高浓度臭氧超净水制备及在硅片清洗中的应用

利用自主研发强电离放电的臭氧超净水产生系统,采用强电场电离放电把氧激发、电离,电离离解成O,O-,O+,O(1D)和O2(a1Δg)等活性粒子,它们进一步反应形成高浓度气态O3,再用强激励方法把气态O3高效率溶于超净水中形成高浓度臭氧超净水。实验结果表明,当强电离放电电场强度为96 k V/cm,放电功率为800 W,形成高浓度臭氧超净水反应时间为30 min时,臭氧超净水质量浓度达到34.2 mg/L,去除Fe,Cu和Al颗粒物效率达到90%以上,满足硅片清洗的要求,为硅片清洗提供了一种形成高浓度臭氧超净水新方法。

用于硅片清洗高浓度臭氧水产生设备研制

由于高浓度臭氧水的氧化电位高达2.07 V、反应速率常数高达2.2×106 L/(mol·s),因而臭氧水具有无选择性快速(几秒钟)氧化分解有机污染;并能在几分钟时间内完成硅片清洗、光刻、刻蚀和成膜。采用强电场电离放电把氧离解成高浓度O3,再用强激励溶解方法把高浓度臭氧溶解于水中形成高浓度臭氧水,臭氧水浓度达到34.2 mg/L,满足了硅片清洗所要求的浓度≥30 mg/L。分别阐述了强电离放电规模制取高浓度臭氧水溶液方法;强激励溶解高浓度臭氧的理论基础;形成臭氧水溶液的工艺系统及其应用举例。

面向硅片清洗技术的高浓度臭氧产生装置

近来特大规模集成电路研发与生产的快速进展,硅片表面清洗至关重要。因此大连海事大学环境工程研究所采用强电离放电方法(折合电场强度达到380 Td,电子具有平均能量达到9 eV)研发成功国内首台具有知识产权dhO3g型系列高浓度臭氧产生器,其臭氧浓度达到240 mg/L。该装置具有自动化水平高,能耗低、体积小、高性价比等特点,并阐述了该装置的技术先进性及其技术指标。

制取高浓度臭氧超净水方法及其设备

采用超窄间隙介质阻挡电离放电方法将氧离解、电离、电离离解成低温氧等离子体,其中O^-和O_2(a^1Δg)等活性粒子在电场中反应生成高浓度臭氧O_3,臭氧浓度达到286 mg/L。臭氧产生设备输出高浓度臭氧输送给气液溶解混合装置,将高浓度臭氧强激励溶解于超净水中形成高浓度臭氧超净水,仅用3 min其浓度达到54.6 mg/L。所形成高浓度超净臭氧水将把硅片表面颗粒物、金属离子、粘附有机物、自然氧化膜等消除掉。解决硅片表面存在的质量技术问题。