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公開番号2024084087
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-24
出願番号2022212626
出願日2022-12-12
発明の名称高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置
出願人個人
代理人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240617BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】マイクロデバイスの洗浄水として、過飽和を大幅に超えたガス濃度で制御し、高濃度でUFBのみを含んだ過飽和気泡水を用いた製造装置が要請されていた。
【解決手段】高濃度過飽和気泡水生成部は、原水OW2を貯留し被洗浄物8を浸漬する処理槽9と、前記原水OW2に溶解させるガスを供給するガス供給部21と、前記ガスを撹拌するガス混合昇圧ポンプ22と、液滴化して噴霧しガスの溶解を加速しガス濃縮水CW2を生成する加圧溶解槽23と、前記ガス濃縮水CW2を前記処理槽9に貯留する際に通過させるFBを発生させる処理部吐出ノズル7を有する。前記処理槽9は、被洗浄物8を浸漬し処理部吐出ノズル7を底面に配する内槽9aと、内槽9aより溢れ出た洗浄水を受け濃縮水補充ライン13と循環ライン210を配する外槽9bを有することを特徴とした高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
高濃度過飽和気泡水生成部は、被洗浄物を浸漬する処理槽と、ガス供給部と、ガス混合昇圧ポンプと、前記ガスの溶解を加速する加圧溶解槽と、微細気泡を発生させる処理部吐出ノズルを有し、前記処理槽は、前記処理部吐出ノズルを底面に配する内槽と、前記内槽より溢れた洗浄水を受け、濃縮水補充ラインと循環ラインを配する外槽を有する高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記処理部吐出ノズルは、ファインバブルを発生させることを特徴とする請求項１に記載された高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置。
【請求項３】
前記処理槽は、前記ガス混合昇圧ポンプの１分間当りの流量に対して０．２倍から１０倍の容量とすることを特徴とする請求項１に記載された高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一の請求高に記載された高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置は、前記処理槽から循環させる前記循環ラインを外槽の底部に配することを特徴とする処理装置。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか一の請求高に記載された高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置は、前記処理槽から循環させる前記循環ラインを外槽の底面に配することを特徴とする処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載された高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置は、洗浄水の補充に前記濃縮水補充ラインより高濃度過飽和気泡水とし、第二高濃度過飽和気泡水生成装置を有する。
前記第二高濃度過飽和気泡水生成装置は、バッファ槽と、ガス供給部と、ガス混合昇圧ポンプと、加圧溶解槽と、微細気泡発生ノズルを有し、
前記第二高濃度過飽和気泡水生成装置の前記加圧溶解槽と前記バッファ槽の途中に配置する分岐バルブから補充することを特徴とする第二高濃度過飽和気泡水生成装置を配した高濃度過飽気泡水生成部を備えた処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
高濃度過飽和気泡水生成部を備えた処理装置
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶といった電子デバイスでは、さまざまな種類の洗浄が行われているが、最終段階は水による洗浄が行われる場合が多い。微細化の進んだ電子デバイスでは、被洗浄物が非常に細かな形成物である上に、除去したいものが数十ｎｍ粒子などの付着物もあるので、細部まで洗浄するのは容易でない。形成物が銅などの金属材料で作られている場合は、酸化や腐食などにより形状を変えることなく付着物を除去する必要があり、洗浄水中の溶存ガスも制御することが必要となる。
【０００３】
異物除去能力を上げるために微細気泡水を用いる方法も提案されている。マイクロバブルは比較的短期間で消滅するが、消滅の際に破裂によって被洗浄物の表面の比較的大きな汚れを落とすことができる。一方、ナノサイズの気泡（ウルトラファインバブル：ＵＦＢ）は消滅までの期間は長いものの、存在することのみで容易に大きな汚れを落とすことはできない。
特許文献１（ＷＯ２０２０／０７５８４４号）では、ＵＦＢ含有の洗浄液を生成し、被洗浄物の近傍で衝突処理体に衝突させ、その際にマイクロバルブを生成し、被洗浄物を洗浄する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２（特許第４５８１５５６号）は加圧溶解法の微細気泡発生装置であり、お風呂での温浴効果を高めることを目的に開発された。ノズルから吐出された白濁化した気泡水は、マイクロバブルやＵＦＢが混在した状態（ファインバブル：ＦＢ）で、被洗浄物に付着するとされる数十μｍ以上の大きなマイクロバブルも存在し、全ての気泡を含む水で無作為に洗浄すると被洗浄物に付着する気泡により薬液成分の置換や異物の除去を阻害する。
【０００５】
また、ＵＦＢだけとするために生成動作を停止してマイクロバブルが消滅した後の洗浄水は、停止後から溶存ガス量もＵＦＢの気泡濃度も低下が進み、被洗浄物の洗浄効果が十分に得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０２０／０７５８４４号
特許第４５８１５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体や液晶のデバイスは、製造過程において酸化を極度に忌避する材料が使われる場合もある。例えば、銅は酸化銅の溶解が容易であるため、酸化を抑制するため洗浄水中の溶存酸素を除くことが要求される。また、表面が疎水化している材料は水洗から乾燥の過程で再付着する異物を防止するために、表面を親水状態にする必要があり、酸化力を高めた洗浄水を要求される。
【０００８】
最近の電子デバイスは、構成するパターンが更に微細化が進んでいる上に、多種多様な材料の採用が進み更に複雑な製造工程となっている。サブミクロンからナノサイズのパターン構造となり、アスペクト比も高く３次元化した細部まで付着した異物や薬液を速やかに取り除くと同時にパターンを傷つけない必要がある。異物を取り除く物理力を加えて、パターン崩れを抑制するためにパターンに加わる力を分散させて、薬液置換を速やかに進めるにはデバイス構造部に付着する異物や気泡は速やかに取り除く必要があり、両立させることは容易ではない。
【０００９】
異物の再付着を防止し、パターン崩れを抑制する方法として、リンス水をアルカリ性側に誘導した上で水素を溶解するアルカリ水素機能水を用いる方法や、細かな液滴にして吐出する（２流体ノズル）方法や、メガヘルツを超える高周波の超音波を印加する方法がある。微細化の進んだデバイスではパターン崩れと異物の除去の両立が十分でない。デバイスを槽に浸漬して洗浄するバス式は高周波の超音波を用いる方法があるが、超音波振動子からの距離で音波の強弱が発生して、基板全体の異物を均一に除去することができない。
【００１０】
更に、マイクロバブルを使用する方法も提案され、切削加工後の部品洗浄では有機溶剤と超音波の組合せで洗浄効果の向上が報告されている。サブミクロンからナノサイズのパターンを持つデバイスでは、十数μｍを超えるマイクロバブルがパターン開口部へ吸着して洗浄効果を低下させる可能性があり、吸着しない大きさの気泡に分級すると同時に吸着しない工夫が必要である。吸着した気泡を取除くために洗浄水の流速を上げるが、被洗浄物を浸漬する場合、表面近傍では抵抗となりミクロに視点では流速が上がらない上に、流速を上げると被洗浄物が浮上する問題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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