清洁装置制造方法及图纸

通过至少使与氟化氢接触的部分的表面用Ｃｒ含量是预定量的Ｆｅ基合金或Ｎｉ基合金制成，可以明显改善利用高压流体的清洁装置对氟化氢的耐蚀性。使用该清洁装置时，即使用含氟化氢的高压流体进行清洁，该装置也具有优异的耐久性，并且不会出现使作为待清洁物体的微细结构损坏的金属洗脱问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于将高压流体如超临界流体应用在表面上有微细不规则体的微细结构如半导体晶片上的处理装置，例如，在生产半导体的过程中用于将残留的抗蚀剂从半导体晶片上溶解、分离和除去等的清洁装置。
技术介绍
因为痕量的杂质就能在表面上有微细不规则体的半导体或精细零件(下面称为“微细结构”)中造成产品缺陷，所以在其生产过程中清洁步骤非常重要。例如，在半导体的生产过程中，必须将粘附在半导体晶片上的不必要的物质除去。用抗蚀剂在半导体晶片上的图案刻蚀步骤常被用于生产半导体。刻蚀后，之前用于掩模的抗蚀剂在此时不再需要，用氧气等离子体通过灰化法将其除去(灰化步骤)。在灰化步骤后，从晶片表面上将不需要的物质如刻蚀步骤中的残余物和灰化步骤中无法除去的残余抗蚀剂分离和脱除的清洁步骤是必需的。这种清洁步骤是很重要的步骤，不仅在灰化步骤后进行，而且往往在半导体的生产过程中进行。近来，人们对在清洁步骤中用高压流体如超临界流体作为清洁溶液和漂洗溶液的介质进行了研究。由于技术的进步，半导体产品的集成度得以改善，因此需要将微细结构的尺寸进一步缩小。超临界流体比液体的渗透能力高得多，甚至可以渗透微细结构。因为超临界流体没有气液界面，在干燥时不会出现毛细管作用力，因此不会破坏上述的抗蚀剂。再者，当超临界流体通过减压而成为气体时，干燥步骤非常容易进行。作为用超临界流体清洁微细结构的技术，US5105556公开了一种通过使超临界流体(该专利文献中是超临界气体)与半导体晶片接触萃取和除去杂质的方法，为了除去不需要的物质(SiO2)，该专利文献还列举了作为和超临界气体混合的反应气体氟化氢和氯化氢。该专利的申请人发现在清洁现在常用的具有介电常数低的层间绝缘膜(低k膜)的半导体晶片时，包括二氧化碳和氟化氢的超临界流体最适用于保持质量和有效除去不需要的杂质。当在超临界流体中加入水和/或醇时，可以降低对低k膜的损坏程度。但是，因为氟化氢的腐蚀性高，为了形成超临界流体又必须将温度和压力升到高于临界点，与清洁装置的超临界流体接触的金属部分受到腐蚀，所以不能保证装置的耐久性。另外，微细结构吸附由于腐蚀而溶解的金属离子，从而将降低产品质量。JP-A-10-94767(本申请中用术语“JP-A”表示“未审的日本公开专利申请”)公开了一种用于用超临界状态的清洁溶剂清洁物体的超临界流体清洁装置，用该装置作为用超临界流体清洁微细结构的装置，并且列举了作为清洁溶剂的二氧化碳。但是，该申请只字未提其它清洁组分，也没有考虑对氟化氢的耐蚀性。JP-A-2002-20706公开了一种具有优异抗湿性的反应器，该反应器用于生产氟化氢，至少其中的一部分是用含铬和30-90质量％碳化钨的金属材料制成。这种反应器可能足够耐久以降低向氟化氢提供剪切力的部分及其材料(金属氟化物、硫酸、发烟硫酸、水)的磨蚀，但是，该专利没有考虑在微细结构中会产生问题的痕量金属的洗脱。因此，如果这种反应器材料用在清洁微细结构的装置中，则产品质量可能受到金属杂质的破坏。
技术实现思路
如上所述，尽管已经存在有据说能够耐氟化氢腐蚀的金属材料，但是，目前还没有在保持高压流体如超临界流体的极限条件下使用且最适用于其质量会被痕量金属杂质降低的微细结构的生产的金属材料。因此，本专利技术的目的是提供一种清洁装置，其有优异的耐久性，不存在使作为清洁目标的微细结构质量下降的金属洗脱问题。本专利技术的专利技术人制备了各种合金以解决上述问题，进行了大量研究以得到高度耐氟化氢腐蚀性的材料。结果他们发现含固定量Cr的Fe基合金或Ni基合金具有很高的耐蚀性，即使将其用在用含氟化氢的高压流体清洁微细结构的装置中，也不会形成金属杂质。本专利技术正是基于该发现而完成。即，本专利技术的清洁装置是一种用高压流体将待清洁物体清洁的装置，其包括用于用其中盛有的高压流体清洁物体的高压容器；清洁添加剂供应设备，用于在清洁时将待加入到高压流体的清洁添加剂供给高压流体；和管道系统，含清洁添加剂的高压流体通过该管道系统供入高压容器或从高压容器中排出，其中，至少在高压容器上游侧上与清洁添加剂接触的管道系统部分和与清洁添加剂接触的高压容器部分的表面由Cr含量大于20质量％的Fe基合金制成。在上述清洁装置中，可以用氟化氢作为清洁添加剂。在上述清洁装置中，优选地是，基本上所有与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统部分都由Cr含量大于20质量％的Fe基合金制成。一种替代方案是，用Cr含量大于20质量％的Fe基合金涂覆与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统的部分的表面。一种替代方案是，本专利技术的清洁装置是一种用于用高压流体将待清洁物体清洁的装置，其包括用于用其中盛有的高压流体清洁物体的高压容器；清洁添加剂供应设备，用于在清洁时将待加入到高压流体的清洁添加剂供给高压流体；和管道系统，含清洁添加剂的高压流体通过该管道系统供入高压容器或从高压容器中排出，其中，至少在高压容器上游侧上与清洁添加剂接触的管道系统部分和与清洁添加剂接触的高压容器部分的表面由Cr含量为40质量％或更高的Ni基合金制成。在上述清洁装置中，可以用氟化氢作为清洁添加剂。在上述清洁装置中，优选地是，基本上所有与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统部分都由Cr含量为40质量％或更高的Ni基合金制成。一种替代方案是，用Cr含量为40质量％或更高的Ni基合金涂覆与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统的部分的表面。本专利技术还提供一种用其中的高压流体将待清洁物体清洁的高压容器，其中，至少与高压流体接触的高压容器部分的表面由Cr含量大于20质量％的Fe基合金或Cr含量为40质量％或更高的Ni基合金制成。尽管对本专利技术的清洁装置对高压流体中含有的氟化氢具有极高耐蚀性的原因尚不清楚，但是可以认为是由于基本成分Cr在表面上形成氧化铬(Cr2O3，铬氧化物的简单体)的原因。即，在使用铁基合金的情况下，尽管一般在表面上形成Fe氧化物(在使用镍基合金的情况下形成Ni氧化物)，但是当加入固定量或更多量的Cr时，Cr自身会形成均匀的薄片状氧化物层(Cr2O3)。因为这种Cr2O3形成了具有高阻隔性的惰性层，所有可以推定该膜对含氟化氢的超临界流体具有极高的耐蚀性。在上述两种不同的清洁装置中，优选地是，基本上所有与氟化氢接触的部分都是由Cr含量大于20质量％的Fe基合金或Cr含量为40质量％或更高的Ni基合金制成。这是因为该装置的耐久性比只是与氟化氢接触部分的表面是用上述合金制成时高。因为即使在形成超临界流体的环境中本专利技术的清洁装置对氟化氢也具有耐蚀性，所以该清洁装置具有优异的耐久性，在清洁微细结构的步骤中不会出现降低产品质量的金属污染，并且能够保持微细结构的质量。因此，本专利技术的清洁装置极其适用于工业领域，因为即使用氟化氢进行清洁步骤，它也能够生产高质量的微细结构。附图简述附图说明图1是本专利技术一个实施方案的清洁装置的概念图。具体实施例方式本专利技术的清洁装置的最大特点是，即使该清洁装置用含氟化氢的高压流体清洁微细结构，该清洁装置也具有优异的耐久性，很少由于洗脱金属离子形成金属污染，也不会降低产品质量。用可以含有氟化氢的高压流体清洁微细结构如半导体晶片的方法和使用超临界流体的清洁装置是已知的。但是，对用含氟化氢的高压流体进行清洁的装置还没有人进行彻底研究。因此，当用这种传统装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于用高压流体将待清洁物体清洁的装置，其包括：用于用其中盛有的高压流体清洁物体的高压容器；清洁添加剂供应设备，用于在清洁时将待加入到高压流体中的清洁添加剂供给高压流体；和管道系统，含清洁添加剂的高压流体通过该管道 系统供入高压容器或从高压容器中排出，　其中，至少在高压容器上游侧上与清洁添加剂接触的管道系统部分的表面和与清洁添加剂接触的高压容器部分的表面由Ｃｒ含量大于２０质量％的Ｆｅ基合金制成。

【技术特征摘要】
JP 2003-5-15 2003-1376791.一种用于用高压流体将待清洁物体清洁的装置，其包括用于用其中盛有的高压流体清洁物体的高压容器；清洁添加剂供应设备，用于在清洁时将待加入到高压流体中的清洁添加剂供给高压流体；和管道系统，含清洁添加剂的高压流体通过该管道系统供入高压容器或从高压容器中排出，其中，至少在高压容器上游侧上与清洁添加剂接触的管道系统部分的表面和与清洁添加剂接触的高压容器部分的表面由Cr含量大于20质量％的Fe基合金制成。2.根据权利要求1的清洁装置，其中，清洁添加剂是氟化氢。3.根据权利要求1的清洁装置，其中，基本上所有与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统部分都由Cr含量大于20质量％的Fe基合金制成。4.根据权利要求1的清洁装置，其中，与清洁添加剂接触的高压容器和管道系统部分的表面上涂覆有Cr含量大于20质量％的Fe基合金。5.一种用于用高压流体将待清洁物体清洁的装置，其包括用于用其中盛有的高压流体清洁物体的高压容器；清...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西隆，吉川哲也，猿丸正悟，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]