JP2000098320A

JP2000098320A - 洗浄方法および洗浄装置

Info

Publication number: JP2000098320A
Application number: JP10271510A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takahashi; 宏明高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】被洗浄物を効率良く洗浄でき、製造効率の向
上、製造コストの低減を図ることが可能な被洗浄物の洗
浄方法、および洗浄装置を提供することにある。【解決手段】オゾンガスを含んでいるとともに酸素ガ
スを１０ｐｐｍ以上の濃度で溶解させた洗浄水に超音波
を付加し、この洗浄水により被洗浄物に付着した汚染物
質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル用
ガラス基板、半導体用ウェハ等の精密電子部品の洗浄方
法、および洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネル用のガラス基板、半導体
等の精密電子部品などの製造工程においては、通常、製
造設備、製造ライン等で発生する各種の表面汚染物を除
去するため、これらの洗浄を行っている。汚染物として
は、有機物、パーティクル、不純物金属イオン等があ
り、有機物は人体や化粧品から発生する油脂、モータ
ー、ポンプ等から発生する油類などであり、パーティク
ルは製造設備から発生する金属粉、人体のフケ、ゴミ、
ちり、ガラス粉等である。このような汚染物が基板等に
付着した状態で成膜などの工程を施すと、付着箇所に欠
陥が発生するため、製造工程では種々の洗浄を行ってい
る。

【０００３】汚染物を除去する一般的な方法としは、超
音波を用いる洗浄方法がある。これは超音波を付与した
純水を基板に吐出し、あるいは、超音波を付与した純水
中に基板を浸漬することにより、基板表面に付着したパ
ーティクルを剥離、除去するものである。

【０００４】また、他の洗浄方法として、オゾンガスを
純粋に溶解させたオゾン水を用いる方法が知られてい
る。オゾン水を基板に吐出することにより、あるいは、
オゾン水に基板を浸漬することにより、基板表面の有機
汚染物の分解除去、不純物金属イオンを除去するもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波洗浄では
一般にオゾン水を使用していたため、電子部品等の洗浄
が十分とは言えず、他の洗浄方法との併用が必要とな
る。そのため、多数の洗浄工程が必要となり、製造効率
の低下、製造コストの増加を招く要因となる。

【０００６】この発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、被洗浄物を効率良く洗浄でき、製造効
率の向上、製造コストの低減を図ることが可能な被洗浄
物の洗浄方法、および洗浄装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、酸素ガスおよびオゾンガスを溶解させた
洗浄水を用いることにより、被洗浄物の汚染物質を確実
に除去しようとするものである。

【０００８】発明者の実験によれば、洗浄水中の溶解ガ
ス濃度と洗浄効果とには密接な関係があることが確かめ
られ、溶解ガス濃度が高いほど洗浄効果が高く、特に、
酸素ガスの溶解濃度が１０ｐｐｍ以上の洗浄水が非常に
有効であることを確認した。また、洗浄水中のオゾンガ
スは、有機汚染物の除去、および金属イオン汚染の除去
に高い効果を示すことを確認した。

【０００９】そこで、本発明によれば、酸素ガスによる
パーティクル除去効果とオゾンによる有機物および金属
イオン除去を同時に行うため、酸素ガスを十分に含有し
ているとともにオゾンを含有した洗浄水により被洗浄物
の洗浄を行うことを特徴としている。。

【００１０】すなわち、この発明に係る洗浄方法は、オ
ゾンガスを含んでいるとともに酸素ガスを１０ｐｐｍ以
上の濃度で溶解させた洗浄水により、被洗浄物に付着し
た汚染物質を除去することを特徴としている。

【００１１】この発明に係る洗浄方法によれば、上記洗
浄水中における酸素ガスの溶解濃度は１０ｐｐｍ以上、
更には２０ｐｐｍ以上であることが望まく、また、上記
洗浄水中におけるオゾン濃度は、０．１ｐｐｍ以上、よ
り好ましくは、１．０ｐｐｍ以上に設定されている。
更に、この発明に係る洗浄方法によれば、上記洗浄水に
超音波を付加して被洗浄物を洗浄することを特徴として
いる。

【００１２】一方、この発明に係る洗浄装置は、純水か
らオゾン水を生成するオゾン水生成器と、上記オゾン水
生成器により生成されたオゾン水に酸素ガスを１０ｐｐ
ｍ以上の濃度に溶解させ、洗浄水を生成する生成手段
と、上記生成手段により生成された洗浄水により被洗浄
物を洗浄する洗浄部と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すよ
うに、この発明の実施の形態に係る洗浄装置は、オゾン
水生成器１０を備え、このオゾン水生成器には純水供給
源１１から純水導管１２を介して純水が供給される。そ
して、オゾン水生成器１２は、供給された純水を電気分
解してオゾン水を生成する。

【００１４】生成されたオゾン水は、オゾン水導管１４
を介してガス溶解モジュール１６に送られる。生成手段
として機能するガス溶解モジュール１６では、ガス供給
源１８からガス導管２０を介して供給される酸素ガス
を、多孔質のガス溶解膜２２を通してオゾン水に溶解さ
せ、洗浄水を生成する。

【００１５】生成された洗浄水は、導管２４を介して洗
浄槽２６内のノズル２８に送られ、このノズルから、洗
浄槽内に配置された被洗浄物３０に向って吐出され、こ
れを洗浄する。また、ノズル２８の基端部には超音波発
生手段として機能する超音波振動子３２が取り付けら
れ、洗浄の際、超音波振動子を振動させて洗浄水に超音
波を付与し、超音波洗浄を行う。

【００１６】上記のように構成された洗浄装置を用いて
被洗浄物を洗浄した実験結果について説明する。ここ
で、洗浄装置の超音波振動子３２の振動数を１．５ＭＨ
ｚに設定し、被洗浄物として、アルミナ粒子で強制汚染
させた基板を用いた。そして、洗浄前後において基板上
に存在する０．３μｍ以上のパーティクル数の変化から
パーティクル除去率を算出した。

【００１７】また、洗浄水中の酸素ガスの溶解濃度に応
じたパーティクル除去率の変化を明示するため、酸素濃
度が０ｐｐｍから３０ｐｐｍまでの５種類の洗浄水を用
意し、各洗浄水で基板を洗浄した際のパーティクル除去
率を測定した。

【００１８】図２は上記の実験結果を示したもので、酸
素濃度が１０、２０、３０ｐｐｍの洗浄水を用いた場
合、良好なパーティクル除去率を得られることが解る。
この実験結果から、洗浄水中における酸素ガス濃度は、
１０ｐｐｍ以上、飽和濃度以下に設定され、より望まし
くは２０ｐｐｍ以上に設定される。更に、洗浄水はオゾ
ンガスを含有しているため、基板上おける有機汚染物の
除去、および金属イオン汚染の除去に高い効果を示す。
洗浄水中におけるオゾン濃度は、０．１ｐｐｍ以上に設
定され、より望ましくは１．０ｐｐｍ以上に設定され
る。

【００１９】次に、薄膜トランジスタの製造プロセスに
おいて、上述した洗浄装置および洗浄方法を用いて被洗
浄物を洗浄する工程について説明する。薄膜トランジス
タの製造プロセスでは、図３（ａ）に示すように、ま
ず、ＣＶＤ法により、ガラス基板３０上にａ−Ｓｉ膜３
２を５００オングストローム厚に成膜した後、脱水素化
処理を行う。

【００２０】続いて、ガラス基板３０上に形成されたａ
−Ｓｉ膜３２を、本実施例に係る洗浄装置および洗浄方
法により、オゾンおよび酸素ガスが溶解した洗浄水で洗
浄する。その際、ａ−Ｓｉ膜上にはごく薄い酸化膜が形
成される。洗浄後、図３（ｂ）に示すように、ａ−Ｓｉ
膜３２を細い帯状のエキシマレーザ等を走査するレザー
アニールにより多結晶化しポリシリコン膜３４を形成す
る。更に、図３（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜３
４を島状にパターニングし、上記オゾンおよび酸素ガス
が溶解した洗浄水で洗浄した後、ポリシリコン膜上にＴ
ＥＯＳ等からなるゲート絶縁膜３６を成膜する。

【００２１】続いて、ゲート絶縁膜３６の表面を１０ｐ
ｐｍ濃度以上の酸素ガスを溶解した酸素水により洗浄し
た後、図３（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜上にＭｏ
Ｗをスパッタ成膜し、更に、パターニングすることによ
りゲート電極３８を形成する。その後、ゲート電極３８
をマスクとしてイオン注入し、ポリシリコン膜３４にソ
ース・ドレイン領域、およびゲート電極下のチャネル領
域を形成する。

【００２２】次に、これらの表面を上述した酸素水によ
り洗浄した後、図３（ｅ）に示すように、ＳｉＮ_xから
なる層間絶縁膜４０を形成し、ソース・ドレイン領域に
達するコンタクトホールを層間絶縁膜に形成する。その
後、再度、表面を上述した酸素水により洗浄し、Ａｌか
らなるソース電極４３およびドレイン電極４４を形成す
る。これにより、薄膜トランジスタの製造プロセスが終
了する。

【００２３】以上のように構成された洗浄方法および洗
浄装置によれば、オゾンガス、および１０ｐｐｍ以上の
高濃度の酸素ガスを溶解した洗浄水を用いて被洗浄物を
洗浄することにより、被洗浄物に付着した汚染物質を十
分に除去することができる。従って、一回の洗浄工程で
十分な洗浄効果を得ることができ、製造効率の向上およ
び製造コストの低減を図ることができる。

【００２４】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されるこなく、この発明の範囲内で種々変形可能であ
る。例えば、上記実施の形態では、オゾン水中に酸素ガ
スを溶解させて洗浄水を生成したが、十分な酸素溶解濃
度が得られるのであれば、酸素水にオゾンを溶解させて
も、あるいは、酸素水とオゾン水とを混合して洗浄水を
生成するようにしてもよい。

【００２５】また、上記実施の形態において、酸素の溶
解方法はガス溶解式としたが、酸素ガスをオゾン水中に
バブリングする方法等を用いてもよい。更に、生成され
た洗浄水に超音波を付加する構成は、ノズルに超音波を
与える構成に限らず、被洗浄物が浸漬した洗浄水に超音
波を付与する構成としてもよい。また、この発明の洗浄
方法および洗浄装置は、薄膜トランジスタに限らず、精
密電子等の種々の被洗浄物の洗浄に適用することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、オゾンガス、および濃度１０ｐｐｍ以上の酸素ガス
を溶解した洗浄水を用いることにより、被洗浄物を効率
良く洗浄でき、製造効率の向上、製造コストの低減を図
ることが可能な被洗浄物の洗浄方法、および洗浄装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る洗浄装置を概略的
に示す図。

【図２】洗浄水中における酸素濃度とパーティクル除去
率との関係を示す図。

【図３】薄膜トランジスタの製造プロセスを示す図。

【符号の説明】

１１…純水供給源１２…オゾン水生成器１６…ガス溶解モジュール１８…ガス供給源２２…ガス溶解膜２６…洗浄槽２８…ノズル３２…超音波振動子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オゾンガスを含んでいるとともに酸素ガス
を１０ｐｐｍ以上の濃度で溶解させた洗浄水により、被
洗浄物に付着した汚染物質を除去することを特徴とする
洗浄方法。
【請求項２】上記洗浄水は、酸素ガスの溶解濃度が２０
ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の洗
浄方法。
【請求項３】上記洗浄水は、オゾン濃度が０．１ｐｐｍ
以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗
浄方法。
【請求項４】上記洗浄水は、オゾン濃度が１．０ｐｐｍ
以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗
浄方法。
【請求項５】オゾン水に酸素ガスを溶解して上記洗浄水
を生成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の洗浄方法。
【請求項６】酸素ガスを溶解させた純水にオゾンガスを
溶解して上記洗浄水を生成することを特徴とする請求項
１ないし４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
【請求項７】上記洗浄水に超音波を付加して上記被洗浄
物を洗浄することを特徴とする請求項１ないし６のいず
れか１項に記載の洗浄方法。
【請求項８】上記洗浄水を半導体表面の洗浄に用いるこ
とを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載
の洗浄方法。
【請求項９】純水からオゾン水を生成するオゾン水生成
器と、上記オゾン水生成器により生成されたオゾン水に酸素ガ
スを１０ｐｐｍ以上の濃度に溶解させ、洗浄水を生成す
る生成手段と、上記生成手段により生成された洗浄水により被洗浄物を
洗浄する洗浄部と、を備えたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項１０】上記洗浄部は、上記洗浄水に超音波を付
加する超音波付加手段を備えていることを特徴とする請
求項９に記載の洗浄装置。