TW379147B

TW379147B - A cleaning apparatus and a cleaning method

Info

Publication number: TW379147B
Application number: TW086116101A
Authority: TW
Inventors: Kazuhiko Shiba; Yasyusuki Harada; Shigeyoshi Netsu
Original assignee: Pre Tech Co Ltd; Shinetsu Handotai Kk
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2000-01-11
Also published as: CN1188326A; US6003527A; JPH10128249A; MY123121A; KR100311180B1; DE69727113T2; EP0839586A3; EP0839586A2; JP3286539B2; CN1084525C; KR19980033351A; DE69727113D1; EP0839586B1

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景本發明關於一種清淨例如半導體基體（半體體晶圓）、液晶玻璃晶體、或磁碟等待清洗之基材的清淨裝置及清淨方法，尤其是關於在製造矽單晶晶圓之清淨步驟或在利用這些晶圓製造半導體裝置期間的清淨步驟中，達到顯著清淨效果的清淨方法及清淨裝置。因為在半導體晶圓、液晶玻璃基體、及磁碟上形成各種不同之薄膜及圖案，故只要半導體晶圓、液晶玻璃基體、及磁碟被加工就必須清淨。利用半導體晶圓為基礎材料之半導體裝置的整合程度持續地逐年增加。因此，保持製造半導體裝置之環境的高度清潔性及清淨作為基體材料之晶圓變得愈來愈重要。晶圓之清淨的一主要目的為去除顆粒及污染物，例如黏著在晶圓表面上的金屬雜質、有機物質、表面薄膜（天然氧化物薄膜及表面吸收物質）。第二目的為使晶圓表面之平面化能更完美地排除製造半導體裝置中的問題，藉此增加製造產率及改良裝置的可靠性。在習知之晶圓清淨方法中，RC A公司之Kern先生等人發展的RCA清淨方法為習知技術領域中最佳的方法。基於該方法的代表性清淨順序具有二階段。在第一階段中，藉由以氨水/過氧化氫/水（ΝΗ40Η/Η202/Η20)為主之 SC-1 (RCA標準清淨-1)清淨溶液而去除顆粒及有機物質。在第二階段中，藉由以鹽酸/過氧化氫/水（HC1/ Η202/Η20)為主之SC-2 (RCA標準清淨-2)清淨溶液而 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱·讀背面也注意事項再填寫本頁)

、1T A7 B7 五、發明説明（2 請先閱讀. 背 & 之- 注意事項再填寫本頁去除金屬污染物。在某些例子中，藉由使用氫氟酸/水 (HF/H20)而去除表面薄膜之DHF (稀釋的HF)清淨亦可與上述基本組合方法合併。 RCA清淨方法中使用的SC-1清淨溶液，藉由使用於清淨溶液中的氨水的蝕刻作用而去除來自晶圓表面的顆粒及有機物質。訂不幸地，藉由CZ方法拉出的矽單晶錠包含在錠生長期間形成之所謂的生長缺陷的結晶缺陷。因此’，當蝕刻所得之晶圓表面時，具有這些缺陷的部分比其他不具有缺陷的部分蝕刻較快。因此，缺陷部分的蝕刻係選擇性進行而在晶圓表面下形成精細的凹洞。當使用雷射光束照射在具有這些凹洞的晶圓表面上，藉由利用測量散射光（亮點）之顆粒計數器來測量晶圓表面上的顆粒時，亦可測定來自每個凹洞的散射光。如此使得實際顆粒計數的測量變為不可能。 COP可使半導體裝置之閘極氧化膜的電崩潰電壓性質惡化。因此，當半導體裝置之封裝密度持續增加時，解決未曾認真考量之COP的對策亦成為待解決的重要問題。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 SC-1清淨溶液對於例如Cu等容易與氨形成錯合物之金屬具有高度去除效果。然而，sc-ι清淨溶液對於金屬雜質之清淨力一般比使用酸的清淨溶液差。另一方面，SC-2清淨溶液對於金屬雜質具有顯著的清淨效果，雖然其對於顆粒及有機物質之清淨力較弱。然而，由於化學溶液中包含過氧化氫，矽氧化膜係形成在晶本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（3 圓表面上。因此，若金屬雜質之濃度高時，相信清淨溶液之效果會減弱。請先閲_ 讀背 s；之- 注意事項再填寫本頁利用如上述之化學溶液的清淨方法在製造半導體裝置期間，在清淨步驟中溶解例如用作聯接線之暴露鋁金屬。再者，在清淨期間，甚至包埋在内層之聯接線可經由細溝或針孔而腐蝕。其迫使清淨方法之使用具有限制。如上述，由RCA方法代表之習知清淨方法具有源自使用於清淨步驟之氨水及酸等化學溶液的問題。此外，組合使用3或4種具有不同清淨目的及效果的清淨溶液。其必須延長清淨步驟並需要多重階段之裝置及多階段的化學溶液。化學溶液造成的多重步驟最後增加設備成本、勞工成本及例如化學溶液及純水等材料之花費。再者，使解決例如廢液之環境污染之對策的花費到達一可觀數目。為了解決這些問題，使清淨方法中化學溶液的利用減少至最低，或若有可能的話，不使用化學溶液之清淨方法描述於日本專利申請案公開公報第平6-260480號。經濟部中央標準局員工消費合作杜印製換言之，在上述公開案描述之發明中，陰極棒及陽極棒係設置在2個電解浴室中，藉由多孔膜分隔。供應含有少量增加電解效率之物質的純水至分隔之室中以便在陰極側增加OH_離子水及在陽極側增加H+離子水。將這2種離子水引入作為分隔室之2處理浴中以供清淨待清淨的物體。在此清淨方法中，在ΟίΤ離子水側之處理可視為等於上述RCA清淨方法中的SC-1清淨。日本專利申請案公開本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（4 公報第平6-260480號描述之0Η_離子可完全地安定化藉由 Η+離子活化的鋁表面，或去除在拋光或平面化製程後殘餘的膠狀氧化矽。然而，此公開案並未描述一般顆粒之去除，其為習知SC-1清淨方法之主要目的，也未描述作為解決COP之對策時具有正面的效果，COP為該方法之一缺點。另一方面，在H+離子水侧之處理等於RCA清淨方法中的SC-2清淨，因為處理的目的為自矽晶圓中完全去除金屬污染物。然而，上述公開案描述在處理時所施用之電壓必須為103至104伏特/公分之高DC電壓，因此該處理是相當危險的8再者，OIT離子水及H+離子水係在由不安定離子組成及在經過一段時間後回復成中性溶液的2個分隔室中產生。因此，離子水之濃度在水到達供應作為分隔室之2處理浴之前已變低。因此，這些離子水的作用效果變弱或其濃度變得難以控制。發明概述本發明之一目的為提供一種清淨裝置，其中清淨溶液噴灑裝置本身具有產生ΟΗ-離子水及Η+離子水之功能且可在ΟίΤ離子水及Η+離子水產生後立即將該離子水喷灑在待清淨的物體上作為清淨溶液，及可由〇11_離子水及Η+離子水中選擇一者而作為清淨溶液。本發明之另一目的為提供一種清淨裝置，其中清淨溶液喷灑裝置本身具有產生ΟΚΓ離子水及Η+離子水之功能且可在011_離子水及Η+離子水產生後，藉由超音波運送立即本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）請 k. 聞讀背面之注意事項再 t 經濟部中央標準局員工消費合作社印製經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（5 ) 喷灑該離子水至待清淨的物體上作為清淨溶液，及可由 0H—離子水及H+離子水中選擇一者而作為清淨溶液。本發明之另一目的為提供一種在未增加步驟數目之下，藉由使用上述清淨裝置而可精確地清淨待清淨之基體的方法。本發明之另一目的為提供一種可精確地同時清淨可旋轉之待清淨基體的上表面及下表面的清淨裝置，其藉由在基體上方設置一可產生OH—離子水及H+離子水之清淨溶液喷^-裝置及在基體下方設置另一具有相同結構或不同結構之清淨溶液喷灑裝置。根據本發明之清淨裝置包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，具有用於自由基一活化或離子化純水之電解離子產生元件，以供喷灑清淨溶液至基體上。根據本發明之另一清淨裝置包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，用於喷灑清淨溶液至基體上，其中清淨溶液喷灑裝置包含： (a) 具有喷嘴之圓枉形主體，在該喷嘴之一端的循環清淨溶液釋出口是開啟的， (b) 集中設置在主體的分隔件，以便將主體分隔成外部中的第一空間及中心部中的第二空間並與噴嘴相通， (c) 多數個清淨溶液通道，其形成在接近喷嘴之分隔件部分，並與第一及第二空間相通，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閲·讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T ΑΊ Β7 五、發明説明（6 ) 广 (請先軋讀背面之注意事項再填寫本頁) (d) 電解離子產生元件，其集中地設置在第一空間並包含用於將第一空間分隔成外側處理室及内側處理室的H+離子交換膜，電極板設置在H+離子交換膜的二側並具有不同的極性，以及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基活化或離子化純水，以及 (e) 超音波產生元件，其設置在第二空間，以及在H+離子交換膜之内側處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液係經由分隔件内的清淨溶液通道引入第二空間，並由喷嘴藉由來自超音波產生元件之超音波喷灑在基體上。根據本發明之另一清淨裝置包含：旋轉裝置，水平地旋轉待清淨之基體；第一清淨溶液噴灑裝置，設置在旋轉裝置上方，以供喷灑清淨溶液在藉由旋轉裝置支撐之基體的上表面上；以及第二清淨溶液喷灑裝置，設置在旋轉裝置下方，以供喷灑清淨溶液在藉由旋轉裝置支撐之基體的下表面上，其中第一清淨溶液喷灑裝置包含經濟部中央標準局員工消費合作社印^ (a) 具有喷嘴之圓柱形主體，該喷嘴之一端的循環清淨溶液釋出口是開啟的， (b) 集中設置在主體的分隔件，以便將主體分隔成外部中的第一空間及中心部中的第二空間並與噴嘴相通， (c) 多數個清淨溶液通道，其形成在接近喷嘴之分隔件部分，並與第一及第二空間相通， -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（7 ) (d) 電解離子產生元件，其集中地設置在第一空間並包含用於將第一空間分隔成外侧處理室及内側處理室的H+離子交換膜，電極板設置在H+離子交換膜的二側並具有不同的極性，以及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基活化或離子化純水，以及 (e) 超音波產生元件，其設置在第二空間，以及在H+離子交換膜之内侧處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液係經由分隔件内的清淨溶液通道引入第二空間，並由喷嘴藉由來自超音波產生元件之超音波喷灑在基體上。根據本發明之另一清淨裝置包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，用以噴灑清淨溶液在基體上，其中清淨溶液喷灑裝置包含： (a) 矩形主體，下表面具有噴嘴孔，該表面之延長清淨溶液釋出孔是開啟的，及延長處理室與喷嘴相通，經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (b) 電解產生元件，包含延長之H+離子交換膜以供將主體中的處理室分隔成沿著縱向與喷嘴孔相通的内側及外側處理室，延長之電極板設置在H+離子交換膜的二側並具有不同的極性，及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基一活化或離子化純水，以及 (c) 超音波產生元件，設置在主體的上表面以供傳播超音波至喷嘴孔中的清淨溶液，以及 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __._B7_ 五、發明説明（8 ) 在H+離子交換膜之内側處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液引入喷嘴孔，並藉由來自超音波產生元件之超音波，由喷嘴孔之延長釋出口以帶狀形式喷灑在基體上。根據本發明之清淨方法係藉由使用清淨裝置清淨待清淨之基體的清淨方法，該清淨裝置包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，包含具有用於分隔外側處理室及中央處理室之H+離子交換膜的電解離子產生元件，以及設置在H+離子交換膜之二側並具有不同極性的電極板，其中當對具有不同極性之電極板施予DC電壓時，將純水供應至外側及中央處理室，以及將中央處理室中藉由自由基一活化或離子化純水而產生的清淨溶液喷灑在基體上，藉此清淨基體。根據本發明之另一清淨方法為藉由清淨裝置清淨待清淨基體的方法，該清淨裝置包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，包含超音波產生元件，及具有分隔外側處理室及中央處理室之H+離子交換膜之電解產生元件，以及設置在H+離子交換膜二側並具有不同極性的電極板，其中當對具有不同極性之電極板供應DC電壓時，將純水供應至外側及中央處理室，同時將來自超音波產生元件之超音波傳播至流經中央處理室之純水，及利用超音波運 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐Γ 、1T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（9 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 A7 B7 送藉由自由基化或離子化純水產生之清淨溶液並喷灑在基體上，藉此清淨基體。本發明之其他目的及優點將敘述於下述說明中，且部分將由下述說明更加彰顯，或可藉由本發明之實施來學習。本發明之目的及優點可藉由後附申請專利範圍中特別指出的手段及組合來確認及獲得。圖式之數個觀察面的簡要說明：併入並構成本案說明書之一部分的後附圖式說明本發明之較佳實施例，並與上述之總括說明及下述之較佳實施例的詳細說明一起闡釋本發明之技術思想。第1圖為根據本發明之清淨裝置的透視圖；第2A圖為顯示第1圖之圓柱形清淨溶液喷灑裝置的頂視圖，第2 B圖為沿著第2 A圖之B-B直線所得之截面圖；第3圖為第1圖之圓柱形清淨溶液喷灑裝置的分解圖；第4A圖為顯示第1圊之圓柱形清淨溶液噴灌裝置的頂視圖；第4 B圖為沿著第4 A圖之B-B直線所得的截面圊；第4C圖為溶著第4B圖之c_c直線所得的截面圖；第5A圖為顯示第1圖之圓柱形清淨溶液喷灑裝置的頂視圖；第3 B圖為沿著第5 A圖之B-B直線所得的截面圖； -12- 本紙乐尺度適用中關家標準（CN’S ) A4規格（2〗GX 297公釐 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 A7 五 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝

、發明説明（10 外第1圖之圓柱形清淨溶液懷置及其第7圖為顯示根據本發明之另一清淨裝置的截面圖；第8圖為顯不根據本發明之另一清淨裝置的載面圖；第9圖為顯不第8圖中桿式清淨溶液喷麗裝置的第10圖為顯*第8圖中桿式清淨減賴裝置的頂視第11圖為顯示第8圖中桿式清淨溶液喷M裝置的底視 12圖為沿著第9圖之χπ-χιι直線所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖；第13圖為沿著$ 12圖之細_xm直線所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖；以及 β 第14圖為為沿著第12 @之Ινχινχ纽所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖。 ^ 發明之詳細說明根據本發明之清淨裝置將參考第圖詳細地說明於下文中。第1圖為顯示清淨裝置之透視圖。第2Α圖為第工圖之圓柱狀清淨溶液喷灑裝置的頂視圖。第23圖為沿著第2 A圖中的B-B直線（沿著能源供應單元）所得之圓柱狀清淨溶液喷Μ置的截面圖。第3圖為第2B圖之清淨溶液嗔灑裝置的分解圖。第4Α圖為第工圖之圓柱狀清淨溶液

前視圖圖圖 I _ -13- 本紙乐尺度'適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（五、發明説明（Π A7 B7 縣置的頂視圖。第4B圓為沿著第4 A圖之Β·Β直線 (沿著供應水至外側處理室之軍元）所得之圓柱狀清淨液賴裝置的截面圖。第4C圖為沿著第❹圓之C_ 線所得之截面圓。第5A圓為第1圖之圓柱狀清淨溶液喷遽裝置的頂視圊。第5 B圓為沿著第5 A圖之b_b直線 (沿著供應水至_處理室之單元）騎之陳狀清淨溶液喷湛裝置的截面圖。第6圖為顯示第工圖之清淨溶灌裝置及其外圍裝置的示意圖。頁 2 例如待清淨之基體（例如半㈣晶1Π !之邊緣係藉由基體固持元件（未顯示）而固持。圓柱狀清淨溶液喷灌裝置 2喷灌清淨溶液3在半導體晶圓1±。清淨溶液噴麗裝置藉由與自賴裝置2之周ϋ表面延伸之移動機構（未顯示）而在X及Υ方向上移動。 ’ 包圓柱狀清淨溶液喷壤裝置2包含在喷嘴5之圓枉狀主體6，該喷嘴下端之清淨溶液釋出口 4是開啟的。主體6 含上端-密封的圓柱體7、下端密封之圓柱體（分隔件” 喷嘴孔Η)、固定環13、及環形螺帽。下端密封之圓柱體9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製係集中地設置在上端密封之圓柱體7内並在下端具有環形凸緣。喷嘴孔10經由分隔件9之下端密封部分延伸。固定環 13經由環狀墊圈12與圓柱體7之下端銜接及經由〇形環 η與凸緣8之外周圍表面銜接。環狀螺帽14可以螺紋的方式與圓柱體7之下端的外周圍表面銜接並將蓋13固定至圓柱體7及分隔件9。 14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着 Μ

經濟部中央標準局員工消費合作社印製喷嘴5可以螺紋的方式與分隔件9之凸緣8的外周圍表面銜接並喷嘴孔10相通。第一圓柱空間15係形成於圓柱分隔件9及圓柱體7之内表面之間。第二空間16係形成在分隔件9的内部以便經由喷嘴孔10與噴嘴5相通。後述之超音波產生元件係設置在第二空間16。如第4圖所示，多數個清淨溶液通道17形成於圓柱分隔件9之下端密封部分並與第一空間15及第二空間16相通。圓柱形Η+離子交換膜19係設置在圓柱形主體6之第一二間15内以致與圓柱形分隔件9呈同心圓。分隔件9區分成圓柱形内處理室20,，以及圓柱形外處理室2〇2 β Η+離子交換膜19之上端經由環狀墊圈21與圓柱體7之上端密封部分配合。Η+離子交換膜19之下端經由環狀墊圈22與固定環13配合。如第2Α、2Β、及3圖所示，藉由形成大量孔洞之多孔板製成之圓柱形内電極23係固定在内處理室2〇ι之一側上的Η+離子交換膜的表面。内電極23係由例如鉑_氧化鉑或鍍鉑鈦或鍍鉑钽等材料製成。彼覆絕緣管之内側内接點 24之頂端係連接至内電極23。内側内接點24經由圓柱體7 之上端密封部分延伸至外側。内側内接點24係插入由絕緣材料製成的電纜配件25中。電纜配件25可以螺紋的方式與圓柱體7之上端密封部分銜接，内侧内接點24由該密封部分延伸。披覆絕緣管之内側外電纜26係插入電境配件25 中’及内側外電纜26之一端的電纜芯係連接至内側内接點 24。蓋27可以螺紋的方式與電纜配件25之上端部分銜 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先"-讀背面"-注意事項再填寫本頁} -訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 s_______B7 五、發明説明（13 ) 接。内側外電規26可藉由按堡一裝配在内侧外電境26上的楔形物28而固定在電缆配件25中。如第2A、2B及3圖所示，藉由形成大量孔洞之多孔板製成的圓柱形外電極29係固定至外處理室2〇2之一側上的H+離子交換膜19之表面。此外電極29係由例如鉑_氧化鉑或鍍鉑鈦或鍍鉑鈕等材料製成《披覆絕緣管之外側内接點30係藉由連接在外電極29之高度方向之帶狀接線板31 而連接至外電極29。外側内接點30經由圓柱體7之上端密封部分延伸至外侧。外側内接點3〇係插入由絕緣材料製成的電纜配件32中。電纜配件32可以螺紋的方式與圓柱體7 之上端密封部分銜接，外側内接點30由該密封部分延伸。披覆絕緣管之外侧外電纜33係插入電纜配件32中，及外側外電規33之一端的電鏡芯係連接至外側内接點3〇。蓋 34可以螺紋的方式與電纜配件32之上端部分銜接。外侧外電纜33可藉由按壓一裝配在外侧外電纜33上的楔形物35 而固定在電纜配件32中。如第6圖所示，内側及外側電纜26及33係連接至DC 電源36。電解處理水釋放管37係連接至圓柱體7之周圍表面之下端部分並釋出外處理室2〇2内的處理水至外側。 H+離子交換膜19，内處理室20,、内電極23、外處理室2〇2、外電極29、及DC電源36構成電解離子產生元件。如第4 A至4 C圖所示，外侧純水供應噴嘴39係插入形成在圓柱形部分9之外周圍壁上的肋條4〇中，其中噴嘴 -16- 本紙張尺度相t關家標準（CNS ) Α4規格（2丨G χ 297公楚） {請先虬讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T • I — -I I I — A7 B7 五、發明説明（14 ) 内的多數排出孔38係形成在長度方向。純水出口 41係相對於排出孔38通向肋條40。換言之，由内側純水供應噴嘴 39供應之純水係經由排出孔38及純水出口 41引入圓柱形主體6之内處理室20!中。内側純水供應喷嘴39經由圓柱體之上端密封部分延伸並插入管配件42，該配件係插入上端密封部分中。内侧純水供應管43係連接至管配件42中的喷嘴39並藉由蓋44固定，該蓋以螺紋的方式與配件42 及插入蓋44及供應管43之間的彈簧管45銜接。内側排氣孔46自内侧純水供應管43之插入部分及相對侧之圓柱體7的上端密封部分，經由圓柱體7之中心部分而垂直地延伸。管配件47係插入圓柱體7之上端密封部分以致能與排氣孔46相通。内側排氣管48插入管配件47 並藉由蓋49固定，該蓋以螺紋之方式與配件47及插入蓋 49及排氣管48之間的彈簧管50銜接。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱_讀背面之注意事項再填寫本頁) 如第6圖所示，純水係由純水供應源51供應至内側純水供應管43，及内侧純水流速控制閥52係插入内側純水供應管43之中間部分。流速控制閥53係插入排氣管48之中間部分。因為流速控制閥52及53係因而沿著内侧純水供應管43及排氣管48置中插入，與來自排氣管48之氣體一起釋出之電解處理溶液（清淨溶液）的量可藉由調節該等閥之開口來控制内處理室20丨内的壓力平衡而抑制。當藉由電解處理而於内處理室20!内產生ΟΕΓ離子時，與電解處理溶液一起釋出之來自排氣管48的氣體主要為氧氣。因此，氣體無需經過任何氣體釋出處理即可直接釋出。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作杜印裂 A7 —._B7_ 五、發明説明（I5 ) 如第5 A及5 B圖所示，外側純水供應孔54經由圓柱體7之上端密封部分垂直地延伸。管配件55係插入圓柱體 7之上端密封部分以便與供應孔54相通。外側純水供應管 56係插入管配件55並藉由蓋57固定，該蓋以螺紋之方式與配件55及插入蓋57及供應管56之間的彈簧管58銜接。外侧排氣孔59自外側純水供應管56之插入部分及相對側之圓柱體7的上端密封部分，經由圓柱體7之中心部分而垂直地延伸。管配件60係插入圓柱體7之上端密封部分以致能與排氣孔59相通。外側排氣管61插入管配件60 並藉由蓋62固定，該蓋以螺紋之方式與配件60及插入蓋 62及排氣管61之間的彈簧管63銜接。如第6圖所示，純水係由純水供應源51供應至外側純水供應管56，及外側純水流速控制閥64係插入外侧純水供應管56之中間部分。外側排氣管61係連接至氣一液分離器65。氣一液分離器係連接至包含氫氣處理觸媒之處理塔 66 ° 當如第6圖所示之狀態時，内側排氣管48連接至第6 圖中利用斷續線表示之氣一液分離器65，即將DC電源36 之正負極分別連接至内及外電極23及29的狀態（在此狀態下，在内處理室2(^内產生H+離子及外處理室202内產生 OH-離子）轉換成正負電極分別連接至外及内電極29及23 的狀態（在此狀態下，在内處理室20,内產生OIT離子及外處理室202内產生H+離子）。另一方面，來自外側排氣 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先"-讀背面·>/注意事項再填寫本頁) ，vs A7 B7 五、發明説明（16 ) 管61，與電解處理溶液一起釋出的氣體主要是氧。因此，無需任何氣體釋出處理，該氣體可直接釋出。固持碟狀振動器67之環狀固持元件68在圓柱狀主體6 内第二空間16之内底部上與分隔件9銜接。圓柱狀保護元件69及絕緣導向圓柱體70係分別設置在第二空間16中環狀固持件68及振動器67上。2個碟狀能源供應端72a及72b係設置在絕緣導向圓柱體70内，介於該供應端之間插入彈簧71。碟狀導件73係經由Ο形環 74設置在第二空間16中的圓柱狀保護元件69上。環狀蓋 75可以螺紋之方式在圓柱體7之上端密封部分的中心與開口 76銜接。能源供應電纜77之末端部分係經由環狀蓋75 及碟狀導件73在上端部分與能源供應端72b連接。能源供應電纜77藉由圓柱狀配件78固定，以螺紋的方式與環狀蓋銜接。振動器67、能源供應端72a及72b，以及能源供應電纜77組成超音波產生元件。再者，能源供應電纜77 係連接至如第6圖所示之RF振盪器79。利用第1至6圖所示之清淨裝置清淨待清淨基體的方法如下述：經濟部中央標準局員工消費合作社印策 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1-1)首先，如第1圖所示，藉由基體固持元件（未顯示）固持待清淨之基體的末端部分（例如半導體晶圓）1。 1-2)如第4A至4C及6圖所示，純水供應源51經由内側純水供應管43供應純水至插入圓柱狀主體6之分隔件9的純水供應喷嘴39。將純水經由純水供應喷嘴39之排出孔38引入藉由圓柱狀H+離子交換膜19及分隔件9分隔 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（17 ) 之内處理室20!且純水出口 41通向分隔件9。純水沿著固定至圓柱狀離子交換膜19之圓柱狀内電極23向下流入内處理室2〇i並流出經由形成在分隔件9内的清淨溶液通道 17進入分隔件9之中心的喷嘴孔10。同時，如第5 A、5 B及6圖所示，純水供應源51供應純水至外側純水供應管56。純水經由通向圓柱狀主體6 之上端密封部分的外側純水供應孔54而引入藉由圓枉狀H+ 離子交換膜19及圓柱體7分隔之外侧處理室202，以致能與純水供應管56相通。純水沿著固定至圓柱狀離子交換膜 19之圓柱狀外電極29向下流入外處理室202並自連接至圓柱狀主體6之下端的電解處理水出管37釋放至外側。 1-3 )當純水因此供應至内處理室20,及外處理室202 時，如第6圖所示，DC電源36之正極經由内侧外部電纜 26及内側内部接點24而連接至固定在内處理室20JfjiH+ 離子交換膜19的表面的内電極23。另一方面，負極經由外側内部接點30及帶狀接線板31而固定至外處理室202側之 H+離子交換膜19的表面的外電極29上。將預定電壓及電流供應至因而連接之電極23及29。因此，電解反應21120-4e- — 02 + 4H+，發生在正極（内電極）23，及H+係產生於内處理室2〇i内。富含H+之溶液自内處理室2(^流出經由形成於分隔件9内的清淨溶液通道17進入分隔件9之中心的喷嘴10。溶液流經與喷嘴孔10相通之喷嘴5並由位在喷嘴5下端之環形釋出口 4喷灑。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先"讀背面之注意事項再填寫本頁) .丨木-

、1T A7 _. B7 五、發明説明（l8 ) 需注意的是，富含〇H_之溶液係產生於外處理室202 並如前述般由電解處理水釋放管37釋放至外側。當純水之電解處理在圓柱狀主體6内進行時，釋出在内處理室20!中與H+—起產生之氡氣（02)。如第4B圖所示，在内處理室20!中釋出之氧氣係經由通向圓柱體7之上端密封部分之内側排氣孔46、管配件47及内侧排氣管 48而與富含H+之溶液一起釋放至外側。如第6圖所示，自排氣管48釋出之氣體及富含H+溶液（清淨溶液）可藉由調節流速控制閥52及53之開口來控制内處理室内的壓力平衡而抑制，該等控制閥係沿著純水供應管43及排氣孔148 置中插入》再者，當純水之電解處理係圓柱狀主體6内進行時，在外處理室202内釋出與OH_ —起產生之氫氣（H2)。如第5B圖所示，在外處理室202内釋出的氫氣與富含OH — 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先"讀背面之注意事項再填寫本頁) 之溶液經由通向圓柱體7之上端密封部分的外排氣孔59、管配件60及外侧排氣管61 —起釋放。因為此種釋放溶液含有氫氣且是具有危險性，故溶液如第6圖所示釋放至氣一液分離器65。藉由氣一液分離器分離之氫氣經由含有氫氣處理觸媒之處理塔66去除並在安全的狀況下排放。 1-4)安定化内處理室20丨内之富含H+溶液之產生後，使圓柱狀清淨溶液喷灑裝置2如第1圖所示，藉由連接至操控件18之移動機構（未顯示）移動至半導體晶圓1之上方位置。同時，富含H+之溶液（清淨溶液）係當喷灑裝置 2在X及Y方向移動時，由清淨溶液喷灑裝置2之喷嘴5 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（19 ) 的釋出口 4喷灑在半導體晶圓上，藉此在半導體晶圓之整個表面上進行酸清淨（相當於SC-2清淨）。藉由轉換DC電源36及内及外電極23及29之間的連接進行之清淨將描述於下文中。 2-1)當純水如上述步驟1-1)及1-2)般供應至内及外處理室2(^及202時，DC電源36之負極連接至固定在内處理室20!側之H+離子交換膜19的表面的内電極23。另一方面，正極連接至固定在外處理室202側之H+離子交換膜19 的表面的外電極29。將預定電壓及電流供應至因而連接之電極23及29。因此，電解反應2H20+ 2e- — H2 + 20H _，發生在負極（内電極）23,及OH_係產生於内處理室 2(^内。如第4 B圖所示，富含OIT之溶液自内處理室20, 流出經由形成於分隔件9内的清淨溶液通道17進入分隔件 9之中心的喷嘴10。溶液流經與喷嘴孔10相通之喷嘴5並由位在喷嘴5下端之環形釋出口 4喷灑。需注意的是，富含H+之溶液係產生於外處理室202並如前述般由電解處理水釋放管37釋放至外側。再者，當純水之電解處理在圓柱狀主體6内進行時，在内處理室20,中額外產生氫氣。氫氣流經内側排氣孔46、管配件47、内側排氣管48及如第6圖之斷續線所示的管道系統並經由氣一液分離器65及處理塔66在安全的狀況下排放。再者，在外處理室202中額外產生之氧氣係經由外側排氣孔59、管配件60及外側排氣管61與富含H+之溶液一起釋放。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐），1T (請先Μ讀背面·ν/注意事項再填寫本頁)

A7 ------__B7 五、發明説明（20 ) 2-2)安定化内處理室20】内之富含〇H-溶液之產生後，使圓柱狀清淨溶液喷灌裝置2如第χ圖所示，藉由連接至操控件18之移動機構（未顯示）移動至半導體晶圓！之上方位置。同時，富含0Η-之溶液（清淨溶液）係當喷灌裝置2在X及Υ方向移動時，由清淨溶液喷灌裝置/之喷嘴5的釋出口 4喷讓在半導體晶圓上，藉此在半導體晶圓之整個表面上進行鹼清淨（相當於3(：1清淨）。與習知清淨使用之化學溶液不同之處為在驗清淨中使用純水、。因此’在半導體晶圓1上的蝕刻作用相當弱。因此，可避免在晶圓1上產生晶體起始顆粒（CQPS)。在上述之酸清淨及驗清淨中，施用至内及外電極23及29之與電流間的關係是藉由電極間的賴、電極面積、频值及矿離子交換膜的厚度來定義。因此，這些數值的範圍無法明破界定。然而，當考量電解反應之效率及操作之安全性時，較佳為設定在10伏特至數十伏特及〇〇5至0 5安培/平方公分的範圍内。經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先(¾.讀背面.-C-注意事項再填寫本頁) 、-° 在如上述之根據本發明的清淨方法中，在圓柱形清淨溶液喷灑裝置2之内處理室2〇1内產生的例如富含H+之溶液（或富含OH之溶液）可在不延遲時間之下，由喷嘴$ 之釋出口 4快速地喷灑在半導體晶圓〗上。換言之，含有 H+離子之清淨溶液可立刻喷灑在半導體晶圓〗上。因=有酸清淨（或驗清淨）可在半導體晶圓上良好地進行。 -23- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210x297公廣）經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 _________B7 五、發明説明（21 ) 再者，酸清淨或鹼清淨可容易地藉由DC電源36轉換對内及外電極23及29之極性而選擇。因此，相對於一般常用之處理浴中的電解處理，可減少純水之消耗量。再者如第3及4A至4C圖所示，jj+離子交換膜19 係集中地設置在圓柱形主體6内，且圓柱形内及外電極23 及29係設置在H+離子交換膜19的二側。因此，當電解反應發生在圓枉狀主想6中時，電解反應有效地在内及外處理至20〖及2〇2中進行，以及在内處理室2〇〗中產生含有極多H+之溶液（或含有極多〇H-之溶液）。結果可進一步增加對半導體晶圓的清潔力。再者，因為設置（固定）在H+離子交換膜19之二侧的内及外電極23及29 (特別是内電極23)係由圓柱狀多孔板製成，純水之電解反應可快速地發生。此可進一步改良 (或0H )之生產效率。較佳為在圓柱狀多孔板上設置距離為2至3毫来且直徑約至2至3毫米的孔洞。藉由驅動與清淨溶液喷縣置2之_狀线6合併之超音波產生元件進行清淨之方法將描述於下文中。遵循前述步驟丨-D至丨—3)之步驟，在圓柱形主體6 之内處理室2Gl内產生富含H+離子之溶液。如第4A至4C 圖所示，使製得之雜由域理室叫流出，經由形成在分隔件9之内的清淨溶液通道17流入分隔件9之中央的喷嘴孔1〇。同時，RF振盪器79經由能源供應電纜77及二碟狀月源供應端72a及72b供應射頻至恰好位在噴嘴孔1〇上方的碟狀振動器67,該能源供應端72a及7沘之間插置彈簧 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ -24-

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Α7 Β7 五、發明説明（22 ) 71 °利用該射頻之供應，振盪器67在例如500kHz至3 MHz之頻率下振動，及超音波對噴嘴孔1〇内的富含矿之溶液作用。如第X圖所示，富含H+之溶液（清淨溶液）3 在超音波之影響下，由喷嘴5之釋出口 4喷灑在半導體晶圓1上。因此，任何晶圓1上的顆粒亦可被順利地去除。除了顆粒之去除外，亦可獲得新的功效。換言之，由内處理室2(^經由清淨溶液通道丨7引入噴嘴孔10之富含H+的溶液係藉由振動器67產生之超音波而產生自由基及活化。當活化之富含H+之溶液由圓柱狀主體 6之下方部分中之噴嘴5的釋出口 4噴灑在半導體晶圓i之表面時，富含H+之溶液（清淨溶液）的活化狀態係維持在接近不變。因此，藉由富含H+之溶液及溶液中包含之自由基之間的相互作用而達到對半導體晶圓丨作用之強酸清淨力。因此，可藉由此作用及上述自晶圓丨之表面去除顆粒之組合而進行精確的清淨。此外，DC電源36及内及外電極23及29之間的連接可轉換。換言之，在内處理室201中，藉由將〇(：電源36 之正及負極分別連接至内及外電極23及29而產生富含〇H之溶液。該富含oh-之溶液由内處理室2〇1經由清淨溶液通道17引入噴嘴孔1〇 ,受到振動器67產生之超音波的作用，並由圓柱狀本體ό之下方部分内的喷嘴5的釋出口 4喷灑在半導體晶圓的表面上。利用此喷灑’藉由富含ΟΗ—之溶液及溶液中包含之自由基之間的相互作用而達到對半導體晶圓I作用之強鹼清 -25-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（23 ) 淨力。因此，可藉由此作用及上述自晶圓1之表面去除顆粒之組合而進行精確的清淨。另一根據本發明之清淨裝置將參考第7圖敘述於下文中。第7圖為根據本發明之另一清淨裝置的截面圖。驅動軸101垂直延伸之馬達102藏納在圓柱狀支撐元件103 内。支撐板104藉由多數個螺絲105固定在圓柱狀支撐元件103上。孔106形成於支撐板104之對應於驅動軸101 的部分内。孔107形成於支撐板104之由支撐元件103向左延伸的部分。碟形板110在中央具有孔108及環繞孔108 之環狀突出部分並藉由多數個螺絲111固定在支撐板104 上，以螺紋的方式由支撐板104之下表面朝向板109銜接。處理浴112係設置在碟形板110之上方。處理浴112 為封端之圓柱形元件且具有由底部中心向上突出的圓柱狀部分113。釋放管114與接近處理浴112之左側上的壁的底部部分連接。需注意的是，處理浴112係藉由框架（未顯示）支撐及固定以致使圓柱形部分113與孔108同心圓地定位在碟狀盤110内。具有由中心部分向下突出之圓柱體115的旋轉盤116 .水平地設置在處理浴112中。因為旋轉盤116如此設置，圓柱體115以同心圓的方式通過處理浴112之圓柱狀部分 113並延伸至處理浴112之外側。環狀銜接部分117由接近圓柱體115之下方部分内周圍表面水平地延伸。具有螺紋 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） I - : I - m 1 m —I- 1^1 I— ^ - I- - I I -- Ill I 、-° (請先"讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（24 ) 狀之上及下部分的4個支撐桿118插入旋轉盤116内以玫能以等於垂直之角度（90° )延伸。這些支撐桿118係藉由以螺紋之方式銜接螺帽119與旋轉盤116之下表面突出之支撐桿118的下方螺紋部分而固定至旋轉盤116。圓柱形支撐部件120以螺紋之方式與支撐桿118之上方螺紋部分銜接以致能定位在同樣水平高度。接近中間部分具有環狀凸緣121及在下方部分具有螺紋之外周圍表面的圓柱狀固定軸122，自處理浴112經由旋轉盤116之圓柱體115延伸並碟形板110插入孔108。此固定軸由板110之下表面向下突出並藉由以螺紋的方式銜接螺帽123與該突出部分而固定至板110。清淨溶液供應管之連接部分124係形成於固定軸122之下端開口中。清淨溶液供應管（未顯示）係連接至連接部分124。清淨溶液通道 125係形成於水平延伸之喷射喷嘴（第二清淨喷灑裝置） 127内。通向通道125之多數個喷灑孔126係與喷射噴嘴 127之上方部分相通。喷射喷嘴127係位在被4個插入及固定在旋轉盤116之邊緣的支撐桿118圍繞的空間内，且與固定軸122之端部一體成型以使得中空部分128及通道125 彼此相通。 2軸承129a及129b係設置在藉由圓柱體115之内表面、固定軸122之外周圍表面、固定軸122之環狀凸緣 121、及板110之環狀突起109定位之空間内。這些軸承 129a及129b係經由環狀分隔件130以理想的間隔垂直地設置。上軸承129a之下表面與形成在接近圓柱體115之内周 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先吣讀背面之注意事項再填寫本f ) 、?τ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製

A7 ------- R7 五、發明説明（ζΤΡ一'' ' ：圍表面的環狀銜接部分117的上表面銜接。τϋ承129b的上表面與環狀銜接部分1Π銜接。橡膠V形環131插置於旋轉盤116之圓柱體115的上方内周圍表面及固定抽122 之間。此V形環131避免來自喷射喷嘴（稍後描述）之清淨溶液流經圓柱體115之内周圍表面及固定轴122之間。可驅動之同步滑輪132係配置圓柱體115之下方外周圍上並藉由多數個螺絲133固定在圓柱體115上。驅動同步滑輪134係配置在馬達1〇2之驅動轴1〇1上並藉由連接其等之間的鎖固元件135固定至驅動軸1〇1上。同步皮帶 136係環圍在同步滑輪132及134之間。因此，當馬達⑺2 之驅動軸101被旋轉來旋轉驅動固定在驅動軸丨〇1上的同步滑輪134時，旋轉力經由同步皮帶丨36傳送到待驅動之同步滑輪132。因此，與同步滑輪132連接之具有圓柱體 115的旋轉盤U6環繞固定轴122旋轉》驅動轴ιοί、馬達102、旋轉盤116、支撐桿118、支撐部件、固定軸122、軸承129a及129b、同步滑輪132及 134’及同步皮帶136構成旋轉裝置。圓柱形清淨溶液喷灑裝置2 (第一清淨溶液喷灑裝置）具有如第1至第6圖所述結構。圓柱形清淨溶液噴灑裝置2 係設置在旋轉盤116上方並在等於旋轉盤116之半徑的範圍内往復地移動》利用本發明之清淨裝置的方法來清淨待清淨基體（例如半導體晶圓）將救述於下文中。 -28- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公;t ,4--- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂〆， A7 B7 五、發明説明（26 請先閲· ή 背 ιέ 之- 注意事項再填寫本頁 3-1)首先，待清淨之基體（例如半導體晶圓）137係水平地置放在與旋轉盤116之4個支撐桿118連接的支撐部件120上。驅動馬達102來旋轉驅動軸101，旋轉固定至驅動軸101之驅動同步滑輪134。驅動力經由同步皮帶136 傳送到待驅動之同步滑輪132，以及與同步滑輪132連接之具有圓柱體115的旋轉盤116環繞固定轴122旋轉。因此，使放置在插入並固定至旋轉盤166之4個支撐桿118 上方之支撐部件120上的半導體晶圓137旋轉。當半導體晶圓137因而旋轉時，將例如純水之清淨溶液供應至與圓柱形固定軸122之連接部分124連接的清淨溶液供應管 (未顯示）。純水流經固定軸122之中空部分128，引入與中空部分128相通之喷射噴嘴127的通道125，並由喷嘴 127上方之喷灑孔126向上喷灑。喷射喷嘴127係設置在藉由4個支撐桿118環繞之空間内，該等支撐桿插入並固定在旋轉盤116之邊緣上。因此，當半導體晶圓137放置在支撐桿118之支撐部件120上時，來自喷射喷嘴127之純水係喷灑在旋轉之半導體晶圓137的下表面上。經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 3-2)在圓柱形清淨溶液喷灑裝置2中，依循前述1-) 及1-3)之步驟，在圓柱形主體6之内處理室20,中產生富含H+之溶液。使所得溶液由内處理室20,經由多數個形成於分隔件9内的清淨溶液通道17流入分隔件9之噴嘴孔 10。同時，RF振盪器79供應射頻，例如500 kHz至3 MHz ，至恰位在喷嘴孔10上方的碟形振動器67。振動器 67振動並製造對噴嘴孔10内富含H+之溶液作用的超音 -29- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（27 ) 波，藉此在富含H+之溶液内產生自由基。溶液藉由超音波之運送，並由圓柱形主體6之下方部分的喷嘴5的釋出口 4 喷灑在旋轉之半導體晶圓137上。再者，超音波經過半導體晶圓137。同時，圓枉形清淨溶液喷灑裝置2如箭頭A所示在對應於旋轉盤116之半徑範圍内往復地移動，即半導體晶圓137之半徑。因此，藉由超音波運送之清淨溶液由喷嘴5之環形釋出口 4喷灑在半導體晶圓137之整個表面上。由圓柱形清淨溶液喷灑裝置2及噴射喷嘴127噴灑來清淨半導體晶圓13 7之上及下表面的純水係收集在清淨浴 112並由釋放管114釋放至外側。如上所述，當半導體晶圓137水平地置放並藉由旋轉裝置旋轉時，清淨溶液噴灑裝置2係前後地移動以喷灑藉由超音波運送並含有對半導體晶圓137之整個表面有作用的富含H+之溶液（清淨溶液）。因此，酸清淨（等於SC-2 洗清）可以強清淨力之方式在半導體晶圓137之整個表面上進行。同時，任何半導體晶圓137表面上的顆粒可與清淨溶液一起沖走並避免再次黏著在晶圓表面上。在此方法中，晶圓可精確地清淨。藉由超音波運送之清淨溶液由清淨溶液喷灑裝置2喷灑在半導體晶圓137之整個表面並以箭頭A的方向吹掃。同時，純水由設置在半導體晶圓137下方之喷射喷嘴127 喷灑在半導體晶圓137之下表面上。超音波由清淨溶液喷灑裝置2傳送經由半導體晶圓137並作用在下表面的顆粒上。因此，這些顆粒可利用藉由喷射喷嘴127喷灑之純水 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） — i n - - n ---一衣— - I I - I *1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（28 ) 的液體膜沖走。到達液體膜之超音波藉由具有非常大之不同聲阻抗的空氣層反射。因此，當超音波作用在晶圓137 下表面之顆粒時，超音波經由晶圓137回到晶圓137之上表面。回到上表面之超音波藉由晶體137之上表面上的液體膜及空氣層間的交界面反射。當超音波重覆地如上述般反射時，超音波會減弱。如上述，喷射喷嘴127喷灑純水在半導體晶圓137之下表面而形成液體膜。因此，無需設置清淨溶液喷灑裝置2來朝向半導體晶圓137之下表面釋出超音波，半導體晶圓137之整個表面即可同時精確地清淨。藉由在清淨溶液喷灑裝置2中轉換DC電源36與内及外電極23及29之間的連接來清淨的方法將描述於下文中。在清淨溶液喷灑裝置2中，DC電源36與内及外電極 23及29之間的連接可如前述步驟2-1)般轉換。換言之， DC電源36之正及負極分別連接至内及外電極23及29，藉此在内處理室20!中產生富含0H—之溶液。此富含0H_之溶液由内處理室20!經由清淨溶液通道17引入喷嘴孔10。藉由振動器67產生之超音波係用於對富含ΟΗΓ之溶液作用，以及富含OH_之溶液係由圓柱形主體6之下方部分的喷嘴5的釋出孔4喷灑在旋轉之半導體晶圓137的上表面。因此，可藉由富含OH—之溶液與溶液中包含的顆粒間的相互作用而以強清淨力之方式對半導體晶圓137作用。 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I ! I . —I— I II -- - - - I II - -1 - - - -11 I {請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（29 ) 藉由同時由喷射喷嘴127對晶圓137之下表面喷灑純水，可如上述般精確清淨半導體晶圓137之整個下表面。如上述般清淨矽晶圓137後，停止由喷射喷嘴127喷灑之純水及由圓柱形清淨溶液喷灑裝置2喷灑清淨溶液。接著，使馬達102旋轉驅動軸101之速率升高至在例如 3000 rpm之高速下旋轉旋轉盤。利用此操作，使置放在旋轉盤116之支撐桿118之支撐部件120上的矽晶圓137可連續地旋轉乾燥。另一根據本發明之清淨裝置將參考第8至14圖詳述於下文中。第8圖為清淨裝置之截面圖。第9圖為桿式清淨溶液喷灑裝置之前視圖。第10圖為顯示第8圖中桿式清淨溶液喷灑裝置的頂視圖。第11圖為顯示第8圖中桿式清淨溶液喷灑裝置的底視圖。第12圖為沿著第9圖之XII-XII直線所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖。第13圖為沿著第 12圖之XIII-XIII直線所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖。第14圖為為沿著第12圖之IVX-IVX直線所得之桿式清淨溶液喷灑裝置的截面圖。例如待清淨基體（例如半導體晶圓）201邊緣係藉由基體固持裝置（未顯示）固持。桿式清淨溶液喷灑裝置202 喷灑清淨溶液203在半導體晶圓201上。清淨溶液喷灑裝置202藉由與自喷灑裝置202之側面延伸之移動機構（未顯示）而在X方向上移動。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I — 1--- - I : —.1 — 衣 I- Hi - - ----，1T . _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 五、發明説明（30) 清淨溶液喷灑裝置202具有長方形主體2〇4。如第12 圖所示，此長方形主體204包含第一長方形部件2〇6、第二長方形部件209、長方形喷嘴孔212、及多數的清淨溶液通道213。第一長方形部件206在前方表面具有第一溝槽 205。第二長方形部件209設置在第一長方形部件2〇6之前方表面上並在面對第一長方形部件206之表面上具有第二溝槽208。螺栓210使第二長方形部件209固定至第一長方形部件206。喷嘴孔212形成於第一長方形部件2〇6内並具有通向下表面之延長的清淨溶液釋出口 211。清淨溶液通道 213形成於第一阻件206内以便容許喷嘴孔212及第一溝槽 2〇5 (等於後文中描述之内處理室）彼此相通。長方形板狀一類似H+離子交換膜214係夾在第一及第二長方形部件206及209之間，環繞第一及第二溝槽2〇5 及208。離子交換膜214之配置形成藉由第一溝槽2〇5及離 .子乂換膜214而定位之長方形板狀—類似内處理室215，以及藉由第二溝槽208及離子交換膜214定位之長方形板狀 ~類似外處理室216。經濟部中央標隼局員工消費合作社印袈如第12至14圖所示，藉由具有大量孔洞之長方形多孔板製成之内電極217係固定在内處理室215之一側上的 H+離子交換膜214的表面。内電極217係由例如鉑-氧化鉑或鍍鉑鈦或鍍鉑钽等材料製成。包覆絕緣管之内部電纜218 之前端連接至内電極217之右侧表面。内部電纜218之後端經由第一長方形部件206之右側表面並經由以螺旋方式銜接至右側表面之電纜配件219延伸至外側。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' 經濟部中央標準局貝工消費合作社印聚 A7 __. _B7_ 五、發明説明（31 ) 如第12至14圖所示，藉由具有大量孔洞之長方形多孔板製成之外電極220係固定在外處理室216之一側上的 H+離子交換膜214的表面。外電極220係由例如鉑-氧化鉑或鍍鉑鈦或鍍鉑钽等材料製成》外部電纜221前端連接至外電極220之左側表面。外部電纜221之後端經由第二長方形部件209之右側表面並經由以螺旋方式銜接至左側表面之電纜配件222延伸至外側。内侧及外側電纜218及221係連接至DC電源（未顯示）。電解處理水釋放管223係連接至第二長方形部件209 之右端的前方表面並將外處理室216内的處理水釋放至外侧。 H+離子交換膜214，内處理室215、内電極217、外處理至216、外電極220、及DC電源（未顯示）構成電解離子產生元件。内側純水供應管224係藉由管配件225支撐並連接至第一長方形部件206之左側上表面並與内處理室215相通。如第ίο圖所示，内側排氣管226係藉由管配件227支撐及連接至第一長方形部件206之右侧上表面並與内處理室215相通。純水供應源（未顯示）供應純水至内侧純水供應管224,且内側純水流速控制閥（未顯示）係插入供應管224的中心。因為流速控制閥（亦未顯示）係因而沿著内侧純水供應管224及内侧排氣閥226置中插入，與來自内侧排氣管226之氣體一起釋出之電解處理溶液（清淨溶液）的量可藉由調節該等閥之開口來控制内處理室215内 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 29*7公楚） (請先M讀背面t注意事項再填寫本頁) i ·

、1T -I I i I i 11 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（32 ) 的壓力平衡而抑制。當藉由電解處理而於内處理室215内產生0H—離子時，與電解處理溶液一起釋出之來自内側排氣管226的氣體主要為氧氣。因此，氣體無需經過任何氣體釋出處理即可直接釋出。外側純水供應管228係藉由管配件229支撐並連接至第二長方形部件209之右側上表面並與外處理室216相通。外側排氣管230係藉由管配件231支撐及連接至第二長方形部件209之右側上表面並與外處理室216相通。純水供應源（未顯示）供應純水至外側純水供應管228，且外侧純水流速控制閥（未顯示）係插入供應管228的中心。外側排氣管230係連接至氣一液分離器（未顯示）。氣一液分離器係連接至包含氫氣處理觸媒之處理塔（未顯示）。内側排氣管226連接至氣一液分離器65，當DC電源 (未顯示）之正負極分別連接至内及外電極217及220的狀態（在此狀態下，在内處理室215内產生H+離子及外處理室216内產生OH_離子）轉換成正負電極分別連接至外及内電極220及217的狀態（在此狀態下，在内處理室215 内產生ΟίΤ離子及外處理室216内產生H+離子）。另一方面，來自外側排氣管230，與電解處理溶液一起釋出的氣體主要是氧。因此，無需任何氣體釋出處理，該氣體可直接釋出。如第10及12圖所示，周圍具有邊緣232之長方形蓋 233係設置在接近第一長方形部件206之上表面的中心。具 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（33 ) 有與長方形喷嘴孔212配合之長孔234的長方形墊圈235 係插入第一長方形部件206及長方形蓋233之間。長方形蓋233係藉由以螺紋的方式，由邊緣232朝向第一長方形部件206地與多數個螺絲236銜接而固定至第一長方形部件206。長方形振動板237係由長方形蓋233環繞並藉由多數個螺絲238固定至包含喷嘴孔212之墊圈235的上表面。長方形振動器239係固定在振動板237上。能源供應電纜240之主要接端241之一端係連接至振動器239。能源供應電纜240之另一端係經由蓋233及連接至蓋233之電纜配件242而延伸至外側。同軸地連接至能源供應電纜240 之接地端243係連接振動板237。振動板237、振動器239 及能源供應電纜240組成RF產生器。能源供應電纜240亦連接至RF振盪器（未顯示）。利用第8至14圖所示之清淨裝置清淨待清淨基體（例如半導體晶圓）的方法如下述。 1-1)首先，如第8所示，藉由基體固持元件（未顯示）固持待清淨之基體的邊緣（例如半導體晶圓）201。 1-2)如第8、12及13圖所示，純水供應源（未顯示）經由連接至長方形主體204之第一長方形部件206之上左方部分的内側純水供應管224供應純水至主體204之内處理室215»如第13圖所示，在内處理室215内，所供應之純水沿著固定至離子交換膜214之長方形内電極217 流至長方形主體204之右側。純水流出經由形成在第一長方形部件206内的清淨溶液通道213進入第一長方形部件 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（34 ) 206之中心的長方形喷嘴孔212。同時，純水供應源（未顯示）經由連接至主體204之第二長方形部件209的上左方部分之外側純水供應管228供應純水至主體204之外處理室216。如第13圖所示，在外處理室216内，所供應之純水沿著固定至離子交換膜214之長方形外電極220流至長方形主體204之右側。純水由連接至第二長方形部件209 之右側前表面之電解處理水釋放管223釋放至外側。 4-3 )當純水供應至内處理室215及外處理室216時， DC電源（未顯示）之正極經由藉電纜配件219支撐在主體 204上的内側外部電纜218而連接至固定在内處理室215側之H+離子交換膜214的表面的内電極217。另一方面，負極經由藉電纜配件222支撐在主體204外侧外部電纜212 連接至固定在外處理室216侧之H+離子交換膜214的表面的外電極220。將預定電壓及電流供應至因而連接之電極 217及220。因此，電解反應2H20- 4e- — 〇2 + 4H+，發生在正極（内電極）217以便在内處理室215之純水中產生足量的H+。如第13圖所示，富含H+之溶液自内處理室215 流出，經由形成第一長方形部件206内的清淨溶液通道213 進入第一長方形部件206之中心的長方形喷嘴孔212。富含 H+之溶液由喷嘴孔212之下端之延長釋出口 211以帶狀的方式喷灑。同時，富含OH_之溶液係產生於外處理室216。富含 OH—之溶液經由前述之流動路徑由電解處理水釋放管223 釋放至外側。 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）、1T (請先Μ·讀背面t注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 A7 ___B7_ 五、發明説明（35 ) 當純水之電解處理在長方形主體204内進行時，釋出在内處理室215中與H+—起產生之氧氣（02)。釋出之氧氣與富含H+之溶液一起釋放至外側，該富含H+之溶液來自藉由管配件227支撐在第一長方形部件206之上右方部分的内側排氣管226。再者，當純水之電解處理係長方形主體204内進行 .時，在外處理室216内釋出與OH- —起產生之氫氣 (H2)。氫氣與富含ΟίΤ之溶液一起釋放至外側，該富含 Η+之溶液係來自藉由管配件231支撐在第二長方形部件 209之上右方部分的外侧排氣管230。因為此種釋放溶液含有氫氣且是具有危險性，故溶液釋放至氣一液分離器（未顯示）。藉由氣一液分離器分離之氫氣經由含有氫氣處理觸媒之處理塔（未顯示）去除並在安全的狀況下排放。 4-4)安定化内處理室215内之富含Η+溶液之產生後，使桿式清淨溶液喷灑裝置202如第8圖所示，藉由連接至操控件（未顯示）之移動機構（未顯示）移動至半導體晶圓201之上方位置。同時，清淨溶液喷灑裝置202以一方向移動（第8圖中的X方向），同時富含Η+之溶液（清淨溶液）由清淨溶液喷嘴202之喷嘴孔212之下端中的延長的釋出口 211以帶狀形式噴灑在半導體晶圓201上。因此，在半導體晶圓201之整個表面上進行酸清淨（相當於 SC-2清淨）。藉由轉換DC電源（未顯示）及内及外電極217及220 之間的連接進行之清淨將描述於下文中。 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） '1T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五發明説明（36 A7 B7 5-1)當純水如上述步驟4_ι)及4-2)般供應至長方形之内及外處理室215及216時，DC電源之負極連接至固定在内處理室215側之H+離子交換膜214的表面的内電極 217。另一方面，正極連接至固定在外處理室216侧之矿離子交換膜214的表面的外電極22〇。將預定電壓及電流供應至因而連接之電極217及220。因此，電解反應2H2〇+2e_ ’ H2 + 20H—，發生在負極（内電極）217，及於内處理室 215内產生足量的〇H 。如上述，富含〇H-之溶液自内處理至215流出經由形成於第一長方形部件2〇6内的清淨溶液通道213進入第一長方形部件2〇6之中心的長方形喷嘴孔212並由位在喷嘴孔212下端之延長的釋出口 2ιι以帶狀的形式噴灑。需左意的疋，虽含H+之溶液係產生於外處理室216並如前述般由電解處理水釋放管223釋放至外側。再者，當純水之電解處理在長方形主體2〇4内進行時，在内處理室 215中額外產生氫氣。氫氣流經内側排氣孔並經由氣一液分離ϋ及處輯（未赫）在安全的狀況下排放。再者’在外處理室216中額外產生之氧氣係經由外側排氣管 23〇與富含Η+之溶液一起釋放。 5-2)安定化内處理室215内之富含〇Η_溶液之產生後，使長方形清淨溶液喷灑裝置2〇2如第8圖所示，藉由連接至操控件（未顯示）之移動機構（未顯示）移動至半導體阳圓之上方位置。同時’清淨溶液喷邀裝置2〇2以一方向移動（第8圖中的X方向）’同時富含〇『之溶液 -39- 本紙張尺度適用中國國家標2iGx 297g.) i k! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 A7 B7 五、發明説明（37) (清淨溶液）203由清淨溶液喷嘴202之喷嘴孔212之下端中的延長的釋出口 211以帶狀形式喷灑在半導體晶圓2〇1 上。因此，在半導趙晶圓201之整個表面上進行驗清淨 (相當於SC_2清淨）。與習知清淨使用之化學溶液不同之處為在驗清淨中使用純水。因此，在半導體晶圓1上的蝕刻作用相當弱。因此’可避免在晶圓2〇1上產生c〇ps。在上述之酸清淨及鹼清淨中，施用至内及外電極217 及220之電壓與電流間的關係是藉由電極間的距離、電極面積、特徵值及H+離子交換膜的厚度來定義。因此，這些數值的範圍無法明確界定。然而，當考量電解反應之效率及操作之安全性時，較佳為設定在1〇伏特至數十伏特及 0.05至0.5安培/平方公分的範圍内。在如上述之根據本發明的清淨方法中，在長方形清淨溶液噴灑裝置202之長方形内處理室215内產生的例如富含Η之溶液（或富含〇H-之溶液）可在不延遲時間之下，由喷嘴孔212之延長釋出口 211快速地喷灑在半導體晶圓 201上。換言之’含有H+離子之清淨溶液可立刻喷灑在半經濟部中央標準扃負工消费合作社印装導體晶圓2〇1上。因此，酸清淨（或鹼清淨）可在半導體晶圓201上良好地進行。再者，清淨溶液203可由長方形主體204之噴嘴孔212中的延長釋出口 211以帶狀的形式喷灑。因此，與當使用前述第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷麗裝置2時相較，-次喷麓可在半導體晶圓201清淨較大的面積。 -40- (210X 297公釐） (請先¾.讀背面.<-·注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家樣 A7 B7 五、發明説明（38 再者，酸清淨或驗清淨可容易地藉由DC電源（未顯示）轉換對内及外電極217及22〇之極性而選擇。因此，相對於般常用之處理浴中的電解處理可減少純水之消耗量。再者，如第12圖所示，H+離子交換膜214係沿著主體 204之縱向設置在長方形主體2()4内，且長方形内及外電極 217及220係設置在⑺離子交換膜214的二側。因此，當電解反應發生在長方形主艘2〇4中時，電解反應有效地在内及外處理室215及216中進行，以及在内處理室215中產生含有極多H+之溶液（或含有極多〇H_之溶液）。結果，可進一步增加對半導體晶圓201的清潔力。再者，因為設置（固定）在H+離子交換膜214之二侧的内及外電極217及220 (特別是内電極217)係由多孔板製成，純水之電解反應可快速地發生。此可進一步改良h+ (或OH )之生產效率。較佳為在圓柱狀多孔板上設置距離為2至3毫米且直徑約至2至3毫㈣孔洞。藉由驅動與桿式清淨溶液喷灑裝置2〇2之長方形主體經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先S3·讀背面之注意事項再填寫本頁} 〇4 〇併之超音波產生元件進行清淨之方法將描述於下文中。遵循前述步驟4-D K3)之步驟，在長方形主體2〇4 之内處理室215内產生富含H+離子之溶液。使製得之溶液由内處理室215流出’經由形成在第—長方形部件2〇6之内的清淨溶液通道2U流入通向第—長方形部件2〇6之中央的長方形喷嘴孔2i2。同時，如第12圖所示，好振盡器

經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 B7 五、發明説明（39 ) (未顯示）經由能源供應電缆240及主要接線端241供應例如500 kHz至3 MHz之射頻至恰好位在喷嘴孔212上方的長方形振動器239。因此，振盪器239振動，振動傳送至振動板237，以及所得之超音波對喷嘴孔212内的富含H+ 之溶液作用。如第8圖所示，富含H+之溶液（清淨溶液） 203在超音波之影響下，由喷嘴孔212之延長釋出口 211以帶狀形式喷灑在半導體晶圓201上。因此，任何晶圓201 上的顆粒亦可被順利地去除。除了顆粒之去除外，亦可獲得新的功效。換言之，第12及13圖所示，藉由振動板237產生之超音波可作用於由内處理室215經由清淨溶液通道213引入喷嘴孔212之富含H+之溶液。因此，使溶液產生自由基及活化。當活化之富含H+之溶液由長方形主體204之喷嘴孔212的延長釋出口 211以帶狀的形式喷灑在半導體晶圓 201之表面時，富含H+之溶液（清淨溶液）的活化狀態係維持在接近不變。因此，藉由富含H+之溶液及溶液中包含之自由基之間的相互作用而達到對半導體晶圓201作用之強酸清淨力。結果，可藉由此作用及上述自晶圓201之表面去除顆粒之組合而進行精確的清淨。此外，DC電源及内及外電極217及220之間的連接可轉換。換言之，在内處理室215中，藉由將DC電源之正及負極分別連接至内及外電極217及220而產生富含OPT之溶液。該富含〇H_之溶液由内處理室215經由清淨溶液通道213引入長方形喷嘴孔212，受到振動板237產生之超音 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I - I-I - -I SI m 1 民- -- I I ml - «II Τ» • - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4〇) 波的作用，並由長方形本體204之喷嘴孔212中延長的釋出口 211喷灑在半導體晶圓201的表面上。利用此噴灑，藉由富含ΟΗΓ之溶液及溶液中包含之自由基之間的相互作用而達到對半導體晶圓201作用之強鹼清淨力。因此，可藉由此作用及上述自晶圓201之表面去除顆粒之組合而進行精確的清淨。需注意的是，具有如第8至14圖所示結構之桿式清淨溶液喷灑裝置202可取代第7圖所示之圓柱形清淨溶液裝置2而設置在可旋轉之矽晶圓137上方。本發明之較佳實施例將參考第1至7圖更詳細地說明於下文中。 (實施例1及2 ) 首先，將由在0.4毫米/分鐘之速率下拉出之單晶矽切下並具有2拋光表面之8吋矽晶圓的表面蓄意地利用約 0.18微米或更大的矽粉污染，及將所得之晶圓做為樣品。如第7圖所示，矽晶圓137係水平地置放在由旋轉裝置之旋轉盤116延伸之4個支撐桿118的支撐部件120 上。驅動馬達102來旋轉驅動軸101並旋轉固定至驅動軸 101之驅動同步滑輪134。同步滑輪134之旋轉力經由同步皮帶136傳送到待驅動之同步滑輪132，並藉此使與同步滑輪132連接之具有圓柱體115的旋轉盤116環繞固定軸122 旋轉。因此，使放置在插入並固定至旋轉盤166之4個支撐桿118上方之支撐部件120上的半導體晶圓137以1500 rpm之速率旋轉。 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -I. I - - - - - - I I 衣 -I 1 -I - -I .......I、1τ (請先έ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 — B7 五、發明説明（) 接著，如第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷灌裝置2 中，依循上述步驟1-2)將純水供應至圓柱形主體6之内處理室20,及外處理室202。接著，依循前述步驟2-1)，將 DC電源36之負極連接至固定在内處理室2(^侧之H+離子交換膜19之表面的内電極23，並將正極連接至固定在外處理室202側之H+離子交換膜19之表面的外電極29。將如表 1所示之不同電壓（稍後描述）應用至因此連接之電極23 及29，藉此在内處理室20,内產生富含OIT之溶液。將富含OH_之溶液由内處理室20!經由清潔溶液通道17引入喷嘴孔10，通過與喷嘴孔10相通的喷嘴5，並以0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行驗清淨。 (實施例3及4) 在圓柱形清潔溶液喷灑裝置2中，如實施例1般將富含OH_之溶液由圓柱形主體6之内處理室20,引入喷嘴孔 10。同時，自RF振盪器79之射頻應用至恰位於喷嘴孔10 上方之碟形振動器67，藉此在如表1所示之不同頻率下振動振動器67並在富含ΟΗΓ之溶液中產生自由基。所得溶液係由超音波運送並在0.8升/分鐘之流速進行30秒而由噴嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137 的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T A7 B7 五、發明説明（42 ) 半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行鹼清淨。 (比較例1 ) 藉由將類似實施例1所使用之8吋晶圓沈浸在含有包含5重量％ NH4OH及5重量％ H202之鹼清淨溶液的清淨浴中180秒來進行鹼清淨。 (比較例2) 在第7圖所示之清淨裝置中，利用桿式喷射喷嘴取代圓柱形清淨溶液喷灑裝置。接著依循與實施例1相同之步驟清淨矽晶圓137，但是純水係由喷射喷嘴以0.8升/分鐘之流速喷灑在矽晶圓137上。 (比較例3) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第7圖所示之清淨裝置中，當未對内及外電極23及 29施予DC電壓時，即内處理室20!内未產生富含OH—之溶液時，由RF振盪器79供應射頻至恰好位在喷嘴孔10上方的碟狀振動器67，藉此在1.5 MHz之下振動振動器67。在此方式中，純水由超音波運送並在〇·8升/分鐘之流速進行30秒而由圓柱形主體6之下方部分的喷嘴5的釋出口 4 喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率在實施例1之矽晶圓137之半徑範圍内往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行清淨。在實施例1至4及比較例1至3中，在10個被清淨之矽晶圓之表面上的具有〇·18微米或更大之矽顆粒矽藉由顆 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（43 ) 粒計數器LS-6030 (商品名）計算，該計數器在市面上可取自日立電子工程公司（Hitachi Electronics Engineering, Co.， Ltd.)，並計算平均值。結果如下述表1所示。表1 所施用之電壓（V) 超音波作用清淨方法顆粒測量結果（顆粒/直徑200毫米之基體）實施例1 30 無喷灑富含 OH_之溶液 1630 實施例2 60 無喷灑富含 OH—之溶液 1290 實施例3 60 800 kHz 喷灑富含 0IT之溶液 +超音波 450 實施例4 60 1.5 MHz 噴灑富含 OH_之溶液 +超音波 360 比較例1 - 無 SC-1 9230 比較例2 - 無喷灑純水 8560 比較例3 1.5 MHz 喷灑由超音波運送之純水 519 由表1可明顯看出，實施例1及2之清淨方法，其中利用圓柱形清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓上喷灑富含ΟΗΓ -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） — — —— — —— — I —^ I - I 11·—·· n 丁 (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 五、發明説明（44) 之溶液（清淨溶液），與比較例1 (sc-i)>e J之清淨方法及進行喷射喷灑之比較例2的清淨方法相較，去除_ a胃面上顆粒之效果較好。表再者，實施例3及4之清淨方法，其中兹山六Y籍由製造超音波來作用富含0Η—之溶液並利用圓柱形清淨溶液喷:麗裝 2在矽晶圓上喷灑富含OH—之溶液，與實施例i及2之主淨方法相較，去除矽晶圓表面上顆粒之效果較好。再者π 實施例3及4之清淨方法可進行精確的清淨，因為該等方法具有高於比較例3之去除顆粒的清淨能力，其中比較例 3係藉由製造超音波對純水作用並將純水嘴讓在碎晶圓上。 (實施例5 & 6) 首先’將由在0.4毫米/分鐘之速率下拉出之單晶砂切下並具有2抛光表面之8叶碎晶圓做為樣品。經濟部中央標準局員工消費合作社印裝如第7圖所示，石夕晶圓137係水平地置放在由旋轉裝置之旋轉盤116延伸之4個支撑桿118的支撐部件120 上。驅動馬達102來旋轉驅動軸101並旋轉固定至驅動轴 101之驅動同步滑輪134。同步滑輪134之旋轉力經由同步皮帶136傳送到待驅動之同步滑輪132，並藉此使與同步滑輪132連接之具有圓柱體115的旋轉盤116環繞固定軸122 旋轉。因此，使放置在插入並固定至旋轉盤166之4個支撐桿118上方之支撐部件120上的半導體晶圓137以15〇〇 rpm之速率旋轉。 -47- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（45 ) 接著，如第1至6圊所示之圓柱形清淨溶液喷灑裝置2 中，依循上述步驟1-2)將純水供應至圓柱形主體6之内處理室20,及外處理室202。接著，依循前述步驟2-1)，將 DC電源36之負極連接至固定在内處理室20丨侧之H+離子交換膜19之表面的内電極23，並將正極連接至固定在外處理室202側之H+離子交換膜19之表面的外電極29。將如表 2所示之不同電壓（稍後描述）應用至因此連接之電極23 及29，藉此在内處理室2(^内產生富含H+之溶液。將富含 H+之溶液由内處理室2(^經由清潔溶液通道17引入喷嘴孔 10，通過與噴嘴孔10相通的喷嘴5，並以0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行鹼 <* 清淨。 (實施例3及4) 在圓柱形清潔溶液喷灑裝置2中，如實施例5及6般將富含H+之溶液由圓柱形主體6之内處理室20,引入喷嘴孔10。同時，自RF振盪器79之射頻應用至恰位於喷嘴孔 10上方之碟形振動器67,藉此在如表2所示之不同頻率下振動振動器67並在富含H+之溶液中產生自由基。所得溶液係由超音波運送並在0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓 137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 〆經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（46 ) 之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行鹼清淨。 (比較例4) 藉由將類似實施例5所使用之8吋晶圓沈浸在含有包含5重量％ HF及5重量％ H202之鹼清淨溶液的清淨浴中 180秒來進行酸清淨。 (比較例5) 在第7圖所示之清淨裝置中，利用桿式喷射喷嘴取代圓枉形清淨溶液喷灑裝置。接著依循與實施例5及6相同之步驟清淨矽晶圓137，但是純水係由喷射喷嘴以0.8升/ 分鐘之流速喷灑在矽晶圓137上。 (比較例6) 在第7圖所示之清淨裝置中，當未對内及外電極23及 29施予DC電壓時，即内處理室20,内未產生富含H+之溶液時，由RF振盪器79供應射頻至恰好位在喷嘴孔10上方的碟狀振動器67，藉此在1.5 MHz之下振動振動器67。在此方式中，純水由超音波運送並在0.8升/分鐘之流速進行 30秒而由圓柱形主體6之下方部分的喷嘴5的釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率在實施例5及6之矽晶圓137之半徑範圍内往復地移動。在實施例5至8及比較例4至6中被清淨之矽晶圓的表面係在稀氫氟酸中清淨。所得溶液之Al、Cu及Fe之量 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X29?公釐）訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（47 ) 係藉由ICP質譜測量，並計算平均值。結果摘要於下述表 2中。表2 所施用之電壓（V) 超音波作用清淨方法表面金屬雜質量 (原子/平方分分） A1 Cu Fe 實施例5 30 無喷灑富含 H+之溶液 2.9 X109 3.3 X109 2.1 ΧΙΟ9 實施例6 60 無喷灑富含 H+之溶液 N.D. 5.5 ΧΙΟ8 5.5 X 10s 實施例7 60 800 kHz 喷灑富含 H+之溶液 +超音波 N.D. N.D. N.D. 實施例8 60 1.5 MHz 喷灑富含 H+之溶液 +超音波 N.D. N.D. N.D. 比較例4 - 無 SC-2 3.0X109 6.5 ΧΙΟ9 2.3 ΧΙΟ9 比較例5 - 無喷灑純水 3.5X10" 5.5X10" 8.6X10" 比較例6 1.5 MHz 喷灑由超音波運送之純水 2.0 X1010 8.5 ΧΙΟ10 6.5 ΧΙΟ10 由表2可明顯看出，實施例5及6之清淨方法，其中利用圓枉形清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓上噴灑富含H+之溶液（清淨溶液），與比較例4 (SC-2)之清淨方法及進行喷射喷灑之比較例2的清淨方法相較’自矽晶圓去除表 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i

,1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（48 ) 面金屬雜質之效果較好。再者，實施例5及6之清淨方法與利用喷射喷嘴進行清淨之比較例5的清淨方法相較，較，自矽晶圓去除金屬雜質之效果較好。再者，實施例7及8之清淨方法，其中藉由製造超音波來作用富含H+之溶液並利用圓柱形清淨溶液噴灑裝置2 在矽晶圓上喷灑富含H+之溶液，與實施例5及6之清淨方法相較，自矽晶圓去除表面金屬雜質之效果較好。再者，實施例7及8之清淨方法可進行精確的清淨，因為該等方法具有高於比較例6之去除金屬雜質的清淨能力，其中比較例3係藉由製造超音波對純水作用並將純水喷灑在矽.晶圓上。 (實施例9 ) 首先，將由在0.4毫米/分鐘之速率下拉出之單晶矽切下並具有2拋光表面之8吋矽晶圓的表面蓄意地利用約 0.18微米或更大的矽粉污染，及將所得之晶圓做為樣品。如第7圖所示，矽晶圓137係水平地置放在由旋轉裝置之旋轉盤116延伸之4個支撐桿118的支撐部件120 上。驅動馬達102來旋轉驅動軸101並旋轉固定至驅動軸 101之驅動同步滑輪134。同步滑輪134之旋轉力經由同步皮帶136傳送到待驅動之同步滑輪132，並藉此使與同步滑輪132連接之具有圓柱體115的旋轉盤116環繞固定軸122 旋轉。因此，使放置在插入並固定至旋轉盤166之4個支撐桿118上方之支撐部件120上的半導體晶圓137以1500 rpm之速率旋轉。 -51- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（49) 接著，如第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷灑裝置2 中，依循上述步驟1-2)將純水供應至圓柱形主體6之内處理室20,及外處理室202。接著，依循前述步驟2-1 )，將 DC電源36之負極連接至固定在内處理室2(^側之H+離子交換膜19之表面的内電極23，並將正極連接至固定在外處理室202侧之H+離子交換膜19之表面的外電極29。將如表 3所示之不同電壓（稍後描述）應用至因此連接之電極23 及29，藉此在内處理室20!内產生富含ΟίΤ之溶液。將富含ΟΗΓ之溶液由内處理室20,經由清潔溶液通道17引入喷嘴孔10，通過與喷嘴孔10相通的喷嘴5，並以0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行驗清淨。接著，在如第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷灑裝置2中，轉換DC電源與内及外電極23及29之連接極性，同時保持供應純水至内處理室20,及外處理室202。換言之，DC電源之正極連接之固定在内處理室20,側之H+離子交換膜19之表面的内電極23，而負極連接之固定在外處理室202側之H+離子交換膜19之表面的外電極29。將如表3 所示電壓供應至如此連接之内及外電極23及29，藉此在内處理室20,中產生富含H+之溶液。將富含H+之溶液由内處理室20,經由清潔溶液通道17引入喷嘴孔10，通過與噴嘴 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準（CN’S ) A4規格（210X 297公釐） II - I---- · 1 I - ---I. 良-- 1-- - - II \—► 、1· . . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（50) 孔10相通的喷嘴5，並以0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓 137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在石夕晶圓137之表面上進行酸清淨。 (實施例10及11) 在圓柱形清潔溶液喷灑裝置2中，如實施例9般將富含ΟΚΓ之溶液由圓柱形主體6之内處理室20,引入喷嘴孔 10。同時，自RF振盪器79之射頻應用至恰位於喷嘴孔10 上方之碟形振動器67,藉此在如表3所示之不同頻率下振動振動器67並在富含OIT之溶液中產生自由基。所得溶液係由超音波運送並在0.8升/分鐘之流速進行30秒而由喷嘴5之下方部分中的環形釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137 的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率往復地移動。在此方式中，在矽晶圓137之表面上進行鹼清淨。接著，在如第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷灑裝置2中，轉換DC電源與内及外電極23及29之連接極性，同時保持供應純水至内處理室20,及外處理室202，依循與實施例9相同之步驟，藉由在圓柱形主體6之内處理室20丨中產生富含H+之溶液。將富含H+之溶液引入喷嘴孔10中並同時由RF振盪器79供應射頻至恰好位在喷嘴孔10上方的碟狀振動器67，藉此在如表3所示之不同頻率下振動振動器67並產生自由基。所得溶液由超音波運送並在0.8升 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ί II - I .....I I— I I - IF1—i - - —ί .....- I-1-—— X» ^ 、T (請先"讀背面t注意事項再填寫本頁) A7 Β7 五、發明説明（51 ) /分鐘之流速進行30秒而由圓柱形主體6之下方部分的喷嘴5的釋出口 4喷灑在旋轉之矽晶圓137的表面上。同時，使清淨溶液喷灑裝置2在矽晶圓137之半徑的範圍内以1.0米/分分的速率在矽晶圓137之半徑範圍内往復地移動。在此方式中，在石夕晶圓13 7上進行酸清淨。在實施例9至11中，在1〇個被清淨之矽晶圓之表面上的具有0.18微米或更大之矽顆粒矽藉由顆粒計數器LS-6030 (商品名）計算，該計數器在市面上可取自曰立電子工程公司（Hitachi Electronics Engineering，Co.，Ltd.)，並言十算平均值。結果如下述表3所示β 再者，在實施例9至11中被清淨之矽晶圓的表面係在稀氫氟酸中清淨。所得溶液之Ah Cu及Fe之量係藉由 ICP質譜測量，並計算平均值。結果摘要於下述表3中。表3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

'1T 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製實施例9 所施用之電壓 (V) 超音波作用清淨方法 60 無喷灑富含 ΟΙΓ之溶液 60 無喷灑富含 Η+之溶液顆粒測量結果（顆粒/ 直徑200毫米之基體） 956 表面金屬雜質量（原子/平方备分） J/ A1

Cu

Fe N.D. 1.0X108 1.5X1) -54- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 B7 五、發明説明（52) 表3 (續）所施用之電壓 (V) 超音波作用清淨方法顆粒測量結果（顆粒/ 直徑200毫米之基體）表面金屬雜質量（原子/平方分）、 a- 先 A1 Cu Fe 飞 a t r^r 實施例10 60 800 kHz 喷灑富含 ΟΙΓ之溶液 334 N.D. N.D. N.D. ί t 巧' 4· η 本 60 800 kHz 喷灑富含 H+之溶液實施例11 60 1.5 MHz 喷灑富含 OH之溶液 196 N.D. N.D. N.D. 60 1.5 MHz 喷灑富含 H+之溶液由表3可明顯看出，實施例9之方法，其中富含OH一溶液（清淨溶液）及富含H+之溶液係藉由圓柱形清淨溶液喷灑裝置2連續地喷灑在矽晶圓上，自矽晶圓表面去除顆粒之效果優於實施例2之清淨方法，且自矽晶圓去除表面金屬雜質之效果亦優於實施例6之清淨方法。經濟部中央標隼局員工消費合作社印製再者，實施例10及11之清淨方法，其中富含0H一溶液（清淨溶液）及富含H+之溶液係藉由製造超音波以對該等溶液作用並藉使用圓柱形清淨溶液喷灑裝置2喷灑在矽晶圓上，自石夕晶圓表面去除顆粒之效果優於實施例9之清淨方法，且自矽晶圓去除表面金屬雜質之能力亦高於實施例9之清淨方法。因此，實施例1〇及11之清淨方法可進行精4的洗淨。 -55-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（53 ) 值得注意的是，在實施例1至11中，清淨可以類似的方法，使用如第8至14圖所示之桿式清淨溶液喷灑裝置 202取代如第1至6圖所示之圓柱形清淨溶液喷灑裝置2來進行。結果，顆粒及表面金屬雜質之去除效果更佳，因為與當使用圓柱形清淨溶液喷灑裝置2時相較，桿式清淨溶液喷灑裝置202可在矽晶圓之表面上喷灑較廣的面積。另一方面，使用桿式清淨溶液噴灑裝置202來達到去除顆粒及表面金屬雜質之清淨方法等於使用圓柱形清淨溶液喷灑裝置2，即使桿式清淨溶液喷灑裝置202之清淨裝置使用之喷灑時間比圓柱形清淨溶液喷灑裝置2短。在上述實施例1至11中以半導體晶圓201作為待清淨之基體。然而，本發明可類似地應用在液晶玻璃基體及磁碟上。如上所述，本發明可提供一種清淨裝置，其中清淨溶液喷灑裝置本身具有產生〇11_離子水及H+離子水的功能，該等離子水產生後立即作為清淨溶液而噴灑在待清淨之物體上，及可選擇性地利用〇^1_離子水及H+離子水中之一者作為清淨溶液，且其可有效地應用於製造半導體裝置、液晶顯示器、及磁碟之清淨步驟中。再者，本發明提供一種清淨裝置，其中清淨溶液噴灑裝置本身具有產生ΟΗΓ離子水及H+離子水的功能，該等離子水產生後立即作為清淨溶液而噴灑在待清淨之物體上，及可選擇性地利用OH—離子水及H+離子水中之一者作為清 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 A7 B7 五、發明説明（54 ) 淨溶液，且其可有效地應用於製造半導體裝置、液晶顯示器、及磁碟之清淨步驟中。再者，本發明可提供一種能夠精確地清淨待清淨之基體的方法，該方法藉由使用上述清淨裝置而無需增加步驟的數目。再者，本發明提供一種可同時清淨待清淨之可旋轉基體的上及下表面的清淨裝置，其藉由在基體上方設置本身具有產生ΟΗΓ離子水及H+離子水的功能的清淨溶液喷灑裝置並在基體下方設置具有相同構造或不同構造之另一清淨溶液噴灑裝置，且該清淨裝置可有效地應用在製造半導體裝置、液晶顯示器、及磁碟之清淨步驟中。其他的優點及改良為熟習是項技術者容易達到的。因此，本發明之最廣範圍並不受限於本說明書中的詳細說明及代表性實施例。因此，本發明可作各種不同之改良但不背離本說明書後附之申請專利範圍及其等效物界定之本發明的一般發明技術思想的精神或範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 B7 五、發明説明（55 ) 圖號說明： 1 基體（半導體晶圓） 21 環狀墊圈 2 圓柱狀清淨溶液喷灑 22 環狀墊圈裝置 3 清淨溶液 23 内電極 4 釋出口 24 内側内接點 5 喷嘴 25 電纜配件 6 圓柱狀主體 26 内側外電纜 7 圓柱體 27 蓋 8 凸緣 28 楔形物 9 下端密封之圓柱體 29 外電極 (分隔件） 10 喷嘴孔 30 外側内接點 12 環狀墊圈 31 13 固定環（蓋） 32 電纜配件 14 環狀螺帽 33 外側外電纜 15 第一空間 34 蓋 16 第二空間 35 楔形物 17 清淨溶液通道 36 DC電源 18 操控件 37 電解處理水釋放管 19 H+離子交換膜 38 排出孔 2〇! 内處理室 39 喷嘴 202 外處理室 40 肋條 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -58- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（56) 41 純水出口 64 流速控制閥 42 管配件 65 氣一液分離器 43 内侧純水供應管 66 處理塔 44 蓋 67 碟狀振動器 45 彈簧管 68 環狀固持元件 46 内侧排氣孔 69 圓柱狀保護元件 47 管配件 70 絕緣導向圓柱體 48 内側排氣管 71 彈簧 49 蓋 72a 碟狀能源供應端 50 彈簧管 72b 碟狀能源供應端 51 純水供應源 73 碟狀導件 52 流速控制閥 74 0形環 53 流速控制閥 75 環狀蓋 54 外側純水供應孔 76 開口 55 管配件 77 開口 56 外側純水供應管 78 圓柱狀配件 57 蓋 79 RF振盪器 58 彈簧管 101 驅動轴 59 外側排氣孔 102 馬達 60 管配件 103 圓柱狀支撐元件 61 外側排氣管 104 支撐板 62 蓋 105 螺絲 63 彈簧管 106 孔 1 1^1 m ^^1 m ml d 1^1 !-- ^^1 1^1 —I- -- U5-a 1 * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -59- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉五、發明説明（57 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 107 子L 129b 軸承 108 子L 130 環狀分隔件 109 板 131 V形環 110 碟形板 132 同步滑輪 111 螺絲 133 螺絲 112 處理浴 134 驅動同步滑輪 113 圓柱狀部分 135 鎖固元件 114 釋放管 136 同步皮帶 115 圓柱體 137 半導體晶圓 116 旋轉盤 201 基體（半導體晶圓） 117 環狀銜接部分 202 桿式清淨溶液喷灑裝置 118 支撐桿 203 清淨溶液 119 螺帽 204 長方形主體 120 螺帽 205 第一溝槽 121 環狀凸緣 206 第一長方形部件 122 圓柱狀固定軸 208 第二溝槽 123 螺帽 209 第二長方形部件 124 連接部分 210 螺栓 125 清淨溶液通道 211 清淨溶液釋出口 126 喷灑孔 212 喷嘴孔 127 喷射喷嘴 214 長方形板狀一類似H+ 128 中空部分離子交換膜 129a 軸承 236 螺絲 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） i -- I 1 »1 - - - - - - I - I -I - - HI —I— . ·' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 五、發明説明（58 ) 237 長方形振動板 238 螺絲 239 長方形振動器 240 能源供應電纜 241 主要接端 242 電纜配件 243 接地端 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本K ) -11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -61- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐）

Claims

A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種清淨裝置，包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，具有用於自由基一活化或離子化純水之電解離子產生元件，以供喷灑清淨溶液至基體上。 2. 根據申請專利範圍第1項所述之清淨裝置，其中該清淨溶液喷灑裝置進一步包含超音波產生元件。 3. 根據申請專利範圍第2項所述之清淨裝置，其中該超音波產生元件係設置在該清淨溶液喷灑裝置之内部，以致能藉由分隔件與電解離子產生元件之安裝部分分隔。 4. 根據申請專利範圍第2項所述之清淨裝置，其中該電解離子產生元件包含用於使該清淨溶液喷灑裝置分隔成外部及中央部分之H+離子交換膜，設置在該H+離子交換膜之二侧並具有不同極性的電極板，及連接戽該電極板之DC電源，以及藉由該超音波產生元件產生之超音波運送之清淨溶液係經由該清淨溶液喷灑裝置之〆☆ v H+離子交換膜的内%^間喷灑在該基體上。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^^^1 HI m am HI ml i nn (m mu ji $ 、v5 (請先"·讀背面之注意事項再填寫本頁) '.今 '' 5. 根據申請專利範圍第/$填.所述之清淨裝置，其中該DC 電源之正及負極係可交換地連接至具有不同極性之電極板。 6. 根據申請專利範圍第1項所述之清淨裝置，其中二清淨溶液喷灑裝置係設置在該基體之二側。 7. 一種清淨裝置，包含： -62- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210 X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，用於喷灑清淨溶液至基體上，其中該清淨溶液喷灑裝置包含： (a) 具有喷嘴之圓柱形主體，在該喷嘴之一端的循環清淨溶液釋出口是開啟的， (b) 集中設置在主體的分隔件，以便將主體分隔成外部中的第一空間及中心部，中的第二空間並與喷嘴相通， (c) 多數個清淨溶液通道，其形成在接近喷嘴之分隔件部分，並與第一及第二空間相通， (d) 電解離子產生元件，其集中地設置在第一空間並包含用於將第一空間分隔成外側處理室及内側處理室的H+離子交換膜，電極板設置在H+離子交換膜的二側並具有不同的極性，以及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基活化或離子化純水，以及 .(e)超音波產生元件，其設置在第二空間，以及在H+離子交換膜之内側處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液係經由分隔件内的清淨溶液通道引入第二空間，並由喷嘴藉由來自超音波產生元件之超音波喷灑在基體上。 8. 根據申請專利範圍第7項所述之清淨裝置，其中該DC 電源之正及負極可交換地連接至具有不同極性的電極 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） HI ml n —HI— ί ι^ϋ ^^^1 ί ^^^1 m In m ^ J. In f 、-* (請先H·讀背面‘之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍板。 9. 根據申請專利範圍第7項所述之清淨裝置，其中該清淨溶液喷灑裝置進一步包含連接至藉由在圓柱形主體内之H+離子交換膜分隔之外處理室及内處理室的純水供應裝置，以及連接至該主體之電解處理溶液釋放裝置以便與該外處理室相通。 10. 根據申請專利範圍第7項所述之清淨裝置，其中該清淨溶液喷灑裝置進一步包含連接至藉由在圓柱形主體内之H+離子交換膜分隔之外處理室及内處理室的排氣裝置。 11. 一種清淨裝置，包含：旋轉裝置，用於水平地旋轉待清淨之基體；第一清淨溶液喷灑裝置，設置在旋轉裝置上方，以供喷灑清淨溶液在藉由旋轉裝置支撐之基體的上表面上；以及第二清淨溶液喷灑裝置，設置在旋轉裝置下方，以供喷灑清淨溶液在藉由旋轉裝置支撐之基體的下表面上，經濟部中央標準局員工消費合作社印製 .1— - - - -I ! - - I - 11 I—- ί - - -- - - -- - I (請先"讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中第一清淨溶液喷灑裝置包含： (a) 具有喷嘴之圓柱形主體，該喷嘴之一端的循環清淨溶液釋出口是開啟的， (b) 集中設置在主體的分隔件，以便將主體分隔成外部中的第一空間及中心部中的第二空間並與噴嘴相通， -64- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A8 Β8 C8 D8 κ、申請專利耗圍 (C)多數個清淨溶液通道，其形成在接近喷嘴之分隔件部分，並與第一及第二空間相通， (d) 電解離子產生元件，其集中地設置在第一空間並包含用於將第一空間分隔成外側處理室及内側處理室的H+離子交換膜，電極板設置在H+離子交換膜的二侧並具有不同的極性，以及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基活化或離子化純水，以及 (e) 超音波產生元件，其設置在第二空間，以及在H+離子交換膜之内側處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液係經由分隔件内的清淨溶液通道引入第二空間，並由喷嘴藉由來自超音波產生元件之超音波喷灑在基體上。 12. 根據申請專利範圍第11項所述之清淨裝置，其中該旋轉裝置具有亦作為該第二清淨溶液喷灑裝置之清淨溶液供應元件的包含圓柱形固定軸的結構，旋轉支撐元件可旋轉地與該固定軸銜接以便水平地支撐該基體，及旋轉該旋轉支撐元件的驅動機構。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 m I^i —^ϋ i In I 1· ^^1 f^— ^^1 1-1 ----- "、vd (請先M·讀背面M之注意事項再填寫本頁) 13. 根據申請專利範圍第12項所述之清淨裝置，其中該驅動機構包含連接至該旋轉支撐元件之可驅動的同步滑輪，驅動同步滑輪，環圍在該滑輪上的同步皮帶，以及旋轉該驅動同步滑輪的馬達。 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 ^、申請專利範圍 .14.根據申請專利範圍第11項所述之清淨裝置，其中該第二清淨溶液喷灑裝置包含整體水平地與亦作為清淨溶液供應單元之圓柱形固定軸連接的喷射喷嘴，該喷射喷嘴包含整體水平地連接至該圓柱形固定軸的噴嘴主體並具有與該固定軸之中空部分相通的清淨溶液通道，及通向該喷嘴主體之多數清淨溶液喷灑孔以便與該通道相通。 15. 根據申請專利範圍第11項所述之清淨裝置，其中該 DC電源之正及負極可交換地連接至具有不同極性的電極板。 16. 根據申請專利範圍第11項所述之清淨裝置，其中該第一清淨溶液喷灑裝置可由基體之旋轉中心軸向地往復地移動。 17. —種清淨裝置，包含：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液喷灑裝置，用以喷灑清淨溶液在基體上，其中清淨溶液喷灑裝置包含：經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) (a) 矩形主體，下表面具有喷嘴孔，該表面之延長清淨溶液釋出孔是開啟的，及延長處理室與喷嘴相通， (b) 電解產生元件，包含延長之H+離子交換膜以供將主體中的處理室分隔成沿著縱向與喷嘴孔相通的内側及外側處理室，延長之電極板設置在H+離子交換膜 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍的二侧並具有不同的極性，及與電極板連接之DC電源，電解離子產生元件產生自由基一活化或離子化純水，以及 (c)超音波產生元件，設置在主體的上表面以供傳播超音波至喷嘴孔中的清淨溶液，以及在H+離子交換膜之内側處理室内產生的自由基活化或離子清淨溶液引入喷嘴孔，並藉由來自超音波產生元件之超音波，由喷嘴孔之延長釋出口以帶狀形式喷灑在基體上。 18. 根據申請專利範圍第17項所述之清淨裝置，其中該 DC電源之正及負極可交換地連接至具有不同極性的電極板。 19. 根據申請專利範圍第17項所述之清淨裝置，其中該清淨溶液喷灑裝置進一步包含連接至藉由在圓柱形主體内之H+離子交換膜分隔之外處理室及内處理室的純水供應裝置，以及連接至該主體之電解處理溶液釋放裝置。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 20. 根據申請專利範圍第17項所述之清淨裝置，其中該清淨溶液喷灑裝置進一步包含連接至藉由在長方形主體内之H+離子交換膜分隔之外處理室及内處理室的排氣裝置。 21. —種清淨待清淨之基體的方法，其藉由使用一種包含下述結構之清淨裝置：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及 -67- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍清淨溶液喷灑裝置，包含具有用於分隔外側處理室及中央處理室之H+離子交換膜的電解離子產生元件，以及設置在H+離子交換膜之二側並具有不同極性的電極板* 其中當對具有不同極性之電極板施予DC電壓時，將純水供應至外側及中央處理室，以及將中央處理室中藉由自由基一活化或離子化純水而產生的清淨溶液喷濃在基體上 > 藉此清淨基體。 22. —種清淨待清淨之基體的方法，其藉由使用一種包含下述結構之清淨裝置：基體固持裝置，用以固持待清淨之基體；以及清淨溶液噴灑裝置，包含超音波產生元件，及具有分隔外側處理室及中央處理室之H+離子交換膜之電解產生元件，以及設置在H+離子交換膜二側並具有不同極性的電極板，其中當對具有不同極性之電極板供應DC電壓時，將純水供應至外侧及中央處理室，同時將來自超音波產生元件之超音波傳播至流經中央處理室之純水，及利用超音波運送藉由自由基化或離子化純水產生之清淨溶液並喷灑在基體上，藉此清淨基體。 23. 根據申請專利範圍第22項所述之清淨裝置，其中當清淨溶液喷灑在基體上時，可轉換DC電源施予該電極板的極性。 -68- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先軋讀^面，之注意事項再填寫本頁) *·1ΤI,I .