TW201417905A - 洗淨方法及洗淨裝置 - Google Patents

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Toru Masaoka
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Abstract

本發明可有效地進行經高摻雜植入的半導體材料等的洗淨。本發明提供洗淨裝置等,對將硫酸溶液電解而生成的電解硫酸溶液賦予超音波,利用賦予了超音波的電解硫酸溶液進行被洗淨材料的表面洗淨,藉此不會降低超音波的直線流、空蝕效果,即便對附著經硬化的抗蝕劑的半導體材料亦可發揮充分的洗淨效果,上述洗淨裝置包括:電解裝置,對硫酸溶液進行電解;洗淨部,將由電解裝置電解而生成的電解硫酸溶液作為洗淨液而將被洗淨材料洗淨;洗淨液供給管線,將由電解裝置電解的電解硫酸溶液供給至洗淨部;以及超音波賦予裝置,對洗淨部中使用的電解硫酸溶液賦予超音波。

Description

洗淨方法及洗淨裝置
本發明是有關於一種將經電解的硫酸溶液用作洗淨液的洗淨方法及洗淨裝置。
在製造半導體或液晶基板等的步驟中,包含如下的抗蝕劑剝離步驟,即,將在摻雜植入(dose impla)步驟或乾式蝕刻步驟中作為保護膜而塗佈的抗蝕劑加以去除。
因抗蝕劑為有機物,故一般而言藉由有機溶劑或硫酸/過氧化氫(SPM:Sulfuric Acid Hydrogen Peroxide Mixture)而剝離。然而,在高摻雜植入或高速乾式蝕刻的條件下,藉由高能量的離子注入而抗蝕劑會硬化,從而藉由先前的有機溶劑或SPM進行的剝離變得困難。
硬化抗蝕劑一部分石墨化,而固著於材料表面。為了將此種硬化抗蝕劑剝離而提出有使用SPM的改良方法(專利文獻1)。
亦即,專利文獻1中揭示了如下的洗淨方法:將被賦予了超音波振動的SPM供給至基板的表面,藉由超音波振動的物理能量將硬化層破壞並剝離。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-4879號公報
然而,即便藉由專利文獻1中提出的洗淨方法,亦無法獲得充分的洗淨效果。其原因在於,SPM因在超音波振動時發泡故失去超音波洗淨的大部分效果。
藉由超音波照射而SPM發泡的原理為以下所示。
SPM為硫酸與過氧化氫的混合液,且包含藉由以下的反應而生成的卡洛酸(Caro's acid)。
H2SO4+H2O2→H2SO5(卡洛酸)+H2O
卡洛酸藉由外部能量(熱等)或與抗蝕劑的反應而分解為H2SO4與氧氣,藉由分解時的自由基作用(=活化)促進抗蝕劑的氧化分解、剝離。因此在將SPM用於洗淨時,溶液中產生氧氣的微細氣泡而白濁。
藉由發泡而失去洗淨效果的機制基於以下的理由。
藉由產生氣泡,且因以下2個機制而失去洗淨效果。
(1)超音波以直線流傳播,因而若有微細氣泡則直度被遮擋而失去洗淨效果。
(2)藉由產生氧氣而SPM中氧氣為過飽和狀態。超音波的洗淨效果之一為空蝕(由真空氣泡的產生與消失而產生能量),若存在溶存氣體則空蝕中進入氣體,從而失去其效果。
若失去空蝕效果則無法發揮因卡洛酸的活化或空蝕引起的抗蝕劑剝離效果,從而無法洗淨。
本發明以上述情況為背景而完成,其目的在於提供一種藉由將超音波併用於將硫酸溶液電解而生成的電解硫酸溶液中,而可充分發揮超音波洗淨效果的洗淨方法及洗淨裝置。
亦即,本發明的洗淨方法中,第1本發明的特徵在於:對將硫酸溶液電解而生成的電解硫酸溶液賦予超音波,利用賦予了上述超音波的上述電解硫酸溶液進行被洗淨材料的表面洗淨。
第2本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第1本發明中,上述洗淨中使用的上述電解硫酸溶液的溫度為40℃以上。
第3本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第1本發明或第2本發明中,上述洗淨中使用的上述電解硫酸溶液的溫度為95℃以下。
第4本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第1本發明至第3本發明中的任一發明中,將上述超音波的頻率設為20 kHz~5 MHz。
第5本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第1本發明至第4本發明中的任一發明中,上述被洗淨材料為附著抗蝕劑的電子材料。
第6本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第1本發明至第5本發明中的任一發明中,在對上述電解硫酸溶液賦予上述 超音波前,進行上述電解硫酸溶液的氣液分離。
第7本發明的洗淨方法的特徵在於:於上述第6本發明 中,在進行上述氣液分離後且對上述電解硫酸溶液賦予超音波前,進行上述電解硫酸溶液的脫氣處理。
第8本發明的洗淨裝置的特徵在於包括:電解裝置,對 硫酸溶液進行電解;洗淨部,將由上述電解裝置電解而生成的電解硫酸溶液作為洗淨液而將被洗淨材料洗淨;洗淨液供給管線,將由上述電解裝置電解而得的電解硫酸溶液供給至上述洗淨部;以及超音波賦予裝置,對上述洗淨部中使用的上述電解硫酸溶液賦予超音波。
第9本發明的洗淨裝置的特徵在於:於上述第8本發明 中,進而包括氣液分離部,上述氣液分離部於上述超音波賦予之前進行上述電解硫酸溶液的氣液分離。
第10本發明的洗淨裝置的特徵在於:於上述第9本發 明中,包括脫氣部,上述脫氣部於上述氣液分離部之後且上述超音波賦予之前進行上述電解硫酸溶液的脫氣。
第11本發明的洗淨裝置的特徵在於:於上述第8本發 明至第10本發明中的任一發明中,進而包括加熱部,上述加熱部對上述洗淨部中使用的上述電解硫酸溶液進行加熱。
第12本發明的洗淨裝置的特徵在於:於上述第8本發 明至第11本發明中的任一發明中,上述洗淨部為將1個或2個以上的被洗淨材料浸漬於洗淨槽的洗淨液中進行洗淨的批次式,上 述超音波賦予裝置使超音波傳播至上述洗淨槽。
第13本發明的洗淨裝置的特徵在於:於上述第8本發 明至第11本發明中的任一發明中,上述洗淨部為將洗淨液一邊輸送至1個或2個以上的被洗淨材料一邊進行接觸而洗淨的單片式,上述超音波賦予裝置在將上述洗淨液朝向上述被洗淨材料輸送的噴嘴內使上述超音波傳播至上述被洗淨材料。
本發明中,如上述般,將硫酸溶液電解而獲得的電解硫 酸溶液被用作洗淨液。電解硫酸溶液與SPM相比,理由雖不明確,但超音波併用時的氣泡的產生量明顯較低。因此認為即便併用超音波,其直線流、空蝕效果亦不會因氣泡而降低,從而可發揮充分的洗淨效果。並且,因電解硫酸溶液中含有過氧二硫酸等氧化劑,故相比於硫酸溶液,有機污染物的去除效果高。
將硫酸溶液電解時的電極材料雖未作特別限定,但較佳 為產生氧的過電壓高的材料,更佳為摻雜了硼等導電性物質的金剛石電極。金剛石電極理想的是設置於與硫酸溶液接觸的部位,特別理想的是用於陽極中。同樣地陰極中可使用金剛石電極。
被電解的硫酸溶液的濃度未作特別限定。在用於不鏽鋼 鋼的酸洗等的情況下,較佳為稀硫酸(以質量%計為20%以下),在用於硬化抗蝕劑剝離的情況下,根據硫酸對抗蝕劑內部的浸透力的關係,較佳為以質量%計為75%~96%,更佳為80%~92%。
電解時的電流密度相對於電極面積較佳為10 A/m2~10,000 A/m2,較佳為使硫酸溶液在與電極面平行的方向上,一邊 以1 m/hr.~10,000 m/hr.的線速流通一邊進行接觸處理。
為了電解效率之目的或防止電解液中氧化劑的自我分解,電解時的液體溫度較佳為10℃~90℃。
電解硫酸溶液的前處理方法雖未作特別限定,但因電解 時電極表面產生氧氣或氫氣而與液體混合,故較佳為在賦予超音波前預先進行氣液分離,進而進行脫氣。氣液分離中可使用利用了動力或離心力的方法或利用了透過膜的方法,但並不限定於此,只要將電解液與電解氣體分離且可利用電解液即可。脫氣中可使用脫氣膜或抽氣器(aspirator)。脫氣時間較佳為5分鐘~10分鐘。
而且,賦予至電解硫酸溶液的超音波的頻率例示為20 kHz以上5 MHz以下。
賦予超音波而用於洗淨的電解硫酸溶液理想的是將液溫設為40℃以上。當小於40℃時電解液中的氧化劑不易活化。
而且,液溫理想的是設為95℃以下。若液溫度超過95℃,則材料或超音波傳播用的溶劑必須變更為矽油等沸點高的溶劑。而且,若溫度高則自我分解容易提前進行。
亦即,根據本發明,具有如下效果:充分獲得因超音波所引起的空蝕作用以及與過硫酸的作用,從而獲得高洗淨作用,且即便對於例如半導體材料的硬化的抗蝕劑亦可有效地剝離。
1、1a‧‧‧洗淨裝置
10‧‧‧電解裝置
11a‧‧‧陽極
11b‧‧‧陰極
12‧‧‧電解側循環管線
13‧‧‧循環泵
14、27、48‧‧‧冷卻器
15‧‧‧電解液貯存槽
16‧‧‧氣液分離器
20、40‧‧‧洗淨部
21‧‧‧洗淨槽
22‧‧‧送液管線
23‧‧‧送液泵
24‧‧‧脫氣裝置
25、28‧‧‧加熱器
26、44‧‧‧排液管線
30‧‧‧超音波賦予裝置
31‧‧‧外槽
32、35‧‧‧超音波振盪器
33‧‧‧傳播液
41‧‧‧噴嘴
42‧‧‧旋轉台
43‧‧‧廢棄管線
45‧‧‧第1環流泵
46‧‧‧分解槽
47‧‧‧第2環流泵
100‧‧‧半導體材料
圖1是表示本發明的一實施形態的洗淨裝置的圖。
圖2是同樣表示其他實施形態的洗淨裝置的圖。
圖3是同樣表示噴嘴的內部的放大圖。
圖4是同樣表示實施例的洗淨效果的半導體材料的抗蝕劑剝離照片的圖。
(實施形態1)
以下,根據圖1對本發明的洗淨裝置的實施形態進行說明。
洗淨裝置1包括電解裝置10及洗淨部20。
電解裝置10為無隔膜型,將至少以與硫酸溶液接觸的部分作為金剛石電極的陽極11a及陰極11b不利用隔膜隔開而配置於內部,兩電極上連接著未圖示的直流電源。再者,作為本發明,電解裝置可由隔膜型構成,亦可為無隔膜型且將雙極電極配置於陽極11a與陰極11b之間。
電解液貯存槽15經由電解側循環管線12而可循環流通液體地連接於上述電解裝置10。於自電解液貯存槽15朝向電解裝置10輸送一側的電解側循環管線12上,依次插入設置著使硫酸溶液循環的循環泵13及冷卻器14。而且,於自電解裝置10朝向電解液貯存槽15返回一側的電解側循環管線12上插入設置著氣液分離器16。氣液分離器16相當於氣液分離部。作為氣液分離器16,可包含利用重力或離心力者,但本發明並不限定為特定的構成。
電解液貯存槽15上經由送液泵23而連接著送液管線 22。送液管線22相當於洗淨液供給管線。而且,送液管線22上,在送液泵23的下游側設置著脫氣裝置24。脫氣裝置24相當於脫氣部。作為脫氣裝置24可包含脫氣膜或抽氣器等,但本發明並不限定為特定的構成。
送液管線22的送液前端側連接於批次式的洗淨部20的洗淨槽21。洗淨槽21中具備對收容的洗淨液進行加熱的加熱器25,例如將洗淨液加熱至40℃~95℃的液溫。
洗淨槽21作為內槽而收容於外槽31內,內外槽間充滿 了作為傳播液33的矽油等。傳播液的類別不作特別限定,但理想的是如對洗淨液的溫度有耐熱性、且可高效地傳播超音波這樣的黏度高的傳播液。
在外槽31的外壁安裝著超音波振盪器32。由超音波振盪器32、外槽31、傳播液33構成超音波賦予裝置30。另外,亦可直接將超音波振盪器安裝於洗淨槽21而構成超音波賦予裝置。對於超音波振盪器32,使用產生頻率20 kHz以上、5 MHz以下的超音波的振盪器。
而且,洗淨槽21上連接著排液管線26。排液管線26上插入設置著冷卻器27,將流經排液管線26的洗淨液冷卻至適當的溫度。排液管線26的前端側連接於電解液貯存槽15。
其次,對包含上述構成的洗淨裝置的動作進行說明。
該實施形態中,將經高摻雜植入的半導體材料100作為被洗 淨材料。本實施形態等中,可將附著抗蝕劑的電子材料等作為被洗淨材料。
電解液貯存槽15中貯存著硫酸濃度75質量%~96質量%(較佳為80質量%~92質量%)的硫酸溶液。上述硫酸溶液藉由循環泵13並通過電解側循環管線12而輸送,且經冷卻器14冷卻至(電解裝置10內的溫度)10℃~90℃而被導入電解裝置10的入液側。
電解裝置10中,藉由直流電源對陽極11a、陰極11b間 以電流密度相對於電極面積為10 A/m2~10,000 A/m2的方式通電,導入至電解裝置10內的硫酸溶液在與電極面平行的方向上,一邊以1 m/hr.~10,000 m/hr.的線速流通一邊受到電解。線速可藉由循環泵13的輸送量而調整。
藉由電解,而在電解裝置10中,於陽極11a側生成包含過硫酸的氧化性物質。氧化性物質在與上述硫酸溶液混合存在的狀態下輸送至電解裝置10外,且經氣液分離器16而氣液分離後,通過電解側循環管線12而返回輸送至電解液貯存槽15中。硫酸溶液包含過硫酸,通過電解側循環管線12而返回至電解液貯存槽15後,重複輸送至電解裝置10,藉由電解而過硫酸的濃度增高。關於過硫酸濃度,可列舉例如以過氧二硫酸的單位計為2 g as S2O8 2-/L~20 g as S2O8 2-/L。
若過硫酸濃度適度,則電解液貯存槽15內的硫酸溶液 的一部分藉由送液泵23並通過送液管線22而輸送。流經送液管線22的硫酸溶液在脫氣裝置24中脫氣後,被輸送至洗淨槽21, 且經加熱器25加熱至適當溫度(40℃~90℃)。另外,被輸送的電解硫酸溶液若具有上述適當的液溫,則無須由加熱器25進行加熱。
進而,洗淨槽21中,藉由超音波賦予裝置30賦予20 kHz 以上、5 MHz以下的超音波。具體而言,若使超音波振盪器32動作,超音波通過外槽31、傳播液33而被傳遞至洗淨槽21,進而對內部的洗淨液賦予超音波而洗淨效果提高。該狀態下於洗淨槽21內以浸漬於洗淨液的方式配置半導體材料100,藉由賦予了超音波作用的洗淨液而有效地將附著於半導體材料100的表面的硬化的抗蝕劑去除。尤其洗淨液的溶存氣體量非常低,而可獲得充分的超音波的作用。對於半導體材料100而言,洗淨液可一次洗淨能夠收納的適當數量。洗淨時間可根據洗淨效果等適當設定。
進行洗淨時,可一邊藉由送液泵23輸送電解硫酸溶液 一邊進行洗淨。該情況下,過剩的洗淨液自洗淨槽21排出,並通過排液管線26而由冷卻器27冷卻至適當溫度,例如冷卻至10℃~90℃並移動至電解液貯存槽15。若將洗淨槽21設置於比電解液貯存槽15高的位置,則藉由大氣壓而洗淨液自洗淨槽21向電解液貯存槽15移動。在無法藉由大氣壓進行移動時,在排液管線26設置環流泵等而強制地輸送液體。
被輸送至電解液貯存槽15的洗淨液進而通過電解側循 環管線12而受到循環泵13的輸送、冷卻器14的冷卻並被送向電解裝置10,從而可如上述般一邊流通一邊進行電解。藉此洗淨液 可作為電解硫酸溶液而再生,並通過電解側循環管線12重複進行電解、脫氣。
藉由該些動作,可將電解硫酸溶液的過硫酸濃度維持於適當的範圍內並供於洗淨。另外,排液、電解、供給可連續地進行,而且亦可間歇地進行。
(實施形態2)
其次,根據圖2、圖3對其他實施形態的洗淨裝置1a進行說明。該形態具備單片式的洗淨機作為洗淨部。另外,對於與上述實施形態相同的構成附上相同的符號且省略或簡化其說明。
洗淨裝置1a包括電解裝置10及洗淨部40。
電解裝置10為無隔膜型,將至少以與硫酸溶液接觸的部分作為金剛石電極的陽極11a及陰極11b不利用隔膜隔開而配置於內部,兩電極上連接著未圖示的直流電源。
電解液貯存槽15經由電解側循環管線12而可循環流通液體地連接於上述電解裝置10,於輸送側的電解側循環管線12上,依序插入設置著使硫酸溶液循環的循環泵13及冷卻器14。於返回側的電解側循環管線12上插入設置著氣液分離器16。氣液分離器16相當於本發明的氣液分離部。作為氣液分離器16,可包含利用重力或離心力者,但本發明並不限定為特定的構成。
電解液貯存槽15上經由送液泵23而連接著送液管線 22。送液管線22相當於本發明的洗淨液供給管線。而且,送液管線22上,在送液泵23的下游側設置著脫氣裝置24。脫氣裝置24 相當於本發明的脫氣部。作為脫氣裝置24,可包含脫氣膜或抽氣器等,但本發明並不限定為特定的構成。而且,送液管線22中在脫氣裝置24的下游側具備加熱器28,例如將洗淨液以單程式(once-through)加熱至40℃~95℃的液溫。加熱器28例如具有石英製的管路,且藉由近紅外線加熱器而將電解硫酸溶液以單程式進行加熱。
送液管線22的送液前端側連接於單片式的洗淨部40的 噴嘴41。
噴嘴41如圖3所示,內部配置著超音波振盪器35,對流經噴嘴41內的電解硫酸溶液賦予超音波。因此,噴嘴41亦具有作為超音波賦予裝置的功能。
單片式的洗淨部40中,以朝向所搬入的半導體材料100將上述噴嘴41進行定位的方式來設置噴嘴41,自噴嘴41將作為洗淨液的電解硫酸溶液噴出或一點一點地流下。在該噴出方向或流下方向上具備載置半導體材料100而使其旋轉的旋轉台42。
進而,洗淨部40上連接著洗淨液的廢棄管線43、及排 液管線44。排液管線44上插入設置著第1環流泵45,在其下游側的排液管線44上插入設置著暫時貯存洗淨液的分解槽46。在分解槽46的下游側,在排液管線44上進而插入設置著第2環流泵47,在其下游側經由冷卻器48而將排液管線44的下游端連接於電解液貯存槽15。
其次,對包含上述構成的洗淨裝置的動作進行說明。
該實施形態中,將經高摻雜植入的半導體材料100作為被洗淨材料,並載置於旋轉台42上。
電解液貯存槽15中貯存硫酸濃度75質量%~96質量%(較佳為80質量%~92質量%)的硫酸溶液。上述硫酸溶液藉由循環泵13並通過電解側循環管線12而輸送,且經冷卻器14冷卻至(電解裝置10內的溫度)10℃~90℃而被導入電解裝置10的入液側。
電解裝置10中,藉由直流電源對陽極11a、陰極11b間 以電流密度相對於電極面積為10 A/m2~10,000 A/m2的方式通電,導入至電解裝置10內的硫酸溶液在與電極面平行的方向上,一邊以1 m/hr.~10,000 m/hr.的線速流通一邊受到電解。藉由電解,而在電解裝置10中,於陽極11a側生成包含過硫酸的氧化性物質。氧化性物質在與上述硫酸溶液混合存在的狀態下輸送至電解裝置10外,且經氣液分離器16而氣液分離後,通過電解側循環管線12而返送至電解液貯存槽15中。硫酸溶液通過電解側循環管線12而返回至電解液貯存槽15後,重複輸送至電解裝置10,藉由電解而過硫酸的濃度增高。作為過硫酸濃度,可列舉例如以過氧二硫酸的單位計為2 g as S2O8 2-/L~20 g as S2O8 2-/L。
若過硫酸濃度適度,則電解液貯存槽15內的硫酸溶液 的一部分藉由送液泵23並通過送液管線22而輸送。流經送液管線22的硫酸溶液在脫氣裝置24中脫氣後,經加熱器28加熱至40℃~95℃且被輸送至洗淨部40。另外,被輸送的電解硫酸溶液若具有上述適當的液溫,則無須由加熱器28進行加熱。
洗淨部40中,對噴嘴41輸送電解硫酸溶液,於噴嘴41 內藉由超音波振盪器35的動作將20 kHz以上、5 MHz以下的超音波賦予至流經噴嘴41內的電解硫酸溶液。該狀態下一邊使旋轉台42旋轉一邊藉由噴射或流下而使電解硫酸溶液作為洗淨液與旋轉台42上的半導體材料100接觸,藉由賦予了超音波作用的洗淨液而有效地將附著於半導體材料100的表面的硬化的抗蝕劑去除。洗淨時間可根據洗淨效果等適當設定。
洗淨中使用的洗淨液在洗淨部40的本體內逐漸流下且 由廢棄管線43、排液管線44取出。廢棄管線43可在適當時機打開未圖示的開關閥等而將多餘的洗淨液廢棄至系統外部。平時,自排液管線44取出的洗淨液利用第1環流泵45而暫時貯存於分解槽46中,進行對自半導體材料100中去除的抗蝕劑等的分解處理。暫時貯存時間可進行適當設定。暫時貯存於分解槽46中的洗淨液進而通過下游側的排液管線44而由第2循環泵47輸送,且經冷卻器48冷卻至適當溫度,例如10℃~90℃後被輸送至電解液貯存槽15中。
被輸送至電解液貯存槽15的洗淨液進而通過電解側循 環管線12而受到循環泵13的輸送、冷卻器14的冷卻並被送向電解裝置10,從而可如上述般一邊流通一邊進行電解。藉此洗淨液可作為電解硫酸溶液而再生,並通過電解側循環管線12重複進行電解、脫氣。
藉由該些動作,可將電解硫酸溶液的過硫酸濃度維持於適當 的範圍內並供於洗淨。
[實施例1]
使用將硫酸電解而生成的電解液,藉由以下的方法進行氧化劑的活化試驗、硬化抗蝕劑的剝離試驗。
[氧化劑的活化試驗]
1)處理溶液
.實施例:將85%硫酸以電流密度0.5 A/cm2進行電解所得的電解硫酸溶液
(過硫酸濃度10 g as S2O8 2-/L)
.比較例:SPM(硫酸:過氧化氫=5:1,相當於硫酸濃度85%)
2)試驗條件
.實施例:將電解硫酸溶液的溫度設定為20℃、40℃、60℃、80℃,照射28 kHz、45 kHz、100 kHz、750 kHz的超音波30分鐘。
.比較例:將SPM設定為60℃,照射45 kHz的超音波30分鐘。
實施例、比較例中均利用碘化鉀滴定測定超音波照射前後的氧化劑濃度,並判斷有無活化。
3)試驗結果
將試驗結果表示於表1中。表1表示將電解硫酸溶液進行30分鐘處理時的氧化劑分解率(%)。
實施例中將液溫設為40℃以上,藉此可知氧化劑濃度降低而活化。任一條件下氧化劑均未分解。
另一方面,SPM的分解率小於5%而幾乎未分解。
[硬化抗蝕劑剝離試驗]
1)供試樣本
.在塗佈了有機抗蝕劑的Si晶圓上以E16(atoms/cm2)的摻雜量植入摻雜所得者
2)處理溶液
.實施例:將85%硫酸以電流密度0.5 A/cm2電解所得的電解硫酸溶液
(過硫酸濃度10 g as S2O8 2-/L)
.比較例:SPM(硫酸:過氧化氫=5:1,相當於硫酸濃度85%)
3)試驗條件
.實施例:將液溫設定為60℃、80℃,使Si晶圓浸漬於處理溶液中,照射28 kHz、45 kHz、100 kHz、750 kHz的超音波10分鐘。
.比較例:將液溫設定為60℃,使Si晶圓浸漬,並以45 kHz的超音波照射10分鐘。
4)試驗結果
.將試驗後的Si晶圓顯微鏡照片(表面的雷射顯微鏡照片倍率500倍)表示於圖4之(a)、圖4之(b)中。
圖4之(a)為實施例,以液溫60℃、超音波45 kHz進行試驗所得,圖4之(b)為比較例,以液溫60℃、超音波45 kHz進行試驗所得。
實施例中,任一條件下抗蝕劑均完全剝離,而比較例中抗蝕劑未完全剝離而是殘留一部分。
以上,根據上述實施形態及實施例對本發明進行了說明,但本發明並不限定於上述說明,只要不脫離本發明則可進行適當的變更。
1‧‧‧洗淨裝置
10‧‧‧電解裝置
11a‧‧‧陽極
11b‧‧‧陰極
12‧‧‧電解側循環管線
13‧‧‧循環泵
14‧‧‧冷卻器
15‧‧‧電解液貯存槽
16‧‧‧氣液分離器
20‧‧‧洗淨部
21‧‧‧洗淨槽
22‧‧‧送液管線
23‧‧‧送液泵
24‧‧‧脫氣裝置
25‧‧‧加熱器
26‧‧‧排液管線
27‧‧‧冷卻器
30‧‧‧超音波賦予裝置
31‧‧‧外槽
32‧‧‧超音波振盪器
33‧‧‧傳播液
100‧‧‧半導體材料

Claims (13)

  1. 一種洗淨方法,其特徵在於:對將硫酸溶液電解而生成的電解硫酸溶液賦予超音波,利用賦予了上述超音波的上述電解硫酸溶液進行被洗淨材料的表面洗淨。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的洗淨方法,其中上述洗淨中使用的上述電解硫酸溶液的溫度為40℃以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的洗淨方法,其中上述洗淨中使用的上述電解硫酸溶液的溫度為95℃以下。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的洗淨方法,其中將上述超音波的頻率設為20 kHz~5 MHz。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的洗淨方法,其中上述被洗淨材料為附著抗蝕劑的電子材料。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的洗淨方法,其中在對上述電解硫酸溶液賦予上述超音波前,進行上述電解硫酸溶液的氣液分離。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的洗淨方法,其中在進行上述氣液分離後且對上述電解硫酸溶液賦予超音波前,進行上述電解硫酸溶液的脫氣處理。
  8. 一種洗淨裝置,其特徵在於包括:電解裝置,對硫酸溶液進行電解;洗淨部,將由上述電解裝置電解而生成的電解硫酸溶液作為 洗淨液而將被洗淨材料洗淨;洗淨液供給管線,將由上述電解裝置電解而得的電解硫酸溶液供給至上述洗淨部;以及超音波賦予裝置,對上述洗淨部中使用的上述電解硫酸溶液賦予超音波。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的洗淨裝置,其進而包括氣液分離部,上述氣液分離部在上述超音波賦予之前進行上述電解硫酸溶液的氣液分離。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的洗淨裝置,其包括脫氣部,上述脫氣部在上述氣液分離部之後且上述超音波賦予之前進行上述電解硫酸溶液的脫氣。
  11. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述的洗淨裝置,其進而包括加熱部,上述加熱部對上述洗淨部中使用的上述電解硫酸溶液進行加熱。
  12. 如申請專利範圍第8項至第11項中任一項所述的洗淨裝置,其中上述洗淨部為將1個或2個以上的上述被洗淨材料浸漬於洗淨槽的洗淨液中進行洗淨的批次式,上述超音波賦予裝置使上述超音波傳播至上述洗淨槽。
  13. 如申請專利範圍第8項至第11項中任一項所述的洗淨裝置,其中上述洗淨部為將上述洗淨液一邊輸送至1個或2個以上的上述被洗淨材料一邊進行接觸而洗淨的單片式,上述超音波賦予裝置在將上述洗淨液朝向上述被洗淨材料輸送的噴嘴內使上述超音波傳播至上述被洗淨材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778007B (zh) * 2017-02-16 2022-09-21 日商迪思科股份有限公司 晶圓生成方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103785640B (zh) * 2012-10-31 2016-07-06 浙江昱辉阳光能源有限公司 一种准单晶硅的清洗方法
CN104362114B (zh) * 2014-09-30 2017-07-18 天津市环欧半导体材料技术有限公司 一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法
JP6168184B1 (ja) * 2016-03-25 2017-07-26 栗田工業株式会社 酸化剤濃度の測定方法及び測定装置、並びに電子材料洗浄装置
CN112547677A (zh) * 2020-11-26 2021-03-26 于海庆 一种水晶片电子元件加工用清理装置及其使用方法
CN114653679B (zh) * 2022-04-13 2023-03-28 上海申和投资有限公司 一种碳化硅晶片表面有机污染物清洗方法
CN116936348B (zh) * 2023-09-07 2024-01-30 浙江晶越半导体有限公司 一种晶片表面的清洗方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11293288A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Kurita Water Ind Ltd 電子材料用洗浄水及び電子材料用洗浄液
JP4462146B2 (ja) * 2004-09-17 2010-05-12 栗田工業株式会社 硫酸リサイクル型洗浄システムおよび硫酸リサイクル型過硫酸供給装置
JP4787089B2 (ja) * 2006-06-26 2011-10-05 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2008085150A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Kurita Water Ind Ltd 洗浄方法
JP2012146690A (ja) * 2009-03-31 2012-08-02 Kurita Water Ind Ltd 電子材料洗浄方法及び電子材料洗浄装置
JP5761521B2 (ja) * 2010-06-07 2015-08-12 栗田工業株式会社 洗浄システムおよび洗浄方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778007B (zh) * 2017-02-16 2022-09-21 日商迪思科股份有限公司 晶圓生成方法

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