KR20080012780A - 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치 - Google Patents

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Abstract

황산과 과산화수소수를 혼합시켰을 때에, 기판으로부터 레지스트의 박리 등에 유효한 카로산을 충분히 생성시킬 수 있는 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치를 제공한다. 우선 내조(10)를 황산으로 가득 채우는 동시에 외조(12)에도 내조(10)로부터 넘친 황산이 유입되도록 한다. 다음에, 내조(10)에 과산화수소수를 공급하여 외조(12)에 과산화수소수를 유입시키고, 이 외조(12) 안에 과산화수소수 및 황산 2 종류의 액체를 저류시킨다. 과산화수소수를 유입시키는 동시에 복귀 펌프(16)를 작동시킨다.

Description

약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치{LIQUID CHEMICAL MIXING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 황산과 과산화수소수를 혼합시키는 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치에 관한 것이며, 특히, 황산과 과산화수소수를 혼합시켰을 때에, 기판으로부터 레지스트의 박리 등에 유효한 카로산을 충분히 생성할 수 있는 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 황산과 과산화수소수의 혼합액을 세정액으로 하여, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 함) 등의 기판 세정을 행하는 방법이 알려져 있다(일본 특허 공개 평성 제5-166780호 공보 등 참조). 구체적으로는, 황산과 과산화수소수를 혼합시킴으로써 생성되는 카로산(H2SO5, 과산화산이라고도 함)에 의해, 웨이퍼에 부착된 레지스트를 충분히 분해시킴으로써, 이 웨이퍼의 세정을 행하고 있다(이 원리에 대해서는 후술함).
황산과 과산화수소수의 혼합액을 생성하기 위한 약액 혼합 장치에 대해서, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 일반적인 약액 혼합 장치의 구성을 도시하는 개 략 구성도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 일반적인 약액 혼합 장치는 세정을 위해 웨이퍼가 수용되어야 하는 내조(10)와, 내조(10)의 주위에 설치되고, 이 내조(10)로부터 넘친 액체가 유입되는 외조(12)를 구비하고 있다. 또한, 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 복귀시키기 위한 복귀 관(14)이 설치되어 있다. 이 복귀 관(14)에는 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 보내는 복귀 펌프(16), 복귀 관(14) 자체의 진동 등을 경감시키기 위한 댐퍼(18), 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 가열을 행하는 히터(20) 및 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 여과를 행하는 필터(22)가 각각 직렬 상태로 설치되어 있다. 또한, 약액 혼합 장치는 황산(H2SO4)을 저류하는 황산 저류조(24) 및 과산화수소수(H2O2)를 저류하는 과산화수소수 저류조(30)를 구비하고 있으며, 각각 황산 공급관(28) 및 과산화수소수 공급관(34)에 의해, 황산 및 과산화수소수가 각각 내조(10) 안에 공급되도록 되어 있다. 각각의 약액 공급은 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)에 의해 각각 조정되도록 되어 있다.
다음에, 이와 같은 약액 혼합 장치에 의한 혼합액의 생성 방법에 대해서 이하에 설명한다. 초기 상태에 있어서, 내조(10) 및 외조(12)는 빈 상태로 되어 있다.
우선, 복귀 펌프(16) 및 히터(20)를 OFF로 한 상태에서, 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)를 개방하고, 황산 저류조(24) 및 과산화수소수 저류조(30)로부터 황산, 과산화수소수를 동시에 내조(10) 안에 공급한다. 여기서, 황 산의 공급량을, 예컨대 25 리터/min, 과산화수소수의 공급량을, 예컨대 5 리터/min으로 하고, 황산과 과산화수소수의 공급량의 비율을 예컨대 5:1로 한다. 과산화수소수에 대하여 황산의 공급량을 충분히 크게 하는 이유에 대해서는 후술한다. 황산 및 과산화수소수의 공급은 내조(10)가 가득 차서 외조(12)까지 액체가 넘치는 상태가 될 때까지 계속된다.
황산 및 과산화수소수가 내조(10)에 공급됨으로써, 황산과 과산화수소수의 혼합이 행해진다.
여기서, 황산과 과산화수소수의 혼합에는 2 종류의 패턴이 있다.
우선, 첫 번째 패턴으로서는 이하의 화학 반응을 들 수 있다.
H2SO4+H2O2→H2SO4+H2O+O※
화학식 1에 의한 반응에 의해, 활성 산소(O※)가 생성된다. 이 활성 산소는 강한 산화제이다.
한편, 두 번째 패턴으로서는 이하의 화학 반응을 들 수 있다.
H2SO4+H2O2→H2SO5+H2O
화학식 2에 의한 반응에 의해, 카로산(과산화산이라고도 함, H2SO5)이 생성된다. 이 카로산도 활성 산소와 마찬가지로 강한 산화제이지만, 웨이퍼에 부착되는 레지스트와 같은 유기물을 분해하기 위해서는 카로산 쪽이 활성 산소보다도 효과가 크다. 즉, 황산과 과산화수소수를 혼합시켜 카로산을 생성시킴으로써, 웨이퍼에 부착되는 레지스트를 충분히 박리할 수 있게 된다.
여기서, 과산화수소수에 대한 황산의 비율(몰비)을 횡축, 카로산의 생성률을 종축으로 하는 그래프를 도 7에 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 과산화수소수에 대한 황산의 비율(몰비)이 클수록 카로산의 생성률이 높아지고, 웨이퍼에 부착되는 레지스트를 보다 충분히 박리할 수 있게 된다. 내조(10)의 황산과 과산화수소수의 공급량의 비율을 예컨대 5:1로 한 것도 이러한 이유에 의한다.
내조(10)에 대한 황산 및 과산화수소수의 공급이 종료되면, 다음에 복귀 펌프(16)가 작동하고, 외조(12) 안의 액체가 복귀 관(14)을 통해 내조(10)에 복귀된다. 또한, 내조(10)로부터는 액체가 외조(12)로 넘친다. 이와 같이 하여, 내조(10)및 외조(12)의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환이 행해진다. 여기서, 히터(20)도 동시에 작동하고, 복귀 관(14)을 통과하는 액체가 가열된다. 이것에 의해, 내조(10) 안의 액체 온도가 웨이퍼의 세정에 적합한 온도(예컨대, 100∼150℃)까지 상승하게 된다.
내조(10) 안의 액체 온도가 일정 온도에 도달할 때까지 복귀 펌프(16) 및 히터(20)의 작동을 행한 후, 이들 복귀 펌프(16) 및 히터(20)를 재차 OFF로 한다. 그 후, 내조(10)에 복수 장의 웨이퍼를 동시에 침지하고, 황산과 과산화수소수의 혼합액, 더욱 구체적으로는 황산과 과산화수소수를 혼합시킴으로써 생성되는 카로산에 의해 웨이퍼에 부착된 레지스트를 분해하여 이 레지스트를 박리시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼의 일련의 세정 공정이 완료된다.
그러나, 실제상의 문제로서, 내조(10)로의 황산 공급량을 충분히 확보할 수 없는 경우가 있다. 즉, 도 6에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 장치는 웨이퍼 제조공장 내에 설치되는 경우가 많고, 공장 내에서 황산을 일괄하여 저류하는 황산 저류조 또는 공장 내에서 사용되는 황산을 일괄하여 생성하는 황산 생성 장치로부터 직접적으로 약액 혼합 장치의 내조(10)에 황산이 공급되는 경우가 있다. 이 경우, 황산의 공급 라인이 길어지게 되지만, 황산은 비중 및 점도가 높기 때문에, 황산의 공급이 원활하게 되지 않을 우려가 있다. 구체적으로는 웨이퍼 제조 공장 내에 약액 혼합 장치를 설치하고, 공장 내의 황산 저류조로부터 황산을 이 약액 혼합 장치의 내조(10)에 공급하였을 때에, 과산화수소수의 공급량이 5 리터/min인 것에 대하여 황산의 공급량이 1∼2 리터/min이 되어 버리는 경우가 있다.
이러한 상태에서는, 과산화수소수에 대한 황산의 비율이 매우 낮아지게 되며, 도 7의 그래프에도 나타내는 바와 같이 황산과 과산화수소수가 혼합되었을 때에 생성되어야 하는 카로산의 생성률도 낮아지게 된다. 이 경우, 상기 화학식 2의 화학 반응보다도 상기 화학식 1의 화학 반응 쪽이 보다 활발히 행해져, 카로산을 충분히 생성할 수 없어 웨이퍼로부터의 레지스트의 박리를 충분히 행할 수 없다.
약액 혼합 방법의 다른 예를 도 8에 나타낸다. 도 8(a)∼(h)는 종래의 다른 약액 혼합 과정을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 8의 약액 혼합 과정에 사용되는 약액 혼합 장치는 과산화수소수가 내조가 아니라 외조에 공급되도록 되어 있는 점 이외는 도 6에 도시하는 약액 혼합 장치와 동일한 것이다.
초기 상태에 있어서, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이 내조 및 외조는 빈 상태로 되어 있다. 또한, 이 때에 복귀 펌프 및 히터도 OFF로 되어 있다.
우선, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브가 개방되고, 내조가 가득 차도록 황산이 내조에 공급된다. 다음에, 도 8(c)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브가 폐쇄되는 동시에 과산화수소수 공급 밸브가 개방되고, 외조에 과산화수소수가 공급된다. 그 후, 도 8(d)에 도시하는 바와 같이, 과산화수소수 공급 밸브가 폐쇄되는 동시에 황산 공급 밸브가 재차 개방되고, 내조에 황산이 추가로 공급된다. 여기서, 내조는 이미 황산이 가득 차있기 때문에, 황산이 외조로 넘치고, 이 외조 안에서 황산과 과산화수소수가 혼합된다.
그리고, 도 8(e)에 도시하는 바와 같이 황산 공급 밸브가 재차 폐쇄되고, 복귀 펌프가 ON이 된다. 이것에 의해, 외조 안의 액체가 내조로 복귀되는 동시에, 내조의 액체가 외조로 넘치고, 내조 및 외조의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환이 행해진다. 일정 시간이 경과한 후, 도 8(f)에 도시하는 바와 같이, 일단 복귀 펌프가 OFF가 되고, 황산 공급 밸브가 폐쇄되며, 내조 안에 황산이 일정량 공급된다. 그 후, 도 8(g)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브가 재차 폐쇄되고, 동시에 복귀 펌프가 ON이 되며, 액체의 순환이 재차 행해진다. 마지막으로, 미리 설정된 설정 시간이 경과한 후, 도 8(h)에 도시하는 바와 같이 히터가 ON이 되고, 복귀 관을 통과하는 액체가 가열된다. 이것에 의해, 내조 안의 액체 온도가 웨이퍼의 세정에 알 맞은 온도(예컨대, 100∼150℃)까지 상승한다.
그러나, 도 8에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 방법을 이용한 경우에도 외조에 있어서 과산화수소수에 대한 황산의 비율이 작아지기 때문에, 카로산을 충분히 생성시킬 수 없었다. 이 때문에, 웨이퍼로부터 레지스트를 충분히 박리시킬 수 없다는 문제는 계속해서 발생하고 있었다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 황산과 과산화수소수를 혼합시켰을 때에, 기판으로부터 레지스트의 박리 등에 유효한 카로산을 충분히 생성할 수 있는 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 약액 혼합 방법은 황산과 과산화수소수를 혼합시키는 약액 혼합 방법으로서, 내조, 이 내조 주위에 설치되어 내조로부터 넘친 액체가 유입되는 외조, 외조 안의 액체를 내조로 복귀시키기 위한 복귀 관 및 복귀 관에 설치되어 외조 안의 액체를 내조로 보내는 복귀 펌프를 각각 준비하는 공정과, 내조에 황산을 공급하는 황산 공급 공정으로서, 이 내조를 황산으로 가득 채우는 동시에 내조로부터 넘친 황산이 외조에도 유입되도록 하는 황산 공급 공정과, 상기 황산 공급 공정 후에 내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하는 공정으로서, 외조에 과산화수소수를 유입시켜 이 외조 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키는 과산화수소수 공급 공정과, 상기 과산화수소수 공급 공정의 시작과 동시에 상기 복귀 펌프를 작동시켜 외조 안의 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 동시에 내조에 보내고, 이 때에 과산화수소수와 황산을 혼합시키는 복귀 펌프 작동 공정을 구 비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 약액 혼합 장치는 황산과 과산화수소수를 혼합시키는 약액 혼합 장치로서, 내조와, 이 내조의 주위에 설치되어 내조로부터 넘친 액체가 유입되는 외조와, 외조 안의 액체를 내조로 복귀시키기 위한 복귀 관과, 복귀 관에 설치되어 외조 안의 액체를 내조로 보내는 복귀 펌프와, 내조에 황산을 공급하는 황산 공급 수단과, 내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 수단과, 상기 황산 공급 수단, 상기 과산화수소수 공급 수단 및 상기 복귀 펌프를 제어하는 제어 장치로서, 우선, 황산 공급 수단에 의해 내조를 황산으로 가득 채우는 동시에 외조에도 내조로부터 넘친 황산이 유입되도록 하고, 다음에 과산화수소수 공급 수단에 의해 내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하고, 외조에 과산화수소수를 유입시켜 이 외조 안에 과산화수소 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키고, 이 과산화수소수 공급 수단 동작의 시작과 동시에 복귀 펌프를 동작시키도록 각각의 제어를 행하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치에 의하면, 외조에 있어서 미리 저류된 황산에 과산화수소수가 추가되게 되며, 이 외조 안에서의 과산화수소수에 대한 황산의 비율이 커지기 때문에, 카로산의 생성률이 높아진다. 또한, 과산화수소수를 유입시키는 동시에 복귀 펌프를 동작시키기 때문에, 복귀 관 안에서 황산과 과산화수소수의 소위 교반이 행해지고, 이 때에 과산화수소수의 양은 상대적으로 적기 때문에, 복귀 관 안에서 보다 한층 카로산이 생성되게 된다. 이 때문에, 최종 적으로 생성되는 황산과 과산화수소수의 혼합액에 함유되는 카로산 양의 비율이 커지며, 기판으로부터 레지스트의 박리 등에 유효한 혼합액으로 할 수 있게 된다.
본 발명의 약액 혼합 방법에 있어서는 상기 복귀 관에는 히터가 설치되어 있으며, 상기 복귀 펌프 작동 공정이 시작되고 나서 미리 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 히터를 작동시키는 히터 작동 공정을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 약액 혼합 장치에 있어서는 상기 복귀 관에는 히터가 설치되어 있으며, 상기 제어 장치는 상기 복귀 펌프가 작동되고 나서 미리 설정된 시간이 경과한 후에 이 히터를 동작시키도록 이 히터의 제어도 행하는 것이 바람직하다.
여기서, 황산과 과산화수소수를 혼합시켜 카로산을 생성하는 것에 있어서, 혼합 전의 액체 온도가 너무 높은 경우에는 카로산을 충분히 생성할 수 없지만, 복귀 펌프를 작동시키지만 히터는 작동시키지 않는 시간대를 충분히 확보함으로써, 액체의 순환만을 행하는 시간을 얻을 수 있고, 이 때에 카로산을 충분히 생성할 수 있게 된다.
본 발명의 약액 혼합 방법에 있어서는 과산화수소수 보충관에 의해 과산화수소수의 보충을 행하는 과산화수소수 보충 공정을 더 포함하고, 이 과산화수소수 보충관은 상기 복귀 관에 연통하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 약액 혼합 장치에 있어서는 과산화수소수의 보충을 행하기 위한 과산화수소수 보충관을 상기 복귀 관에 연통하도록 설치한 것이 바람직하다.
이것에 의해, 과산화수소수의 보충을 행할 때에 공급되는 과산화수소수는 직 접적으로 복귀 관에 보내지게 된다. 이 때문에, 복귀 관 안에서 보충된 과산화수소수와 황산과의 소위 교반이 행해지고, 이 때에 과산화수소수의 양은 상대적으로 적기 때문에, 복귀 관 안에서 카로산이 충분히 생성되게 된다. 이 때문에, 과산화수소수의 보충에 의해 생성되는 카로산 양의 비율이 커지며, 혼합액에 있어서의 레지스트의 박리 성능을 유지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 약액 혼합 장치 중 하나의 실시형태를 도시하는 도면이다.
이 중, 도 1은 본 실시형태에 있어서의 약액 혼합 장치의 구성을 도시하는 개략 구성도이며, 도 2는 도 1의 약액 혼합 장치에 있어서의 내조 및 외조의 상면도이다. 또한, 도 3(a)∼(f)는 도 1의 약액 혼합 장치를 이용한 약액 혼합 과정을 순차적으로 도시하는 도면이다.
또한, 도 1 내지 도 3을 참조하는 데 있어서, 도 6에 도시한 일반적인 약액 혼합 장치와 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 약액 혼합 장치는 웨이퍼(W)가 수용되어야 하는 내조(10)와, 내조(10)의 주위에 설치되고, 이 내조(10)로부터 넘친 액체가 유입되는 외조(12)를 구비하고 있다. 또한, 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 복귀시키기 위한 복귀 관(14)이 설치되어 있다. 이 복귀 관(14)에는 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 보내는 복귀 펌프(16), 복귀 관(14) 자체의 진동 등을 경감시키기 위한 댐퍼(18), 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 가열을 행하는 히터(20) 및 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 여과를 행하는 필터(22)가 각각 직렬 상태로 설치되어 있다. 또한, 약액 혼합 장치는 황산(H2SO4)을 저류하는 황산 저류조(24) 및 과산화수소수(H2O2)를 저류하는 과산화수소수 저류조(30)를 구비하고 있으며, 각각, 황산 공급관(28) 및 과산화수소수 공급관(34)에 의해, 황산 및 과산화수소수가 각각 내조(10) 안에 공급되도록 되어 있다. 각각의 약액 공급은 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)에 의해 각각 조정되도록 되어 있다. 또한, 약액 혼합 장치는 복귀 펌프(16), 히터(20), 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)를 제어하는 제어 장치(40)를 더 구비하고 있다.
이하, 이러한 약액 혼합 장치의 각 구성 요소에 대해서, 도 1 및 도 2를 이용하여 상세히 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 내조(10)는 대략 직육면체 형상인 것으로 이루어지며, 이 내조(10)의 주위를 덮도록 보다 큰 대략 직육면체 형상의 외조(12)가 설치되어 있다. 전술한 바와 같이, 이 내조(10)로부터 넘쳐 나온 액체는 외조(12)에 보내지도록 되어 있다. 또한, 내조(10)의 바닥부에는 두 갈래로 분리된 복귀 관(14)의 단부가 접속되어 있으며, 이 복귀 관(14)으로부터 보내지는 액체는 내조(10)의 바닥부로부터 이 내조(10) 안에 들어가도록 되어 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 내조(10)에는 적층 상태에 있는 복수 장의 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 한 쌍의 웨이퍼 유지구(10a)가 설치되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 복귀 관(14)의 취수구(14a)는 외조(12) 의 바닥면에 설치되어 있다. 또한, 황산 공급관(28)의 황산 공급구(28a)는 내조(10)의 측부 가장자리 근방의 상측에 설치되어 있다. 또한, 과산화수소수 공급관(34)의 과산화수소수 공급구(34a)는 내조(10)의 모서리부 근방의 상측에 설치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 황산 저류조(24), 황산 공급 밸브(26) 및 황산 공급관(28)으로부터, 내조(10)에 황산을 공급하기 위한 황산 공급 수단이 구성되어 있다. 또한, 과산화수소수 저류조(30), 과산화수소수 공급 밸브(32) 및 과산화수소수 공급관(34)으로부터 내조(10)에 과산화수소수를 공급하기 위한 과산화수소수 공급 수단이 구성되어 있다.
제어 장치(40)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 복귀 펌프(16), 히터(20), 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)에 각각 통신 접속하고 있으며, 각각에 제어 신호를 보냄으로써 이들 기기를 각각 제어하도록 되어 있다. 구체적으로는, 제어 장치(40)는 우선 황산 공급 밸브(26)를 개방하여 내조(10)를 황산으로 가득 채우는 동시에 외조(12)에도 내조(10)로부터 넘친 황산이 유입되도록 하고, 다음에 과산화수소수 공급 밸브(32)를 개방하여 내조(10)에 과산화수소수를 공급하며, 외조(12)에 과산화수소수를 유입시켜 이 외조(12) 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키고, 과산화수소수 공급 밸브(32)를 개방하는 동작과 동시에 복귀 펌프(16)를 작동시키도록 되어 있다. 또한, 이 제어 장치(40)는 또한, 복귀 펌프(16)가 작동되고 나서 미리 설정된 시간(예컨대 15분)이 경과한 후에 히터(20)를 작동시키도록 이 히터(20)의 제어도 행하도록 되어 있다. 이 제어 장 치(40)에 의한 제어 내용의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
다음에, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시형태의 약액 혼합 장치의 동작에 대해서 설명한다. 구체적으로는, 도 1 등에 도시하는 바와 같은 전술한 약액 혼합 장치를 이용한 혼합액의 생성 방법에 대해서 도 3을 이용하여 설명한다.
초기 상태에 있어서, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이 내조(10) 및 외조(12)는 빈 상태로 되어 있다. 이 때에 복귀 펌프(16) 및 히터(20)도 OFF로 되어 있다.
우선, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 복귀 펌프(16) 및 히터(20)를 OFF로 한 상태에서, 제어 장치(40)로부터의 제어 지령에 의해 황산 공급 밸브(26)를 개방하고, 내조(10)에 황산을 공급한다. 이 때에, 내조(10)가 황산으로 가득 차서, 외조(12)까지 황산이 넘치게 될 때까지 황산의 공급을 행한다.
다음에, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(40)로부터의 제어 지령에 의해 황산 공급 밸브(26)를 폐쇄하는 동시에 과산화수소수 공급 밸브(32)를 개방하고, 내조(10)에 과산화수소수를 공급한다. 이 때에, 과산화수소수 공급관(34)의 과산화수소수 공급구(34a)는 내조(10)의 모서리부 근방에 설치되어 있기 때문에, 이 과산화수소수 공급구(34a)로부터 내조(10)에 자연 낙하된 과산화수소수는 즉시 외조(12)로 유출되게 된다. 이와 같이, 외조(12)에는 과산화수소수가 유입되게 되며, 이 외조(12) 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키게 된다.
여기서, 도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(40)로부터의 제어 지령에 의해 과산화수소수 공급 밸브(32)를 개방하는 동시에, 이 제어 장치(40)는 복귀 펌프(16)를 작동시킨다. 이것에 의해, 외조(12)에는 과산화수소수가 계속 공급되면 서, 이 외조(12)로부터 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체가 복귀 펌프(16)에 의해 복귀 관(14)으로 펌핑되게 된다. 이와 같이 하여, 내조(10) 및 외조(12)의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환이 행해진다. 이 때에, 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체는 복귀 관(14) 안에서 복귀 펌프(16)에 의해 소위 교반이 행해지고, 이들 2 종류의 액체는 혼합되게 된다.
다음에, 도 3(e)에 도시하는 바와 같이, 외조(12)에 있어서 액체가 일정한 수위에 도달하면, 제어 장치(40)로부터의 제어 지령에 의해 과산화수소수 공급 밸브(32)를 폐쇄하고, 과산화수소수의 공급이 정지된다. 이 때에, 복귀 펌프(16)는 계속하여 작동하여, 내조(10) 및 외조(12)의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환이 속행하고, 이 액체의 순환에 의해 과산화수소수와 황산의 혼합 동작이 계속하여 행해진다.
마지막으로, 도 3(f)에 도시하는 바와 같이, 복귀 펌프(16)가 작동되고 나서 미리 설정된 일정 시간(예컨대 15분)이 경과하면, 제어 장치(40)는 히터(20)를 작동시킨다. 이것에 의해, 복귀 관(14)을 통과하는 액체가 가열되고, 내관(10) 안의 액체 온도가 웨이퍼(W)의 세정에 알맞은 온도, 구체적으로는 예컨대 100∼150℃까지 상승하게 된다.
마지막으로, 내조(10) 안의 액체 온도가 일정 온도에 도달하면, 제어 장치(40)는 복귀 펌프(16) 및 히터(20)를 정지시킨다. 그 후, 내조(10)에 복수장의 웨이퍼(W)를 동시에 침지하고, 황산과 과산화수소수의 혼합액, 더욱 구체적으로는 황산과 과산화수소수를 혼합시킴으로써 생성되는 카로산에 의해, 웨이퍼(W)에 부착 된 레지스트를 분해하여 이 레지스트를 박리시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 일련의 세정 공정이 완료된다.
본 실시형태의 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치에 의하면, 우선 내조(10)를 황산으로 가득 채우는 동시에 외조(12)에도 내조(10)로부터 넘친 황산이 유입되도록 하고, 다음에 내조(10)에 과산화수소수를 공급하며, 외조(12)에 과산화수소수를 유입시켜 이 외조(12) 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키고, 과산화수소수를 유입시키는 동시에 복귀 펌프(16)를 작동시키도록 되어 있다. 이것에 의해, 외조(12)에서 미리 저류된 황산에 과산화수소수가 첨가되게 되며, 이 외조(12) 안에서의 과산화수소수에 대한 황산의 비율이 커지기 때문에, 카로산의 생성률이 높아진다. 또한, 과산화수소수를 유입시키는 동시에 복귀 펌프(16)를 작동시키기 때문에, 복귀 관(14) 안에서 황산과 과산화수소수의 소위 교반이 행해지고, 이 때에 과산화수소수의 양은 상대적으로 적기 때문에, 복귀 관(14) 안에서 보다 한층 카로산이 생성되게 된다. 이 때문에, 최종적으로 생성되는 황산과 과산화수소수의 혼합액에 함유되는 카로산 양의 비율이 커지며, 기판으로부터의 레지스트 박리 등에 유효한 혼합액으로 할 수 있게 된다.
또한, 복귀 관(14)에는 히터(20)가 설치되어 있으며, 복귀 펌프(16)의 작동이 시작되고 나서 미리 설정된 시간이 경과한 후에, 히터(20)를 작동시키도록 되어 있다. 여기서, 황산과 과산화수소를 혼합시켜 카로산을 생성하는 데 있어서, 혼합 전의 액체 온도가 너무 높은 경우에는 카로산을 충분히 생성할 수 없지만, 복귀 펌프(16)를 작동시키지만 히터(20)는 작동시키지 않는다는 시간대를 충분히 확보함으 로써, 액체의 순환만을 행하는 시간을 얻을 수 있고, 이 때에 카로산을 충분히 생성할 수 있게 된다.
또한, 본 실시형태에 따른 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치는 상기한 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변경을 가할 수 있다. 예컨대, 황산 공급 수단이나 과산화수소수 공급 수단으로서, 도 1에 도시하는 바와 같은 황산 공급 밸브(26)나 과산화수소수 공급 밸브(32)를 이용하는 대신에, 황산 공급관(28)이나 과산화수소수 공급관(34)에 각각 공급 펌프를 설치하고, 이들 공급 펌프에 의해 황산 저류조(24)나 과산화수소수 저류조(30)로부터 황산이나 과산화수소수를 각각 공급하도록 되어 있어도 좋다. 이 경우, 제어 장치(40)는 황산 공급 밸브(26)나 과산화수소수 공급 밸브(32)를 제어하는 대신에 이들 공급 펌프를 제어하게 된다.
또한, 과산화수소수 공급관(34)의 과산화수소수 공급구(34a)를 내조(10)의 상측에 설치하는 대신에, 도 4에 도시하는 바와 같이 이 과산화수소수 공급구(34a)를 외조(12)의 상측에 설치하도록 되어 있어도 좋다. 이 경우는 과산화수소수 저류조(30)로부터 과산화수소수를 외조(12)에 직접적으로 공급할 수 있게 된다.
또한, 웨이퍼의 세정 공정을 반복하는 동안에 혼합액 중 카로산의 양이 저감하는 것에 대비하기 위해, 과산화수소수의 보충을 행하는 과산화수소수 보충 공정을 더 포함하고 있어도 좋다. 이 과산화수소수의 보충은 도 5에 도시하는 바와 같은 과산화수소수 보충관(36)에 의해 행해지도록 되어 있다. 이 과산화수소수 보충관(36)의 일단은 과산화수소수 저류조(30)에 연통하고 있으며, 그 타단은 외조(12)를 관통하여 복귀 관(14)의 내부에 도달하고 있다. 또한, 이 과산화수소수 보충 관(36)에는 보충의 ON/OFF의 전환을 행하기 위한 과산화수소수 보충 밸브(38)가 설치되어 있다.
과산화수소수 보충관(36)의 타단이 직접적으로 복귀 관(14)의 내부까지 도달하고 있음으로써, 과산화수소수의 보충을 행할 때에 과산화수소수 저류조(30)로부터 반송되는 과산화수소수는 직접적으로 복귀 관(14)에 보내지게 된다. 이 때문에, 복귀 관(14) 안에서 보충된 과산화수소수와 황산과의 소위 교반이 행해지고, 이 때에 과산화수소수의 양은 상대적으로 적기 때문에, 복귀 관(14) 안에서 카로산이 충분히 생성되게 된다. 이 때문에, 과산화수소수의 보충에 의해 생성되는 카로산 양의 비율이 커지며, 혼합액에 있어서 레지스트의 박리 성능을 유지할 수 있다.
[실시예]
다음에, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치에 따른 본 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 비교 대상으로서, 도 8에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 방법에 따른 비교예에 대해서도 설명한다.
[본 실시예]
도 1에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 장치를 준비하였다. 이 약액 혼합 장치는 웨이퍼(W)가 수용되어야 하는 내조(10)와, 내조(10)의 주위에 설치되고, 이 내조(10)로부터 넘친 액체가 유입되는 외조(12)를 구비하고 있다. 또한, 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 복귀시키기 위한 복귀 관(14)이 설치되어 있다. 이 복귀 관(14)에는 외조(12) 안의 액체를 내조(10)로 보내는 복귀 펌프(16), 복귀 관(14) 자체의 진동 등을 경감시키기 위한 댐퍼(18), 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 가열을 행하는 히터(20) 및 복귀 관(14) 안을 통과하는 액체의 여과를 행하는 필터(22)가 각각 직렬 상태로 설치되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서의 약액 혼합 장치는 황산(H2SO4)을 저류하는 황산 저류조(24) 및 과산화수소수(H2O2)를 저류하는 과산화수소수 저류조(30)를 구비하고 있으며, 각각 황산 공급관(28) 및 과산화수소수 공급관(34)에 의해 황산 및 과산화수소수가 각각 내조(10) 안에 공급되도록 되어 있다. 황산의 농도는 98 wt%이며, 과산화수소수의 농도는 30 wt%였다. 각각의 약액 공급은 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)에 의해 각각 조정되도록 되어 있다. 여기서, 황산 공급 수단에 의한 황산의 공급량은 4 리터/분이며, 과산화수소수 공급 수단에 의한 과산화수소수의 공급량은 1 리터/분이었다.
또한, 본 실시예에 있어서의 약액 혼합 장치는 복귀 펌프(16), 히터(20), 황산 공급 밸브(26) 및 과산화수소수 공급 밸브(32)를 제어하는 제어 장치(40)를 더 구비하고 있다. 제어 장치(40)에 의한 제어 내용은 대체로 도 3에 도시하는 바와 같으며, 상세한 내용에 대해서는 이하에 설명한다.
초기 상태에 있어서, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이 내조 및 외조는 빈 상태로 되어 있다. 그리고, 우선, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 복귀 펌프 및 히터를 OFF로 한 상태에서 황산 공급 밸브를 개방하여, 내조에 황산을 공급하였다. 이 때에, 내조가 황산으로 가득 차서 외조까지 황산이 넘치게 될 때까지, 황산의 공급을 행하였다.
다음에, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브를 폐쇄하는 동시에 과산화수소수 공급 밸브를 개방하여, 내조에 과산화수소수를 공급하였다. 이 때에, 과산화수소수 공급구로부터 내조에 자연 낙하된 과산화수소수는 즉시 외조로 유출되었다. 이와 같이, 외조에는 과산화수소수가 유입되게 되며, 이 외조 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키게 되었다.
여기서, 도 3(d)에 도시하는 바와 같이, 과산화수소수 공급 밸브를 개방하는 동시에, 복귀 펌프를 작동시켰다. 이것에 의해, 외조에는 과산화수소수가 계속하여 공급되면서, 이 외조로부터 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체가 복귀 펌프에 의해 복귀 관으로 펌핑되었다. 이와 같이 하여, 내조 및 외조의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환을 행하고, 과산화수소수 및 황산을 혼합시켰다.
다음에, 도 3(e)에 도시하는 바와 같이, 외조에 있어서의 액체 저류량이 외조 전체 저류량의 9할 정도에 도달하면, 과산화수소수 공급 밸브를 폐쇄하여, 과산화수소수의 공급을 정지시켰다. 이 때에, 복귀 펌프는 작동을 계속하고, 내조 및 외조의 조합 유닛에 있어서 액체의 순환이 속행하며, 이 액체의 순환에 의해 과산화수소수와 황산의 혼합 동작이 계속해서 행해진다.
마지막으로, 도 3(f)에 도시하는 바와 같이, 복귀 펌프가 작동하고 나서 약10분이 경과하면 히터도 작동시켰다. 이것에 의해, 복귀 관을 통과하는 액체가 가열되고, 내조 안의 액체 온도가 최종적으로 100℃까지 상승하였다.
마지막으로, 복귀 펌프 및 히터를 정지시켰다. 그 후, 내조에 웨이퍼를 침지하고, 황산과 과산화수소수의 혼합액에 의해 웨이퍼에 부착된 레지스트를 박리시켰 다. 내조의 혼합액에 침지한 후에 꺼낸 웨이퍼의 레지스트 잔류물의 상태를 도 9(a)에 도시한다.
[비교예]
비교예에 있어서도 도 1에 도시하는 바와 같은 약액 혼합 장치를 준비하였다. 이 약액 혼합 장치에 있어서의 내조(10) 및 외조의 용적, 복귀 관(14) 및 복귀 펌프(16)의 형태 및 황산 공급 수단 및 과산화수소수 공급 수단의 형태는 각각 전술한 본 실시예와 마찬가지였지만, 제어 장치(40)에 의한 제어 내용은 도 3에 도시하는 바와 같은 본 실시예와 다르며, 비교예에 있어서의 제어 내용은 도 8에 도시하는 바와 같았다. 이 제어 내용의 상세한 내용에 대해서는 이하에 설명한다.
초기 상태에 있어서, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이 내조 및 외조는 빈 상태로 되어 있다. 이 상태에서, 우선, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브를 개방하고, 내조가 가득 차도록 황산을 내조에 공급시켰다. 다음에, 도 8(c)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브를 폐쇄하는 동시에 과산화수소수 공급 밸브를 개방하여, 외조에 과산화수소수를 공급하였다. 그 후, 도 8(d)에 도시하는 바와 같이, 과산화수소수 공급 밸브를 폐쇄하는 동시에 황산 공급 밸브를 재차 개방하여, 내조에 황산을 더욱 공급하였다. 여기서, 내조는 이미 황산이 가득 차 있기 때문에, 황산이 외조로 넘치고, 이 외조 안에서 황산과 과산화수소수가 혼합되었다.
그리고, 도 8(e)에 도시하는 바와 같이 황산 공급 밸브를 재차 개방하고, 복귀 펌프를 ON으로 하였다. 이것에 의해, 외조 안의 액체가 내조로 복귀되는 동시에, 내조의 액체가 외조로 넘치고, 내조 및 외조의 조합 유닛에 있어서 액체의 순 환이 행하여졌다. 약 10분이 경과한 후에, 도 8(f)에 도시하는 바와 같이, 일단 복귀 펌프를 OFF로 하고, 황산 공급 밸브를 개방하여 내조 안에 황산을 공급하였다. 그 후, 도 8(g)에 도시하는 바와 같이, 황산 공급 밸브를 재차 폐쇄하고, 동시에 복귀 펌프를 ON으로 하여, 액체의 순환을 재차 행하였다. 마지막으로, 약 10분이 경과한 후, 도 8(h)에 도시하는 바와 같이 히터를 ON으로 하고, 복귀 관을 통과하는 액체를 가열시켰다. 이것에 의해, 내조 안의 액체 온도가 100℃까지 상승하였다.
마지막으로, 복귀 펌프 및 히터를 정지시켰다. 그 후, 내조에 웨이퍼를 침지하고, 황산과 과산화수소수의 혼합액에 의해 웨이퍼에 부착된 레지스트를 박리시켰다. 내조 안의 혼합액에 침지한 후에 꺼낸 웨이퍼의 레지스트 잔류물의 상태를 도 9(b)에 도시한다.
[실험 결과에 대해서]
전술한 바와 같이, 황산과 과산화수소수를 혼합시키면 카로산이 생성되지만, 이 카로산의 양을 직접적으로 측정하는 방법은 현재에서는 확립되어 있지 않다. 따라서, 레지스트가 부착된 웨이퍼를, 카로산을 함유하는 황산과 과산화수소수의 혼합액에 침지하고, 이 레지스트의 박리 정도에 의해 카로산의 상대적인 양을 추정하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다.
전술한 바와 같이, 도 9(a),(b)는 각각 본 실시예 및 비교예에 있어서의 세정 후 웨이퍼 상의 레지스트 잔류물의 상태를 도시하는 도면이며, 각 도면에 있어서의 검은 입자는 각각 레지스트 잔류물을 나타내고 있다. 도 9(a),(b)를 비교하면, 비교예에 따른 웨이퍼에 비해서, 본 실시예에 따른 웨이퍼에 남은 레지스트의 양(레지스트 잔류물의 양)이 매우 적다는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예에 따른 약액 혼합 방법에 비해서, 본 실시예에 따른 약액 혼합 방법 쪽이 웨이퍼를 혼합액에 침지하였을 때에 보다 많은 레지스트를 박리시켰다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 약액 혼합 방법 및 약액 혼합 장치를 이용함으로써, 기판으로부터 레지스트의 박리 등에 유효한 카로산을 충분히 생성시킬 수 있다는 것이 판명되었다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 있어서의 약액 혼합 장치의 구성을 도시한 대략 구성도.
도 2는 도 1의 약액 혼합 장치에 있어서의 내조 및 외조의 상면도.
도 3(a)∼3(f)는 도 1의 약액 혼합 장치를 이용한 약액 혼합 과정을 순차적으로 도시한 도면.
도 4는 도 1의 약액 혼합 장치에 있어서의 내조 및 외조의 다른 구성에 있어서의 상면도.
도 5는 도 1의 약액 혼합 장치에 있어서의 더욱 다른 구성을 도시한 구성도.
도 6은 일반적인 약액 혼합 장치의 구성을 도시한 개략 구성도.
도 7은 과산화수소수에 대한 황산 비율(몰비)을 횡축, 카로산의 생성률을 종축으로 하는 그래프.
도 8(a)∼8(h)는 종래 중 하나의 약액 혼합 과정을 순차적으로 도시한 도면.
도 9(a)는 본 실시예에 있어서 세정 후의 웨이퍼 상의 레지스트 잔류물의 상태를 도시한 도면이며, 도 9(b)는 비교예에 있어서 세정 후의 웨이퍼 상의 레지스트 잔류물의 상태를 도시한 도면.

Claims (6)

  1. 황산과 과산화수소수를 혼합시키는 약액 혼합 방법으로서,
    내조, 이 내조 주위에 설치되고, 내조로부터 넘친 액체가 유입되는 외조, 외조 안의 액체를 내조로 복귀시키기 위한 복귀 관 및 이 복귀 관에 설치되어 외조 안의 액체를 내조로 보내는 복귀 펌프를 각각 준비하는 공정과,
    내조에 황산을 공급하는 황산 공급 공정으로서, 이 내조를 황산으로 가득 채우는 동시에, 내조로부터 넘친 황산이 외조에도 유입되도록 하는 황산 공급 공정과,
    상기 황산 공급 공정 후에 내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 공정으로서, 외조에 과산화수소수를 유입시키고, 이 외조 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키는 과산화수소수 공급 공정과,
    상기 과산화수소수 공급 공정의 시작과 동시에 상기 복귀 펌프를 작동시키고, 외조 안의 과산화수소 및 황산의 2 종류의 액체를 동시에 내조로 보내며, 이 때에 과산화수소수와 황산을 혼합시키는 복귀 펌프 작동 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복귀 관에는 히터가 설치되어 있으며,
    상기 복귀 펌프 작동 공정이 시작되고 나서 미리 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 히터를 작동시키는 히터 작동 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 약액 혼 합 방법.
  3. 제1항에 있어서, 과산화수소수 보충관에 의해 과산화수소수의 보충을 행하는 과산화수소수 보충 공정을 더 포함하고, 이 과산화수소수 보충관은 상기 복귀 관에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 약액 혼합 방법.
  4. 황산과 과산화수소수를 혼합시키는 약액 혼합 장치로서,
    내조와,
    이 내조의 주위에 설치되고, 내조로부터 넘친 액체가 유입되는 외조와,
    외조 안의 액체를 내조로 복귀시키기 위한 복귀 관과,
    복귀 관에 설치되고, 외조 안의 액체를 내조로 보내는 복귀 펌프와,
    내조에 황산을 공급하는 황산 공급 수단과,
    내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 수단과,
    상기 황산 공급 수단, 상기 과산화수소수 공급 수단 및 상기 복귀 펌프를 제어하는 제어 장치로서, 우선, 황산 공급 수단에 의해 내조를 황산으로 가득 채우는 동시에 외조에도 내조로부터 넘친 황산이 유입되도록 하고, 다음에 과산화수소수 공급 수단에 의해 내조 또는 외조에 과산화수소수를 공급하며, 외조에 과산화수소수를 유입시켜 이 외조 안에 과산화수소수 및 황산의 2 종류의 액체를 저류시키고, 이 과산화수소수 공급 수단의 동작 시작과 동시에 복귀 펌프를 작동시키도록 각각의 제어를 행하는 제어 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복귀 관에는 히터가 설치되어 있으며,
    상기 제어 장치는 상기 복귀 펌프가 작동되고 나서 미리 설정된 시간이 경과한 후에, 이 히터를 작동시키도록 이 히터의 제어도 행하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합 장치.
  6. 제4항에 있어서, 과산화수소수의 보충을 행하기 위한 과산화수소수 보충관을 상기 복귀 관에 연통하도록 설치한 것을 특징으로 하는 약액 혼합 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD786803S1 (en) 2015-01-29 2017-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control for air conditioner
USD801288S1 (en) 2015-01-29 2017-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control for air conditioner

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5274383B2 (ja) * 2009-06-08 2013-08-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法並びに基板処理プログラムを格納した記憶媒体
JP5832397B2 (ja) * 2012-06-22 2015-12-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
TW201713751A (zh) * 2015-10-06 2017-04-16 聯華電子股份有限公司 酸槽補酸系統與方法
CN111214972B (zh) * 2020-01-16 2022-06-14 北京北方华创微电子装备有限公司 药液配比方法及药液配比装置
CN111790288B (zh) * 2020-07-21 2022-08-09 金华职业技术学院 一种磁性纳米复合材料的制备方法及其设备
CN112530790B (zh) * 2020-11-03 2022-01-11 长江存储科技有限责任公司 晶圆清洗装置和晶圆清洗方法
CN113845093A (zh) * 2021-10-23 2021-12-28 浙江金科日化原料有限公司 一种利用微通道反应器连续制备过一硫酸的方法
CN114210672B (zh) * 2021-12-17 2023-08-25 湖北兴福电子材料股份有限公司 电子级硫酸槽罐车清洗装置及清洗方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870783A (en) * 1972-09-13 1975-03-11 Fmc Corp Process of preparing sodium carbonate peroxide
JPH02146428U (ko) * 1989-05-15 1990-12-12
US5069235A (en) * 1990-08-02 1991-12-03 Bold Plastics, Inc. Apparatus for cleaning and rinsing wafers
JP2787788B2 (ja) 1990-09-26 1998-08-20 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 残留物除去方法
US5227001A (en) * 1990-10-19 1993-07-13 Integrated Process Equipment Corporation Integrated dry-wet semiconductor layer removal apparatus and method
JP3120520B2 (ja) * 1991-12-11 2000-12-25 ソニー株式会社 洗浄装置
KR0163362B1 (ko) * 1992-03-05 1999-02-01 이노우에 아키라 세정장치용 처리조
JP3074366B2 (ja) 1993-02-22 2000-08-07 東京エレクトロン株式会社 処理装置
KR0124484B1 (ko) 1993-03-23 1997-12-10 모리시다 요이치 반도체 장치의 세정방법 및 그 장치
JP3080834B2 (ja) * 1994-03-30 2000-08-28 株式会社東芝 半導体基板洗浄処理装置
US5505785A (en) * 1994-07-18 1996-04-09 Ferrell; Gary W. Method and apparatus for cleaning integrated circuit wafers
US5593505A (en) * 1995-04-19 1997-01-14 Memc Electronic Materials, Inc. Method for cleaning semiconductor wafers with sonic energy and passing through a gas-liquid-interface
US5740053A (en) * 1995-07-31 1998-04-14 Tokyo Electron Limited Method of controlling monitor used in cleaning machine and object processing machine and monitor apparatus
JP3462325B2 (ja) * 1995-12-21 2003-11-05 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
US5904157A (en) * 1996-04-05 1999-05-18 Phelps Dodge Industries, Inc. Copper surface pickling system
DE19618974A1 (de) * 1996-05-10 1997-11-13 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zur Behandlung von Halbleitermaterial
US5804516A (en) * 1996-06-14 1998-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Wet processing tank equipped with rapid drain and rinse system
TW310078U (en) * 1996-07-10 1997-07-01 Vanguard Int Semiconduct Corp Replacement structure of hand tools
US6391067B2 (en) * 1997-02-04 2002-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Wafer processing apparatus and method, wafer convey robot, semiconductor substrate fabrication method, and semiconductor fabrication apparatus
TW504041U (en) * 1997-02-21 2002-09-21 Canon Kk Wafer processing apparatus
JP3087680B2 (ja) * 1997-04-04 2000-09-11 日本電気株式会社 半導体製造装置
US5780363A (en) * 1997-04-04 1998-07-14 International Business Machines Coporation Etching composition and use thereof
US5816274A (en) * 1997-04-10 1998-10-06 Memc Electronic Materials, Inc. Apparartus for cleaning semiconductor wafers
JP3920429B2 (ja) * 1997-12-02 2007-05-30 株式会社ルネサステクノロジ 位相シフトフォトマスクの洗浄方法および洗浄装置
JPH11226387A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Karasawa Fine:Kk 流体による処理方法および装置
US6241827B1 (en) * 1998-02-17 2001-06-05 Tokyo Electron Limited Method for cleaning a workpiece
JP2000164550A (ja) * 1998-11-27 2000-06-16 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
US6399517B2 (en) 1999-03-30 2002-06-04 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
JP2000319689A (ja) 1999-05-06 2000-11-21 Kurita Water Ind Ltd 電子材料用洗浄水
US6539963B1 (en) * 1999-07-14 2003-04-01 Micron Technology, Inc. Pressurized liquid diffuser
JP3376985B2 (ja) * 2000-02-25 2003-02-17 日本電気株式会社 ウェット処理装置
JP4602540B2 (ja) * 2000-12-12 2010-12-22 オメガセミコン電子株式会社 基板処理装置
US6584989B2 (en) 2001-04-17 2003-07-01 International Business Machines Corporation Apparatus and method for wet cleaning
US20030209069A1 (en) * 2002-05-13 2003-11-13 Silicon Integrated Systems Corp. Chemical bath having liquid level indications in outer trough
KR100481309B1 (ko) * 2002-06-27 2005-04-07 삼성전자주식회사 반도체 기판의 건조장비
KR100481176B1 (ko) 2002-08-20 2005-04-07 삼성전자주식회사 기포검출장치가 장착된 웨트 크리닝 설비
JP2006173378A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
KR100665849B1 (ko) * 2005-04-20 2007-01-09 삼성전자주식회사 히터 과열방지장치
JP4695494B2 (ja) * 2005-11-01 2011-06-08 株式会社東芝 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
JP4863897B2 (ja) * 2007-01-31 2012-01-25 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置、基板洗浄方法及び基板洗浄プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD786803S1 (en) 2015-01-29 2017-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control for air conditioner
USD801288S1 (en) 2015-01-29 2017-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control for air conditioner

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