Notice: Undefined variable: fterm_desc_sub in /mnt/www/biblio_conv.php on line 353
脱イオン水を炭酸化する装置、システム及び方法
説明

脱イオン水を炭酸化する装置、システム及び方法

半導体デバイスを湿式清浄化するときに採用される装置、システム及び方法が提供される。特に、所望のCO2濃度の脱イオン水を供給することのできるシステム、及び半導体デバイスを湿式清浄化するときに使用するため、所望のCO2濃度の脱イオン水を生成する方法が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
全体として、本発明は、半導体デバイスを湿式清浄化するときに採用される装置、システム及び方法に関する。特に、本発明は、所望のCO2濃度の脱イオン水を供給することのできるシステム、及び半導体デバイスを湿式清浄化するときに使用するため、所望のCO2濃度の脱イオン水を生成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路のようなマイクロエレクトロニクスチップは、半導体材料の比較的大きいウェハから出来ている。この過程は、典型的に、次のものを含む多数の連続的な工程を伴なう。すなわち、エッチマスクをフォトリソグラフィ法により形成する工程と、マスクにより画成された材料の層をエッチングする工程と、フォトリソグラフィックマスクを湿式及び乾式化学的技術の何らかの組み合わせを通じて除去する工程と、材料層を堆積させる工程とである。フォトリソグラフィックマスクは、フォトレジストと呼ばれる重合系材料にて形成される。フォトレジストマスクが除去された後、典型的にリンシング又は湿式清浄化と呼ばれる最終の清浄化工程が実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
半導体デバイスのこのリンシング時に脱イオン(DI)水が使用されることが知られている。デバイスの何らかの金属の腐食及び汚染を防止することが知られている。湿式清浄化をより効率的にするため、二酸化炭素(CO2)及び窒素(N2)のようなガスがDI水と混合されることが多い。炭酸化した脱イオン(DI−CO2)水にてリンシングすることは、デバイスの完全性を維持しつつ、損傷無しの清浄化を許容する電気的に不活性な過程である。
【0004】
これらのガスの性質を制御することは、著しく複雑な設備及び多額のコストを必要とし、このことは、現在の方法の著しく不利益な点である。典型的に、余剰なガスが使用され、このことは、使用されなかったガス、特に、二酸化炭素に関して毒性及び処分上の問題点を引き起こす可能性がある。その結果、これらの過程は費用が掛かり且つ面倒である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
1つの形態において、本発明は、脱イオン水を炭酸化するシステムを特徴とする。該システムは、脱イオン水源と、二酸化炭素ガス源と、コンタクターと、少なくとも1つのセンサと、フィードフォワードループとを含む。コンタクターは、水源及びガス源と流体的に連通している。コンタクターは、炭酸化した脱イオン(DI−CO2)水を生成することができ、また、炭酸化した脱イオン水を排出する出口を有することができる。少なくとも1つのセンサは、炭酸化した脱イオン水のパラメータを測定し得るよう出口と流体的に連通することができる。フィードフォワードループは、コンタクター内にて生成された炭酸化した脱イオン水の伝導率を調節するようセンサと連通することができる。
【0006】
別の形態において、本発明は、炭酸化した脱イオン水を生成する方法を特徴とする。該方法は、脱イオン水及び二酸化炭素ガスをコンタクターに供給する工程を含む。コンタクター内にて生成され且つコンタクターの出口を介して出る炭酸化した脱イオン水のパラメータは、少なくとも1つのセンサにより検知することができる。炭酸化した脱イオン水の伝導率は、検知したパラメータに基づいて制御することができる。炭酸化した脱イオン水の伝導率は、フィードフォワードループにより調節することができる。特定の伝導率を有する炭酸化した脱イオン水はコンタクターから流れるようにすることができる。
【0007】
色々な例において、上述した形態、又は本明細書に記載した方法、システム又はモジュールの任意のものは、次の特徴の1つ以上を含むことができる。幾つかの実施の形態において、システムは、ガス源及びコンタクターと流体的に連通した少なくとも1つの質量流量コントローラ(MFC)を含むことができる。該少なくとも1つの質量流量コントローラは、コンタクターに入る二酸化炭素ガスの量及び流量を制御するため使用することができる。
【0008】
幾つかの実施の形態において、該システムは、少なくとも1つのセンサと、少なくとも1つの質量流量コントローラと連通したフィードバックループを含むことができる。該フィードバックループは、炭酸化した脱イオン水の特定の伝導率を実現し得るよう二酸化炭素ガスの量を調節すべく使用することができる。
【0009】
特定の実施の形態において、該システムは、少なくとも4つの質量流量コントローラを含むことができる。色々な実施の形態において、該システムは、少なくとも3つのセンサを含むことができる。幾つかの実施の形態において、該システムは、少なくとも1つのセンサからパラメータを受け取るプロセッサを含むことができる。パラメータは、炭酸化した脱イオン水の流量、温度、伝導率を含むことができる。特定の実施の形態において、該システムは、脱イオン水源と、コンタクターと、少なくとも1つのセンサと流体的に連通したバイパス装置を含むことができる。
【0010】
色々な実施の形態において、該方法は、少なくとも1つの質量流量コントローラによりコンタクターに入る二酸化炭素ガスの流量及び量を制御する工程を含むことができる。幾つかの実施の形態において、該方法は、炭酸化した脱イオン水の伝導率をフィードバックループにて制御する工程を含むことができる。フィードバックループは、少なくとも1つのセンサと、少なくとも1つの質量流量コントローラと連通することができる。
【0011】
色々な実施の形態において、該方法は、少なくとも4つの質量流量コントローラを調節する工程を含むことができる。幾つかの実施の形態において、該方法は、少なくとも3つのセンサにより検知する工程を含むことができる。特定の実施の形態において、該方法は、炭酸化した脱イオン水の伝導率をバイパス装置にて調節する工程を含むことができる。
【0012】
幾つかの実施の形態において、該方法は、炭酸化した脱イオン水の伝導率をプロセッサが受け取ったパラメータに基づいて調節する工程を含むことができる。特定の実施の形態において、該方法は、脱イオン水をコンタクターに供給する前に、二酸化炭素ガスを脱イオン水と混合させる工程を含むことができる。
【0013】
色々な実施の形態において、コンタクターから出る炭酸化した脱イオン水の伝導率は、約0−52uS/cmの範囲とすることができる。幾つかの実施の形態において、コンタクターから出る炭酸化した脱イオン水の伝導率は、約2−50uS/cmの範囲とすることができる。
【0014】
幾つかの実施の形態において、1つの特定の伝導率から別の伝導率に変化する応答時間は約10分以下とすることができる。色々な実施の形態において、1つの特定の伝導率から別の伝導率に変化する応答時間は約5分以下とすることができる。特定の実施の形態において、この応答時間は、約1分以下とすることができる。色々な実施の形態において、この応答時間は、約10秒以下とすることができる。
【0015】
本発明の1つの有利な点は「泡無しの」DI−CO2水を生成する点である。コンタクターは、余剰な二酸化炭素が未溶解のままとならないように、CO2ガスをDI水と完全に混合させるため大きい表面積を提供することができる。このことは、DI−CO2水内にて泡が形成されるのを防止する。「泡無し」DI水は、半導体デバイスの湿式清浄化の用途にて使用するのに有益であり、それは、この水は、典型的に泡に起因する高又は低酸性度のポケットを解消するからである。生成された「泡無し」DI−CO2水は、清浄化されるデバイスへの損傷を最小にする。
【0016】
DI−CO2水の伝導率は、DI水中の溶解したCO2ガスの濃度に比例する。本発明の有利な点の1つは、本発明はDI−CO2水のCO2濃度を極めて正確に制御する点である。これは、典型的に、システム内のフィードフォワードループ機構によって得られる。フィードフォワードループ機構は、コンタクターから出るDI−CO2水の伝導率、温度及び流量のようなパラメータをコンタクターに入る二酸化炭素ガスの量と調和させることができる。質量流量コントローラ及びフィードバックループ機構は、コンタクターから出るDI−CO2水の伝導率を更に制御することができる。DI水中の二酸化炭素の濃度を変化させる必要があるとき、フィードバック及びフィードフォワードループ機構の結果、応答時間を著しく短縮することもできる。特定の実施の形態において、この応答時間は、1分以下に短縮することができる。この応答時間は、典型的に、DI−CO2水の伝導率を1つの値から例えば、2uS/cmから50uS/cmのような別の値に変化させ且つ戻す時間として測定される。
【0017】
本発明の別の有利な点は、本発明は窒素ガスを不要にし、これにより、システムのコスト、寸法及び複雑さを軽減し、また、DI−CO2水を得るための遥かに簡単な代替策を提供する点である。本発明の更なる有利な点は、コンタクターに入るほぼ全ての二酸化炭素は消費され、これにより使用されなかった余剰のガスの処分又は毒性に関連した問題点を解消する点である。
【0018】
本発明の別の有利な点は、本発明は、DI水の圧力降下を既知のシステム内の80kPa(0.8バール)以上から30kPa(0.3バール)以下に軽減する点である。この圧力の降下は、典型的に、DI水をパージする必要のあるとき、新たなサイクルの開始時に、又は、1つ以上の弁又は調節装置が漏洩又はその他の作動不良を生じる場合、伝導率が突然に且つ予期せずに変化する間に生じる。本発明は、低コストにてより迅速な応答時間でより高い信頼性を許容する。
【0019】
本発明のその他の形態及び有利な点は、その全てが単に一例として本発明の原理を示す以下の図面、詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
上述した本発明の有利な点は、更なる有利な点と共に、添付図面に関して以下の説明を参照することにより一層良く理解することができる。図面は、必ずしも正確な縮尺通りではなく、全体として本発明の原理を示すことに重点を置いたものである。
【図1】DI−CO2水を生成するシステムの第1の実施の形態のブロック図である。
【図2】DI−CO2水を生成するシステムの第2の実施の形態のブロック図である。
【図3】DI−CO2水を生成するシステムの第3の実施の形態のブロック図である。
【図4】DI−CO2水を生成するシステムの1つの実施の形態の詳細なブロック図である。
【図5】DI−CO2水を生成するシステムの別の実施の形態の詳細なブロック図である。
【図6】DI−CO2水を生成するシステムの更に別の実施の形態の詳細なブロック図である。
【図7】コンタクターの1つの実施の形態の断面図である。
【図8】温度及び圧力の異なる値におけるDI水中のCO2ガスの溶解度を示すグラフである。
【図9】DI水1リットル当たりのCO2ガスの注入量対DI−CO2水の伝導率のグラフである。
【図10】DI−CO2水の温度対伝導率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明は、半導体デバイスの湿式清浄化のためDI−CO2水を造る装置、システム及び方法を提供する。全体として、装置、システム及び方法は、静電荷に起因する損傷を防止し又は少なくすると共に、半導体デバイスの湿式清浄化を行なう。1つの形態において、本発明は、DI−CO2水中の二酸化炭素の所望の濃度に関して高レベルで且つ均一な制御を可能にする装置を提供する。別の形態において、装置、システム及び方法は、広範囲の異なるCO2濃度を含むDI−CO2水を生成させるべく使用することができる。例えば、装置、システム及び方法は、低CO2濃度のDI−CO2水(0.154mg/L CO2)及び高CO2濃度のDI−CO2水(1540mg/L)を生成することができる。全体として、本発明の装置、システム及び方法は、余剰なCO2ガス、窒素ガス又は任意のその他のガスをDI−CO2生成のためコンタクターに追加することを不要にし、これにより装置、システム及び方法のコスト、寸法及び複雑さを軽減するものである。装置、システム及び方法にて利用される二酸化炭素ガスの全部ではないにしても、その殆どはDI水中に溶解する。その結果、典型的に、余剰なCO2ガスを使用する従来のシステムに比べて処分及び毒性の問題が少なくなる。
【0022】
図1には、超純粋なDI水を炭酸化する(すなわち、CO2をDI水に追加する)ため使用されるシステムの1つの実施の形態が示されている。該システム101は、典型的に、電力源105と、ガスモジュール110と、コンタクター115と、センサモジュール120とを含む。該システム101は、制御モジュール125を含むこともできる。
【0023】
ガスモジュール110は、CO2及び窒素のような、1つ以上のガス源と接続することができる。ガスモジュール110は、ガスモジュール110に対して出たり入ったりする各ガスの流量及び量を監視し且つ(又は)制御するため複数の可変弁、フィルタ及び質量流量コントローラを含むことができる。ガスは、分離した状態にてガスモジュール110から出ることができ、又は、出る前に、予混合させることができる。ガスモジュール110から出たとき、ガスは、コンタクター115に供給することができる。
【0024】
コンタクター115は、典型的に、少なくとも1つのガス入口と、少なくとも1つのDI水の入口と、余剰なガスを排出するための少なくとも1つの出口と、DI−CO2水を排出するための少なくとも1つの出口とを含む。ガスは、コンタクター115内に噴射し又はパージすることができる。コンタクター115は、所望であれば、加圧し又は減圧することができる。コンタクター115は、典型的に、泡無しのDI−CO2水を生成するのを許容する。
【0025】
DI−CO2水は、コンタクター115から排出し且つ、センサモジュール120を通すことができる。センサモジュール120は、DI−CO2水の複数のパラメータを監視し且つ(又は)制御する複数のセンサを含むことができる。かかるパラメータは、DI−CO2水の流量、伝導率、温度及び圧力を含むことができる。DI−CO2水は、要求されたとき使用できるようセンサモジュール120から排出し、又は必要であれば、システム内に再循環して戻すようにしてもよい。
【0026】
システム101は、センサモジュール120及びガスモジュール110と流体的に連通した制御モジュール125を含むことができる。制御モジュール125は、プロセッサ、キーパッド及びディスプレイを含むようにしてもよい。プロセッサは、例えば、コンピュータのマイクロプロセッサとすることができる。制御モジュールは、システム101内の弁、質量流量コントローラ及びセンサの各々を自動的に制御し且つ(又は)監視することを許容することができる。システム101内の弁、質量流量コントローラ及びセンサの各々は、また、手動にて制御することも可能である。
【0027】
図2には、システム101の別の実施の形態が示されている。システム101は、コンタクター115に加えて、バイパス装置130を含むことができる。バイパス装置130は、装置を通るDI水のパラメータを監視し且つ(又は)制御するため複数の弁及びセンサを含むことができる。弁及びセンサは、手動にて作動させ又は制御モジュール125により制御することができる。バイパス装置130の1つの有利な点は、バイパス装置は多量のDI水がコンタクター115をバイパスし且つ、コンタクター115から排出されるDI−CO2水と混合することを許容する点である。バイパス装置130の別の有利な点は、バイパス装置はDI−CO2水が高伝導率−低流れから低伝導率−高流れに変化し且つその逆に変化するのに必要な応答時間を短縮することができる点である。
【0028】
図3には、システム101の別の実施の形態が示されている。ガスモジュールから出るガスは、コンタクター115に直接入ることができ、又は、コンタクター115に入る前に、DI水と混合させることができる。この実施の形態の1つの有利な点は、DI−CO2水が高伝導率−低流れから低伝導率−高流れに変化し且つその逆に変化するのに必要な応答時間を短縮することができる点である。
【0029】
図4には、超純粋なDI水を炭酸化する(すなわちCO2をDI水に追加する)ため使用される装置の一例としての実施の形態が示されている。装置は、コンタクターB1と流体的に連通したガスモジュールC1を含む。ガスモジュールC1は、2つのガス入口と、可変弁V51−V54、V58、V59と、4つの質量流量コントローラMFC51−MFC54とを含む。ガスモジュールC1は、MFC52−MFC54がV57を介して相互に接続されるフィードバックループ/機構も含む。
【0030】
フィードバックループ/機構は、ガスモジュールC1から出るガスのパラメータを補正することを許容する。例えば、図4に示した実施の形態において、1つ以上のMFCは、それらの当初の流量較正値から僅かに劣化し又は偏倚することがある。これらの偏倚を補正するため、MFCの制御機構を時間外に更新すべくフィードバックループをガスモジュールC1内に含めることができる。
【0031】
MFCは、手動にて又は自動的に調節することができる。MFCは、B1に入る二酸化炭素の全てではないにしてもその殆どはDI水中に溶解し、従って、形成されるDI−CO2水は、「泡無し」となるような程度までガスの流れを制御する。このことは、不良な清浄化特性となるであろう不均一な濃度を防止する。図4には、4つのMFCを有するガスモジュールが示されているが、任意の数のMFCユニットを利用することができる。特定の実施の形態において、ガスモジュールC1内のガスの流れを制御するため、MFCに代えて又はMFCに追加して、その他の流れコントローラ又は濃度計量供給装置を使用することができる。
【0032】
図4に示したように、DI水は、V3を介してコンタクターB1に入ることができ、また、ガスモジュールC1からのガスは、V1及びV2を介して入ることができる。ガスがDI水供給管に入るのを防止するため、ライトバリヤ(light barrier)L3−L5を使用することができる。コンタクターB1内にて、二酸化炭素は、所望のCO2濃度値が実現される迄、DI水と混合させる。DI−CO2水は、出口DI−CO2を通ってB1から除去され、また、ライトバリヤL3、センサFR21及び弁V81を介して出る。センサQ1は、DI−CO2出口と平行に接続されている。すなわち、コンタクターからのDI−CO2水の一部分は、センサQ1、及び弁V89、V62、V80を含む排出管を通って流れることができる。センサモジュールは、センサFR21及びQ1を含む。センサFR21は、流量を監視/制御し、また、センサQ1は、DI−CO2水の温度及び伝導率を監視/制御する。センサQ1、弁89、V62及びV80は、弁V4、V61及びライトバリヤ体L5と共に、コンタクターB1の清浄/排気を許容する制御ループを形成する。Q1、FR21は、また、直接的に、又はフィードフォワードループ/機構を形成する制御モジュールを介して質量流量コントローラMFC51−MFC54と連通することもできる。
【0033】
フィードフォワード機構は、センサQ1、センサFR21にて測定した測定値及び所望のCO2設定値に基づいて、ガスのパラメータを調節することを許容する(例えば、1つ以上のMFCの流量を変化させることにより)。センサQ1は、典型的に、該センサを貫通して流れる水と直接接触した状態に保つことのできる金属電極を保持している。センサモジュール内にて収集された情報は、制御モジュールに伝達されて、ガスモジュールC1から排出されるガスの量を調節する。制御モジュールは、また、コンタクターB1のパージング即ち清浄をも許容する。特定の実施の形態において、制御モジュールは、ガスモジュールC1内にて設定されたパラメータの当初の較正値からの偏倚を調節/補正し得るようフィードバック機構を更に制御する。
【0034】
フィードフォワード機構は、温度、流量及び伝導率のようなパラメータを監視することにより、DI−CO2水中のCO2濃度を制御することができる。例えば、装置の操作者は、制御モジュールを使用してコンピュータ/マイクロプロセッサに、CO2の出口流の濃度又はDI水の伝導率に対する所望のCO2の設定値を入力/選ぶことができる。DI水のより高いCO2濃度は、コンタクターB1内へのより多量のCO2の流量を利用することを要求し、その結果、より酸性度(例えば、pH4.5以下)の溶液となる。DI水のより低いCO2濃度は、より少ないCO2の流量(少ないCO2ガス)を使用し、その結果、より低酸性度(例えば、pH4.6以上)の溶液となる。コンタクターB1からの排出量を制御するため、システムは、フィードフォワード機構を利用することができ、この機構において、排出流の温度、流量及び伝導率の値は測定され且つ、電子的に制御モジュールに送られてガスモジュールC1からの供給CO2の濃度(例えば、流量)を決定することができる。
【0035】
ガスモジュールC1を制御することに加えて、フィードフォワード機構は、また、システムのパージング即ち清浄又は排気に関係することもできる。例えば、始動する間、又はCO2の設定値が劇的に変化してC1からのCO2の供給量が遥かに少なくなるとき、パージ排気口を開放して余剰なガス(例えば、始動時の酸素/空気及び設定点の変化時の余剰なCO2)を排気することができる。コンタクターB1のパージングは、制御システムを通じて自動的に制御することができる。色々な実施の形態において、コンタクターB1のパージは、パージ排気口を開放する操作者によって手動により制御することができる。
【0036】
図5には、DI−CO2水を生成するため使用される装置の別の一例としての実施の形態が示されている。この実施の形態において、ガスモジュールC1は、4つの可変弁V51−V54、4つのMFC、MFC51−MFC54、及び2つのガスフィルタ50、51と流体的に連通した1つのガス入口を含む。図5に示したように、各々が2つのMFCを保持する2つの別個のループを形成し、その結果、2つの別個のガス出口となることができる。2つの別個の出口の各々は、コンタクターに入る前に、ガスをDI水に供給することができる。供給路の各々は、V1a、V1b、V2a、V2b、V5a、V5bのような複数の弁を含むことができる。供給路の各々は、また、M5a、M5b、PR4のような、複数のセンサを含むようにしてもよい。センサは、システムを通って流れるガスの流量又は圧力のようなパラメータを監視し且つ(又は)制御するため使用することができる。特定の実施の形態において、1つの出口は、DI水がコンタクターに入る前に、ガスをDI水中に導き、また、他方の出口は、ガスをコンタクター内に導くことができる。コンタクターに入る前にCO2ガス及びDI水を混合させることの有利な点は、DI−CO2水の1つの伝導率から別の伝導率に変化するための応答時間が短縮される点である。別の有利な点は、DI−CO2水中のCO2の濃度の正確さ及びコンタクターから出るDI−CO2水の伝導率である。ガスモジュールC1内の2つの別個のループは、ガスモジュールC1に対して出たり入ったりするガスのパラメータを一層良く制御することを許容すべく追加的なフィードバック機構を提供する。
【0037】
図6には、超純粋なDI水を炭酸化する(例えば、CO2をDI水に追加する)ため使用される装置の別の一例としての実施の形態が示されている。この実施の形態において、ガスモジュールC1は、窒素及びCO2のような2つの別個のガスに対して使用することのできる2つのガス入口を含む。図6に示したように、可変弁V52−V54、及びMFC、MFC52−MFC54は、ループを形成するよう互いに接続される。別個のガスは、可変弁V51、及びMFC51を介してシステムに入ることができる。2つのガスは、ガスモジュールから出る前に、所望の比率にて混合させることができる。コンタクターB1は、ガスをV4及びV61を介して排出することのできる出口を有している。排出されたガスは、所望であれば、ガスモジュール内に再循環させ又は雰囲気中に排気することができる。
【0038】
コンタクターB1は、図6に示したようなバイパス装置B3を有することができる。バイパス装置B3は、流量、圧力及び液体の液位のようなパラメータを制御し且つ(又は)監視することのできるセンサLAH、L1及びLALを含むことが可能である。センサは、自動的に制御し又は手動にて制御することを許容し得るよう制御モジュールと連通することができる。バイパス装置の有利な点は、多量のDI水が要求されるときに見られる。バイパス装置の別の有利な点は、DI水中の低いCO2濃度が望まれるときに見られる。バイパス装置の更に別の有利な点は、DI−CO2水の伝導率を低容積−高伝導率から高容積−低伝導率に変化させ且つその逆に変化させるときの速度である。
【0039】
バイパス装置B3とは別に、図6に示したように、多量のDI水を弁V31及びセンサFR31を通って伸びる別個の管を介して導くこともできる。このDI水は、コンタクターから出るDI−CO2水と混合させ、システムから出る前、伝導率を所望通りに変化させることができる。
【0040】
約20−80L/分の範囲の多量のDI水がバイパス装置又は別個の管又はこれら2つの組み合わせの何れかを通って流れることができる。幾つかの実施の形態において、多量のDI水の範囲は約32−50L/分の範囲とすることができる。色々な実施の形態において、約40−45L/分のDI水がシステムを通って流れるようにしてもよい。
【0041】
ガスモジュールは、典型的に、ステンレススチールのような金属にて出来ている。弁、MFC及びセンサは、当該技術の当業者に既知であり、また、任意の商業的に利用可能な弁、MFC及びセンサ、調節装置又は監視装置を使用することができる。ガス及び液体は、典型的に、耐食性金属又は金属合金で出来た管又は配管を通って流れる。PTFE、PVDF、PFA、PVC、PP、PE、ECTFE、C−PVC等にて出来た重合系配管又は管も可能な場合、常に使用することができる。
【0042】
図7に示したように、コンタクターは、典型的に、高圧力に耐えることのできる容器又は室である。これは、ガラス又は石英、金属にて又はステンレススチール、黄銅のような金属合金にて又はPTFE、PVDF、PFA、PVC、PP、PE、ECTFE、C−PVC等のようなポリマーにて出来たものとすることができる。幾つかの実施の形態において、コンタクターは、上述した材料の1つ以上の組み合わせにて出来ている。
【0043】
1つの好ましいコンタクターは、コラムのような形状とされ、また、容積当たりの表面積の大きい「タワーパッキング」にて充填されている。上述したポリマーにて出来たファイバは、タワーパッキングに対して使用することができる。大きい表面積は、二酸化炭素とDI水との混合率を向上させる。
【0044】
制御モジュール125は、図8−図10に示したように、ガスモジュール110からの供給CO2の流量を特定の温度、DI−CO2水の排出流量及び伝導率と関係付ける保存したデータを含むことができる。図8は、異なる温度及び圧力に対するDI水中のCO2の溶解性を示し、また図9は、広範囲のガスの添加量の範囲に対する2−60μS/cmの特定の伝導率の範囲を示す。図10は、異なる温度における炭酸化した水の伝導率間の相関関係を示す。特定の実施の形態において、制御モジュール125は、保存されたデータ、温度、伝導率、流量及び制御モジュール125内に電子的に送られ又は入力した設定値から所望の供給CO2の流量を確認することができる。その他の実施の形態において、制御モジュール125は、電子的に送り又は入力した値と組み合わさって、保存されたデータから供給CO2の流量を計算し/外挿することができる。特定の実施の形態において、制御モジュールは、ガスモジュール110を自動的に調節するため電子信号を送る。色々な実施の形態において、制御モジュール125により計算された値を使用してシステム101に対して出たり入ったりするガス及びDI水のパラメータを手動にて調節することができる。
【0045】
図4に示した実施の形態において、伝導率の測定値Q1は、排出口へのバイパス管にて測定する。全体として、測定値は、伝導率センサQ1を形成する電極からの金属汚染物のため、排出口へのバイパス管にて測定される。その他の実施の形態において、DI-CO2出口にてインラインで直接、汚染物無しの測定を行なうことが可能である。その測定は、特殊な電極にて又は無接触式の方法にて行なうことができる。
【0046】
特定の実施の形態において、DI水入口における追加の圧力調節装置は、濃度を更に安定化させ、従って、接続した器具にて使用されるときの有利な効果を増すことにつながる。従って、CO2ガスの噴射を2つ以上の管に分離することは、特定のDI−CO2水の生成方法にて有益なものとなる。例えば、CO2を稀釈するため使用される少量の規定されたガスは、ガス入口における泡に起因する伝導率の変動を避けるため、低伝導率であることが好ましい。色々な実施の形態において、DI水の流れの測定は、水の入口にて行なうこともできる。
【0047】
1つの実施の形態において、ガスの制御は、質量流量コントローラによって実現される。図9に示したように、伝導率と濃度との調和した関係のため、かかる特徴を有する制御要素であることが好ましいであろう。別の実施の形態において、流れ絞り弁が切換えられ、また、圧力が制御された機構又はPWM(パルス幅変調)制御弁を有する形態を採用することができる。極めて低伝導率の範囲に対して、1つのオプションは、CO2を多量に含むよう既に制御された水を噴射することである。
【0048】
本発明により生成されたDI−CO2水は、半導体デバイスを電気的に不活性な雰囲気にて清浄化する損傷無しの過程を提供する。溶解したCO2は、DI水の抵抗性を表面電荷を防止するレベルまで低下させる。CO2は、また、DI水を酸性化し且つ、ゼータ電位を増大させる。DI−CO2水は、脆弱な半導体デバイスの完全性を保護することを許容する。例えば、DI−CO2水は、汚染物質を溶解させ、酸化し、エッチングさせ且つシリコンウェハの表面から擦り落すため使用することができる。DI−CO2水は、湿式清浄化工程の間、金属の腐食も防止する。DI−CO2水は、商業的に利用可能な湿式清浄化装置又は器具内にて、1つの構成要素又は別個の供給システムとして使用することもできる。
【0049】
本明細書に記載した形態の変更例、改変例及びその他の具体例は、本発明の思想及び範囲から逸脱せずに、当該技術の当業者に案出されるであろう。従って、本発明は、上述した一例としての説明にのみ限定されるものではない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
脱イオン水を炭酸化するシステムにおいて、
a)脱イオン水源と、
b)二酸化炭素ガス源と、
c)前記水源及び前記ガス源と流体的に連通するコンタクターであって、炭酸化した脱イオン水を生成し、また、前記炭酸化した脱イオン水を排出する出口を有する前記コンタクターと、
d)前記炭酸化した脱イオン水のパラメータを測定し得るよう前記出口と流体的に連通した少なくとも1つのセンサと、
e)前記コンタクター内にて生成された前記炭酸化した脱イオン水の伝導率を調節するよう前記センサと連通したフィードフォワードループとを備える、脱イオン水を炭酸化するシステム。
【請求項2】
請求項1に記載のシステムにおいて、
前記ガス源及び前記コンタクターと流体的に連通した少なくとも1つの質量流量コントローラと、コンタクターであって、該コンタクターに入る二酸化炭素ガスの量及び流量を制御する前記コンタクターとを更に備える、システム。
【請求項3】
請求項2に記載のシステムにおいて、
前記少なくとも1つのセンサと、前記少なくとも1つの質量流量コントローラと連通し、前記炭酸化した脱イオン水の特定の伝導率を実現し得るよう二酸化炭素ガスの量を調節するフィードバックループを更に備える、システム。
【請求項4】
請求項2に記載のシステムにおいて、少なくとも4つの質量流量コントローラを更に備える、システム。
【請求項5】
請求項1に記載のシステムにおいて、少なくとも3つのセンサを更に備える、システム。
【請求項6】
請求項1に記載のシステムにおいて、前記少なくとも1つのセンサから前記パラメータを受け取るプロセッサを更に備える、システム。
【請求項7】
請求項1に記載のシステムにおいて、前記パラメータは、前記炭酸化した脱イオン水の流量、温度、伝導率を含む、システム。
【請求項8】
請求項1に記載のシステムにおいて、前記脱イオン水源と、前記コンタクターと、前記少なくとも1つのセンサと流体的に連通したバイパス装置を更に備える、システム。
【請求項9】
炭酸化した脱イオン水を生成する方法において、
a)脱イオン水をコンタクターに供給する工程と、
b)二酸化炭素ガスを前記コンタクターに供給する工程と、
c)該コンタクター内にて生成され且つコンタクターの出口を介して出る前記炭酸化した脱イオン水のパラメータを少なくとも1つのセンサにより検知する工程と、
d)該炭酸化した脱イオン水の伝導率を前記検知したパラメータに基づいて制御する工程と、
e)該炭酸化した脱イオン水の伝導率をフィードフォワードループにより調節する工程と、
f)特定の伝導率を有する該炭酸化した脱イオン水がコンタクターから流れるようにする工程とを備える、炭酸化した脱イオン水を生成する方法。
【請求項10】
請求項9に記載の方法において、
少なくとも1つの質量流量コントローラにより前記コンタクターに入る二酸化炭素ガスの流量及び量を制御する工程を更に備える、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法において、前記炭酸化した脱イオン水の前記伝導率を前記少なくとも1つのセンサと、前記少なくとも1つの質量流量コントローラと連通したフィードバックループにて制御する工程を更に備える、方法。
【請求項12】
請求項10に記載の方法において、少なくとも4つの質量流量コントローラを更に備える、方法。
【請求項13】
請求項9に記載の方法において、少なくとも3つのセンサを更に備える、方法。
【請求項14】
請求項9に記載の方法において、前記炭酸化した脱イオン水の前記伝導率をバイパス装置にて調節する工程を更に備える、方法。
【請求項15】
請求項9に記載の方法において、前記炭酸化した脱イオン水の前記伝導率をプロセッサが受け取った前記パラメータに基づいて調節する工程を更に備える、方法。
【請求項16】
請求項9に記載の方法において、前記脱イオン水を前記コンタクターに供給する前に、二酸化炭素ガスを前記脱イオン水と混合させる工程を更に備える、方法。
【請求項17】
請求項9に記載の方法において、前記コンタクターから出る前記炭酸化した脱イオン水の前記伝導率は約2−50uS/cmの範囲である、方法。
【請求項18】
請求項9に記載の方法において、1つの特定の伝導率から別の伝導率に変化する応答時間は約5分以下である、方法。
【請求項19】
請求項18に記載の方法において、前記応答時間は、約1分以下である、方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公表番号】特表2010−506725(P2010−506725A)
【公表日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−533502(P2009−533502)
【出願日】平成19年10月17日(2007.10.17)
【国際出願番号】PCT/US2007/081633
【国際公開番号】WO2008/049001
【国際公開日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【出願人】(592053963)エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド (114)
【氏名又は名称原語表記】MKS INSTRUMENTS,INCORPORATED
【Fターム(参考)】