typically 18 megohm-cm at 25 ° C.), resistivity of up to about 25 ppb, particulate content up to about 150 / cm 3 and up to 0.2 μm. Particle size, fine particle content of about 10 / cm 3 or less, and total organic carbon of 100 ppb or less are taken as the standard.

본 발명의 방법 및 시스템에 있어서, 프러덕트 농도 및 유출 속도 증가에 대한 고정도 제어는 공지된 장비 및 기구를 이용하여 정확한 조사와 측정을 행함으로써 양호하게 유지된다. 상기와 같은 제어를 달성하는 편리한 수단은 비중을 모니터하기 위해 초음파 전파를 이용한다. 다른 방법들은 이미 당업자에게 이해되었을 것이다.In the method and system of the present invention, the high precision control for increasing the product concentration and the outflow rate is well maintained by making accurate surveys and measurements using known equipment and instruments. A convenient means of achieving such control uses ultrasonic wave propagation to monitor specific gravity. Other methods will already be understood by those skilled in the art.

변형 및 응용예Variants and Applications

당업계의 업자가 인식하는 바와 같이, 본 발명의 응용에 설명된 혁신적인 개념은 매우 다양하게 변형 및 변경되어 응용될 수 있으며, 따라서, 공개된 발명의 범위는 제시되어진 특정 실시예에 한정되지 않는다.As will be appreciated by those skilled in the art, the innovative concepts described in the application of the present invention can be applied in a wide variety of variations and modifications, and therefore the scope of the disclosed invention is not limited to the specific embodiments presented.

예를 들면, 당업계의 업자에게 이해되는 바와 같이, 개시된 사상은 초순도 화학 약품의 반연속 또는 연속적 온 사이트 혼합법에 접목될 수 있다.For example, as will be appreciated by those skilled in the art, the disclosed ideas may be incorporated into semi-continuous or continuous on-site mixing of ultrapure chemicals.

다른 예를 들자면, 개시된 혁신 기술은 집적 회로의 제조에 엄격하게 제한되지는 않지만, 광전자소자 및 전력 디바이스와 같은 이산 반도체 소자 제조에 응용될 수 있다.As another example, the disclosed innovations are not strictly limited to the manufacture of integrated circuits, but may be applied to the manufacture of discrete semiconductor devices such as optoelectronics and power devices.

다른 실시예에 있어서, 액체 증기 접촉을 행하기 위해 세정기를 굳이 사용해야할 필요는 없다. 즉, 가스/액체 접촉이 상대적으로 덜 효과적이기 때문에 바람직하지 못하지만, 세정기 대신에 기포가 사용될 수도 있다.In other embodiments, it is not necessary to use a scrubber to make liquid vapor contact. That is, because gas / liquid contact is relatively less effective, bubbles may be used instead of scrubbers.

선택적으로 다른 여과 또는 여과 스테이지가 개시된 정제 장치와 결합될 수 있다.Optionally, other filtration or filtration stages can be combined with the disclosed purification apparatus.

본 발명의 양호 실시예에서 행해지진 않았지만, 필요하다면 정제된 물에 첨가제를 주입하여 사용할 수도 있다.Although not done in the preferred embodiment of the present invention, it is also possible to inject an additive into purified water if necessary.

상기 주지된 바와 같이, 주요 실시예는 온 사이트 정제 시스템이다. 선택적으로, 대체 실시예에서, 개시된 정제 시스템은 수송을 위해 초순도 화학 약품을 생산하는 제조 유닛의 일부로서 동작하도록 접목될 수 있다. 그러나, 이 대체 실시예는 상기 논의된 바와 같은 온 사이트 정제의 이점을 제공하지는 못한다. 이러한 출원은 상기 논의된 바와 같은 초순도 화학 약품 처리의 명백한 위험에 의한 것이지만, 포장된 화학 약품(처리를 수반하는)을 필요로하는 소비자에게 있어서, 개시된 혁신 발명는 적어도, 다른 기술로써 얻을 수 있는 순도보다 높은 초기 순도를 얻는 방식을 제공한다. 다시 말해서, 이러한 출원에 있어서, 건조 스테이지는 이온 정제 후에 사용될 수도 있다.As noted above, the main embodiment is an on-site purification system. Optionally, in alternative embodiments, the disclosed purification systems may be grafted to operate as part of a manufacturing unit that produces ultrapure chemicals for transportation. However, this alternative embodiment does not provide the benefits of on-site purification as discussed above. While this application is due to the obvious risk of ultra-pure chemical processing as discussed above, for consumers in need of packaged chemicals (including processing), the disclosed innovations are at least purely obtainable by other techniques. It provides a way to obtain higher initial purity. In other words, in this application, the drying stage may be used after ion purification.

상기 주지된 바와 같이, 주요 실시예는 반도체 제조에 있어 가장 중요한 초순도 수성 화학 약품을 제공하는 것에 직결된다. 그러나, 개시된 시스템 및 방법의 실시예들은 정제된 가스체 스트림을 공급하는데에도 사용될 수 있다(여러 경우, 정제기로부터의 다운스트림 건조기를 사용함은 이러한 공급에 유용하다).As noted above, the main embodiments are directed to providing ultrapure aqueous chemicals that are most important for semiconductor manufacturing. However, embodiments of the disclosed systems and methods can also be used to supply a purified gas stream (in many cases, using a downstream dryer from a purifier is useful for such a supply).

반도체 프론트 엔드로의 초순도 화학 약품 전달 루트는 인라인 또는 압력 저장소를 포함한다. 그러므로, 청구범위의 직접 파이프 연결이라는 표현은 이러한 저장소의 사용을 배제하는 것은 아니지만, 비제어 대기에 노출하는 것은 배제한다.The ultrapure chemical delivery route to the semiconductor front end includes an inline or pressure reservoir. Thus, the expression direct pipe connection of the claims does not exclude the use of such a reservoir, but excludes exposure to an uncontrolled atmosphere.

Claims (7)

반도체 제조 공정에 H2O2를 함유하는 초순도 시약을 제공하는 반도체 디바이스 제조 설비내의 온 사이트 서브시스템에 있어서,An on-site subsystem in a semiconductor device manufacturing facility that provides a high purity reagent containing H 2 O 2 in a semiconductor manufacturing process, 수성 H2O2를 수용하고 자신으로부터 H2O2의 유출을 제공하도록 연결되는 탱크와;A tank connected to receive aqueous H 2 O 2 and provide an outflow of H 2 O 2 from itself; 상기 탱크로부터 유출되는 상기 H2O2를 수용하여, 감소된 레벨의 이온 오염물을 갖는 정제된 H2O2유출을 생성하도록 연결되는 음이온 교환 베드 및 양이온 교환 베드를 포함하고;An anion exchange bed and a cation exchange bed connected to receive the H 2 O 2 exiting the tank to produce a purified H 2 O 2 outflow with reduced levels of ionic contaminants; 상기 양이온 교환 베드는 산으로 미리 조정되고 상기 음이온 교환 베드는 중탄산염 이온으로 미리 조정되고;The cation exchange bed is preconditioned with an acid and the anion exchange bed is preconditioned with bicarbonate ions; 상기 음이온 교환 베드 및 상기 양이온 교환 베드의 필터 다운스트림과;A filter downstream of the anion exchange bed and the cation exchange bed; 상기 필터로부터 반도체 디바이스 제조 설비내의 목적지로 상기 수성 H2O2를 제어되지 않은 환경에 노출시키지 않고 루트로 전달하는 파이프 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.And a pipe connection to deliver the aqueous H 2 O 2 to the route from the filter to a destination in a semiconductor device manufacturing facility without exposing the aqueous H 2 O 2 to an uncontrolled environment. 반도체 제조 공정에 H2O2를 함유하는 초순도 시약을 제공하는 반도체 디바이스 제조 설비내의 온 사이트 서브시스템에 있어서,An on-site subsystem in a semiconductor device manufacturing facility that provides a high purity reagent containing H 2 O 2 in a semiconductor manufacturing process, 수성 H2O2를 수용하고 자신으로부터 H2O2의 유출을 제공하도록 연결되는 탱크와;A tank connected to receive aqueous H 2 O 2 and provide an outflow of H 2 O 2 from itself; 상기 탱크로부터 유출되는 상기 H2O2를 수용하여, 감소된 레벨의 이온 오염물을 갖는 정제된 H2O2유출을 생성하도록 연결되는 음이온 교환 베드 및 양이온 교환 베드와;An anion exchange bed and a cation exchange bed connected to receive the H 2 O 2 exiting the tank to produce a purified H 2 O 2 outflow with reduced levels of ionic contaminants; 가스체/액체 접촉 영역을 통해 가스체 시약 선구물질을 통과시켜 초순도 가스체 시약을 생성하도록 연결되는 이온 정제 시스템과;An ion purification system coupled to pass gaseous reagent precursors through the gaseous / liquid contacting zone to produce ultrapure gaseous reagents; 상기 초순도 가스체 시약을 탈이온수 및 유출되는 상기 정제된 H202와 결합시켜 초순도 세척 용액을 생성하도록 연결되는 발생 및 혼합 서브시스템과;A generation and mixing subsystem coupled to combine the ultrapure gaseous reagents with deionized water and the purified H 2 O 2 effluent to produce an ultrapure wash solution; 상기 필터로부터 반도체 디바이스 제조 설비내의 목적지로 상기 수성 H2O2를 제어되지 않은 환경에 노출시키지 않고 루트로 전달하는 파이프 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.And a pipe connection to deliver the aqueous H 2 O 2 to the route from the filter to a destination in a semiconductor device manufacturing facility without exposing the aqueous H 2 O 2 to an uncontrolled environment. 제2항에 있어서, 상기 발생 및 혼합 서브시스템은 분리되는 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.3. The on-site subsystem of claim 2, wherein the generation and mixing subsystems are separate. 제2항에 있어서, 상기 발생 및 혼합 서브시스템은 결합되는 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.3. The on-site subsystem of claim 2, wherein the generation and mixing subsystems are combined. 제2항에 있어서, 상기 가스체 시약은 HCl인 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.The on-site subsystem of claim 2, wherein the gaseous reagent is HCl. 제2항에 있어서, 상기 가스체 시약은 NH3인 것을 특징으로 하는 온 사이트 서브시스템.The on-site subsystem of claim 2, wherein the gaseous reagent is NH 3 . 반도체 제조 공정에 H2O2를 함유하는 초순도 시약을 제공하는 방법에 있어서,In the method for providing a ultra-purity reagent containing H 2 O 2 to the semiconductor manufacturing process, 반도체 제조 공정과 같은 사이트에 위치되는 탱크로부터 유출되는 수성 H2O2를 제공하는 단계와;Providing an aqueous H 2 O 2 effluent from a tank located at the same site as the semiconductor manufacturing process; 감소된 레벨의 이온 오염물을 갖는 정제된 H2O2유출을 생성하도록, 음이온 교환 베드 및 양이온 교환 베드를 통해 유출되는 상기 H2O2를 통과시키는 단계를 포함하고;Passing said H 2 O 2 out through an anion exchange bed and a cation exchange bed to produce a purified H 2 O 2 effluent with reduced levels of ionic contaminants; 상기 양이온 교환 베드는 산으로 미리 조정되고 상기 음이온 교환 베드는 중탄산염 이온으로 미리 조정되고;The cation exchange bed is preconditioned with an acid and the anion exchange bed is preconditioned with bicarbonate ions; 초순도 수성 H2O2용액의 유출을 생성하도록 상기 정제된 유출을 여과하는 단계와;Filtering the purified effluent to produce an effluent of ultrapure aqueous H 2 O 2 solution; 상기 필터로부터 반도체 디바이스 제조 설비내의 목적지로 상기 수성 H2O2를 제어되지 않은 환경에 노출시키지 않고 루트로 전달하는 파이프 연결을 통해 상기 초순도 수성 H2O2용액의 유출을 루트로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시약 제공 방법.Delivering the outflow of the ultrapure aqueous H 2 O 2 solution to the route through a pipe connection that delivers the aqueous H 2 O 2 to the route without exposure to an uncontrolled environment from the filter to a destination in a semiconductor device manufacturing facility. Reagent providing method comprising a.
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