JP2577798B2 - 液中微粒子付着制御方法 - Google Patents
液中微粒子付着制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置，薄膜デバイス，磁気ディスク，
光ディスク等のエレクトロニクス装置の洗浄技術に係
り，特に液中微粒子付着制御方法に関する。
光ディスク等のエレクトロニクス装置の洗浄技術に係
り，特に液中微粒子付着制御方法に関する。
LSI等の高密度化，高集積化にともない，微小な異物
等による素子特性や歩留りの低下が問題となっている。
このためアールシーエーレビュー31（1970年）第187頁
から206頁〔RCA Review,31（1970）p.187〜206〕で述べ
られているように，アンモニア水と過酸化水素水の混合
物を80℃程度に加熱し，これにウエハを浸漬する方法
や，超純水中で超音波を加える方法により微小な異物を
除去していた。特に後者の超音波洗浄に関しては通常の
50kHzではなく，ジャーナルオブエレクトロニックマテ
リアルズ第８巻（1979年）第855頁から864頁〔J.Elec.M
aterials,8（1979）p.855〜864〕で述べられているよう
に850kHzの周波数のものを用いたり，特開昭60−187380
で述べられているように超音波放射面と液面の距離を変
化させたり，特開昭61−101283で述べられているよに基
本周波数に周波数変調を行なったり，様々な工夫を施し
実用に供していた。
等による素子特性や歩留りの低下が問題となっている。
このためアールシーエーレビュー31（1970年）第187頁
から206頁〔RCA Review,31（1970）p.187〜206〕で述べ
られているように，アンモニア水と過酸化水素水の混合
物を80℃程度に加熱し，これにウエハを浸漬する方法
や，超純水中で超音波を加える方法により微小な異物を
除去していた。特に後者の超音波洗浄に関しては通常の
50kHzではなく，ジャーナルオブエレクトロニックマテ
リアルズ第８巻（1979年）第855頁から864頁〔J.Elec.M
aterials,8（1979）p.855〜864〕で述べられているよう
に850kHzの周波数のものを用いたり，特開昭60−187380
で述べられているように超音波放射面と液面の距離を変
化させたり，特開昭61−101283で述べられているよに基
本周波数に周波数変調を行なったり，様々な工夫を施し
実用に供していた。
上記従来技術は4Mbit DRAM等の超LSI製造に用いられ
る0.8μｍプロセスで問題とされる粒径0.08μｍ程度の
異物に対しては有効であるが,,16M以降に問題とされる
粒径0.05μｍ以下の超微粒異物に対しては上述した様々
の工夫を行なっても除去効果は不十分である。
る0.8μｍプロセスで問題とされる粒径0.08μｍ程度の
異物に対しては有効であるが,,16M以降に問題とされる
粒径0.05μｍ以下の超微粒異物に対しては上述した様々
の工夫を行なっても除去効果は不十分である。
そこで異物除去法には限界があると考え，異物付着防
止技術により上記問題を解決した。半導体装置製造工程
においてウエハに異物が付着する機会は多岐にわたる
が，液体に浸漬する処理で付着する場合も多い。そこで
第２図に示すようにウエハ等のエレクトロニクス部品２
が気液界面を通過して，例えば液槽３中の液3a中に存在
する面積が増大していく「浸漬時」（第２図（ａ）），
液中に保持されている「液中保持時」（第２図
（ｂ）），ウエハが気液界面を通過して液中に存在する
面積が減少していく「引上げ時」（第２図（ｃ））に分
け異物の付着しやすさを検討したところ，第２図（ａ）
の「浸漬時」と第２図（ｂ）の「液中保持時」に付着し
やすいことがわかった。
止技術により上記問題を解決した。半導体装置製造工程
においてウエハに異物が付着する機会は多岐にわたる
が，液体に浸漬する処理で付着する場合も多い。そこで
第２図に示すようにウエハ等のエレクトロニクス部品２
が気液界面を通過して，例えば液槽３中の液3a中に存在
する面積が増大していく「浸漬時」（第２図（ａ）），
液中に保持されている「液中保持時」（第２図
（ｂ）），ウエハが気液界面を通過して液中に存在する
面積が減少していく「引上げ時」（第２図（ｃ））に分
け異物の付着しやすさを検討したところ，第２図（ａ）
の「浸漬時」と第２図（ｂ）の「液中保持時」に付着し
やすいことがわかった。
したがって，本発明の目的は，「液中保持時」の異物
付着を防止する改良された液中微粒子付着制御方法を提
供することにある。
付着を防止する改良された液中微粒子付着制御方法を提
供することにある。
上記目的は， （１）エレクトロニクス部品の製造工程において，前記
部品を処理する液体中のイオン濃度を制御することによ
り，前記基板へ付着する異物量を任意に制御し得るよう
にして成る液中微粒子付着制御方法により，達成され
る。
部品を処理する液体中のイオン濃度を制御することによ
り，前記基板へ付着する異物量を任意に制御し得るよう
にして成る液中微粒子付着制御方法により，達成され
る。
そして好ましくは， （２）上記部品の一部を構成する基板の表面電位および
液中微粒子の表面電位の内の少なくとも１つを制御する
ことであり， （３）上記部品を処理する液体中の微粒子の粒径を制御
することであり，（４）上記部品を処理する液体中の流
れを制御することであり，もしくは（５）上記部品を処
理する液体のハマカ定数を制御することである。また， （６）ファンデアワールス力及び電気二重層力による基
板，微粒子間のポテンシャルをｗとした時， 一般式 （ただし,kはボルツマン定数,Tは温度,dは液体の流れに
より値が異なり，層流状態では層流境界層厚さδにより
次式で表わされる ただし， D;微粒子の拡散係数 υ；液体の動粘性係数 また，ほとんど流れのない場合はｄ＝30〜50μｍ）とな
るようにイオン濃度，基板の表面電位，微粒子の表面電
位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して成る微
粒子付着防止方法により， （７） となるようにイオン濃度，基板の表面電位，微粒子の表
面電位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して成
る上記（６）記載の微粒子付着制御方法により， （８）上記表面電位の制御を,1分子中に親水性基と疎水
性基を持つ物質を液体中に添加することにより行なう上
記（２）記載の液中微粒子付着制御方法により， （９）上記表面電位の制御を，界面活性剤を液体中に添
加することにより行なう上記（２）記載の液中微粒子付
着制御方法により， （10）上記表面電位の制御を，液体中に電場，電磁波及
び超音波の少なくとも１つを加えることにより行なう上
記（２）記載の液中微粒子付着制御方法により， （11）上記液中微粒子の粒径の制御を，微粒子の凝集剤
ないしは分散剤を加えることにより行なう上記（３）記
載の液中微粒子付着制御方法により， （12）上記基板の表面電位と液中微粒子の表面電位の積
を，少なくとも4.9×10-3（V2）にして成る上記（２）
記載の液中微粒子付着防止方法、 （13）上記電場を基板の表面側で少なくとも＋0.1V/cm
となるように加えて成る上記（10）記載の微粒子付着制
御方法により，達成される。
液中微粒子の表面電位の内の少なくとも１つを制御する
ことであり， （３）上記部品を処理する液体中の微粒子の粒径を制御
することであり，（４）上記部品を処理する液体中の流
れを制御することであり，もしくは（５）上記部品を処
理する液体のハマカ定数を制御することである。また， （６）ファンデアワールス力及び電気二重層力による基
板，微粒子間のポテンシャルをｗとした時， 一般式 （ただし,kはボルツマン定数,Tは温度,dは液体の流れに
より値が異なり，層流状態では層流境界層厚さδにより
次式で表わされる ただし， D;微粒子の拡散係数 υ；液体の動粘性係数 また，ほとんど流れのない場合はｄ＝30〜50μｍ）とな
るようにイオン濃度，基板の表面電位，微粒子の表面電
位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して成る微
粒子付着防止方法により， （７） となるようにイオン濃度，基板の表面電位，微粒子の表
面電位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して成
る上記（６）記載の微粒子付着制御方法により， （８）上記表面電位の制御を,1分子中に親水性基と疎水
性基を持つ物質を液体中に添加することにより行なう上
記（２）記載の液中微粒子付着制御方法により， （９）上記表面電位の制御を，界面活性剤を液体中に添
加することにより行なう上記（２）記載の液中微粒子付
着制御方法により， （10）上記表面電位の制御を，液体中に電場，電磁波及
び超音波の少なくとも１つを加えることにより行なう上
記（２）記載の液中微粒子付着制御方法により， （11）上記液中微粒子の粒径の制御を，微粒子の凝集剤
ないしは分散剤を加えることにより行なう上記（３）記
載の液中微粒子付着制御方法により， （12）上記基板の表面電位と液中微粒子の表面電位の積
を，少なくとも4.9×10-3（V2）にして成る上記（２）
記載の液中微粒子付着防止方法、 （13）上記電場を基板の表面側で少なくとも＋0.1V/cm
となるように加えて成る上記（10）記載の微粒子付着制
御方法により，達成される。
上記手段を達成するためには，基板，液中微粒子間の
ファンデアワールス力，電気二重層力を制御すればよ
い。ファンデアワールス力は２つの物体間に働く分子間
力でそのポテンシャルVAは基板，微粒子（球と仮定）間
では次式で表わされる。
ファンデアワールス力，電気二重層力を制御すればよ
い。ファンデアワールス力は２つの物体間に働く分子間
力でそのポテンシャルVAは基板，微粒子（球と仮定）間
では次式で表わされる。
ただし， a;微粒子の半径 x;基板，微粒子間距離 ここでHamはハマカ（Hamaker）定数と呼ばれ，基板，
微粒子の種類，液体の種類によって決まる。
微粒子の種類，液体の種類によって決まる。
電気二重層力は物体の周囲に液中のイオンが吸着する
ために生ずるもので静電気的な力である。そのポテンシ
ャルVRは基板，微粒子（球と仮定）間では次式で表わさ
れる。
ために生ずるもので静電気的な力である。そのポテンシ
ャルVRは基板，微粒子（球と仮定）間では次式で表わさ
れる。
ただし， ε；液体の誘電率 ここでψｓは基板の表面電位，ψは微粒子の表面電位
であり，実測できる値としてゼータ電位で近似する。ゼ
ータ電位は電気泳動法によって測定される。ｘ（カッ
パ）はデバイ定数と呼ばれるもので次式で表わされる。
であり，実測できる値としてゼータ電位で近似する。ゼ
ータ電位は電気泳動法によって測定される。ｘ（カッ
パ）はデバイ定数と呼ばれるもので次式で表わされる。
ただし， z;イオン価数 e;電子の電荷 k;ボルツマン定数 T;温度 ここでn0は液中のイオン濃度である。
以上の知見は一般に知られたものであり，例えば北原
他著「分散・乳化系の化学」（工学図書'79）282頁を参
照されたい。
他著「分散・乳化系の化学」（工学図書'79）282頁を参
照されたい。
さて，以上述べたことより，異物付着を防止する目的
でファンデアワールス力，電気二重層力を制御するため
には，液中のイオン濃度，基板および微粒子の表面電
位，微粒子の粒径，ハマカ定数Hamを制御すればよいこ
とがわかった。
でファンデアワールス力，電気二重層力を制御するため
には，液中のイオン濃度，基板および微粒子の表面電
位，微粒子の粒径，ハマカ定数Hamを制御すればよいこ
とがわかった。
しかし，異物付着を防止するために必要なこれら諸因
子の具体的制御量については従来の考え方では得ること
ができず，本発明ではじめて明確となった。以下この点
について説明する。
子の具体的制御量については従来の考え方では得ること
ができず，本発明ではじめて明確となった。以下この点
について説明する。
微粒子が基板に付着する過程は，第１図にその基本概
念図を示すように拡散現象であると考えることが本発明
の主眼である。従って第３図に示すような一次元の座標
系で考えると，微粒子付着を表現する拡散方程式は， ただし， j;微粒子のフラックス D;微粒子の拡散定数 n;微粒子濃度 v;微粒子の移動速度 ここで，微粒子の移動はポテンシャルによるから ただし， ρv;摩擦係数 w;基板，微粒子間のポテンシャルエネルギ ｗ＝VR＋VA またアインシュタインの関係と呼ばれる次式が知られ
ている。
念図を示すように拡散現象であると考えることが本発明
の主眼である。従って第３図に示すような一次元の座標
系で考えると，微粒子付着を表現する拡散方程式は， ただし， j;微粒子のフラックス D;微粒子の拡散定数 n;微粒子濃度 v;微粒子の移動速度 ここで，微粒子の移動はポテンシャルによるから ただし， ρv;摩擦係数 w;基板，微粒子間のポテンシャルエネルギ ｗ＝VR＋VA またアインシュタインの関係と呼ばれる次式が知られ
ている。
（３）（４）を（２）に代入すると,nに関する方程式と
して， が得られる。
して， が得られる。
境界条件として ｘ＝０でｎ＝0; 基板表面で微粒子はすべて付着する。
ｘ＝ｄでｎ＝nd; ｘ＝ｄで微粒子数は一定値である。
ただし， d;微粒子の拡散層厚さ nd;x＝ｄでの微粒子濃度 （液体中の微粒子濃度に等しい） を用いて（５）式を解くと， が得られる。−ｊは単位時間当りに基板に到達する微粒
子数であり，付着微粒子数に等しい。
子数であり，付着微粒子数に等しい。
（６）式によりイオン濃度等の諸因子と微粒子の付着
しやすさとの関係が明確に示され，微粒子付着を防止す
るために必要な諸因子の制御量が定量的に得られた。
しやすさとの関係が明確に示され，微粒子付着を防止す
るために必要な諸因子の制御量が定量的に得られた。
異物付着を防止するために制御すべき諸因子は既に述
べたｗに含まれるものの他に（６）式に示されるように
微粒子の拡散層厚さｄがあり，これは液体の流れに依存
する量である。ｄの値は層流状態では層流境界層厚さδ
を用いて次式で表わされる。
べたｗに含まれるものの他に（６）式に示されるように
微粒子の拡散層厚さｄがあり，これは液体の流れに依存
する量である。ｄの値は層流状態では層流境界層厚さδ
を用いて次式で表わされる。
ただし， D:微粒子の拡散係数 υ；液体の動粘性係数 また，流れがほとんどない場合には実験によりｄ＝30
〜50μｍである。
〜50μｍである。
（６）式を構成する要素のうちndは液体中の微粒子濃
度でありＤは次式で示される。
度でありＤは次式で示される。
ただし， n;液体の粘度 従って，微粒子の粒径以外の諸因子については の項により微粒子付着の起きやすさが表わされるため、
以後この項を微粒子付着係数を名付け，微粒子付着の起
きやすさの指標とする。
以後この項を微粒子付着係数を名付け，微粒子付着の起
きやすさの指標とする。
微粒子が付着しにくい状態をここでは微粒子付着係数
を用いて， であるとする。これはポテンシャルｗ＝０の場合に比べ
微粒子付着数が1/10以下になる状態を示し，諸因子を制
御して（８）式を満足するようにすれば微粒子付着を防
止することができるからである。
を用いて， であるとする。これはポテンシャルｗ＝０の場合に比べ
微粒子付着数が1/10以下になる状態を示し，諸因子を制
御して（８）式を満足するようにすれば微粒子付着を防
止することができるからである。
逆に積極的に微粒子付着を起こさせるためには を満足させる必要がある。
次に各因子と微粒子付着係数の関係について詳細に述
べる。
べる。
１つの因子を変化させた場合，他の因子は固定させて
おき，それらの値は実施例で述べる実験に対応させ以下
の値を用いた。
おき，それらの値は実施例で述べる実験に対応させ以下
の値を用いた。
微粒子粒径 0.9μｍ（ポリスチレン粒子の粒径） 基板表面電位 −35mV（Siの値） 微粒子表面電位 −40mV（ポリスチレンの値） イオン濃度 10-6モル／（超純水中） 拡散層厚さ 50μｍ（浸漬する場合） ハマカ定数 ３×10-20J（水中のSi,ポリスチレン間の
値） イオン濃度と微粒子付着係数の関係を第４図に示す。
イオン濃度２×10-4モル／以上で，同図に破線で示す
ように急激に付着しやすくなる。
値） イオン濃度と微粒子付着係数の関係を第４図に示す。
イオン濃度２×10-4モル／以上で，同図に破線で示す
ように急激に付着しやすくなる。
微粒子の表面電位と微粒子付着係数の関係を第５図に
示す。微粒子の表面電位−12mV以上で，同図に破線で示
すように急激に付着しやすくなる。
示す。微粒子の表面電位−12mV以上で，同図に破線で示
すように急激に付着しやすくなる。
微粒子の粒径と微粒子付着係数の関係を第６図に破線
で示す。ただし，同図の曲線10はイオン濃度10-6モル／
，曲線11は同じく10-5モル／，曲線12は同じく10-4
モル／，直線13は同じく10-3モル／以上を示す。粒
径の小さいもの程付着しやすい。ただし，付着の様子は
液中のイオン濃度により異なり，イオン濃度10-6モル／
の場合粒径0.1μｍ以下で急激に付着しやすくなる。
で示す。ただし，同図の曲線10はイオン濃度10-6モル／
，曲線11は同じく10-5モル／，曲線12は同じく10-4
モル／，直線13は同じく10-3モル／以上を示す。粒
径の小さいもの程付着しやすい。ただし，付着の様子は
液中のイオン濃度により異なり，イオン濃度10-6モル／
の場合粒径0.1μｍ以下で急激に付着しやすくなる。
拡散層厚さと微粒子付着係数との論理的計算結果の関
係を第７図破線４に示す。イオン濃度は微粒子付着の起
こる10-2モル／として計算した。液中の流れがゆるや
かで拡散層が厚い程微粒子は付着しにくい。
係を第７図破線４に示す。イオン濃度は微粒子付着の起
こる10-2モル／として計算した。液中の流れがゆるや
かで拡散層が厚い程微粒子は付着しにくい。
ハマカ定数と微粒子付着係数の関係を第８図に破線で
示す。ハマカ定数1.4×10-19J以上で急激に付着しやく
なる。
示す。ハマカ定数1.4×10-19J以上で急激に付着しやく
なる。
諸因子と微粒子付着の関係のうち,16MDRAM以降で問題
とされる0.05μｍ程度の微粒子の挙動が重要である。計
算結果によれば，先の第６図からも0.1μｍ以下の微粒
子は非常に付着しやすいと予想され，その付着を防止す
るためには諸因子の制御のうち特に基板および微粒子の
表面電位を制御することが有効である。
とされる0.05μｍ程度の微粒子の挙動が重要である。計
算結果によれば，先の第６図からも0.1μｍ以下の微粒
子は非常に付着しやすいと予想され，その付着を防止す
るためには諸因子の制御のうち特に基板および微粒子の
表面電位を制御することが有効である。
第９図は基板および微粒子の表面電位を曲線14の−40
mVより曲線15の−70mVに変えた場合の微粒子粒径と微粒
子付着係数の関係を示したものである。表面電位を制御
することにより0.05μｍ程度の微粒子の付着が起こらな
くなることがわかった。これはVRを表わす式より明らか
なように基板の表面電位と微粒子の表面電位の積が4.9
×10-3（V2）（＝0.07×0.07）以上であれば0.05μｍ程
度の微粒子付着が起ころないことを意味している。
mVより曲線15の−70mVに変えた場合の微粒子粒径と微粒
子付着係数の関係を示したものである。表面電位を制御
することにより0.05μｍ程度の微粒子の付着が起こらな
くなることがわかった。これはVRを表わす式より明らか
なように基板の表面電位と微粒子の表面電位の積が4.9
×10-3（V2）（＝0.07×0.07）以上であれば0.05μｍ程
度の微粒子付着が起ころないことを意味している。
また0.05μｍ程度の微小粒子は凝集剤を添加すること
により凝集させ大きな微粒子とすることで付着を防止す
ることも可能である。
により凝集させ大きな微粒子とすることで付着を防止す
ることも可能である。
以上述べた諸因子と微粒子付着係数の関係は後に実施
例で示すように付着実験結果とよく一致する。すなわち
（６）式は微粒子付着を定量的に正しく記述しており，
諸因子の値が上記以外であっても（６）式を計算するこ
とにより，容易に微粒子付着を制御する具体的数値を求
めることができる。
例で示すように付着実験結果とよく一致する。すなわち
（６）式は微粒子付着を定量的に正しく記述しており，
諸因子の値が上記以外であっても（６）式を計算するこ
とにより，容易に微粒子付着を制御する具体的数値を求
めることができる。
なお，以上は微粒子付着の防止の観点から述べてきた
が，もちろん本発明の液中の微粒子付着制御方法は微粒
子を積極的に付着させる方法をも提供するものである。
が，もちろん本発明の液中の微粒子付着制御方法は微粒
子を積極的に付着させる方法をも提供するものである。
以下，本発明の実施例を（６）式の計算結果と比較し
て述べる。
て述べる。
第10図に示すように0.9μｍのポリスチレン標準粒子
を一定量液槽17の超純水中に分散させ,Siウエハ16を一
定時間浸漬した。次いで，これを液17a中より引上げて
スピンナ乾燥後，光学顕微鏡にて付着ポリスチレン粒子
数を測定した。なお，液中のイオン濃度は塩酸を所定量
加え変化させた。なお，イオン濃度のモニタはpHメータ
により行なった。微粒子の表面電位（ゼータ電位）は野
崎産業製 商品名LASERZEEモデル501により測定し，表
面電位の異なる微粒子として，粒径0.9μｍ程度のSi粒
子及びAl2O3粒子を用いた。微粒子の粒径は0.9μｍ以外
に0.7μｍ及び２μｍのポリスチレン標準粒子を用い
た。また，拡散槽厚さは，層流境界層厚さに比例するた
め第11図に示すような回転円板18により明確に定義でき
る層流状態を形成して実験を行なった。なお，拡散層厚
さは回転数の平方根に反比例する。ハマカ定数に関して
は特殊な物質を除き他の諸因子ほど異物付着に影響しな
いため実験は省略した。
を一定量液槽17の超純水中に分散させ,Siウエハ16を一
定時間浸漬した。次いで，これを液17a中より引上げて
スピンナ乾燥後，光学顕微鏡にて付着ポリスチレン粒子
数を測定した。なお，液中のイオン濃度は塩酸を所定量
加え変化させた。なお，イオン濃度のモニタはpHメータ
により行なった。微粒子の表面電位（ゼータ電位）は野
崎産業製 商品名LASERZEEモデル501により測定し，表
面電位の異なる微粒子として，粒径0.9μｍ程度のSi粒
子及びAl2O3粒子を用いた。微粒子の粒径は0.9μｍ以外
に0.7μｍ及び２μｍのポリスチレン標準粒子を用い
た。また，拡散槽厚さは，層流境界層厚さに比例するた
め第11図に示すような回転円板18により明確に定義でき
る層流状態を形成して実験を行なった。なお，拡散層厚
さは回転数の平方根に反比例する。ハマカ定数に関して
は特殊な物質を除き他の諸因子ほど異物付着に影響しな
いため実験は省略した。
ウエハ浸漬時間と異物付着数の関係を第12図に，微粒
子濃度をパラメータとして示す。浸漬時間とともに異物
付着数は直線的に増加しており，またその傾き（単位時
間当りの微粒子付着数）は液中の微粒子濃度ndに比例し
ている。すなわち（６）式が基本的に述べていることと
一致した。さらに第12図で直線を浸漬時間０分に外挿し
ても原点を通らず,1分以内の短時間に急激な微粒子付着
が生じているものと予想される。これは，第13図に示す
ように，非定常的な拡散現象として時間項を含めた拡散
方程式を解くことによりよく説明できた。
子濃度をパラメータとして示す。浸漬時間とともに異物
付着数は直線的に増加しており，またその傾き（単位時
間当りの微粒子付着数）は液中の微粒子濃度ndに比例し
ている。すなわち（６）式が基本的に述べていることと
一致した。さらに第12図で直線を浸漬時間０分に外挿し
ても原点を通らず,1分以内の短時間に急激な微粒子付着
が生じているものと予想される。これは，第13図に示す
ように，非定常的な拡散現象として時間項を含めた拡散
方程式を解くことによりよく説明できた。
以上の点は本発明で考える拡散モデルが基本的に正し
いことを示したものであり，さらに諸因子と微粒子付着
の関係についても以下で述べるように計算値と実験値が
よく一致した。
いことを示したものであり，さらに諸因子と微粒子付着
の関係についても以下で述べるように計算値と実験値が
よく一致した。
イオン濃度と微粒子付着係数の関係を第４図に示す。
付着の起こるイオン濃度は計算結果よりやや大きな値で
はあるがほぼ一致した。
付着の起こるイオン濃度は計算結果よりやや大きな値で
はあるがほぼ一致した。
微粒子の表面電位と微粒子付着係数の関係を第５図に
示す。Si粒子はフッ酸中で処理することにより表面電位
が変化し付着のしやすさも異なってくる。実験結果は計
算結果とよく一致した。
示す。Si粒子はフッ酸中で処理することにより表面電位
が変化し付着のしやすさも異なってくる。実験結果は計
算結果とよく一致した。
微粒子の粒径と微粒子付着係数の関係を第６図に示
す。（７）式に示すように粒径により拡散定数Ｄが異な
るため，この点を考慮して実験値をプロットすると,0.7
μｍ〜２μｍの粒子では微粒子付着係数がほぼ一定とな
り計算値とよく一致した。
す。（７）式に示すように粒径により拡散定数Ｄが異な
るため，この点を考慮して実験値をプロットすると,0.7
μｍ〜２μｍの粒子では微粒子付着係数がほぼ一定とな
り計算値とよく一致した。
拡散層厚さと微粒子付着係数の関係を第７図に示す。
実験値は計算値とよく一致した。
実験値は計算値とよく一致した。
以上述べたように（６）式より計算により得られた結
果は，実験結果とよく一致した。従って，微粒子付着を
防止するためには，諸因子を制御すればよいことが実験
によっても明確となった。
果は，実験結果とよく一致した。従って，微粒子付着を
防止するためには，諸因子を制御すればよいことが実験
によっても明確となった。
諸因子のうちここでは特に基板及び微粒子の表面電位
の制御法について詳細に述べる。表面電位は物質の種類
や表面状態によって異なっており，様々な方法により制
御することが可能である。
の制御法について詳細に述べる。表面電位は物質の種類
や表面状態によって異なっており，様々な方法により制
御することが可能である。
その１つは,1分子中に新水性基と疎水性基を持つ物質
を液体中に添加する方法である。この物質は界面活性剤
に限らず，有機酸，アルデヒド，アルコール等表面電位
を変化させるものであれば何でもよい。これらの物質の
効果の一例としてドデシル硫酸ナトリウムの添加量とポ
リスチレン粒子のゼータ電位（表面電位）の関係を第14
図に示す。添加によりゼータ電位が−40mVより−70mVま
で変化し，微粒子付着を防止することが可能となる（第
９図参照）。そこで0.05μｍのポリスチレン標準粒子を
用いた付着実験を行なった。ポリスチレン粒子の付着の
観察にはSEMを用いた。添加量10-2モル／でポリスチ
レン粒子の付着はほとんど見られず，表面電位の制御が
有効であることが立証された。
を液体中に添加する方法である。この物質は界面活性剤
に限らず，有機酸，アルデヒド，アルコール等表面電位
を変化させるものであれば何でもよい。これらの物質の
効果の一例としてドデシル硫酸ナトリウムの添加量とポ
リスチレン粒子のゼータ電位（表面電位）の関係を第14
図に示す。添加によりゼータ電位が−40mVより−70mVま
で変化し，微粒子付着を防止することが可能となる（第
９図参照）。そこで0.05μｍのポリスチレン標準粒子を
用いた付着実験を行なった。ポリスチレン粒子の付着の
観察にはSEMを用いた。添加量10-2モル／でポリスチ
レン粒子の付着はほとんど見られず，表面電位の制御が
有効であることが立証された。
表面電位のもう１つの制御法は電場等を加えるもので
ある。第15図に示すように電極20を用いて，液槽21内の
溶液中21aに電場発生装置19から電場を加えることによ
り,Siウエハ16への微粒子付着がほとんど見られなくな
った。電場発生装置として直流源を用いた場合,Siウエ
ハのLSIの形成される表面側に対向する電極20aを＋とし
電場0.1V/cm以上で付着防止の効果が見られた。交流を
用いた場合には,SiウエハのLSIの形成される表面側に対
向する電極20aに＋1V以上のバイアス電圧を印加するこ
とで付着防止の効果が見られた。電場を加える方法は0.
05μｍ程度の微小粒子に対しても有効であった。
ある。第15図に示すように電極20を用いて，液槽21内の
溶液中21aに電場発生装置19から電場を加えることによ
り,Siウエハ16への微粒子付着がほとんど見られなくな
った。電場発生装置として直流源を用いた場合,Siウエ
ハのLSIの形成される表面側に対向する電極20aを＋とし
電場0.1V/cm以上で付着防止の効果が見られた。交流を
用いた場合には,SiウエハのLSIの形成される表面側に対
向する電極20aに＋1V以上のバイアス電圧を印加するこ
とで付着防止の効果が見られた。電場を加える方法は0.
05μｍ程度の微小粒子に対しても有効であった。
表面電位を制御して微粒子の付着防止を図るのが，本
発明の骨子であって，上記実施例に限定されるものでは
ない。その他例えば，電磁波，超音波などの照射によっ
ても同様の効果が見込まれる。
発明の骨子であって，上記実施例に限定されるものでは
ない。その他例えば，電磁波，超音波などの照射によっ
ても同様の効果が見込まれる。
本発明によれば，液中における微粒子付着を制御でき
るため，半導体装置，薄膜デバイス，ディスク等のエレ
クトロニクス部品の歩留りを高めることができ低コスト
で上記製品を製造することができる。
るため，半導体装置，薄膜デバイス，ディスク等のエレ
クトロニクス部品の歩留りを高めることができ低コスト
で上記製品を製造することができる。
第１図は本発明の基本概念を示す微粒子付着のモデル説
明図，第２図，第３図は同じく本発明の微粒子付着の様
子を説明する模式図，第４図〜第９図，第12図〜第14図
は本発明の理論的計算結果及び実施例で得られた実験結
果を示す特性曲線図，第10図，第11図は本発明の効果を
確認するための実験方法及び実験装置を示すプロセス及
び装置構成図，そして第15図は本発明の一実施例となる
表面電位制御装置の概略図である。 ＜符号の説明＞ １……微粒子 ２……Siウエハ，半導体装置，薄膜デバイス，ディスク
等のエレクトロニクス部品 ３……液槽、3a……微粒子を含む液体 ４……理論的計算結果、５……実験値 ６……ポリスチレン粒子、７……Si粒子 ８……フッ酸中で処理したSi粒子 ９……アルミナ粒子（Al2O3） 16……Siウエハ、17……液槽 17a……ポリスチレン標準粒子を分散させた液体 18……回転円板、19……電場等発生装置 20……電極
明図，第２図，第３図は同じく本発明の微粒子付着の様
子を説明する模式図，第４図〜第９図，第12図〜第14図
は本発明の理論的計算結果及び実施例で得られた実験結
果を示す特性曲線図，第10図，第11図は本発明の効果を
確認するための実験方法及び実験装置を示すプロセス及
び装置構成図，そして第15図は本発明の一実施例となる
表面電位制御装置の概略図である。 ＜符号の説明＞ １……微粒子 ２……Siウエハ，半導体装置，薄膜デバイス，ディスク
等のエレクトロニクス部品 ３……液槽、3a……微粒子を含む液体 ４……理論的計算結果、５……実験値 ６……ポリスチレン粒子、７……Si粒子 ８……フッ酸中で処理したSi粒子 ９……アルミナ粒子（Al2O3） 16……Siウエハ、17……液槽 17a……ポリスチレン標準粒子を分散させた液体 18……回転円板、19……電場等発生装置 20……電極
Claims (13)
- 【請求項１】エレクトロニクス部品の製造工程におい
て，前記部品を処理する液体中のイオン濃度を制御する
ことにより，前記基板へ付着する異物量を任意に制御し
得るようにして成る液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項２】エレクトロニクス部品の製造工程におい
て，前記部品の一部を構成する基板の表面電位および液
中微粒子の表面電位の内の少なくとも１つを制御し得る
ようにして成る液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項３】エレクトロニクス部品の製造工程におい
て，前記部品を処理する液体中の微粒子の粒径を制御す
ることにより，前記基板へ付着する異物量を任意に制御
し得るようにして成る液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項４】エレクトロニクス部品の製造工程におい
て，前記部品を処理する液体中の流れを制御することに
より，前記基板へ付着する異物量を任意に制御し得るよ
うにして成る液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項５】エレクトロニクス部品の製造工程におい
て，前記部品を処理する液体のハマカ定数を制御するこ
とにより、前記基板へ付着する異物量を任意に制御し得
るようにして成る液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項６】ファンデアワールス力及び電気二重層力に
よる基板，微粒子間のポテンシャルをｗとした時， 一般式 （ただし,kはボルツマン定数,Tは温度,dは液体の流れに
より値が異なり，層流状態では層流境界層厚さδにより
次式で表わされる ただし， D;微粒子の拡散係数 υ；液体の動粘性係数 また，ほとんど流れのない場合はｄ＝30〜50μｍ） となるようにイオン濃度，基板の表面電位，微粒子の表
面電位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して成
る微粒子付着防止方法。 - 【請求項７】 となるように，イオン濃度，基板の表面電位，微粒子の
表面電位及び微粒子の粒径の少なくとも１つを制御して
成る請求項６記載の微粒子付着防止方法。 - 【請求項８】上記表面電位の制御を,1分子中に親水性基
と疎水性基を持つ物質を液体中に添加することにより行
なう請求項２記載の液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項９】上記表面電位の制御を，界面活性剤を液体
中に添加することにより行なう請求項２記載の液中微粒
子付着制御方法。 - 【請求項１０】上記表面電位の制御を，液体中に電場，
電磁波及び超音波の少なくとも１つを加えることにより
行なう請求項２記載の液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項１１】上記液中微粒子の粒径の制御を，微粒子
の凝集剤ないしは分散剤を加えることにより行なう請求
項３記載の液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項１２】上記基板の表面電位と液中微粒子の表面
電位の積を，少なくとも4.9×10-3（V2）にして成る請
求項２記載の液中微粒子付着制御方法。 - 【請求項１３】上記電場を基板の表面側で少なくとも＋
0.1V/cmとなるように加えて成る請求項10記載の微粒子
付着制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210188A JP2577798B2 (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 液中微粒子付着制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1210188A JP2577798B2 (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 液中微粒子付着制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374845A JPH0374845A (ja) | 1991-03-29 |
| JP2577798B2 true JP2577798B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=16585243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1210188A Expired - Lifetime JP2577798B2 (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 液中微粒子付着制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100398223C (zh) * | 2003-12-26 | 2008-07-02 | 佳能株式会社 | 抗静电膜的成膜方法和用该成膜方法形成的图像显示装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5409544A (en) * | 1990-08-20 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling adhesion of fine particles to an object in liquid |
| US6018322A (en) * | 1996-03-13 | 2000-01-25 | Mazda Motor Corporation | Earth structure for antennas, and antenna apparatus with earth for vehicles |
| JP4682888B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2011-05-11 | 株式会社村田製作所 | セラミック超微粒子膜の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114579A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | エッチング液の制御方法 |
| JPS61125134A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-12 | Hitachi Ltd | 半導体基板洗浄器 |
| US4711256A (en) * | 1985-04-19 | 1987-12-08 | Robert Kaiser | Method and apparatus for removal of small particles from a surface |
-
1989
- 1989-08-16 JP JP1210188A patent/JP2577798B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100398223C (zh) * | 2003-12-26 | 2008-07-02 | 佳能株式会社 | 抗静电膜的成膜方法和用该成膜方法形成的图像显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374845A (ja) | 1991-03-29 |
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