清洗装置和清洗方法制造方法及图纸

一种清洗装置，包括一夹持待清洗的基片（１）的基片夹持装置以及把清洗液喷射到基片上的清洗液喷射装置（２）。该清洗液喷射装置包括一生成原子团激活或电离化纯水的电解离子生成件和一超声波发生器，从而把载于超声波上的原子团激活或电离化的纯水喷射到基片上。该清洗液喷射装置本身产生ＯＨ↑［－］离子化水和Ｈ↑［＋］离子化水并把它们作为清洗液喷射到待清洗的一基片上并能把ＯＨ↑［－］离子化水和Ｈ↑［＋］离子化水之一选择性地用作一种清洗液。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及清洗半导体基片(半导体晶片)、液晶玻璃基片或磁盘之类基片的，特别涉及在制作单晶硅晶片的清洗工序或用这些晶片制作半导体装置的清洗工序中可获得显著清洗效果的。在加工半导体晶片、液晶玻璃基片和磁盘时由于其上形成各种薄膜和图案，因此必须清洗。以半导体晶片作为基本材料集成半导体装置的程度越来越高。因此，保持半导体制作环境的高度清洁和清洗用作基本材料的晶片越来越重要。清洗晶片的一个主要目的是除去粘在晶片表面上的金属杂质、有机物、表面薄膜(天然氧化薄膜和表面吸收物质)之类的粒子和污染物。第二个目的是使晶片表面更平整以便顺利制作半导体装置，从而提高半导体装置的产量和提高半导体装置的可靠性。在现有晶片清洗方法中，最著名的是六十年代RCA公司的Mr.Kern等人开发的RCA清洗法。根据这一方法的一代表性清洗顺序分为两步。在第一步中，用基于氨/过氧化氢/水(NH4OH/H2O2/H2O)的SC-1(RCA标准Clean-1)清洗液除去粒子和有机物。在第二步中，用基于盐酸/过氧化氢/水(HCl/H2O2/H2O)的SC-2(RC A标准Clean-2)清洗液除去金属污染物。在某些情况下还结合上述基本组合使用氟化氢/水(HF/H2O)进行DHF(稀释氟化氢)清洗而除去表面薄膜。RCA清洗法所使用的SC-1清洗液使用该清洗液所含氨的酸洗作用除去晶片表面的粒子和有机物。不幸的是，用CZ法拉制的单晶硅结晶上有在结晶生成过程中形成的称为生长疵点的晶体疵点。因此，在蚀刻所生成的晶片表面时，具有疵点的部位比没有疵点的部位蚀刻得快。因此有疵点部位在晶片表面形成细坑。当激光照射到其上有细坑的晶片表面上而使用粒子计数器测量晶片表面上的粒子以便测量散射光(亮点)时，也检测到从各细坑散射的光，从而无法进行粒子计数。该细坑称为COP(起因于晶体的粒子)。COP可降低半导体装置的门氧化薄膜的击穿电压特性。因此，随着半导体装置的堆集密度的不断提高，尚未受到认真考虑的抗COP措施也成为有待解决的重大问题。SC-1清洗液对Cu之类容易与氨形成化合物的金属的清洗效果很好。但是，SC-1清洗液对金属杂质的洗净度一般不如使用酸的清洗液。另一方面，SC-2清洗液对金属杂质的清洗效果很好，尽管它对粒子和有机物的洗净度不高。但是，由于该化学溶液中含有过氧化氢，因此会在晶片表面上生成氧化硅薄膜。因此在金属杂质的浓度很高时该清洗液的效果就不好。上述使用化学溶液的清洗方法在制作半导体装置的清洗工序中用作接头而露出在外的铝会溶解。同样，在这一清洗过程中甚至埋置在层间的接头也可能经细小间隙或针孔受腐蚀。因此这种清洗方法存在不足。如上所述，以RCA法为代表的现有清洗方法因在清洗工序中使用氨和酸之类化学溶液而带来问题。此外，组合使用具有不同清洗目的和效果的三种或四种清洗液。这就拉长了清洗工序并需要为各工序配备各种设备，使用各种化学溶液。使用化学溶液的多清洗工序最终使装配成本、劳动力成本以及化学溶液和纯水之类材料的成本提高。此外，处理废液之类环境污染的成本也相当高。为解决这些问题，日本专利申请公告No.6-260480公开了一种尽可能少用化学溶液，或可能的话、不用化学溶液的清洗方法。即，在上述公告所述专利技术中，一条形阴极和一条形阳极放置在一电解槽的一由一多孔薄膜隔开的两室中。含有少量提高电解效率的物质的纯水送入两隔开的室中而在阴极侧生成OH-离子化水，在阳极侧生成H+离子化水。这两种离子化水分别送到两独立的处理槽中清洗待清洗物体。在该清洗方法中，OH-离子化水一侧的处理相当于上述RCA清洗方法中的SC-1清洗。据日本专利申请公告No.6-260480说，OH-离子只稳定由H+离子激活的铝的表面或除去抛光后留下的胶体硅。但是，该公告既未提到清除一般的粒子即现有SC-1清洗的主要目的，而就该方法的缺点无法抗COP而言效果也不好。另一方面，H+离子化水一侧的处理相当于上述RCA清洗方法中的SC-2清洗，因为该处理的目的是只从硅晶片中清除金属污染。但是，据上述公告说，该处理所加电压必须是103-104V/cm的直流高压，因此该处理非常危险。此外，生成在两隔开的室中的OH-离子化水和H+离子化水由不稳定的离子构成，随着时间的推移又恢复成中性溶液。因此，这些离子化水的浓度在水还未送到两处理槽时就已下降。因此，这些离子化水的效果下降或它们的浓度很难控制。本专利技术的一个目的是提供一种清洗装置，其中，一清洗液喷射装置本身用来产生OH-离子化水和H+离子化水并能紧接OH-离子化水和H+离子化水的生成就把它们作为清洗液喷射到待清洗的物体上并能把OH-离子化水和H+离子化水之一选择性地用作一种清洗液。本专利技术的另一个目的是提供一种清洗装置，其中，一清洗液喷射装置本身用来产生OH-离子化水和H+离子化水并能紧接OH-离子化水和H+离子化水的生成就由超声波携带而作为清洗液喷射到待清洗的物体上并能把OH-离子化水和H+离子化水之一选择性地用作一种清洗液。本专利技术的另一个目的是提供一种可用上述清洗装置、无需增加工序数就能精确清洗基片的清洗方法。本专利技术的另一个目的是提供一种能同时精确清洗一转动基片的正反两面的清洗装置，为此，在该基片上方设置一可生成OH-离子化水和H+离子化水的清洗液喷射装置，而在该基片下方设置另一结构相同或不同的清洗液喷射装置。本专利技术的一种清洗装置包括夹持一基片的基片夹持装置；以及把清洗液喷射到基片上的清洗液喷射装置，包括一生成原子团激活或电离化纯水的电解离子生成件。本专利技术的另一种清洗装置包括夹持一基片的基片夹持装置；以及把清洗液喷射到基片上的清洗液喷射装置，其中，该清洗液喷射装置包括(a)一圆筒形主体，包括一喷嘴，该喷嘴的一端有一圆形清洗液出口，(b)一与主体同轴、把主体隔成位于外部的第一空间和位于中央部、与喷嘴连通的第二空间的隔壁，(c)形成在隔壁的靠近喷嘴的部位、与第一和第二空间连通的许多清洗液通道，(d)一同轴布置在第一空间中的电解离子生成件，包括一把第一空间隔成一外侧处理室和一内侧处理室的H+离子交换薄膜、位于H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板以及一与两电极板连接的DC电源，该电解离子生成件生成原子团激活或电离化纯水，以及(e)一位于第二空间中的超声波发生器，以及在H+离子交换薄膜的内侧处理室生成的原子团激活或电离化的清洗液经隔壁上的清洗液通道送到第二空间后由超声波发生器生成的超声波从喷嘴喷射到基片上。本专利技术的另一种清洗装置包括水平转动一基片的转动装置；布置在该转动装置上方、把清洗液喷射到受该转动装置的支撑的基片的正面上的第一清洗液喷射装置；以及布置在该转动装置下方、把清洗液喷射到受该转动装置的支撑的基片的反面上的第二清洗液喷射装置；其中，第一清洗液喷射装置包括(a)一圆筒形主体，包括一喷嘴，该喷嘴的一端有一圆形清洗液出口，(b)一与主体同轴、把主体隔成位于外部的第一空间和位于中央部、与喷嘴连通的第二空间的隔壁，(c)形成在隔壁的靠近喷嘴的部位、与第一和第二空间连通的许多清洗液通道，(d)一同轴布置在第一空间中的电解离子生成件，包括一把第一空间隔成一外侧处理室和一内侧处理室的H+离子交换薄膜、位于H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板以及一与两电极板连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洗装置，其特征在于包括： 夹持一待清洗的基片（１）的基片夹持装置；以及 把清洗液喷射到基片（１）上的清洗液喷射装置（２），包括一生成原子团激活或电离化纯水的电解离子生成件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1996-10-30 288481/19961.一种清洗装置，其特征在于包括夹持一待清洗的基片(1)的基片夹持装置；以及把清洗液喷射到基片(1)上的清洗液喷射装置(2)，包括一生成原子团激活或电离化纯水的电解离子生成件。2.按权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，该清洗液喷射装置(2)还包括一超声波发生器。3.按权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，该超声波发生器设置在该清洗液喷射装置的内部而由一隔壁与电解离子生成件的一装配部隔开。4.按权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，该电解离子生成件包括一把该清洗液喷射装置(2)隔成一外部和一中央部的H+离子交换薄膜(19)、位于H+离子交换薄膜(19)两边且极性不同的电极板(23)、(29)以及与电极板(23)、(29)连接的一DC电源(36)，载于由超声波发生器生成的超声波上的清洗液从清洗液喷射装置(2)的H+离子交换薄膜(19)内部空间喷射到基片(1)上。5.按权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，DC电源的正负极与极性不同的电极板之间的连接可互换。6.按权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，基片(1)的两面各布置一清洗液喷射装置(2)。7.一种清洗装置，其特征在于包括夹持一待清洗的基片(1)的基片夹持装置；以及把清洗液喷射到基片(1)上的清洗液喷射装置，其中，该清洗液喷射装置(2)包括(a)一圆筒形主体(6)，包括一喷嘴(5)，该喷嘴的一端有一圆形清洗液出口(4)，(b)一与主体(6)同轴、把主体(6)隔成位于外部的第一空间(15)和位于中部、与喷嘴(5)连通的第二空间(16)的隔壁(9)，(c)形成在隔壁的靠近喷嘴(5)的部位、与第一和第二空间(15)、(16)连通的许多清洗液通道(17)，(d)一同轴布置在第一空间(15)中的电解离子生成件，包括一把第一空间(15)隔成一外侧处理室(202)和一内侧处理室(201)的H+离子交换薄膜(19)、位于H+离子交换薄膜(19)两面上的两极性不同的电极板(23)、(29)以及一与两电极板(23)、(29)连接的DC电源(36)，该电解离子生成件生成原子团激活或电离化纯水，以及(e)一位于第二空间(16)中的超声波发生器，以及在H+离子交换薄膜(19)的内侧处理室(201)生成的原子团激活或电离化的清洗液经隔壁(9)上的清洗液通道(17)送到第二空间(16)后由超声波发生器生成的超声波从喷嘴(5)喷射到基片(1)上。8.按权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，DC电源的正负极与极性不同的电极板(23)、(29)之间的连接可互换。9.按权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，清洗液喷射装置(2)还包括与由圆筒形主体(6)中的H+离子交换薄膜(19)隔开的外侧处理室(202)和内侧处理室(201)连接的纯水供应装置和与主体(6)连接从而与外侧处理室(202)连通的电解处理液排放装置(37)。10.按权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，清洗液喷射装置(2)还包括与由圆筒形主体(6)中的H+离子交换薄膜(19)隔开的外侧处理室(202)和内侧处理室(201)连接的排气装置。11.一种清洗装置，其特征在于包括水平转动一待清洗的基片(137)的转动装置；布置在该转动装置上方、把清洗液喷射到受该转动装置的支撑的基片(137)的正面上的第一清洗液喷射装置(2)；以及布置在该转动装置下方、把清洗液喷射到受该转动装置的支撑的基片(137)的反面上的第二清洗液喷射装置(127)；其中，第一清洗液喷射装置包括(a)一圆筒形主体(6)，包括一喷嘴(5)，该喷嘴的一端有一圆形清洗液出口(4)，(b)一与主体(6)同轴、把主体(6)隔成位于外部的第一空间(15)和位于中部、与喷嘴(5)连通的第二空间(16)的隔壁(9)，(c)形成在隔壁的靠近喷嘴(5)的部位、与第一和第二空间(15)、(16)连通的许多清洗液通道(17)，(d)一同轴布置在第一空间(15)中的电解离子生成件，包括一把第一空间(15)隔成一外侧处理室(202)和一内侧处理室(201)的H+离子交换薄膜(19)、位于H+离子交换薄膜(19)两面上的两极性不同的电极板(23)、(29)以及一与两电极板(23)、(29)连接的DC电源(36)，该电解离子生成件生成原子团激活或电离化纯水，以及(e)一位于第二空间(16)中的超声波发生器，以及在H+离子交换薄膜(19)的内侧处理室(201)生成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祢津茂义，原田康之，柴一彦，
申请(专利权)人：普雷帝克股份有限公司，信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]