CN1084525C - 清洗装置和清洗方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

清洗装置和清洗方法
本发明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清洗装置和清洗方法，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清洗装置和清洗方法。
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(RCA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，在上述公告所述发明中，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。
本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明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，该电解离子生成件包括一把该清洗液喷射装置隔成一外部和一中央部的H+离子交换薄膜、位于H+离子交换薄膜两边且极性不同的电极板以及与电极板连接的一DC电源。
本发明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。
本发明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的DC电源，该电解离子生成件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。
本发明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)一长方形主体，包括：一喷嘴孔，该喷嘴孔的底面上有一细长形清洗液出口；一与喷嘴孔连通的细长形处理室，
(b)一电解离子生成件，包括一把主体中的处理室隔成沿纵向与喷嘴孔连通的内侧和外侧处理室的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细长形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
(c)一布置在主体顶面上、把超声波传播到喷嘴中的清洗液的超声波发生器，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送到喷嘴孔后由超声波发生器生成的超声波从喷嘴孔的细长形出口以带状喷射到基片上。
本发明的清洗方法为使用一清洗装置清洗一基片的一种清洗方法，该清洗装置包括：
夹持该基片的基片夹持装置；以及
清洗液喷射装置，包括一电解离子生成件，该电解离子生成件包括一隔出一外侧处理室和一中央处理室的H+离子交换薄膜和H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板，
其中，
在把一DC电压加到两极性不同的电极板上的同时把纯水送到外侧和中央处理室，然后把中央处理室中由原子团激活或电离化纯水生成的清洗液喷射到基片上而清洗基片。
本发明的另一种清洗方法为使用一清洗装置清洗一基片的清洗方法，该清洗装置包括：
夹持该基片的基片夹持装置；以及
清洗液喷射装置，包括一超声波发生器和一电解离子生成件，该电解离子生成件包括一隔出一外侧处理室和一中央处理室的H+离子交换薄膜和H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板，
其中，
在把一DC电源加到两极性不同的电极板上的同时把纯水送到外侧和中央处理室，同时超声波从超声波发生器传播到在中央处理室中流动的纯水，然后把由原子团激活或电离化纯水生成的清洗液由超声波携带着喷身到基片上而清洗基片。
本发明的其他目的和优点由下述说明给出，其一部分可从该说明显然看出或可从对本发明的实施中看出。本发明的目的和优点可由后附权利要求书特别指出的各手段和组合实现。
作为本说明书一部分的附图示出本发明各优选实施例并与上述概述和下述对优选实施例的详述一起用来解释本发明的原理。
图1为本发明清洗装置的立体图；
图2A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图；
图2B为沿图2A中B-B线剖取的剖面图；
图3为图1中圆筒形清洗液喷射器的分解图；
图4A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图；
图4B为沿图4A中B-B线剖取的剖面图；
图4C为沿图4B中C-C线剖取的剖面图；
图5A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图；
图5B为沿图5A中B-B线剖取的剖面图；
图6为图1清洗液喷射器及其***装置的示意图；
图7为本发明另一清洗装置的剖面图；
图8为本发明又一清洗装置的立体图；
图9为图8中条形清洗液喷射器的正视图；
图10为图8中条形清洗液喷射器的俯视图；
图11为图8中条形清洗液喷射器的仰视图；
图12为沿图9中XII-XII线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图；
图13为沿图12中XIII-XIII线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图；以及
图14为沿图12中XIV-XIV线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图。
下面结合图1-6说明本发明一种清洗装置。
图1为该清洗装置的立体图。图2A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图。图2B为沿图2A中B-B线(沿一供电部件)剖取的剖面图。图3为图2B中圆筒形清洗液喷射器的分解图。图4A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图。图4B为沿图4A中B-B线(沿一把水送到外侧处理室的部件)剖取的剖面图。图4C为沿图4B中C-C线剖取的剖面图。图5A为图1中圆筒形清洗液喷射器的俯视图。图5B为沿图5A中B-B线(沿一把水送到内侧处理室的部件)剖取的剖面图。图6为图1清洗液喷射器及其***装置的示意图。
用一基片夹持件(未示出)夹持比方说一待清洗的基片(例如半导体晶片)1的边缘。一圆筒形清洗液喷射器2把清洗液3喷射到半导体晶片1上。清洗液喷射器2用一与从该喷射器2的圆周面上伸出的把手18连接的驱动机构(未示出)沿X和Y方向移动。
圆筒形清洗液喷射器2包括一具有一喷嘴5的圆筒形主体6，该主体的底面上有一清洗液出口4。该主体6包括一顶端密封圆筒7、一底端密封圆筒(隔壁)9、一喷嘴孔10、一固定圈13和一环形螺母14。底端密封圆筒9同轴地套在顶端密封圆筒7中，其底端有一环形凸缘8。喷嘴孔10穿过隔壁9的底端密封部。固定圈13经一环形密封抵靠圆筒7的底端，经一O形环12抵靠凸缘8的外圆周面。环形螺母14旋紧在圆筒7的底端的外圆周面上而把盖13固定到圆筒7和隔壁9上。
喷嘴5与隔壁9的凸缘8的内圆周面螺纹连接而与喷嘴孔10连通。圆筒形隔壁9与圆筒7的内表面之间形成第一圆筒形空间15。隔壁9内部形成经喷嘴孔10与喷嘴5连通的第二空间16。一下文说明的超声波发生器位于第二空间16中。如图4C所示，圆筒形隔壁9的底端密封部上有许多与第一和第二空间15和16连通的清洗液通道17。
一圆筒形H+离子交换薄膜19与圆筒形隔壁9同轴地位于圆筒形主体6的第一空间15中。该隔壁9把第一空间15分成圆筒形内侧处理室201和圆筒形外侧处理室202。H+离子交换薄膜19的顶端经一环形密封21***在圆筒7的顶端密封部中。H+离子交换薄膜19的底端经一环形密封22***在圆筒7的固定圈13中。
如图2A、2B和3所示，一由其上有许多孔的多孔板制成的圆筒形内侧电极23紧贴在H+离子交换薄膜19的内侧处理室201一侧的表面上。该内侧电极23用铂-氧化铂或涂铂钛或钽制成。其上套有一绝缘管的内侧内部接头24的一端与内侧电极23连接。这一内侧内部接头24经圆筒7的顶端密封部伸出到外部。该内侧内部接头24***在一用绝缘材料制成的电缆连接件25中。该电缆连接件25与圆筒7的内侧内部接头24从中伸出的顶端密封部螺纹连接。其上套有一绝缘管的一内侧外部电缆26***在电缆连接件25中，内侧外部电缆26端部上的芯线与内侧内部接头24连接。一帽27与电缆连接件25的顶部螺纹连接。一套在内侧外部电缆26上的楔子28使内侧外部电缆26紧套在电缆连接件25中。
如图2A、2B和3所示，一由其上有许多孔的多孔板制成的圆筒形外侧电极29紧贴在H+离子交换薄膜19的外侧处理室202一侧的表面上。该外侧电极29用铂-氧化铂或涂铂钛或钽制成。其上套有一绝缘管的外侧内部接头30的一端经一沿外侧电极29的高度方向连接的带状接头板31与外侧电极29连接。这一外侧内部接头24经圆筒7的顶端密封部伸出到外部。该外侧内部接头30***在一用绝缘材料制成的电缆连接件32中。该电缆连接件32与圆筒7的内部接头30从中伸出的顶端密封部螺纹连接。其上套有一绝缘管的一外侧外部电缆33***在电缆连接件32中，外侧外部电缆33端部上的芯线与外侧内部接头30连接。一帽34与电缆连接件32的顶部螺纹连接。一套在外侧外部电缆33上的楔子35使外侧外部电缆33紧套在电缆连接件32中。
如图6所示，内侧和外侧外部电缆26和33与一DC电源36连接。一电解处理水排放管37连接到圆筒7的圆周面的底部而把外侧处理室202中的处理水排放到外部。
H+离子交换薄膜19、内侧处理室201、内侧电极23、外侧处理室202、外侧电极29和DC电源36构成一电解离子生成件。
如图4A-4C所示，其纵向上有许多喷射孔38的一内侧纯水供应喷嘴39***在一形成在圆筒形隔壁9的外圆周壁上的肋40中。纯水出口41在肋40中正对喷射孔38。即，内侧纯水供应喷嘴39中的水经喷射孔38和纯水出口41引入圆筒形主体6的内侧处理室201中。内侧纯水供应喷嘴39穿过圆筒7的顶端密封部后***一***在该顶端密封部中的管连接件42中。一内侧纯水供应管43与管连接件42中的喷嘴39连接而由一与管连接件42螺纹连接的帽44和一***在帽44与供水管43之间的弹簧管45固定。
圆筒7的顶端密封部中在与内侧纯水供应管43***部相对的一边有一垂直穿过圆筒7的中央部的内侧排气孔46。一管连接件47***圆筒7的顶端密封部中而与排气孔46连通。一内侧排气管48***在管连接件47中而由一与管连接件47螺纹连接的帽49和一***在帽49与排气管48之间的弹簧管50固定。
如图6所示，纯水从纯水源51送到内侧纯水供应管43，该内侧纯水供应管43的中途有一内侧纯水流率控制阀52。排气管48的中途有一流率控制阀48。由于内侧纯水供应管43的中途和排气管48的中途有流率控制阀52和48，因此调节这些阀从而调节内侧处理室201中的压力平衡就能抑制从排气管48与气体一起排放的电解处理液(清洗液)。当由电解处理在内侧处理室201中生成OH-离子时，从排放管48与电解处理液一起排放的气体主要为氧气。因此，所排放的氧气无需处理而可直接排放。
如图5A和5B所示，一外侧纯水供应孔54垂直穿过圆筒7的顶端密封部。一管连接件55***圆筒7的顶端密封部中而与该供水孔54连通。一外侧纯水供应管56***在管连接件55中而由一与管连接件55螺纹连接的帽57和一***在帽57与供水管56之间的弹簧管58固定。
圆筒7的顶端密封部中在与外侧纯水供应管56***部相对的一边有一垂直穿过圆筒7的中央部的外侧排气孔59。一管连接件60***圆筒7的顶端密封部中而与排气孔59连通。一外侧排气管61***在管连接件60中而由一与管连接件60螺纹连接的帽62和一***在帽62与排气管61之间的弹簧管63固定。
如图6所示，纯水从纯水源51送到外侧纯水供应管56，该外侧纯水供应管56的中途有一外侧纯水流率控制阀64。该外侧排气管61与一气体-液体分离器65连接。该气体-液体分离器65与一其中含有氢气处理触媒的处理塔66连接。
当图6所示状态、即DC电源36的正负极分别与内侧和外侧电极23和29连接的状态(在此状态内侧处理室201中生成H+离子而外侧处理室202中生成OH-离子)转换成正负极分别与外侧和内侧电极29和23连接的状态(在此状态内侧处理室201中生成OH-离子而外侧处理室202中生成H+离子)时内侧排气管48如图6中虚线所示与气体-液体分离器65连接。另一方面，从排放管61与电解处理液一起排放的气体主要为氧气。因此，所排放的氧气无需处理而可直接排放。
一夹持盘形振动器67的环形夹持件68在圆筒形主体6中的第二空间16的内底部上紧抵隔壁9。一圆筒形保护件69和一绝缘引导圆筒70在第二空间16中分别放置在环形夹持件68上。其间***有一弹簧71的两盘形供电接头72a和72b套在绝缘引导圆筒70中。一盘形引导件73在第二空间16中经一O形环74放置的圆筒形保护件69上。一环形盖75与圆筒7的顶端密封部的中央的一孔76螺纹连接。一供电电缆77的端部经环形盖75和盘形引导件73与顶部的供电接头72b连接。供电电缆77用一与环形盖75螺纹连接的圆筒形连接件78固定。振动器67、供电接头72a和72b、供电电缆77构成一超声波发生器。此外，供电电缆77如图6所示与一RF振荡器79连接。
下面说明用图1-6所示清洗装置清洗一基片的一种方法。
1-1)首先如图1所示，用基片夹持件(未示出)夹持待清洗基片(例如一半导体晶片)1。
1-2)如图4A-4c和图6所示，纯水源51把纯水经内侧纯水供应管43送到***圆筒形主体6的隔壁9中的纯水供应喷嘴39。该纯水经纯水供应喷嘴39的喷射孔38和在隔壁9中开口的纯水出口41引入由H+离子交换薄膜19和隔壁9隔成的内侧处理室201。纯水沿紧贴在圆筒形离子交换薄膜19上的圆筒形内侧电极23向下流入内侧处理室201后经形成在隔壁9上的清洗液通道17向外流入隔壁9的中央的喷嘴孔10。
同时，如图5A、5B和图6所示，纯水源51把纯水送到外侧纯水供应管56。该纯水经在圆筒形主体6的顶端密封部开口从而与纯水供应管56连通的外侧纯水供应孔54引入由圆筒形H+离子交换薄膜19和圆筒7隔成的外侧处理室202。纯水沿紧贴在圆筒形离子交换薄膜19上的圆筒形外侧电极29向下流入外侧处理室202后从连接到圆筒形主体6的底部的电解处理液排放管37排放到外部。
1-3)在纯水如此送到内侧处理室201和外侧处理室202的同时，如图6所示，DC电源36的正极经内侧外部电缆26和内侧内部接头与紧贴在H+离子交换薄膜19在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接。另一方面，负极经外侧内部接头30和带状接头板31与紧贴在H+离子交换薄膜19在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把预定电压和电流供应给如此连接的电极23和29。因此正电极(内侧电极)23上发生电解反应 ，从而在内侧处理室201中生成H+。这一富H+溶液从内侧处理室201经隔壁9上的清洗液通道17向外流入喷嘴孔10。该溶液流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4喷射。
在外侧处理室202中生成的富OH-溶液如上所述从电解处理液排放管37排放到外部。
当在圆筒形主体8中电解处理纯水时，在内侧处理室201中释放与H+一起生成的氧气(O2)。如图4B所示，在内侧处理室201中释放的氧气与富H+溶液一起经在圆筒7的顶端密封部开口的内侧排气孔46、管连接件47和内侧排气管48排出到外部。如图6所示，调节位于内侧纯水供应管43和排气管48中途的流率控制阀52和43从而调节内侧处理室201中的压力平衡就能抑制从排气管48排放的气体和富H+溶液(清洗液)。
此外，当在圆筒形主体8中电解处理纯水时，在外侧处理室202中释放与OH-一起生成的氢气(H2)。如图5B所示，在外侧处理室202中释放的氢气与富OH-溶液一起经在圆筒7的顶端密封部开口的外侧排气孔59、管连接件60和外侧排气管61排出。由于排出的溶液中含有危险的氢气，因此如图6所示该溶液排放到气体-液体分离器65。由气体-液体分离器分离的氢气流过含有氢气处理媒触的处理塔后安全排放。
1-4)当内侧处理室201中富H+溶液的生产稳定后，用与把手18连接的移动机构(未示出)如图1所示把圆筒形清洗液喷射器2移动到半导体晶片1上方一位置。同时，在沿X和Y方向移动喷射器2的同时把富H+溶液(清洗液)从清洗液喷射器2的喷嘴5中的出口4喷射到半导体晶片1上从而在半导体晶片1的整个表面上进行酸性清洗(相当于SC-2清洗)。
下面说明转换DC电源36与内侧和外侧电极23和29之间的连接而进行清洗。
2-1)在按上述步骤1-1)和1-2)把纯水送到内侧和外侧处理室201和202的同时，把DC电源36的负极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接。另一方面，正极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把预定电压和电流供应给如此连接的电极23和29。因此负电极(内侧电极)23上发生电解反应 ，从而在内侧处理室201中生成OH-。如图4B所示，这一富OH-溶液从内侧处理室201经隔壁9上的清洗液通道17向外流入隔壁9的中央的喷嘴孔10。该溶液流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4喷射。
在外侧处理室202中生成的富H+溶液如上所述从电解处理液排放管37排放到外部。而且，在圆筒形主体6中进行纯水电解处理时，内侧处理室201中还生成氢气。该氢气流过内侧排气孔46、管连接件47、内侧排气管48和图6中虚线所示管道而经气体-液体分离器65和处理塔66安全排出。此外，在外侧处理室202中还生成的氧气与富H+溶液一起经外侧排气孔59、管连接件60和外侧排气管61排出。
2-2)当内侧处理室201中富OH-溶液的生产稳定后，用与把手18连接的移动机构(未示出)如图1所示把圆筒形清洗液喷射器2移动到半导体晶片1上方一位置。同时，在沿X和Y方向移动喷射器2的同时把富OH-溶液(清洗液)从清洗液喷射器2的喷嘴5中的出口4喷射到半导体晶片1上从而在半导体晶片1的整个表面上进行碱性清洗(相当于SC-1清洗)。与使用化学溶液的现有清洗不同，在这一碱性清洗中使用的是纯水。因此对半导体晶片的腐蚀极小。从而可防止在晶片1上生成起因于晶体的粒子(COPs)。
在上述酸性和碱性清洗中，加到内侧和外侧电极23和29上的电压与电流之间的关系决定于两电极之间的距离、电极的面积以及H+离子交换薄膜19的特征值和厚度。因此，这些数值的范围无法确定。若考虑电极反应的效率和工作安全性，电压和电流的范围最好设定为10伏到十分之几伏以及0.05-0.5A/cm2。
在上述本发明清洗方法中，在圆筒形清洗液喷射器2的内侧处理室201中生成的富H+溶液(或富OH-溶液)之类清洗液可从喷嘴5的出口4即刻喷射到半导体晶片1上。即含有H+离子的清洗液立时喷射到半导体晶片1上。因此可对半导体晶片1进行很好的酸性清洗(或碱性清洗)。
此外，只要用DC电源转换内侧和外侧电极23和29的极性就可方便地选择酸性清洗和碱性清洗。此外，与在现有处理槽中进行电解处理相比较纯水的消耗量降低。
此外，如图3和4A-4C所示，H+离子交换薄膜19同轴地套在圆筒形主体6中，而圆筒形内侧和外侧电极23和29套在H+离子交换薄膜19的两边。因此当圆筒形主体6中出现电解反应时，该电解反应在内侧和外侧处理室201和202中高效进行，从而在内侧处理室201中生成极富H+溶液(或极富OH-溶液)。因此可进一步提高半导体晶片1的洗净度。
而且，由于紧贴在H+离子交换薄膜19两面上的内侧和外侧电极23和29(特别是内侧电极23)由圆筒形多孔板构成，因此纯水的电解反应容易发生。这还提高了H+(或OH-)的生成效率。该圆筒形多孔板上孔的直径最好为约2-3mm，节距为2-3mm。
下面说明驱动装在清洗液喷射器2的圆筒形主体6中的超声波发生器而进行清洗的一种方法。
在上述步骤1-1)到1-3)后，圆筒形主体6的内侧处理室201中生成富H+溶液。如图4A-4C所示，该溶液从内侧处理室201经隔壁9上的清洗液通道17向外流入隔壁9中央的喷嘴孔10。同时，RF振荡器经供电电缆77和其间***有一弹簧71的两盘形接头72a和72b把射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振动器67。在这一射频的作用下振动器67以比方说500kHz-3MHz的频率振动，从而超声波作用在喷嘴孔10中的富H+溶液上。如图1所示，在超声波作用下的富H+溶液(清洗液)3从喷嘴5的出口4喷射到半导体晶片1上。从而可清除晶片1的表面上的所有粒子。除了清除粒子外还可获得一种新效果。
即，振动器67生成的超声波使从内侧处理室201经清洗液通道17流入喷嘴孔10的富H+溶液成为原子团而激活。富H+溶液(清洗液)在从圆筒形主体6底部的喷嘴5的出口4喷射到半导体晶片1的表面上时几乎始终保持这一激活状态。因此富H+溶液与其中的原子团之间的相互作用使半导体晶片1获得强酸性洗净度。因此这一作用加上如上所述从晶片1的表面上清除粒子可进行精确清洗。
此外，DC电源36与内侧和外侧电极23和29之间的连接可转换。即，分别把DC电源36的负极和正极连接到内侧和外侧电极23和29上即可在内侧处理室201中生成富OH-溶液。这一富OH-溶液从内侧处理室201经清洗液通道17引入喷嘴孔10后经振动器67生成的超声波的作用而从圆筒形主体6底部的喷嘴5的出口4喷射到半导体晶片1的表面上。在这一喷射下，靠富OH-溶液与其中的原子团之间的相互作用可使半导体晶片1获得强碱性洗净度。因此这一作用加上如上所述从晶片1的表面上清除粒子可进行精确清洗。
下面结合图7说明本发明另一清洗装置。
图7为本发明另一清洗装置的剖面图。其驱动轴垂直伸展的一电动机102装在一圆筒形支撑件103中。一支撑板104用若干螺丝105紧固在圆筒形支撑件103上。支撑板104在与驱动轴101对应的部位有一孔106。支撑板104伸向支撑件103左方的部位有一孔107。其中央有一孔108、该孔周围有一环形凸起109的一圆盘110用从支撑板104底面向板109旋入的若干螺丝111紧固到支撑板104上。
一处理槽112设置在圆盘110的上方。该处理槽112为闭端圆筒形件，其底面中央向上突起一圆筒部113。一排放管114连接到处理槽112左侧底面上。应该看到，处理槽112支撑并固定在一架(未示出)上而使圆筒部113与圆盘110的孔108同轴线。
其中央部位有一向下突起的圆筒115的一转盘116水平设置在处理槽112中。由于转盘116如此布置，因此圆筒115同轴地穿过处理槽112的圆筒部113而伸出到处理槽112的外部。一环形啮合部117从靠近圆筒115底部的内圆周面水平伸展。顶端和底端上有螺纹的四根支杆118等圆周分布(90°)地垂直***在转盘116的边缘中。螺母119旋紧在支杆118的伸出在转盘116底面下的有螺纹底端上而把这些支杆118紧固在转盘116上。柱形支撑块120与支杆118的顶端螺纹连接而处于同一水平面上。
其中部处有一环形凸缘121、底部外圆周面上有螺纹的一圆筒形固定轴122同轴地从处理槽112穿过转盘116的圆筒115后***圆盘110的孔108中。该固定轴112向下伸出板110的底面而由一与该伸出部螺纹连接的螺母123紧固在板110上。该固定轴122的底端开口中有一清洗液供应管的接头部124。一清洗液供应管(未示出)与该接头部124连接。一水平伸展的喷嘴(第二清洗液喷射装置)127中有清洗液通道125。与该通道125连通的许多喷射孔126在喷嘴127的顶部开口。喷嘴127位于由***并固定在转盘116的边缘上的四根支杆118围成的空间中而与固定轴122的端部制成一体从而一空心部128与通道125连通。两轴承129a和129b放置在由圆筒115的内表面、固定轴122的外圆周面、固定轴122的环形凸缘121和板110的环形凸起109围成的一空间中。这两个轴承129a和129b用它们之间的一环形衬套130沿垂直方向布置成所需间距。上部轴承129a的底面抵靠形成在圆筒115底部处内圆周面上的环形啮合部117的顶面。下部轴承129b的顶面抵靠环形啮合部117的底面。一橡胶V形环131***在转盘116的圆筒115的顶上内圆周面与固定轴122之间。该V形环131防止清洗液从该喷嘴(下文说明)流到圆筒115的内圆周面与固定轴122之间。
一受驱动同步皮带轮132套在圆筒115的下部外圆周面上而用若干螺丝133紧固在圆筒115上。一同步皮带轮134套在电动机102的驱动轴101上而用装在其间的一锁定件135紧固在驱动轴101上。一同步皮带136套在同步皮带轮132和134上。因此，电动机102的转轴101转动时转动紧固在转轴101上的同步皮带轮134，该转动力经同步皮带136传到同步皮带轮132上。因此转盘116因其圆筒115上套有同步皮带轮132而围绕固定轴122转动。
驱动轴101、电动机102、转盘116、支杆118、支撑块120、固定轴122、轴承129a和129b、同步皮带轮132和134以及同步皮带136构成一转动装置。
一圆筒形清洗液喷射器(第一清洗液喷射装置)2的结构如图1-6所示。该圆筒形清洗液喷射器2布置在转盘116上方而在一相当于转盘116的半径的范围内如箭头A所示来回移动。
下面说明使用本发明该清洗装置清洗一基片(例如一半导体晶片)的一种方法。
3-1)首先，把一基片(例如一半导体晶片)137水平放置在装在转盘116的四根支杆118的支撑块120上。开动电动机102转动驱动轴101从而转动紧固在驱动轴101上的同步皮带轮134。驱动力经同步皮带136传到同步皮带轮132从而其圆筒115上套有皮带轮132的转盘116围绕固定轴122转动。因此***并紧固在转盘116上的四根支杆118顶端处支撑块120上的半导体晶片137转动。在半导体晶片137如此转动的同时，清洗液、比方说纯水送到与圆筒形固定轴122的接头部124连接的清洗液供应管(未示出)。该纯水流过固定轴122的空心部128而流到与空心部128连通的通道125，然后从喷嘴127顶部的喷射孔126向上喷射。喷嘴127位于由***并紧固在转盘116的边缘上的四根支杆118围成的空间中。因此喷嘴127中的纯水向上喷射到放置在支杆118的支撑块120上转动半导体晶片137的底面上。
3-2)在圆筒形清洗液喷射器2中，进行上述步骤1-2)和1-3)后在圆筒形主体6的内侧处理室201中生成H+溶液。所生成的溶液从内侧处理室201经隔壁9上的许多清洗液通道17流入隔壁9中央的喷射孔10中。同时RF振荡器79把比方说500kHz-3MHz的射频加到喷射孔10紧上方的盘形振动器67上。振动器67振动而使超声波作用在喷射孔10中的富H+溶液上，从而在富H+溶液中生成原子团。该溶液载于超声波上而从圆筒形主体6底部的喷嘴5的出口4喷射到转动半导体晶片137的表面上。超声波还穿过半导体晶片137。同时，圆筒形清洗液喷射器2在相当于转盘116的半径即半导体晶片137的半径范围内如箭头A所示来回移动。因此载于超声波上的清洗液从喷嘴5的出口4喷射到半导体晶片137的整个表面上。从圆筒形清洗液喷射器2和喷嘴127喷射的纯水清洗半导体晶片137后收集在处理槽112中而从排放管114排出到外部。
如上所述，在半导体晶片137水平放置而由转动装置转动的同时，圆筒形清洗液喷射器2来回移动而把载于超声波上而含有活性原子团的富H+溶液(清洗液)喷射到半导体晶片137的整个表面上。因此可在半导体晶片137的整个表面上进行洗净度很高的酸性清洗(相当于SC-2清洗)。同时半导体晶片137表面上的任何粒子与清洗液一起冲走而无法再粘在晶片表面上。这样，可精确清洗晶片137。
载于超声波上的清洗液从清洗液喷射器2喷射到半导体晶片137的表面上而以箭头A方向扫动。同时纯水从位于半导体晶片137下方的喷嘴127喷射到半导体晶片137的底面上。超声波从清洗液喷射器2穿过半导体晶片137后作用于底面上的粒子。因此，这些粒子可由从喷嘴127喷射的纯水的液膜冲走。到达液膜的超声波受声阻大大不同的空气层的反射。因此超声波在作用在底面粒子上的同时返回到晶片137的顶面。返回到顶面的超声波受晶片137顶面上的液膜与空气层之间的界面的反射。超声波在如上所述来回反射时衰减。如上所述，喷嘴127在半导体晶片137的底面上喷射纯水而形成液膜。因此，无需设置向半导体晶片137的底面发射超声波的清洗液喷射器2就可同时精确清洗半导体晶片137的底面。
下面说明转换DC电源36与清洗液喷射器2中内侧和外侧电极23和29之间的连接而进行清洗的一种方法。
在清洗液喷射器2中，如上述步骤2-1)所述转换DC电源36与内侧和外侧电极23和29之间的连接。即，分别把DC电源36的负极和正极连接到内侧和外侧电极23和29上，从而在内侧处理室201中生成富OH-溶液。这一富OH-溶液从内侧处理室201经清洗液通道17引入喷嘴孔10。振动器67生成的超声波作用在富OH-溶液上，该富OH-溶液从圆筒形主体6底部的喷嘴5的出口4喷射到转动半导体晶片137的顶面上。因此，靠富OH-溶液与其中的原子团之间的相互作用可使半导体晶片137获得强碱性洗净度。同时从喷嘴127把纯水喷射到晶片137的底面上，从而可如上所述还可精确清洗半导体晶片137的整个底面。
在如上所述清洗硅晶片137后，停止从喷嘴127喷射纯水以及从清洗液喷射器2喷射清洗液。然后提高电动机102转动驱动轴101的转速而以比方说3000rpm的高速转动转盘116，从而可甩干放置在转盘116的支杆118的支撑块120上的硅晶片137。
下面结合图8-14说明本发明另一清洗装置。
图8为该清洗装置的立体图。图9为一条形清洗液喷射器的正视图。图10为图8中条形清洗液喷射器的俯视图。图11为图8中条形清洗液喷射器的仰视图。图12为沿图9中XII-XII线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图。图13为沿图12中XIII-XIII线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图。图14为沿图12中XIV-XIV线剖取的条形清洗液喷射器的剖面图。
用一基片夹持件(未示出)夹持比方说一待清洗的基片(例如半导体晶片)201的边缘。一条形清洗液喷射器202把清洗液203喷射到半导体晶片201上。清洗液喷射器202用一与从该喷射器202的侧面上伸出的一把手(未示出)连接的驱动机构(未示出)沿X和Y方向移动。
该清洗液喷射器202包括一长方形主体204。如图12所述，该长方形主体204包括第一细长长方体206、第二细长长方体209、许多螺栓210、一细长喷嘴孔212和许多清洗液通道213。第一长方体210的正面上有第一长槽205。第二长方体209经一密封207放置在第一长方体206的正面上，其正对第一长方体206的表面上有第二长槽208。螺栓210把第二长方体209紧固到第一长方体206上。喷嘴孔212位于第一长方体206中，其底面上有一细长清洗液出口211。第一长方体206中有连通喷嘴孔212与第一长槽205(相当于下文说明的内侧处理室)的清洗液通道213。
一细长板状H+离子交换薄膜214沿第一和第二长槽205和208夹紧在第一长方体与第二长方体206和209之间。离子交换薄膜214的这种布置形成一由第一长槽205和离子交换薄膜214围成的第一细长板状内侧处理室215和由第二长槽208和离子交换薄膜214围成的第二细长板状外侧处理室216。
如图12-14所示，一由其上有许多孔的细长板制成的内侧电极217紧贴在H+离子交换薄膜214的内侧处理室215一侧的表面上。该内侧电极217用铂-氧化铂或涂铂钛或钽制成。其上套有一绝缘管的内侧电缆218的前端与内侧电极217的右侧面连接。内侧电缆218的后端经第一长方体206的右侧面和一与该右侧面螺纹连接的电缆连接件219伸出到部。
如图12-14所示，一由其上有许多孔的细长板制成的外侧电极220紧贴在H+离子交换薄膜214的外侧处理室216一侧的表面上。该外侧电极220用铂-氧化铂或涂铂钛或钽制成。一外侧电缆221的前端与外侧电极220的左侧面连接。外侧电缆220的后端经第二长方体209的左侧面和一与该左侧面螺纹连接的电缆连接件222伸出到外部。
内侧和外侧外部电缆218和221与一DC电源(未示出)连接。一电解处理水排放管223连接到第二长方体209右端正面上而把外侧处理室216中的处理水排放到外部。
H+离子交换薄膜214、内侧处理室215、内侧电极217、外侧处理室216、外侧电极220和DC电源(未示出)构成一电解离子生成件。
一内侧纯水供应管224由一管连接件225支撑并连接到第一长方体206的左侧顶面上而与内侧处理室215连通。如图10所示，一内侧排气管226由一管连接件227支撑并连接到第一长方体206的右侧顶面上而与内侧处理室215连通。一纯水源(未示出)把纯水供应给内侧纯水供应管224，内侧纯水供应管224的中途有一内侧纯水流率控制阀(未示出)。内侧排气管226的中途有一流率控制阀(未示出)。由于内侧纯水供应管224和内侧排气管226的中途都有流率控制阀(都未示出)，因此调节这些阀从而调节内侧处理室215中的压力平衡就能抑制从内侧排气管226与气体一起排放的电解处理液(清洗液)。当由电解处理在内侧处理室215中生成OH-离子时，从内侧排气管226与电解处理液一起排放的气体主要为氧气。因此，所排放的氧气无需处理而可直接排放。
一外侧纯水供应管228由一管连接件229支撑并连接到第二长方体209的左侧顶面上而与外侧处理室216连通。一外侧排气管230由一管连接件231支撑并连接到第二长方体209的右侧顶面上而与外侧处理室216连通。一纯水源(未示出)把纯水供应给外侧纯水供应管228，该纯水供应管228的中途有一外侧纯水流率控制阀(未示出)。外侧排气管230与一气体—液体分离器(未示出)连接。该气体—液体分离器与一含有氢气处理触媒的处理塔(未示出)连接。
当从DC电源(未示出)的正负极分别与内侧和外侧电极217和220连接的状态(在此状态内侧处理室215中生成H+离子而外侧处理室216中生成OH-离子)转换成正负极分别与外侧和内侧电极220和217连接的状态(在此状态内侧处理室215中生成OH-离子而外侧处理室216中生成H+离子)时内侧排气管226与气体—液体分离器连接。另一方面，从排气管230与电解处理液一起排放的气体主要为氧气。因此，所排放的氧气无需处理而可直接排放。
如图10和12所示，一有一周边232的长方形帽233稍稍偏离第一长方体206顶面中心地放置其上。其上有一与细长喷嘴孔212相配的长孔234的一长方形密封235***在第一长方体206的顶面与长方形帽233之间。长方形帽233用若干从边232向第一长方体206旋入的螺丝236紧固到第一长方体206上。一长方形振动板237套在长方形帽233中而用若干螺丝238紧固到包括喷嘴孔212的密封235的顶面上。一长方形振动器239固定在振动板237上。一供电电缆240的主接头241的一端与振动器239连接。该供电电缆240的另一端穿过帽233和与该帽233连接的一电缆连接件242而伸出到外部。一同轴地装在供电电缆240上的一地线接头243与振动板237连接。振动板237、振动器239和供电电缆240构成一RF发生件。供电电缆240还与一RF振荡器(未示出)连接。
下面说明使用图8-14所示清洗装置清洗一基片(例如一半导体晶片)的一种方法。
4-1)首先如图8所示，用基片夹持件(未示出)夹持待清洗基片(例如一半导体晶片)201的边。
4-2)如图8、12和13所示，纯水源(未示出)经与长方形主体204的第一长方体206的左顶部连接的内侧纯水供应管224把纯水送入主体204的内侧处理室215。如图13所示，纯水沿紧贴在离子交换薄膜214上的细长内侧电极217在内侧处理室215中流到长方形主体204的右边。纯水经形成在第一长方体206中的的清洗液通道213向外流入第一长方体206中央的细长喷嘴孔212。同时，纯水源(未示出)经与主体204的第二长方体209的右顶部连接的外侧纯水供应管228把纯水送入主体204的外侧处理室216。如图13所示，纯水沿紧贴在离子交换薄膜214上的细长外侧电极220在外侧处理室216中流到长方形主体204的右边。该纯水从与第二长方体209的右侧正面连接的电解处理液排放管223排放到外部。
4-3)在纯水送到内侧处理室215和外侧处理室216的同时，DC电源3(未示出)的正极经用电缆连接件219支撑在主体204上的内侧外部电缆218和与紧贴在H+离子交换薄膜214在内侧处理室215一边表面上的内侧电极217连接。另一方面，负极经用电缆连接件222支撑在主体204上的外侧外部电缆221与紧贴在H+离子交换薄膜214在外侧处理室216一边表面上的外侧电极220连接。把预定电压和电流供应给如此连接的电极217和220。因此正电极(内侧电极)217上发生电解反应 ，从而在内侧处理室215中流动的纯水中生成大量H+。如图13所示，这一富H+溶液从内侧处理室215经第一长方体206中的清洗液通道213向外流入第一长方体206中央的细长喷嘴孔212。该富H+溶液从喷嘴孔212底端上的细长形出口211以带状喷射。
同时，在外侧处理室216中生成富OH-溶液。该富OH-溶液从电解处理液排放管223经上述流路排放到外部。
当在长方形主体204中电解处理纯水时，在内侧处理室215中释放与H+一起生成的氧气(O2)。该氧气与富H+溶液一起从用管连接件227支撑在第一长方体206的右顶部的内侧排气管226排出到外部。
此外，当在长方形主体204中电解处理纯水时，在外侧处理室216中释放与OH-一起生成的氢气(H2)。该氢气与富OH-溶液一起从用管连接件231支撑在第二长方体209的右顶部的外侧排气管230排出到外部。由于排出的溶液中含有危险的氢气，因此该溶液排放到气体-液体分离器(未示出)。由气体-液体分离器分离的氢气流过含有氢气处理媒触的处理塔(未示出)后安全排放。
4-4)当内侧处理室215中富H+溶液的生产稳定后，用与把手(未示出)连接的移动机构(未示出)如图8所示把条形清洗液喷射器202移动到半导体晶片201上方一位置。同时，在沿一方向(图8中X方向)移动清洗液喷射器202的同时把带状富H+溶液(清洗液)从清洗液喷射器202的喷嘴孔212底端上的细长出口211喷射到半导体晶片201上。从而在半导体晶片201的整个表面上进行酸性清洗(相当于SC-2清洗)。
下面说明转换DC电源(未示出)与内侧和外侧电极217和220之间的连接而进行清洗。
5-1)在按上述步骤4-1)和4-2)把纯水送到细长内侧和外侧处理室215和216的同时，把DC电源的负极与紧贴在H+离子交换薄膜214的在内侧处理室215一边表面上的内侧电极217连接。另一方面，正极与紧贴在H+离子交换薄膜214的在外侧处理室216一边表面上的外侧电极220连接。把预定电压和电流供应给如此连接的电极217和220。因此负电极(内侧电极)217上发生电解反应 ，从而在内侧处理室215中生成大量OH-。如上所述，这一富OH-溶液从内侧处理室215经第一长方体206中的清洗液通道213向外流入第一长方体206中央的细长喷嘴孔212后从喷嘴孔212底端上的细长出口出口211一带状喷射。
在外侧处理室216中生成的富H+溶液如上所述从电解处理液排放管223排放到外部。而且，在长方形主体204中进行纯水电解处理时，内侧处理室215中还生成氢气。该氢气流过内侧排气孔226经气体-液体分离器和处理塔(都未示出)安全排出。此外，在外侧处理室216中还生成的氧气与富H+溶液一起从外侧排气管230排出。
5-2)当内侧处理室215中富OH-溶液的生产稳定后，用与把手(未示出)连接的移动机构(未示出)如图8所示把条形清洗液喷射器202移动到半导体晶片201上方一位置。同时，在沿一方向(图8中为X方向)移动清洗液喷射器202的同时把带状富OH-溶液(清洗液)203从清洗液喷射器202的喷嘴孔212底端上的细长形出口212喷射到半导体晶片201上从而在半导体晶片201的整个表面上进行碱性清洗(相当于SC-1清洗)。与使用化学溶液的现有清洗不同，在这一碱性清洗中使用的是纯水。因此对半导体晶片201的腐蚀极小。从而可防止在晶片201上生成COPs。
在上述酸性和碱性清洗中，加到内侧和外侧电极217和220上的电压与电流之间的关系决定于两电极之间的距离、电极的面积以及H+离子交换薄膜的特征值和厚度。因此，这些数值的范围无法确定。若考虑电极反应的效率和工作安全性，电压和电流的范围最好设定为10伏到十分之几伏以及0.05-0.5A/cm2。
在上述本发明清洗方法中，在条形清洗液喷射器202的内侧处理室215中生成的富H+溶液(或富OH-溶液)之类清洗液可从喷嘴孔212的细长形出口211即刻喷射到半导体晶片201上。即含有活性H+离子(或活性OH-离子)的清洗液立时喷射到半导体晶片201上。因此可对半导体晶片201进行很好的酸性清洗(或碱性清洗)。此外，清洗液203可从长方形主体204的喷嘴孔212的细长形出口211以带状喷射。因此用一次喷射较之如上所述使用图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2可清洗更大面积的半导体晶片201。
此外，只要用DC电源(未示出)转换内侧和外侧电极217和220的极性就可方便地选择酸性清洗和碱性清洗。此外，与在现有处理槽中进行电解处理相比较纯水的消耗量降低。
此外，如图13所示，H+离子交换薄膜214沿主体204的纵向设置在长方形主体204中，而细长形内侧和外侧电极217和220布置在H+离子交换薄膜214的两边。因此当长方形主体204中出现电解反应时，该电解反应在内侧和外侧处理室215和216中高效进行，从而在内侧处理室215中生成极富H+溶液(或极富OH-溶液)。因此可进一步提高半导体晶片201的洗净度。
而且，由于紧贴在H+离子交换薄膜214两面上的内侧和外侧电极217和220(特别是内侧电极217)由多孔板构成，因此纯水的电解反应容易发生。这还提高了H+(或OH-)的生成效率。该圆筒形多孔板上孔的直径最好为约2-3mm，节距为2-3mm。
下面说明驱动装在条形清洗液喷射器202的长方形主体204中的超声波发生器而进行清洗的一种方法。
进行上述步骤4-1)到4-3)后，长方形主体204的内侧处理室215中生成富H+溶液。该溶液从内侧处理室215经第一长方体206中的清洗液通道213向外流入第一长方体206中央的细长喷嘴孔212。同时，如图12所示，RF振荡器(未示出)经供电电缆240和主接头241把频率为比方说500kHz-3MHz的射频送到喷嘴孔212紧上方的长方形振动器239。因此，振动器239振动，该振动传给振动板237从而生成超声波作用在喷嘴孔212中的富H+溶液上。如图8所示，在超声波作用下的富H+溶液(清洗液)203从喷嘴孔212的细长形出口211以带状喷射到半导体晶片201上。从而可清除晶片201的表面上的所有粒子。除了清除粒子外还可获得一种新效果。
即，如图12和13所示，振动板237生成的超声波作用在从内侧处理室215经清洗液通道213流入细长形喷嘴孔212的富H+溶液上。因此该溶液成为原子团而激活。富H+溶液(清洗液)在从长方形主体6的喷嘴孔212的细长形出口211以带状喷射到半导体晶片201的表面上时几乎始终保持这一激活状态。因此富H+溶液与其中的原子团之间的相互作用使半导体晶片201获得强酸性洗净度。因此这一作用加上如上所述从晶片201的表面上清除粒子可进行精确清洗。
此外，DC电源与内侧和外侧电极217和220之间的连接可转换。即，分别把DC电源的负极和正极连接到内侧和外侧电极217和220上即可在内侧处理室215中生成富OH-溶液。这一富OH-溶液从内侧处理室215经清洗液通道213引入细长形喷嘴孔212后经振动器板237生成的超声波的作用而从长方形主体204的喷嘴孔212的细长形出口211喷射到半导体晶片201的表面上。在这一喷射下，靠富OH-溶液与其中的原子团之间的相互作用可使半导体晶片201获得强碱性洗净度。因此这一作用加上如上所述从晶片201的表面上清除粒子可进行精确清洗。
应该看到，图8-14所示结构的条形清洗液喷射器202可取代图7所示圆筒形清洗液喷射器2布置在转动半导体晶片137上方。
下面结合图1-7详述本发明优选实施例。
例1和例2
首先，故意用约0.18μm以上的硅粉污染用在0.4mm/min速度下拉制的单晶硅切片而成的8”硅晶片的经抛光的正反两表面，然后把该晶片用作样本。
如图7所示，把硅晶片137水平放置在从转动装置的转盘116伸出的四根支杆118的支撑块120上。开动电动机102转动转轴101从而转动紧固在转轴101上的皮带轮134。皮带轮134的转动力经皮带136传到皮带轮132从而其圆筒115上套有皮带轮132的转盘116围绕圆筒形固定轴122转动。因此，放置在***并固定在转盘116上的四根支杆118上的支撑块120上的硅晶片137以1500rpm转动。
然后，在图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2中，按上述步骤1-2)把纯水送到圆筒形主体6的内侧处理室201中和外侧处理室202中。然后，按上述步骤2-1)，DC电源36的负极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接，正极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把表1所示不同电压加到如此连接的电极23和29上，从而在内侧处理室201中生成富OH-溶液。这一富OH-溶液从内侧处理室201清洗液通道17流入喷嘴孔10，然后流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行碱性清洗。
例3和例4
在圆筒形清洗液喷射器2中，按例1把富OH-溶液从圆筒形主体6的内侧处理室201引入喷嘴孔10中。同时，把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以表1所示不同频率振动振荡器67而在富OH-溶液中生成原子团。所得溶液载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行碱性清洗。
对照例1
把与例1相同的8”硅晶片浸入其中有含有5％重量百分比的NH4OH和5％重量百分比的H2O2的清洗液的清洗槽中180sec而进行碱性清洗(SC-1清洗)。
对照例2
在图7所示清洗装置中，用条形喷嘴取代圆筒形清洗液喷射器2。按例1所述步骤清洗硅晶片137，只是纯水从喷嘴以0.8L/min的流率喷射到转动硅晶片137上。
对照例3
在图7所示清洗装置中，在内侧和外侧电极23和29上不连接DC电源、即在内侧处理室201中不生成富OH-溶液的同时把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以1.5MHz的频率振动振荡器67。这样，引入喷嘴孔10的纯水载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2如例1以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行清洗。
用Hitachi Electronics Engineering，Co.，Ltd.出售的粒子计数器LS-630(商标名)对例1-4和对照例1-3所清洗的硅晶片表面上0.18μm以上大小的硅粒子计数后算出平均值。所得结果见下表1。
                                 表1
 所加电压(V)  超声波      清洗方法   粒子测量结果(粒子数/200mm直径的基片)
例1     30 无   喷射富OH-溶液     1630
例2     60 无   喷射富OH-溶液     1290
例3     60 800kHz   喷射富OH-溶液+超声波     450
例4     60 1.5MHz   喷射富OH-溶液+超声波     360
对照例1     - 无   SC-1     9230
对照例2     - 无   喷射纯水     8560
对照例3     - 1.5MHz   喷射载于超声波上的纯水     519
从表1显然可见，使用圆筒形清洗液喷射器把富OH-溶液(清洗液)喷射到一硅晶片上的例1和例2清洗方法比对照例1的清洗方法(SC-1)和对照例2的进行喷射的清洗方法可更好地清除硅晶片表面上的粒子。
此外，使用圆筒形清洗液喷射器把用超声波作用的富OH-溶液(清洗液)喷射到一硅晶片上的例3和例4的清洗方法比例1和例2的清洗方法可更好地清除硅晶片表面上的粒子。此外，例3和4的清洗方法可进行精确清洗，因为这些方法可比把其上作用有超声波的纯水喷射到一硅晶片上的对照例3的清洗方法清除更多的粒子。
例5和例6
首先，把在0.4mm/min速度下拉制的单晶硅切片而成、且正反两面经抛光的8”硅晶片用作样本。
如图7所示，把硅晶片137水平放置在从转动装置的转盘116伸出的四根支杆118的支撑块120上。开动电动机102转动转轴101从而转动紧固在转轴101上的皮带轮134。皮带轮134的转动力经皮带136传到皮带轮132从而其圆筒115上套有皮带轮132的转盘116围绕圆筒形固定轴122转动。因此，放置在***并固定在转盘116上的四根支杆118顶端的支撑块120上的硅晶片137以1500rpm转动。
然后，在图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2中，按上述步骤1-2)把纯水送到圆筒形主体6的内侧处理室201中和外侧处理室202中。然后，按上述步骤1-3)，DC电源36的正极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接，负极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把表2(见下文)所示不同电压加到如此连接的电极23和29上，从而在内侧处理室201中生成富H+溶液。这一富H+溶液从内侧处理室201清洗液通道17流入喷嘴孔10，然后流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行酸性清洗。
例7和例8
在圆筒形清洗液喷射器2中，按例5和6把富H+溶液从圆筒形主体6的内侧处理室201引入喷嘴孔10中。同时，把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以表2所示不同频率振动振荡器67而在富H+溶液中生成原子团。所得溶液载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行酸性清洗。
对照例4
把与例5相同的8”硅晶片浸入其中有含有5％重量百分比的HF和5％重量百分比的H2O2的清洗液的清洗槽中180sec而进行酸性清洗(SC-2清洗)。
对照例5
在图7所示清洗装置中，用条形喷嘴取代圆筒形清洗液喷射器2。按例5和6所述步骤清洗硅晶片137，只是纯水从喷嘴以0.8L/min的流率喷射到转动硅晶片1上。
对照例6
在图7所示清洗装置中，在内侧和外侧电极23和29上不连接DC电源、即在内侧处理室201中不生成富H+溶液的同时把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以1.5MHz的频率振动振荡器67。这样，引入喷嘴孔10的纯水载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2如例5和6以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。
用稀释氟氢酸清洗经例5-8和对照例4-6清洗的十片硅晶片的表面。用ICP质谱仪测量该溶液中的Al、Cu和Fe的数量并算出平均值。所得结果见下表2。
                                         表2
 电    压(V)  超声波  清洗方法        表面金属杂质数量(原子数/平方厘米)
  Al     Cu     Fe
例5     30 无 喷射富H+溶液   2.9×109     3.3×109     2.1×109
例6     60 无 喷射富H+溶液   N.D.     5.5×108     5.5×108
例7     60 800kHz 喷射富H+溶液+超声波   N.D.     N.D.     N.D.
例8     60 1.5MHz 喷射富H+溶液+超声波   N.D.     N.D.     N.D.
对照例4     - 无 SC-2   3.0×109     6.5×109     2.3×109
对照例5 - 无 喷射纯水   3.5×1011     5.5×1011     8.6×1011
对照例6 - 1.5MHz 喷射载于超声波上的纯水   2.0×1010   8.5×1010   6.5×1010
从表2显然可见，使用圆筒形清洗液喷射器把富H+溶液(清洗液)喷射到一硅晶片上的例5和例6清洗方法清除硅晶片的表面金属杂质的效果等于或大于对照例4(SC-2)的效果。此外，例5和例6清洗方法优于对照例5的进行喷射的清洗方法。
此外，使用圆筒形清洗液喷射器把用超声波作用的富H+溶液喷射到一硅晶片上的例7和例8的清洗方法比例5和例6的清洗方法可更好地清除硅晶片的表面金属杂质。此外，例7和8的清洗方法可进行精确清洗，因为这些方法可比把其上作用有超声波的纯水喷射到一硅晶片上的对照例6的清洗方法清除更多表面金属杂质。
例9
首先，故意用约0.18μm以上的硅粉污染用在0.4mm/min速度下拉制的单晶硅切片而成的8”硅晶片的经抛光的正反两表面，然后把该晶片用作样本。
如图7所示，把硅晶片137水平放置在从转动装置的转盘116伸出的四根支杆118的支撑块120上。开动电动机102转动转轴101从而转动紧固在转轴101上的皮带轮134。皮带轮134的转动力经皮带136传到皮带轮132从而其圆筒115上套有皮带轮132的转盘116围绕圆筒形固定轴122转动。因此，放置在***并固定在转盘116上的四根支杆118上的支撑块120上的硅晶片137以1500rpm转动。
然后，在图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2中，按上述步骤1-2)把纯水送到圆筒形主体6的内侧处理室201中和外侧处理室202中。然后，按上述步骤2-1)，DC电源36的负极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接，正极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把表3所示不同电压(见下文)加到如此连接的电极23和29上，从而在内侧处理室201中生成富OH-溶液。这一富OH-溶液从内侧处理室201清洗液通道17流入喷嘴孔10，然后流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行碱性清洗。
然后，在图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2中，在保持把纯水送到内侧处理室201中和外侧处理室202中的同时转换DC电源与内侧和外侧电极23和29之间的连接。即，DC电源36的正极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在内侧处理室201一边表面上的内侧电极23连接，负极与紧贴在H+离子交换薄膜19的在外侧处理室202一边表面上的外侧电极29连接。把表3所示不同电压加到如此连接的电极23和29上，从而在内侧处理室201中生成富H+溶液。这一富H+溶液从内侧处理室201清洗液通道17流入喷嘴孔10，然后流过与喷嘴孔10连通的喷嘴5而从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行酸性清洗。
例10和例11
在圆筒形清洗液喷射器2中，按例9把富OH-溶液从圆筒形主体6的内侧处理室201引入喷嘴孔10中。同时，把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以表1所示不同频率振动振荡器67而在富OH-溶液中生成原子团。所得溶液载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行碱性清洗。
然后，在图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2中，与例9一样，在保持把纯水送到内侧处理室201中和外侧处理室202中的同时转换DC电源36与内侧和外侧电极23和29之间的连接，从而在圆筒形主体6的内侧处理室201中生成富H+溶液。在这一富H+溶液流入喷嘴孔10的同时把RF振荡器79的射频送到喷嘴孔10紧上方的盘形振荡器67，从而以表3所示不同频率振动振荡器67而在富H+溶液中生成原子团。所得溶液载于超声波上后从喷嘴5底端上的圆形出口4以0.8L/min的流率在转动硅晶片137的表面上喷射30sec。同时，清洗液喷射器2以1.0m/min的速度在硅晶片137的半径范围内来回移动。这样对硅晶片137进行酸性清洗。
用Hitachi Electronics Engineering，Co.，Ltd.出售的粒子计数器LS-630(商标名)对例9-10所清洗的硅晶片表面上0.18μm以上大小的硅粒子计数后算出平均
值。所得结果见下表3。
此外，用稀释氟氢酸清洗经例9-11清洗的十片硅晶片的表面。用ICP质谱仪测量该溶液中的Al、Cu和Fe的数量并算出平均值。所得结果见下表3。
                                                表3
 电  压(V)  超声波 清洗方法  粒子测量结果(粒子数/200mm直径的基片)          表面金属杂质数量(原子数/平方厘米)
    Al     Cu     Fe
例9 60 无 喷射富OH-溶液 956 N.D. 1.0×108 1.5×108
60 无 喷射富H+溶液
例10 60 800kHz 喷射富OH-溶液 334 N.D. N.D. N.D.
60 800kHz 喷射富H+溶液
例11 60 1.5MHz 喷射富OH-溶液 196 N.D. N.D. N.D.
60 1.5MHz 喷射富H+溶液
从表3可见，使用圆筒形清洗液喷射器先后把富OH-溶液(清洗液)和富H+溶液(清洗液)喷射到一硅晶片上的例9的清洗方法可比例2的方法更好地清除硅晶片表面上的粒子，并比例6的方法更好地清除硅晶片的表面金属杂质。
此外，使用圆筒形清洗液喷射器把用超声波作用的富OH-溶液(清洗液)和富H+溶液(清洗液)喷射到一硅晶片上的例10和例11的清洗方法比例9的清洗方法可更好地清除硅晶片上的粒子并比例9的清洗方法可更好地清除硅晶片的表面金属杂质。例10和11的清洗方法可进行精确清洗。
应该看到，在例1-11中，可用图8-14所示条形清洗液喷射器202取代图1-6所示圆筒形清洗液喷射器2进行清洗。从而可更好清除粒子和表面杂质，因为条形清洗液喷射器202比圆筒形清洗液喷射器2在一硅晶片表面上的清洗液喷射面积大。另一方面，即使条形清洗液喷射器202的喷射时间比圆筒形清洗液喷射器2短，也可与圆筒形清洗液喷射器2同样地清除表面金属杂质。
在上述例1-11中把半导体晶片用作基片。但本发明同样可用于液晶玻璃和磁盘。
如上所述，本发明可提供这样一种清洗装置，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，从而可有效地用于制作半导体装置、液晶显示装置和磁盘的清洗工序中。
此外，本发明可提供这样一种清洗装置，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，从而可有效地用于制作半导体装置、液晶显示装置和磁盘的清洗工序中。
此外，本发明可提供一种可使用上述清洗装置、无需增加工序数就能精确清洗基片的清洗方法。
本发明可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，从而可有效地用于制作半导体装置、液晶显示装置和磁盘的清洗工序中。
本领域普通技术人员不难看出其他优点和修正例。因此本发明的更广泛方面不限于上述具体细节和例示性实施例。因此可在后附权利要求及其相当物限定的一般性发明原理的精神和范围内作出种种修正。

Claims (23)

1、一种清洗装置，其特征在于包括：
夹持一基片的基片(1)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，该电解离子生成件包括一把该清洗液喷射装置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)。
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，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)一与主体同轴(6)、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)送到第二空间后(16)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)一与主体同轴(6)、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)送到第二空间后(16)由超声波发生器生成的超声波从喷嘴(5)喷射到基片(1)上。
12、按权利要求11所述的清洗装置，其特征在于，转动装置的结构包括一同时用作第二清洗液喷射装置(127)的清洗液供应件的圆筒形固定轴(122)、一与固定轴(122)转动啮合、水平地支撑基片(137)的转动支撑件以及一转动该转动支撑件的驱动机构。
13、按权利要求12所述的清洗装置，其特征在于，该驱动机构包括一套在转动支撑件上的被动皮带轮(132)一主动皮带轮(134)、一套在皮带轮(132)、(134)上的皮带(136)和一转动主动皮带轮(134)的电动机(102)。
14、按权利要求11所述的清洗装置，其特征在于，第二清洗液喷射装置包括一与同时用作清洗液供应件的圆筒形固定轴(122)制成一体的水平喷嘴(127)，该喷嘴包括与圆筒形固定轴(122)制成一体的水平喷嘴体，喷嘴体中有一与该固定轴的一空心部连通的清洗液通道(125)以及许多在喷嘴体顶部开口而与该通道(125)连通的清洗液喷射孔(126)。
15、按权利要求11所述的清洗装置，其特征在于，DC电源(36)的正负极与极性不同的电极板(23)、(29)之间的连接可互换。
16、按权利要求11所述的清洗装置，其特征在于，第一清洗液喷射装置(2)从基片(137)的转动中心沿径向来回移动。
17、一种清洗装置，其特征在于包括：
夹持一基片(201)的基片夹持装置；以及
把清洗液喷射到基片(201)上的清洗液喷射装置(202)，
其中，该清洗液喷射装置(202)包括：
(a)一长方形主体(204)，包括：一喷嘴孔(212)，该喷嘴孔的底面上有一细长形清洗液出口(211)；一与喷嘴孔(212)连通的细长形处理室，
(b)一电解离子生成件，包括一把主体(204)中的处理室隔成沿纵向与喷嘴孔(212)连通的内侧和外侧处理室(215)、(216)的H+离子交换薄膜(214)、位于H+离子交换薄膜(214)两面上的两极性不同的细长形电极板(217)、(220)以及一与两电极板(217)、(220)连接的DC电源，该电解离子生成件原子团激活或电离化纯水，以及
(C)一布置在主体(204)顶面上、把超声波传播到喷嘴孔(212)中的清洗液的超声波发生器，以及
在H+离子交换薄膜(214)的内侧处理室(215)中生成的原子团激活或电离化的清洗液送到喷嘴孔(212)后由超声波发生器生成的超声波从喷嘴孔(212)的细长形出口(211)以带状喷射到基片(201)上。
18、按权利要求17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(217)、(220)之间的连接可互换。
19、按权利要求17所述的清洗装置，其特征在于，清洗液喷射装置(202)还包括与由长方形主体(204)中的H+离子交换薄膜(214)隔开的内侧和外侧处理室(215)、(216)连接的纯水供应装置和与主体(204)的外侧处理室(216)连接的电解处理液排放装置。
20、按权利要求17所述的清洗装置，其特征在于，清洗液喷射装置(202)还包括与由长方形主体(204)中的H+离子交换薄膜(214)隔开的内侧和外侧处理室(215)、(216)连接的排气装置。
21、使用一清洗装置清洗一基片的一种清洗方法，该清洗装置的特征在于包括：
夹持一基片的基片夹持装置；以及
清洗液喷射装置，包括一电解离子生成件，该电解离子生成件包括一隔出一外侧处理室和一中央处理室的H+离子交换薄膜和H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板，
其特征在于，
在把一DC电源加到两极性不同的电极板上的同时把纯水送到外侧和中央处理室，然后把中央处理室中由原子团激活或电离化纯水生成的清洗液喷射到基片上而清洗基片。
22、使用一清洗装置清洗一基片的清洗方法，该清洗装置的特征在于包括：
夹持一基片的基片夹持装置；以及
清洗液喷射装置，包括一超声波发生器和一电解离子生成件，该电解离子生成件包括一隔出一外侧处理室和一中央处理室的H+离子交换薄膜和H+离子交换薄膜两面上的两极性不同的电极板，
其特征在于，
在把一DC电源加到两极性不同的电极板上的同时把纯水送到外侧和中央处理室，同时超声波从超声波发生器传播到在中央处理室中流动的纯水，然后把由原子团激活或电离化纯水生成的清洗液由超声波携带着喷射到基片上而清洗基片。
23、按权利要求22所述的方法，其特征在于，DC电源的加到两电极板上的极性在清洗液喷射到基片上时转换。
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