(57)【要約】【課題】半導体基板や、半導体製造のための治具類、たとえば、半導体製造装置内の防着板類のような極めて清浄な表面を求められるワークの洗浄方法において、ナノメータオーダのパーティクルの除去が可能な複合導電精密洗浄方法を提供する。【解決手段】直流電源６の陽極に回転ブラシ４を接続し、陰極にベース３を接続する。ベース３の上にワーク１をセットし、回転ブラシ４の上から電解質（界面活性剤）を含む水を流し、回転ブラシ４をワーク１に接触させてワーク１の表面を洗浄する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続可能な陰極と陽極との間にワークをセットし、上記両電極間に電解質を含む水を介在させ、両電極間に直流電圧を印加して電流が流れた状態でワーク表面を洗浄することを特徴とする複合導電精密洗浄方法。
【請求項２】
上記電解質を含む水をシャワー乃至は流水としたことを特徴とする請求項１記載の複合導電精密洗浄方法。
【請求項３】
上記洗浄中の水に超音波により振動を与えることを特徴とする請求項１又は２記載の複合導電精密洗浄方法。
【請求項４】
上記洗浄中の水に、電流と交差する方向の磁力を加えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複合導電精密洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体基板や、半導体製造のための治具類、たとえば、半導体製造装置内の防着板類のような極めて清浄な表面を求められるワークの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体基板や液晶基板、防着板類などの非常に清浄な表面を求められるワークの洗浄方法としては、図６に示すような精密洗浄方法が採用されてきた。この精密洗浄方法は、以下のようにして行われる。
【０００３】
まず、製品チェックにより所定の均一な形状と認識されたワークは、まず、ブラスト処理工程１１に送られる。ここで、ワークに１００番の砥粒を０．５〜０．６ＭＰａの圧力で吹きかけ、ブラスト処理をする。
【０００４】
なお、この実施例で洗浄するワークは、真空装置内の防着板なので、ブラスト処理をしているが、シリコンウエハーなどの柔らかいワークの場合等は、このブラスト処理は行わない。
【０００５】
次に、高圧水洗工程１２に移行し、１０ＭＰａ程度の圧力の水流を当てて砥粒や砥粒により剥離された粒子を洗い流す。水圧は、ワークに適した圧力に変更されるものである。
【０００６】
高圧水洗されたワークは、スクラブ洗浄工程１３で、流水を掛けながらブラシにより洗浄される。このときの流水には市水を使用し、これに３％程度の界面活性剤を混入して洗浄力を上げている。
【０００７】
スクラブ洗浄工程１３の次は、高圧水洗工程１４に行き、スクラブ洗浄の前と同様に、１０ＭＰａの圧力の水流を当てる。これによって、ワーク表面に残留する界面活性剤や、洗浄で除去された付着物が、再びワークの表面に付着しないようにするためである。このスクラブ洗浄工程１３とこの前後の高圧水洗工程１２，１４とを合わせてプレ洗浄工程１０という。
【０００８】
プレ洗浄工程１０が終了したワークは、クリーンルーム内に入って、本洗浄工程２０に移行する。本洗浄工程２０として、まず、超音波洗浄工程２１に進む。ここでは、ワークは純水内に浸漬され、圧電振動子から超音波振動を受けることにより洗浄される。
【０００９】
次に、純水によるリンス工程２２を経て、同じく純水によるシャワー洗浄工程２３で全面にシャワーを浴び、剥離した微粒子を洗い流す。以上で本洗浄工程２０が終了となる。
【００１０】
この後、乾燥工程２４でエアーブローにより乾燥させられ、さらにベーキング工程２５に移行し、ワーク表面を加熱焼出しする。これによって、ワークの表面に付着している水分や油分を除去し、真空容器内に入れられた場合に、ガスの発生を抑制して超高真空に入りやすくする。最後にクリーンブース内における検査工程２６で外観検査され完成する。
【００１１】
このような洗浄方法により、半導体表面の原子レベルでの平坦性を損なうことなく、半導体表面に付着している有機物、微粒子、金属、自然酸化膜等を除去してきた。
【００１２】
また、特許文献１（特開平８−１２６８７３号）には、半導体基板、ガラス基板、電子部品の洗浄に純水電解水を用いる方法が提案されている。また、特許文献２（特開２０００−２３３１６１号）には、ガラス基板の高精度洗浄方法として、アノード電解水などの活性イオン水で洗浄する方法が提案されている。
【００１３】
しかし、近年の半導体及び液晶業界の技術革新に伴い、半導体基板等の洗浄分野において、ナノメータオーダのパーティクルの除去が要請されるようになっており、上記の洗浄方法では、このようなパーティクルの除去は困難である。
【００１４】
そこで、強化精密洗浄方法というのが実施されている。これは、上記プレ洗浄工程１０と、本洗浄工程２０とを２度繰り返す洗浄方法で、具体的には、以下のようになる。
【００１５】
ブラスト処理工程１１→高圧水洗工程１２→スクラブ洗浄工程１３→高圧水洗工程１４→スクラブ洗浄工程１３→高圧水洗工程１４→超音波洗浄工程２１→リンス工程２２→シャワー洗浄工程２３→超音波洗浄工程２１→リンス工程２２→シャワー洗浄工程２３→乾燥工程２４→ベーキング工程２５→検査工程２６  という洗浄方法である。各工程の内容は、上の説明と同じである。
【００１６】
【特許文献１】特開平８−１２６８７３号
【特許文献２】特開２０００−２３３１６１号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この強化精密洗浄方法でも、ナノメータオーダのパーティクルの除去は、十分にはできない。この原因として考えられるのは、ワークの表面上に付着しているナノメータオーダのパーティクルは、静電気の力で付着しているからではないかということである。静電気の力で吸着しているので、界面活性剤などの薬品による洗浄や、超音波による機械的な剥離力では十分な剥離ができないと考えられる。
【００１８】
本発明は、上記の事実から考えられたもので、ナノメータオーダのパーティクルの除去が可能な複合導電精密洗浄方法を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の複合導電精密洗浄方法は、直流電源に接続可能な陰極と陽極との間にワークをセットし、上記両電極間に電解質を含む水を介在させ、両電極間に直流電圧を印加して電流が流れた状態でワーク表面を洗浄することを特徴としている。
【００２０】
上記電解質を含む水をシャワー乃至は流水としたり、上記洗浄中の水に超音波により振動を与えたり、上記洗浄中の水に、電流と交差する方向の磁力を加えたりすることができる。また、直流電源の一方の電極をスクラブ洗浄における回転ブラシとし、上記電解質を含む水を流しながら、該回転ブラシにワークを接触させて洗浄するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面によって詳細に説明する。
図１は、本発明の複合導電精密洗浄方法を、プレ洗浄工程１０のスクラブ洗浄工程１３に適用した状態を示す図である。同図において、ワーク１としては、半導体を製造する真空装置内に用いられる防着板を使用し、その素材としては、アルミニウム、ステンレススチール、チタンの３種類を用いた。スクラブ洗浄工程１３に至る前処理とスクラブ洗浄工程１３の後処理とは、従来例で説明した強化精密洗浄方法と同じである。
【００２２】
スクラブ洗浄を行うバット槽２のベース３上にワーク１を載せ、上方から回転するブラシ４をワーク１に接触させてシャワー状に水５を流しながら洗浄する。供給される水には市水を使用し、３％程度の界面活性剤を混入し、オーバーフローした水５はバット槽２の排水口２ａから外部に排出し、循環して使用する。ここまでは、従来のスクラブ洗浄と同じである。
【００２３】
本発明では、４５Ｖの直流電源６を使用し、この陽極（アノード）側をブラシ４に接続し、陰極（カソード）側をベース３に接続し、ベース３とブラシ４との間に電流を流しながら洗浄した。電流計７により洗浄中に常に０．１６〜０．２２Ａの電流が流れていることが確認できた。ブラシ４は、基部と植毛部とからなるが、基部が導電性であれば植毛部は導電性である必要はない。
【００２４】
上記の実施例では、強化精密洗浄と同じ工程で、このようなスクラブ洗浄工程１３は、高圧水洗工程１４を挟んで２回行われ、その後、クリーンルーム内に送られて２回の本洗浄工程２０により洗浄された。
【００２５】
図２から図４は、各洗浄方法と、図６の検査工程２６におけるワーク１の表面上に残存したパーティクルの数を示す図である。図２は、図６に示す通常の精密洗浄による場合、図３は、プレ洗浄工程１０と、本洗浄工程２０とを２度ずつ繰り返す強化精密洗浄による場合、図４は、強化精密洗浄のスクラブ洗浄工程１３を本発明の通電による複合導電精密洗浄工程とした場合である。
【００２６】
各図において、（ａ）はワーク１の素材がＡＬ（アルミニウム）で、（ｂ）はＳＵＳ（ステンレススチール）、（ｃ）はＴｉ（チタン）である。ワーク９０個を３０個ずつＡ群、Ｂ群、Ｃ群と３群に分けて洗浄し、洗浄後の個々のワーク１に付着しているパーティクルを大きさ別にカウントし、各群ごとに平均値を算出した。μｍの欄の０．１〜０．１５、０．１５〜０．２０、……の欄は、パーティクルの大きさを示す。０．５μｍ以上のパーティクルは、一纏めにしている。
【００２７】
図２に示す通常精密洗浄では、ワーク１の表面上に残存するパーティクル数が素材により大きく異なるとともに、全体に残存数が多くなることが分かった。特に、０．５μｍ以上のパーティクルが多くなっている。
【００２８】
図３に示す強化精密洗浄方法によれば、ワーク１の表面上に残存するパーティクル数は素材を代えてもほぼ２０〜３０個程度に収まっており、図２の通常精密洗浄と比較すると、大幅に改善されている。
【００２９】
図４は、本発明の洗浄方法（複合通電精密洗浄方法）の場合である。強化精密洗浄方法に比べてワーク１がアルミニウムやステンレススチールの場合、残存パーティクル数は約１／２になり、チタンにした場合には、ほぼ１／５程度にまで低下した。
【００３０】
図２から図４により、本発明の通電による洗浄工程を設けた場合のパーティクル数が顕著に減少していることが分かる。このような効果を奏する原因としては、通電して洗浄する際に、ワーク１に静電気力で付着していたパーティクルが、通電されることにより逆極性に帯電され、ワーク１から剥離し易くなるためと考える。
【００３１】
なお、直流電源６の極性を反対にし、陽極側をベース３に接続し、陰極側をブラシ４に接続しても同じ洗浄効果を得られた。また、界面活性剤の代わりに単なる電解質を用いてもよい。ただし、界面活性剤を用いると、界面活性剤自身の洗浄作用が期待できることから、単なる電解質を用いるよりも、洗浄力を強化することができる。
【００３２】
図５は、本発明の別の実施例を示す図である。ここでは、本洗浄工程２０の超音波洗浄工程２１に適用した例である。水槽２’内に洗浄水として純水に界面活性剤を３％混入した溶液を入れる。水槽２’内に電極８を入れ、直流電源６の陽極側に接続する。水槽２’自身を導電体としてここに陰極側を接続する。洗浄水内にワーク１を入れ、水槽２’の両側に配置した圧電振動子９，９で、ワーク１に超音波振動を加えて洗浄する。
【００３３】
図５は洗浄水が静止した状態での洗浄であるが、洗浄水を循環して流水として洗浄してもよいことは言うまでもない。また、極性を反対にして、電極８を陰極側に接続し、水槽２’を陽極側に接続してもよい。勿論、水槽２’の代わりに別の電極を用いてもよいし、ワーク１自身を陽極又は陰極等の電極とすることもできる。さらに、超音波に代えて、或いは、超音波に加えて電流と直交する方向に磁力を加えて洗浄することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明の複合導電精密洗浄方法は、電解質を含む水に陰極と陽極の電極を浸漬する工程と、該両電極間にワークを浸漬する工程と、両電極間に直流電圧を印加して電流が流れた状態でワーク表面を洗浄する工程と、を有するので、ワークの表面のナノメーターオーダーのパーティクルを効果的に除去し、極めて清浄な表面を持ったワークを得ることができる。
【００３５】
電解質を含む水を流水としたり、洗浄中の水に超音波により振動を与えたり、洗浄中の水に、電流と交差する方向の磁力を加えることによって、洗浄効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄方法を、スクラブ洗浄工程に適用した状態を示す図である。
【図２】通常の精密洗浄によりワークに残存したパーティクルの数を示す図で、（ａ）はワークの素材がアルミニウムで、（ｂ）はステンレススチール、（ｃ）はチタンである。
【図３】強化精密洗浄によりワークに残存したパーティクルの数を示す図で、（ａ）はワークの素材がアルミニウムで、（ｂ）はステンレススチール、（ｃ）はチタンである。
【図４】本発明の精密洗浄によりワークに残存したパーティクルの数を示す図で、（ａ）はワークの素材がアルミニウムで、（ｂ）はステンレススチール、（ｃ）はチタンである。
【図５】本発明の別の実施例を示す図である。
【図６】従来の精密洗浄方法を示す図である。
【符号の説明】
１    ワーク
２’  陰極
３    ベース（陰極）
４    ブラシ（陽極）
６    直流電源
８    陽極
９    圧電振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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