JP2000098321A

JP2000098321A - 洗浄方法および洗浄装置

Info

Publication number: JP2000098321A
Application number: JP10271512A
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】約２５度以下に冷却された純粋に酸素ガス
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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような超音波洗浄方法では、一般に純水を使用している
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。

【０００５】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。

【０００６】

【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、ガスを溶解させた洗浄水を用いることに
より汚染物を確実に除去しようとするものである。ま
た、純水中にガスを高濃度に溶解させるため、冷却した
純水にガスを溶解し、更に除去効果を向上させようとす
るものである。発明者の実験によれば、純水中の溶解ガ
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、純水中の溶解ガス濃度が高いほど洗浄効果が高
く、特に、１０ｐｐｍ以上の高いガス溶解濃度の洗浄水
が非常に有効であることを確認した。

【０００７】通常、電子部品等の洗浄用純水の酸素濃度
は脱気処理されてる場合で１ｐｐｍ以下、脱気処理され
ていない場合でも１０ｐｐｍ以下である。このため、本
発明によれば、洗浄効果の高い洗浄水を生成するため、
純水にガスを溶解させ１０ｐｐｍ以上の高濃度の洗浄水
を生成する。この場合、溶解ガスとしては、酸素、窒
素、二酸化炭素、アルゴンのいずれかを用いる。

【０００８】また、電子部品等の製造ラインでは、通常
２０℃から２５℃の純水を使用しているが、これを冷却
器等を用いて冷却し、冷却された純水にガスを溶解す
る。冷却された純水はより高濃度のガスを溶解させるこ
とが可能となる。

【０００９】すなわち、この発明に係る被洗浄物の洗浄
方法は、純水に溶解ガスを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。上記溶解ガスとしては、酸
素、窒素、二酸化炭素、アルゴンの少なくとも１つを用
いている。

【００１０】また、この発明の洗浄方法によれば、約２
５度以下、好ましくは２０度以下に冷却された純粋に溶
解ガスを溶解させた洗浄水を用いるとともに、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。

【００１１】一方、この発明に係る洗浄装置は、純水を
冷却する冷却器と、上記冷却器により冷却された純水に
溶解ガスを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
を特徴としている。

【００１２】上記生成手段は、上記冷却された純粋に、
酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴンの少なくとも１つの
溶解ガスを供給するガス供給部を備え、また、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、冷却器
１２を備え、この冷却器には純水供給源１１から純水導
管１０を介して約１８度の純水が供給される。冷却器１
２により冷却された純水は、冷却純水導管１４を介して
ガス溶解モジュール１６に送られる。

【００１４】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
て冷却純水に溶解させ、洗浄水を生成する。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の超音波振
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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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、飽和濃度以下であることが望ましく、
この場合、十分な洗浄効果が得られる。

【００１８】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。

【００１９】続いて、図３（ｂ）に示すように、ａ−Ｓ
ｉ膜３２をオゾン水洗浄後、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。図３（ｃ）に示
すように、ポリシリコン膜３４を島状にパターニング
し、オゾン水洗浄した後、ゲート絶縁膜３６を成膜す
る。

【００２０】続いて、ゲート絶縁膜３６の表面を上述し
た洗浄方法および洗浄装置を用いて１０ｐｐｍ濃度以上
の酸素ガスを溶解した純水（以下、酸素水と称する）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ＭｏＷ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。

【００２１】次に、表面を上述した洗浄方法および洗浄
装置を用いて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、表面を上述した洗浄
方法および洗浄装置を用いて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。

【００２２】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、純粋に１０ｐｐｍ以上、飽和濃度以下
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。

【００２３】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、溶解ガスとして酸素
ガスを用いたが、これに限らず、窒素、ニ酸化炭素、ア
ルゴン等、他のガスを用いてもよい。しかしながら、酸
素ガスを用いることが、洗浄性、生産性等に優れてお
り、好適である。

【００２４】また、酸素水の生成方法はガス溶解式とし
たが、溶解ガスを純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。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、溶解ガスを１０ｐｐｍ以上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…冷却器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】純水に溶解ガスを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】上記溶解ガスは、酸素、窒素、二酸化炭
素、アルゴンの少なくとも１つからなることを特徴とす
る請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】約２５度以下に冷却された純粋に上記溶解
ガスを溶解させた洗浄水を用い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】純水に酸素ガスを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５】約２５度以下に冷却された純粋に上記酸素
ガスを溶解させた洗浄水を用いることを特徴とする請求
項４に記載の洗浄方法。
【請求項６】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５のいず
れか１項に記載の洗浄方法。
【請求項７】純水を冷却する冷却器と、上記冷却器により冷却された純水に溶解ガスを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する洗浄装
置。
【請求項８】上記生成手段は、上記冷却された純粋に、
酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴンの少なくとも１つの
溶解ガスを供給するガス供給部を備えていることを特徴
とする請求項７に記載の洗浄装置。
【請求項９】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７又は８に記載の洗浄装置。