JPH0521410A

JPH0521410A - 基板表面清浄方法および清浄装置

Info

Publication number: JPH0521410A
Application number: JP20137291A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Nakai; 日出海中井; Etsuo Ogino; 悦男荻野; Hidetomo Suzuki; 英友鈴木; Toshiaki Fujii; 敏昭藤井
Original assignee: Ebara Research Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd; Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】電子部品や光学部品の表面の有機物質を除去す
るための方法および装置を提供する。特に基板上に被膜
を被覆する際に前処理として行うのに適した基板の清浄
方法および清浄装置に関する。【構成】光電子放出部材３に前記光電子放出部材の光電
しきい値よりも大きなエネルギーを有する紫外線を含む
電磁波を照射し、前記照射により放出された光電子によ
り、基板２の表面および基板表面近傍の空間に浮遊する
微粒子を帯電させ、前記微粒子を前記微粒子の帯電電荷
とは反対の電位を印加した電極７に捕集することにより
基板表面を清浄にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品や光学部品の
表面を清浄にするための方法および装置に関し、とくに
基板上に被膜を被覆したり、被覆した被膜をパターニン
グ加工する際の前処理として行うのに適した基板の清浄
方法および清浄装置に関する。

【従来の技術】近年、半導体デバイスや磁気ヘッドなど
の電子部品、光デイスクや液晶表示素子などの光学部品
の特性し、信頼性を向上させ、また製造の歩留まりを上
げるために、製造工程のなかで幾度も行われる洗浄が重
要性を増してきている。洗浄で除去すべき汚れは、作業
環境中に浮遊する塵や埃などの微粒子、薬品中の不純
物、水中のバクテリヤ、さらに作業者の指紋などその種
類が多いが、いずれもそれらわ微粒子である。とくに、
基板上に被膜を被覆する工程の前には、このような汚れ
を除去しておかなければ、致命的な欠点を生じることに
なる。工業的規模で清浄な基板表面を得る方法として
は、機械的に汚れをこすり落とすスクラブ洗浄や、超音
波が発生するキャビテイションの衝撃力を利用する洗
浄、溶剤やその蒸気を用いて溶解・リンスなどにより除
去する湿式洗浄法がある。また、紫外線・オゾンの洗浄
作用を用いた乾式洗浄法がある。

【発明が解決しようとする課題】上記の湿式洗浄法は有
機質、無機質の汚れの洗浄には有効であるが、装置が高
価であり使用する材料も高価であるという問題点があっ
た。また、上記の乾式法は簡便な装置により実施でき、
油脂などの有機質汚染物質の除去には有効であるが、無
機質の汚れに対しては有効でないという欠点がある。本
発明は、上記問題点を解決するためになされたものであ
って、有機質の汚れとともに無機質の固形微粒子をも除
去することができる乾式の洗浄方法および洗浄装置を提
供するものである。

【課題を解決するための手段】本発明は、光電子放出部
材に前記光電子放出部材の光電しきい値より大きなエネ
ルギーを有する紫外線を含む電磁波を照射し、前記照射
により放出された光電子により、基板の表面上の微粒子
および基板表面近傍の空間に浮遊する微粒子を帯電さ
せ、前記帯電させた微粒子を、前記微粒子の帯電電荷と
は反対の電位にした電極に捕集することにより基板表面
を清浄にする方法である。本発明に用いられる光電子放
出部材としては、光電しきい値エネルギーの低いもので
あればよく、そのような物質としては仕事関数の小さい
金属およびそれらの合金や化合物が適している。そのよ
うな金属としては、Ａｇ（４．４６ｅＶ），Ａｌ（４．
２０ｅＶ），Ａｕ（４．８９ｅＶ），Ｂ（４．５０ｅ
Ｖ），Ｂｅ（３．９０ｅＶ），Ｂｉ（４．２６ｅＶ），
Ｃ（４．８１ｅＶ）），Ｃｕ（４．４５ｅＶ），Ｆｅ
（４．４４ｅＶ），Ｍｇ（３．６７ｅＶ），Ｎｂ（４．
３７ｅＶ），Ｐｂ（４．００ｅＶ），Ｒｈ（４．９２ｅ
Ｖ），Ｓｎ（４．２９ｅＶ），Ｔａ（４．１３ｅＶ），
Ｚｎ（４．２９ｅＶ），Ｚｒ（４．３３ｅＶ）（括弧内
の数字は光電しきい値エネルギー）などが例示でき、こ
れらの二種以上からなる合金、炭化物、ホウ化物なども
用いることができる。光電子放出部材の形状としては、
光電子放出の効率の観点から表面積が大きい形状がよ
く、板状が好ましい。上記物質はその光電しきい値が紫
外線のエネルギーよりも小さいので、紫外線を含む電磁
波を照射することにより光電子を放出させることができ
る。紫外線を含む電磁波を照射する手段としては、水銀
灯（主発光波長：約２５４ｎｍ）、カーボンアーク灯
（主発光波長：約３７５ｎｍ）、キセノンランプ（主発
光波長：約４６０ｎｍ）のいずれも用いることができ
る。発生させた光電子により、無機質からなる微粒子や
有機質であるオイルミストなどの微粒子の帯電を促進す
るには、光電子のエネルギーは高いほうが好ましい。光
電子エネルギーを高くするには、光電子放出部材を負の
電位を有する陰極とするのが有効である。また、光電子
により負に帯電したオイルミストなどの微粒子を捕集す
るために、表面を清浄にすべき基板と光電子放出部材と
の間に正の電位を有する陽極を設けるのが有効である。
たとえば、紫外線を照射する光源と基板を対向して配置
するときは、図１に示すように陽極７を配置するのが好
ましい。これにより、基板に無機質の微粒子やオイルミ
ストのような有機質の微粒子が付着するのを一層抑制す
ることができる。本発明においては、紫外線を含む電磁
波を光電子放出部材に照射する際に、同時にオゾンを含
有するガスや、紫外線を照射されてオゾンを発生するガ
ス、たとえば酸素を、基板表面上の空間に供給すれば、
基板に付着した有機物の分解が促進され、その除去を効
果的に行うことができる。本発明の第２は、基板支持機
構と、前記基板支持機構に並置または対向して配置した
光電子放出部材と、前記光電子放出部材に前記光電子放
出部材の光電しきい値より大きなエネルギーを有する紫
外線を含む電磁波を照射するための光源と、前記照射に
よって放出された光電子との衝突により帯電させられた
基板表面に付着しているまたは基板表面近傍に浮遊する
微粒子を捕集するための電極とを有する基板清浄装置で
ある。本発明に用いられる光電子放出部材としては、光
電しきい値エネルギーの低いものであればよく、そのよ
うな物質としては仕事関数の小さい金属およびそれらの
合金や化合物が適している。そのような物質としては、
Ａｇ（４．４６ｅＶ），Ａｌ（４．２０ｅＶ），Ａｕ
（４．８９ｅＶ），Ｂ（４．５０ｅＶ），Ｂｅ（３．９
０ｅＶ），Ｂｉ（４．２６ｅＶ），Ｃ（４．８１ｅ
Ｖ）），Ｃｕ（４．４５ｅＶ），Ｆｅ（４．４４ｅ
Ｖ），Ｍｇ（３．６７ｅＶ），Ｎｂ（４．３７ｅＶ），
Ｐｂ（４．００ｅＶ），Ｒｈ（４．９２ｅＶ），Ｓｎ
（４．２９ｅＶ），Ｔａ（４．１３ｅＶ），Ｚｎ（４．
２９ｅＶ），Ｚｒ（４．３３ｅＶ）（括弧内はの数字は
光電しきい値エネルギーの値）などが例示でき、これら
の二種以上からなる合金、炭化物、ホウ化物なども用い
ることができる。光電子放出部材の形状としては、光電
子放出の効率の観点から表面積が大きい形状がよく、板
状が好ましい。上記物質はその光電しきい値が紫外線の
エネルギーよりも小さいので、紫外線を含む電磁波を照
射することにより光電子を放出させることができる。紫
外線を含む電磁波を照射する手段としては、水銀灯（主
発光波長：約２５４ｎｍ）、カーボンアーク灯（主発光
波長：約３７５ｎｍ）、キセノンランプ（主発光波長：
約４６０ｎｍ）のいずれも用いることができる。光電子
が微粒子に衝突して微粒子を帯電させる能力を高めるに
は、光電子放出材料が負の電位を有する陰極となるよう
に光電子放出部材と電源を接続することができる。これ
により、発生する光電子に高いエネルギーを与えること
ができる。室内に正の電位を有する電極を配置すれば、
さらに効果的に負に帯電した微粒子を捕集することがで
きる。

【作用】紫外線を含む電磁波を光電子放出部材に照射す
ることにより発生した光電子は、基板表面に付着してい
る無機質および有機質の微粒子や基板表面近傍に浮遊す
る無機質および有機質の微粒子を帯電する。帯電した微
粒子は電極に引き寄せられ基板表面から除去されるので
基板は清浄になる。紫外線照射時にオゾンを共存させる
ことにより、基板に付着している有機質の微粒子は効果
的に分解される。また、光電子放出部材を陰極として用
いることにより、光電子による微粒子の帯電を強めるこ
とができる。また、陽極を設置することにより帯電した
微粒子の捕集をより効果的にする。

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の清浄装置の一実施例の断面図である。ク
リーンルーム室内の床９に設置された基板支持台１の上
に表面を清浄にすべき基板２が載置されている。そして
基板２の四周を囲うように金（Ａｕ）膜を被覆した光電
子放出部材３が支持台４に支持されて、基板２に並んだ
状態で固定されている。光電子放出部材３に対向して紫
外線反射板６（アルミ合金製）付きの紫外線照射用の低
圧水銀ランプ５が天井よりぶら下げられて固定され、基
板３と低圧水銀ランプ５との近傍に微粒子捕集用のステ
ンレス製陽極７が設置され、陽極７は電源８に接続され
ている。図２は、本発明の清浄装置の基板と光電子放出
部材との他の配置例を示す図である。実施例フオトレジストを塗布するためのロールコーターに図１
に示す清浄装置を直結し、透明導電膜（ＩＴＯ膜）を形
成した基板に所定のパターンを形成する工程の前処理と
して、本発明の清浄装置を用いて基板を清浄したものと
しなかったものとを、パターン形成の歩留まりで比較し
た。約４００ｎｍの厚みのＩＴＯ膜を形成したガラス基
板を、弱アルカリ液洗浄、超音波洗浄、市水、純水リン
スの組み合わせからなる６槽式の湿式洗浄機で洗浄し
た。つぎに、フロン液およびフロン蒸気により水切り・
乾燥をおこなったＩＴＯ膜付基板を、クラス１０００の
クリーンルームに約２時間静置後、ＩＴＯ膜付き基板２
を基板支持台１にセットし、ステンレス製陽極７に電源
８から約１００ボルトの正の電圧を印加し、低圧水銀ラ
ンプを点灯し、基板および光電子放出部材に紫外線を約
２分間照射後、基板２をロールコーターに移し、約１．
５ｎｍの厚さのフオトレジストを塗布した。フオトレジ
スト塗布後の工程は、クリーンオーブン中でのプリベー
ク、露光、現像、リンス、クリーンオーブン中でのポス
トベーク、ＩＴＯ膜エッチング、フオトレジストの剥
離、リンスとし、約５０μｍの線幅のトラックを約５０
μｍのピッチで６４０本形成した電極パターンを得た。
ＩＴＯ電極がフオトレジストの塗布不良（均一に塗布さ
れなかった）によって断線したり、異物の付着によって
断線もしくはショートして不良となったものは、４０枚
の基板のうち１枚であった。すなわち不良率は２．５％
であった。比較例実施例と同じ工程と装置を用いて比較実験を行った。実
施例で用いた清浄装置で光電子放出部材と微粒子捕集用
の陽極を設置せず、低圧水銀灯ランプによる紫外線を２
分間おこなった。それ以外の工程は実施例と同じとし
た。２０枚の基板を処理してＩＴＯ膜のパターンを形成
して欠点を測定したところ、ＩＴＯ電極が断線またはシ
ョートして不良となった数は４枚であった。すなわち不
良率は２０％であった。

【発明の効果】本発明によれば、基板表面に付着したり
基板表面に浮遊している、無機質や有機質の微粒子を除
去し、基板表面を短時間に清浄にすることができるの
で、基板のパターニング加工を歩留まりよく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の清浄装置の一実施例の断面図である。

【図２】本発明の清浄装置の光電子放出部材と基板の他
の配置例を示す図である。

【符号の説明】

１・・・基板支持台、２・・・基板、３・・・光電子放
出部材、４・・・支持台、５・・・紫外線ランプ、６・
・・紫外線反射板、７・・・陽極、８・・・電源、９・
・・床、１０・・・クリーンボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木英友神奈川県藤沢市本藤沢四丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者藤井敏昭神奈川県藤沢市本藤沢四丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電子放出部材に前記光電子放出部材の光
電しきい値より大きなエネルギーを有する紫外線を含む
電磁波を照射し、前記照射により放出された光電子によ
り、基板の表面上の微粒子および基板表面近傍の空間に
浮遊する微粒子を帯電させ、前記帯電させた微粒子を、
前記微粒子の帯電電荷とは反対の電位にした電極に捕集
することにより基板表面を清浄にする方法。
【請求項２】基板支持機構と、前記基板支持機構に並置
または対向して配置した光電子放出部材と、前記光電子
放出部材に前記光電子放出部材の光電しきい値より大き
なエネルギーを有する紫外線を含む電磁波を照射するた
めの光源と、前記照射によって放出された光電子との衝
突により帯電させられた、基板表面上の微粒子および基
板表面近傍に浮遊する微粒子を捕集する電極とを有する
基板清浄装置。