JP2001015472A - Method and device for projecting ultraviolet ray - Google Patents

Method and device for projecting ultraviolet ray

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JP2001015472A
JP2001015472A JP11181713A JP18171399A JP2001015472A JP 2001015472 A JP2001015472 A JP 2001015472A JP 11181713 A JP11181713 A JP 11181713A JP 18171399 A JP18171399 A JP 18171399A JP 2001015472 A JP2001015472 A JP 2001015472A
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JP
Japan
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ultraviolet light
oxygen concentration
processed
space
less
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JP11181713A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Jinbo
洋介 神保
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Hoya Candeo Optronics Corp
Original Assignee
Hoya Schott Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly efficiently remove organic matters from an object to be treated by setting up the object in a space isolated from the outside air, and projecting ultraviolet rays having a specific wavelength or shorter upon the surface to be treated of the object while the oxygen concentration in the space is controlled within a specific range of rate. SOLUTION: On an elevating/lowering table 18 in a treatment chamber 15, a substrate 19 to be treated for cleaning up organic matters is placed. Then the distance between the substrate 19 and a lamp house 12 is adjusted to a prescribed value by elevating the table 18 by means of an elevating/lowering device 17. Successively, the oxygen concentration in the chamber 15 is adjusted to 1-10% and, when the concentration reaches 1-10%, organic matters are cleaned up by projecting vacuum ultraviolet rays emitted from a xenon excimer lamp 11 and having a wavelength of <=175 nm upon the substrate 19 for a prescribed period of time. Therefore, the organic matters can be removed highly efficiently by only using the ultraviolet rays.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板や液晶
ディスプレイ基板等の被処理物の処理面に対して、紫外
光を照射してその面に付着した有機物の洗浄又は改質を
行うための紫外光照射方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating a processing surface of an object to be processed such as a semiconductor substrate or a liquid crystal display substrate with ultraviolet light to clean or modify organic substances attached to the surface. The present invention relates to an ultraviolet light irradiation method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路や液晶ディスプレイを製造する
プロセスにおいては、これらの基板の洗浄が繰り返し行
われ、製造プロセスの多くの時間を占めている。特に、
一層の微細化が進行する集積回路の製造プロセスにおい
ては、その基板表面の汚染に対する許容レべルが益々厳
しくなってきている。この種の基板表面の汚染には各種
のものがあり、例えば集積回路製造プロセスにおいて
は、有機物、パーティクル(埃などの微粒子)、金属不
純物、自然酸化膜(SiO2)が洗浄の対象とされてい
る。
2. Description of the Related Art In a process of manufacturing an integrated circuit or a liquid crystal display, these substrates are repeatedly washed, and occupy a lot of time in the manufacturing process. In particular,
2. Description of the Related Art In a manufacturing process of an integrated circuit in which further miniaturization is advanced, an allowable level of contamination on a substrate surface is becoming increasingly severe. There are various types of this type of substrate surface contamination. For example, in an integrated circuit manufacturing process, organic substances, particles (fine particles such as dust), metal impurities, and natural oxide films (SiO 2 ) are to be cleaned. I have.

【0003】現在、これら基板の洗浄方法としては、R
CAクリーニングと一般的に呼ばれている化学薬液を用
いて行うウェット(湿式)洗浄方法が主流である。この
方法においては、各種汚染を除去するために、多数の薬
液を用いる。すなわち、ウェット洗浄方法では、硫酸過
酸化水素水により有機物除去を行い、アンモニア過酸化
水素水によりパーティクル(微粒子)除去を行い、塩酸
過酸化水素水により金属不純物除去を行い、希フッ酸溶
液により自然酸化膜除去を行い、更に最終段階として超
純水によりリンスを行い、これらの各段階を経ることに
よって基板洗浄が完了する。
At present, these methods for cleaning substrates include R
The mainstream is a wet (wet) cleaning method performed using a chemical solution generally called CA cleaning. In this method, a large number of chemicals are used to remove various contaminants. That is, in the wet cleaning method, organic substances are removed with sulfuric acid / hydrogen peroxide solution, particles (fine particles) are removed with ammonia / hydrogen peroxide solution, metal impurities are removed with hydrochloric acid / hydrogen peroxide solution, and a natural hydrofluoric acid solution is used. The oxide film is removed, and as a final step, rinsing is performed with ultrapure water, and the substrate cleaning is completed through these steps.

【0004】この様にウェット洗浄は、各汚染に対応し
た各種薬液を多く用い、これは製造プロセスの中で繰り
返し行われるため、薬液使用量は膨大なものになってい
る。今日では半導体基板の更なる大口径化が進められて
いるので、ウェット洗浄の薬液使用量は更に上昇するこ
とが今後予想される。ウェット洗浄においては、このよ
うに多くの薬液が用いられるので、使用後薬液の処理を
含めて膨大なコストが掛かり、また環境保全上の観点か
らは、このような薬液を使用しない洗浄が望まれてい
る。
As described above, wet cleaning uses a large amount of various chemicals corresponding to each contamination, and is repeatedly performed in the manufacturing process, so that the amount of chemicals used is enormous. As the diameter of semiconductor substrates is further increased today, it is expected that the amount of chemicals used for wet cleaning will further increase in the future. In wet cleaning, such a large number of chemicals are used, so enormous costs are required including the treatment of chemicals after use, and from the viewpoint of environmental conservation, cleaning without using such chemicals is desired. ing.

【0005】このような背景から、近年、ウェット洗浄
方法に代わるものとして、ドライ(乾式)方式の洗浄方
法が注目されている。ドライ洗浄方法では、従来のウェ
ット洗浄において除去できない集積バターンの微細な溝
や穴の汚染を除去でき、また一度除去した汚染物の再付
着が防止できるなどの利点がある。ドライ洗浄方法にお
いては、前記各種の汚染に対応するために、例えば、紫
外線励起塩素ガスによる金属不純物の除去、紫外線励起
弗素ガスによる自然酸化膜除去、紫外線照射とオゾンガ
スの併用による有機物除去などのそれぞれにおける要素
技術が検討されている。
[0005] From such a background, in recent years, a dry (dry) cleaning method has attracted attention as an alternative to the wet cleaning method. The dry cleaning method has the advantages that contamination of fine grooves and holes in the integrated pattern that cannot be removed by conventional wet cleaning can be removed, and that once removed contaminants can be prevented from reattaching. In the dry cleaning method, in order to cope with the various types of contamination, for example, removal of metal impurities by ultraviolet-excited chlorine gas, removal of a natural oxide film by ultraviolet-excited fluorine gas, removal of organic substances by combined use of ultraviolet irradiation and ozone gas, etc. The elemental technologies in are being studied.

【0006】ドライ洗浄方法における有機物の除去は、
紫外線照射とオゾンガスを併用する方法が知られてい
る。この方法は、低圧水銀ランプからの放射光を用いて
基板表面の有機物分子結合を切断し、更にオゾンガスに
より切断した分子を酸化し飛散除去するものである。こ
のプロセスを以下に説明する。低圧水銀ランプの放射光
は、主に波長254nmと186nmのものであるか
ら、「オゾンの基礎と応用」(杉光英俊著、光琳、P2
5、平成8年出版)に示されるように、波長175〜2
42nmの光は酸素O2を分離し、酸素原子を生成して
更に周囲の酸素分子と再結合し、オゾンO3を発生させ
る。すなわち、
The removal of organic substances in the dry cleaning method is as follows.
A method using both ultraviolet irradiation and ozone gas is known. In this method, the organic molecule bonds on the substrate surface are broken by using the radiation light from a low-pressure mercury lamp, and the cut molecules are oxidized and scattered and removed by ozone gas. This process is described below. Since the radiation of low-pressure mercury lamps mainly has wavelengths of 254 nm and 186 nm, "Basics and Applications of Ozone" (Hidetoshi Sugimitsu, Korin, P2
5, published in 1996).
The 42 nm light separates oxygen O 2 , generates oxygen atoms, and recombines with the surrounding oxygen molecules to generate ozone O 3 . That is,

【0007】O2+hν(λ=175〜254nm)→
O(3P)+O(3P) O(3P)+O2→O3
O 2 + hν (λ = 175-254 nm) →
O ( 3 P) + O ( 3 P) O ( 3 P) + O 2 → O 3

【0008】オゾンは波長254nm付近を頂点とし2
20〜300nmに吸収帯を持つ。このため低圧水銀か
ら放射される波長254nmの光は、生成されたオゾン
に吸収され、以下の反応を示す。
[0008] Ozone has a peak at a wavelength of about 254 nm and 2
It has an absorption band at 20 to 300 nm. Therefore, light having a wavelength of 254 nm emitted from low-pressure mercury is absorbed by the generated ozone and exhibits the following reaction.

【0009】 O3+hν(λく310nm)→O(1D)+O2 O 3 + hν (λ = 310 nm) → O ( 1 D) + O 2

【0010】ここで生成される励起状態酸素原子O(1
D)とオゾンO3の酸化力と、波長186nmのフォト
ンエネルギーによる有機物結合切断の効果によって結
果、基板表面から有機物が除去されるものである。この
原理によれば、基板の洗浄効果を高めるためには、雰囲
気中のオゾン濃度をできるだけ高めることが望ましい。
しかしながら、低圧水銀ランプの放射光は波長254n
mが主であり、波長186nmの光強度は小さい。この
ため大気雰囲気に該ランプ光を照射してもオゾンの生成
量は十分でなく、実用的には外部にオゾン発生機(オゾ
ンジェネレータともいう)を設置して、ここからオゾン
ガスを導入して利用することが行われている。
The excited state oxygen atom O ( 1
D), the oxidizing power of ozone O 3 , and the effect of the breaking of the organic bond by photon energy at a wavelength of 186 nm result in the removal of the organic substance from the substrate surface. According to this principle, it is desirable to increase the ozone concentration in the atmosphere as much as possible in order to enhance the cleaning effect of the substrate.
However, the radiation of the low-pressure mercury lamp has a wavelength of 254n.
m is main, and the light intensity at a wavelength of 186 nm is small. For this reason, even if the lamp light is irradiated to the atmosphere, the amount of ozone generated is not sufficient. In practice, an ozone generator (also referred to as an ozone generator) is installed outside, and ozone gas is introduced from here. That is being done.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら極めて高
い清浄度が要求される集積回路用半導体基板において
は、オゾン発生機から微量に発生する汚染物が原因とな
り、洗浄前より有機物汚染状況が悪化してしまうことが
あり、実際の製造プロセスへの適合が難しいとされてい
る。
However, in semiconductor substrates for integrated circuits that require extremely high cleanliness, organic matter contamination is worse than before cleaning because of the small amount of contaminants generated from the ozone generator. It is said that it is difficult to adapt to an actual manufacturing process.

【0012】従って本発明の目的は、オゾン生成機など
を必要とせず、紫外光のみによって有機物を極めて高効
率に除去することができる紫外光照射方法及び装置を提
供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for irradiating an ultraviolet light capable of removing organic matter with only an ultraviolet light with high efficiency without requiring an ozone generator or the like.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、被処理物の被処理面に対して紫外光を照射し
てその洗浄又は改質を行うための紫外光照射方法におい
て、以下の各工程を備える。すなわち本発明は、前記被
処理物を外気から遮断された空間内に配置する工程と、
前記空間内の酸素濃度を1%以上10%未満に制御する
工程と、波長175nm以下の紫外光を前記被処理物の
被処理面に対し照射する工程とを備えて構成される。
According to the present invention, there is provided an ultraviolet light irradiation method for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light to clean or modify the surface. The method includes the following steps. That is, the present invention is a step of arranging the object to be treated in a space shielded from outside air,
The method includes a step of controlling the oxygen concentration in the space to be 1% or more and less than 10%, and a step of irradiating ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less to the surface of the object to be processed.

【0014】ここで、前記波長175nm以下の紫外光
を照射する光源としては、例えば、アルゴンを封入した
誘電体バリア放電ランプ(波長126nm、以下、アル
ゴンエキシマランプという)、クリプトンを封入した誘
電体バリア放電ランプ(波長146nm、以下、クリプ
トンエキシマランプという)、又はキセノンを封入した
誘電体バリア放電ランプ(波長172nm、以下、キセ
ノンエキシマランプという)の何れかを用いることがで
きる。
Here, as the light source for irradiating the ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less, for example, a dielectric barrier discharge lamp filled with argon (wavelength 126 nm, hereinafter referred to as an argon excimer lamp), a dielectric barrier filled with krypton, etc. Either a discharge lamp (wavelength: 146 nm, hereinafter, referred to as a krypton excimer lamp) or a dielectric barrier discharge lamp containing xenon (wavelength, 172 nm, hereinafter, referred to as a xenon excimer lamp) can be used.

【0015】前述の「オゾンの基礎と応用」に示される
ように、酸素は波長130〜175nmの光に大きな吸
収を持ち、この範囲の光を吸収した酸素O2は直ちに基
底状態の酸素原子O(3P)、励起状態の酸素原子O(1
D)に解離する。すなわち、
As shown in the above-mentioned "Basics and Applications of Ozone", oxygen has a large absorption in light having a wavelength of 130 to 175 nm, and oxygen O 2 which has absorbed light in this range immediately becomes an oxygen atom O in a ground state. ( 3 P), excited oxygen atom O ( 1
D). That is,

【0016】O2+hν(130〜175nm)→O(1
D)+O(3P)
O 2 + hν (130-175 nm) → O ( 1
D) + O ( 3 P)

【0017】前記反応によって生成される励起酸素原子
O(1D)はオゾンO3より酸化力が強い。しかし、更に
先に示した通り、従来の低圧水銀ランプを用いた場合に
は、励起酸素原子の生成は反応式の通り二次的な反応
で、被処理物表面の有機物酸化にはオゾンが主となって
おり、励起酸素原子の効力は副次的に利用されているに
過ぎない。一方で、波長130〜175nmの光を利用
する本発明に係る方法においては、酸素分子O2から直
接的に強力な酸化力を有する励起酸素原子O(1D)が
生成され、オゾンは、酸化力がさほど高くない基底状態
酸素原子O(3P)と酸素分子O2の再結合により副次的
に生成されるほどである。
The excited oxygen atom O ( 1 D) generated by the above reaction has a stronger oxidizing power than ozone O 3 . However, as described above, when a conventional low-pressure mercury lamp is used, the generation of excited oxygen atoms is a secondary reaction according to the reaction formula, and ozone is mainly used for oxidizing organic substances on the surface of the processing object. And the effect of the excited oxygen atom is only used secondarily. On the other hand, in the method according to the present invention utilizing light of a wavelength 130~175Nm, excited oxygen atoms from the oxygen molecule O 2 having a direct strong oxidizing power O (1 D) is generated, ozone, oxidation The force is not so high, and is generated by the recombination of the ground state oxygen atom O ( 3 P) and the oxygen molecule O 2 .

【0018】次に、光による基板表面の有機物結合切断
の点から比較を行う。光のフォトンエネルギーは以下の
式で求めることができる。
Next, a comparison will be made from the viewpoint of breaking the organic bond on the substrate surface by light. The photon energy of light can be obtained by the following equation.

【0019】[0019]

【式1】 ここでプランク定数h=4.14x10-15[eV/
s]、真空中の光速c=3×108[m/s]である。
(Equation 1) Here, Planck's constant h = 4.14 × 10 −15 [eV /
s], and the speed of light in vacuum c = 3 × 10 8 [m / s].

【0020】この式より、低圧水銀ランプの放射波長1
86nmのフォトンエネルギーは6.7[eV]であ
る。これに対し、アルゴンエキシマランプは9.9[e
V]、クリプトンエキシマランプは8.5[eV]、キ
セノンエキシマランプは7.2[eV]のフォトンエネ
ルギーを有しており、このことから有機物結合切断にお
いても、洗浄及び改質効果が高いことが明らかである。
From this equation, the emission wavelength of the low-pressure mercury lamp is 1
The photon energy at 86 nm is 6.7 [eV]. In contrast, the argon excimer lamp is 9.9 [e]
V], the krypton excimer lamp has a photon energy of 8.5 [eV], and the xenon excimer lamp has a photon energy of 7.2 [eV]. Is evident.

【0021】発明者は更に、より高効率に被処理物の洗
浄及び改質を行うためには、被処理物が設置される雰囲
気中の酸素濃度を適性に制御することが重要であること
を見出した。
The inventor has further found that it is important to appropriately control the oxygen concentration in the atmosphere in which the object is placed in order to more efficiently clean and modify the object. I found it.

【0022】真空紫外光を用いることによって、酸素分
子O2の吸収を利用し直接的に励起状態酸素原子O
1D)を生成することが 低圧水銀ランプを利用した
方法に比較して、洗浄又は改質の効率がよいことは前述
した通りであるが、その吸収率は真空紫外光の光源から
の距離に依存する。すなわち、吸収による光の減衰は、
一般的に以下の式で表される。
The vacuum by the use of ultraviolet light, oxygen molecules utilized directly excited state oxygen atoms absorption of O 2 O
Generating a (1 D) is compared to a method using a low pressure mercury lamp, although good efficiency of cleaning or reforming is as described above, the distance from the light source of the absorption rate of the vacuum ultraviolet light Depends on. That is, the attenuation of light due to absorption is
Generally, it is represented by the following equation.

【0023】[0023]

【式2】 (Equation 2)

【0024】ここで、Iは距離dにおける光の強度、I
0は距離がゼロの場合の光の強度、αは吸収係数であ
る。上式は、光が距離dに従って指数関数的に減衰する
ことを示し、これにより距離dが短いほど光強度が強い
ことがわかる。しかしながら、真空紫外光と被処理物表
面との間の距離には、装置の構造上、制限があることは
明らかであり、従って光を有効に被処理面に到達させ、
かつ該被処理面において有効に励起状態酸素原子を生成
する別の方法が不可欠である。
Where I is the light intensity at the distance d, I
0 is the light intensity when the distance is zero, and α is the absorption coefficient. The above equation shows that light decays exponentially with distance d, which indicates that the shorter the distance d, the higher the light intensity. However, it is clear that the distance between the vacuum ultraviolet light and the surface of the object to be processed is limited due to the structure of the apparatus, and therefore, the light can effectively reach the surface to be processed,
In addition, another method for effectively generating excited state oxygen atoms on the surface to be processed is essential.

【0025】このような観点から発明者は、被処理物の
被処理面に照射する真空紫外光の強度と被処理面におけ
る励起状態酸素原子の生成を最も高効率に行うために
は、被処理物を設置する空間内の酸素濃度を、1%以上
10%未満、より好ましくは3%以上8%未満に制御す
れば良いことを見出した。
In view of the above, the present inventor has determined that the most efficient generation of excited state oxygen atoms and the intensity of vacuum ultraviolet light applied to the surface of the object to be processed, It has been found that the oxygen concentration in the space where the object is placed should be controlled to 1% or more and less than 10%, more preferably 3% or more and less than 8%.

【0026】この場合、前記空間内に、酸素と窒素の混
合ガスを充填することにより、容易に前記酸素濃度を確
保することができる。すなわち、好適には、酸素ガス流
量/(酸素ガス流量+窒素ガス流量)×100で表され
る酸素濃度が、1〜10%の混合気体を、前記被処理物
が設置される空間内に導入する。
In this case, the oxygen concentration can be easily ensured by filling the space with a mixed gas of oxygen and nitrogen. That is, preferably, a mixed gas having an oxygen concentration expressed by oxygen gas flow rate / (oxygen gas flow rate + nitrogen gas flow rate) × 100 of 1 to 10% is introduced into the space where the object to be processed is installed. I do.

【0027】また、発明者は別の観点から、被処理物の
被処理面に照射する真空紫外光の強度と被処理面におけ
る励起状態酸素原子の生成を高効率に行う方法を検討し
た結果、前記空間内の酸素濃度を50%以下とし、真空
紫外光と前記被処理物の被処理面の距離を5mm以下、
より好ましくは3mm以下に保つことが好ましいことを
見出した。
From another viewpoint, the inventor examined the intensity of the vacuum ultraviolet light applied to the surface of the object to be processed and a method for efficiently generating excited state oxygen atoms on the surface to be processed. The oxygen concentration in the space is 50% or less, the distance between the vacuum ultraviolet light and the surface of the object to be processed is 5 mm or less,
More preferably, it has been found that it is preferable to keep it at 3 mm or less.

【0028】本発明はまた、被処理物の被処理面に対し
て紫外光を照射してその洗浄又は改質を行うための紫外
光照射装置に関する。本発明の紫外光照射装置は、外気
から遮断された空間を形成する筐体と、波長175nm
以下の紫外光を前記空間内に向けて発光する誘電体バリ
ア放電ランプと、前記空間内において前記被処理物を、
その被処理面が前記誘電体バリア放電ランプからの紫外
光を受けるように保持する保持手段と、前記空間内の酸
素濃度を1%以上10%未満、好ましくは3%以上8%
未満に制御する酸素濃度制御手段とを備える。
The present invention also relates to an ultraviolet light irradiating apparatus for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light to clean or modify the surface. An ultraviolet light irradiation device according to the present invention includes a housing forming a space shielded from the outside air, and a wavelength of 175 nm.
A dielectric barrier discharge lamp that emits the following ultraviolet light toward the space, and the object to be processed in the space,
Holding means for holding the surface to be treated so as to receive ultraviolet light from the dielectric barrier discharge lamp; and an oxygen concentration in the space of 1% or more and less than 10%, preferably 3% or more and 8%.
Oxygen concentration control means for controlling the oxygen concentration to less than

【0029】この場合に、前記保持手段は、前記被処理
物の被処理面と前記誘電体バリア放電ランプの発光面と
の距離を5mm以下の任意の距離に変えられるように、
前記被処理物を保持することが好ましい。
In this case, the holding means can change the distance between the processing surface of the processing object and the light emitting surface of the dielectric barrier discharge lamp to an arbitrary distance of 5 mm or less.
It is preferable to hold the object.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図示した一実施形態に基い
て本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係る真空紫
外光照射装置の概略構成を示す正面図である。図に示す
ように真空紫外光照射装置10は、該装置によって洗浄
処理される基板19を設置する処理室15及び各種機構
部品の設置された機構室16を備える筐体10a有す
る。筐体10aは、主としてステンレススティール製で
あり、腐食などが起こらないように考慮されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on one embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a vacuum ultraviolet light irradiation device according to the present invention. As shown in the figure, the vacuum ultraviolet light irradiation device 10 has a housing 10a having a processing chamber 15 in which a substrate 19 to be cleaned by the device is installed and a mechanism room 16 in which various mechanical components are installed. The housing 10a is mainly made of stainless steel, and is designed to prevent corrosion or the like.

【0031】真空紫外光照射装置10は、筐体10aの
上部に、キセノンエキシマランプ11を内部に備えたラ
ンプハウス12を有する。エキシマランプ11は、合成
石英ガラス製の二重管の内部にキセノンガスを封入した
ものであり、管の内側から外側にかけて1〜10kVの
高電圧を印加することにより内部に封入したガス特有の
波長の光を放射することが可能なものである。
The vacuum ultraviolet light irradiation device 10 has a lamp house 12 provided with a xenon excimer lamp 11 inside a housing 10a. The excimer lamp 11 has a xenon gas sealed inside a double tube made of synthetic quartz glass, and applies a high voltage of 1 to 10 kV from the inside to the outside of the tube to emit a specific wavelength of gas. That can emit light.

【0032】ランプハウス12の内部は、空気中の酸素
による光減衰を最小限にするため、光吸収の少ない純度
99.9%以上の窒素ガスで置換されている。またラン
プハウス12内には、キセノンエキシマランプ11から
の光を有効に利用すべく反射ミラー13が設けられてい
る。反射ミラー13は、アルミニウム製であり反射率を
高めるためにその内周面は研磨されている。更に経時的
な反射率劣化を妨げるために、該研磨面にフッ化マグネ
シウムなどを蒸着することが好ましい。
The interior of the lamp house 12 is replaced with nitrogen gas having a low light absorption and a purity of 99.9% or more in order to minimize light attenuation due to oxygen in the air. In addition, a reflection mirror 13 is provided in the lamp house 12 in order to effectively use light from the xenon excimer lamp 11. The reflection mirror 13 is made of aluminum, and its inner peripheral surface is polished to increase the reflectance. Further, in order to prevent the reflectance from deteriorating with time, it is preferable to deposit magnesium fluoride or the like on the polished surface.

【0033】ランプハウス12からの真空紫外光は、光
透過率の高い合成石英ガラス製の光取り出し窓14で隔
てられた処理室15へ放射される。本実施形態において
は、エキシマランプとして波長172nmの光放射が可
能なキセノンエキシマランプ11を用いているが、より
短波長の光放射が可能なランプを用いる場合には、光取
り出し窓にはフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、
又はフッ化リチウムなどの結晶材を用いることが光透過
率の点から好ましい。
The vacuum ultraviolet light from the lamp house 12 is radiated to a processing chamber 15 separated by a light extraction window 14 made of synthetic quartz glass having a high light transmittance. In the present embodiment, the xenon excimer lamp 11 capable of emitting light with a wavelength of 172 nm is used as the excimer lamp. Calcium, magnesium fluoride,
Alternatively, it is preferable to use a crystal material such as lithium fluoride from the viewpoint of light transmittance.

【0034】処理室15は、ガスケット及びOリングな
どで密閉されており、筐体10aの外及び機構室16内
に、処理室15内に充填したガスが漏れ出すことは無い
ように設計されている。このため、生成されるオゾンな
どによる人体への影響や酸化力の強いガスによる機構部
品への悪影響といった問題が回避される。
The processing chamber 15 is sealed with a gasket and an O-ring, and is designed so that the gas filled in the processing chamber 15 does not leak out of the housing 10a and into the mechanism chamber 16. I have. Therefore, problems such as the influence on the human body due to the generated ozone and the like and the adverse effect on the mechanical components due to the highly oxidizing gas are avoided.

【0035】機構室16には、昇降装置17が設置さ
れ、その昇降テーブル18は、前記処理室15内に位置
される。この昇降テーブル18上に、洗浄又は改質処理
を行なう基板19が置かれる。昇降装置17によって、
その昇降テーブル18上の基板19は、ランプハウス1
2に対し接離可能にされ、これによって光り取り出し窓
14と基板19の表面との間の距離は、少なくとも3m
m〜5mmに調整することができる。
An elevating device 17 is installed in the mechanism room 16, and an elevating table 18 is located in the processing chamber 15. A substrate 19 on which a cleaning or modification process is performed is placed on the elevating table 18. With the lifting device 17
The substrate 19 on the lifting table 18 is the lamp house 1
2 so that the distance between the light extraction window 14 and the surface of the substrate 19 is at least 3 m.
It can be adjusted to m to 5 mm.

【0036】本装置によって洗浄又は改質処理を行う基
板19は、主に集積回路製造用半導体ウエーハであリ、
Si又はGaAsなどの化合物半導体である。半導体ウ
エーハは、製造プロセス経過で各種状態が異なるが(例
えば、裸ウエーハ、酸化膜や金属膜を施したウエーハな
ど)、本発明に係る装置は、ウエーハの状態に拘わらず
それらの洗浄が可能である。また液晶ディスプレイ用ガ
ラス基板の洗浄にも本発明を用いることができる。
The substrate 19 to be cleaned or modified by the present apparatus is mainly a semiconductor wafer for manufacturing integrated circuits,
It is a compound semiconductor such as Si or GaAs. Semiconductor wafers vary in various states during the manufacturing process (for example, bare wafers, wafers coated with an oxide film or a metal film, etc.), but the apparatus according to the present invention can clean them regardless of the state of the wafers. is there. The present invention can also be used for cleaning a glass substrate for a liquid crystal display.

【0037】本発明において、基板19を設置した前記
処理室15内は、基板19の洗浄又は改質を行うに際
し、所定の酸素濃度に制御される。本実施形態におい
て、処理室15内の酸素濃度は、酸素ガスと窒素ガスの
混合ガスにおいて両者の流量比を変化させることで制御
を行う。これらのガスの流量比は、その酸素濃度が、1
%以上10%未満、より好ましくは3%以上8%未満に
なるように制御される。この詳細については後述する。
この場合に、酸素ガス、室素ガスとも純度99.9%以
上の高純度のものを用いることが好ましい。
In the present invention, the inside of the processing chamber 15 in which the substrate 19 is installed is controlled to a predetermined oxygen concentration when the substrate 19 is cleaned or modified. In the present embodiment, the oxygen concentration in the processing chamber 15 is controlled by changing the flow rate ratio of a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas. The flow ratio of these gases is such that the oxygen concentration is 1
% To less than 10%, more preferably 3% to less than 8%. The details will be described later.
In this case, it is preferable to use a high-purity oxygen gas and a room gas having a purity of 99.9% or more.

【0038】すなわち、酸素ガス、窒素ガスは、図示し
ないボンベなどの供給源から、それぞれマスフローコン
トローラ20、21に導入され、ここで流量制御され
る。各マスフローコントローラ20、21にて流量制御
された酸素ガス及び窒素ガスは、集合マニホールド22
にて混合され、フローパイプ23を通し、処理室15内
へ導入される。フローパイプ23は、集合マニホールド
22で混合されたガスを処理室15内に均一に供給する
よう設計されている。フローパイプ23の具体的な構成
については後述する。
That is, the oxygen gas and the nitrogen gas are introduced into the mass flow controllers 20 and 21 from a supply source such as a cylinder (not shown), and the flow rates are controlled here. The oxygen gas and the nitrogen gas whose flow rates are controlled by the respective mass flow controllers 20 and 21 are collected by the collecting manifold 22.
And introduced into the processing chamber 15 through the flow pipe 23. The flow pipe 23 is designed to uniformly supply the gas mixed in the collecting manifold 22 into the processing chamber 15. The specific configuration of the flow pipe 23 will be described later.

【0039】本真空紫外光照射装置10は、またオゾン
分解触媒24及び真空ポンプ25を備える。オゾン分解
触媒24は、処理室15内で前記混合ガスにて置換され
真空紫外照射と共に生成されたオゾンガスを、分解処理
する。オゾン分解触媒24として、例えば、神戸製鋼所
製アクトカタリスを用いることができる。真空ポンプ2
5は、真空紫外光照射処理後に処理室15内のオゾンガ
スを強制排気する際に使用される。真空ポンプ25の駆
動により、処理室15内のオゾンガスは、オゾン分解触
媒24へ吸引され、ここで分解処理された後に、筐体外
へ排気される。なお、洗浄及び改質処理において発生す
る励起状態酸素原子は極めて寿命が短いため、筐体外に
排出されることはなく安全である。
The vacuum ultraviolet light irradiation device 10 further includes an ozone decomposition catalyst 24 and a vacuum pump 25. The ozone decomposition catalyst 24 decomposes the ozone gas generated in the processing chamber 15 by the irradiation of the vacuum gas with the mixed gas. As the ozone decomposition catalyst 24, for example, Act Catalis manufactured by Kobe Steel, Ltd. can be used. Vacuum pump 2
Reference numeral 5 is used for forcibly exhausting the ozone gas in the processing chamber 15 after the vacuum ultraviolet light irradiation processing. By driving the vacuum pump 25, the ozone gas in the processing chamber 15 is sucked into the ozone decomposition catalyst 24, decomposed there, and then exhausted out of the housing. Note that excited state oxygen atoms generated in the cleaning and reforming treatments have a very short life, and therefore are not discharged out of the housing and are safe.

【0040】図2は、処理室15内へ前記混合ガスを導
入するために用いられるフローパイプ23の一実施形態
を示しており、同図(A)はその正面図、同図(B)は
その側面図である。これら図には、基板19が共に示さ
れており、基板19に対するフローパイプ23の相対的
配置が明らかにされている。本実施形態において、フロ
ーパイプ23は、円筒状パイプの長手方向に沿って、そ
の側面側に所定間隔で排気孔24aを形成して構成され
る。集合マニホールド22からの混合ガスは、その両端
に設けられたガス導入口26からパイプ内へ導かれ、各
排気孔24aから処理室15内へ吹き出される。これに
よって、基板19の表面に均一に混合ガスを供給できる
ようになり、処理室15内のガス置換が効率化される。
一つの実施例で、直径5mmのステンレス製シームレス
パイプに直径1mm径の排気孔24aを10mm間隔で
開けたものをフローパイプ23として用いた。もっとも
当業者は、本発明において採用可能なフローパイプが前
記構造のものに限定されないことを理解するであろう。
例えば、前記多数の排気孔24aに代えて、パイプの長
手方向に沿ってスリットを形成し、ここから混合ガスの
供給を行う構造のものとしても良いし、更に他の既存の
混合ガスの供給方法を用いても良い。
FIG. 2 shows an embodiment of a flow pipe 23 used for introducing the mixed gas into the processing chamber 15, wherein FIG. 2A is a front view thereof, and FIG. It is the side view. In these figures, the substrate 19 is also shown, and the relative arrangement of the flow pipe 23 with respect to the substrate 19 is clarified. In the present embodiment, the flow pipe 23 is formed by forming exhaust holes 24a at predetermined intervals on the side surface side along the longitudinal direction of the cylindrical pipe. The mixed gas from the collecting manifold 22 is guided into the pipe from gas inlets 26 provided at both ends thereof, and is blown into the processing chamber 15 from each exhaust hole 24a. As a result, the mixed gas can be uniformly supplied to the surface of the substrate 19, and the efficiency of gas replacement in the processing chamber 15 is improved.
In one example, a flow pipe 23 was used in which a stainless steel seamless pipe having a diameter of 5 mm and exhaust holes 24 a having a diameter of 1 mm were opened at intervals of 10 mm. However, those skilled in the art will understand that the flow pipes that can be employed in the present invention are not limited to those having the above-described structure.
For example, instead of the large number of exhaust holes 24a, a slit may be formed along the longitudinal direction of the pipe to supply a mixed gas from the slit, or another existing mixed gas supply method may be used. May be used.

【0041】次に、前記真空紫外光照射装置10を用い
て基板19の有機物洗浄を行う方法について説明する。
説明に際し、前記図1と共に図3を参照する。図3は、
本発明に係る紫外光照射方法の各手順を示すフローチャ
ートである。最初の工程で、処理室15内の昇降テーブ
ル18上に、有機物洗浄を行う対象の基板19を設置す
る(301)。基板19の設置に際しては、図示しない
ハンドラその他の移送手段を用いて、処理室15内へ基
板19を搬入し、昇降テーブル18上へ受け渡すことが
できる。基板19の搬入後、処理室15は外部から密閉
される。昇降装置17を起動してその昇降テーブル18
を上昇させ、基板19とランプハウス12の距離WD
が、所定の距離になるように調整する(302)。好ま
しい実施の態様において、距離WDは5mm以下、より
好ましくは3mm以下に調整される。
Next, a method of cleaning the substrate 19 with the organic substance using the vacuum ultraviolet light irradiation apparatus 10 will be described.
In the description, FIG. 3 will be referred to together with FIG. FIG.
It is a flowchart which shows each procedure of the ultraviolet light irradiation method which concerns on this invention. In the first step, a substrate 19 to be subjected to organic cleaning is set on the elevating table 18 in the processing chamber 15 (301). When installing the substrate 19, the substrate 19 can be carried into the processing chamber 15 and transferred to the elevating table 18 by using a handler or other transfer means (not shown). After the substrate 19 is loaded, the processing chamber 15 is sealed from the outside. Activating the lifting device 17 and moving the lifting table 18
And the distance WD between the substrate 19 and the lamp house 12 is increased.
Is adjusted to be a predetermined distance (302). In a preferred embodiment, the distance WD is adjusted to 5 mm or less, more preferably 3 mm or less.

【0042】次に、処理室15内の酸素濃度を所定の値
に調整する(303)。すなわち、マスフローコントロ
ーラ20、21に酸素ガス及び窒素ガスを導入し、ここ
でそれらの流量を制御する。流量制御された酸素ガス及
び窒素ガスは、集合マニホールド22にて混合され、フ
ローパイプ23を通し、処理室15内へ導入される。好
ましい実施形態において、処理室15内の酸素濃度は1
%以上10%未満、より好ましくは3%以上8%未満に
調整される。処理室内の酸素濃度が所定の値に達したと
ころで、キセノンエキシマランプ11により真空紫外光
を基板19へ所定時間照射し、その有機物洗浄を行う
(304)。
Next, the oxygen concentration in the processing chamber 15 is adjusted to a predetermined value (303). That is, oxygen gas and nitrogen gas are introduced into the mass flow controllers 20 and 21, and the flow rates thereof are controlled here. The oxygen gas and the nitrogen gas whose flow rates have been controlled are mixed in the collecting manifold 22, and introduced into the processing chamber 15 through the flow pipe 23. In a preferred embodiment, the oxygen concentration in the processing chamber 15 is 1
% To less than 10%, more preferably 3% to less than 8%. When the oxygen concentration in the processing chamber reaches a predetermined value, the substrate 19 is irradiated with vacuum ultraviolet light for a predetermined time by the xenon excimer lamp 11, and the organic substance is washed (304).

【0043】キセノンエキシマランプにより発光される
波長172nmの紫外光は、前述のように、処理室15
内の酸素O2を、基底状態の酸素原子O(3P)、励起状
態の酸素原子O(1D)に解離する。ここで生成される
励起酸素原子O(1D)はオゾンO3より酸化力が強い。
また、基底状態酸素原子O(3P)と酸素分子O2の再結
合により副次的にオゾンO3が生成され、この生成され
たオゾンO3もまた、真空紫外光によって解離され、励
起酸素原子O(1D)を生成する。更に、波長172n
mの光のフォトンエネルギーは約7.2eVであり、多
くの有機物の結合エネルギーより大きい。このため、有
機物化合物の化学結合を容易に切断し、この有機物に前
記生成した活性酸素種が反応し、CO2、H2Oなどの揮
発性酸化物を生成し、揮発除去する。
As described above, the ultraviolet light having a wavelength of 172 nm emitted from the xenon excimer lamp emits light from the processing chamber 15.
The oxygen O 2 in the inside is dissociated into an oxygen atom O ( 3 P) in a ground state and an oxygen atom O ( 1 D) in an excited state. The excited oxygen atoms O ( 1 D) generated here have stronger oxidizing power than ozone O 3 .
In addition, ozone O 3 is secondarily generated by the recombination of the ground state oxygen atom O ( 3 P) and the oxygen molecule O 2 , and the generated ozone O 3 is also dissociated by the vacuum ultraviolet light to generate excited oxygen. Generate the atom O ( 1 D). Furthermore, the wavelength 172n
The photon energy of light at m is about 7.2 eV, which is greater than the binding energy of many organics. Therefore, the chemical bond of the organic compound is easily broken, and the generated active oxygen species reacts with the organic compound to generate volatile oxides such as CO 2 and H 2 O, which are volatilized and removed.

【0044】所定時間経過後、キセノンエキシマランプ
11による真空紫外光の照射を終了し、処理室15内の
オゾンガスを分解除去する(305)。すなわち、真空
ポンプ25により処理室15内のオゾンを吸引し、オゾ
ン分解触媒24へ導入し、ここでオゾン分解を行って、
装置外へ排気する。以上の各工程を経て基板19は、洗
浄処理され、次の処理工程に引き渡される。
After a lapse of a predetermined time, the irradiation of the vacuum ultraviolet light by the xenon excimer lamp 11 is terminated, and the ozone gas in the processing chamber 15 is decomposed and removed (305). That is, ozone in the processing chamber 15 is sucked by the vacuum pump 25 and introduced into the ozone decomposition catalyst 24, where the ozone is decomposed,
Exhaust outside the device. Through the above steps, the substrate 19 is subjected to a cleaning process, and is delivered to the next processing step.

【0045】[0045]

【実施例】発明者は、前記真空紫外光照射装置10を用
いて半導体ウエーハの有機物洗浄を行う際の、処理室内
の酸素濃度及び半導体ウエーハとランプハウスとの距離
(以下、WD)について検討した。その結果、処理室内
の酸素濃度を1%以上10%未満、より好ましくは3%
以上8%未満に制御することによって、高度な洗浄効果
が得られることを見出した。また、前記空間内の酸素濃
度を50%以下とし、真空紫外光と前記被処理物の被処
理面の距離を5mm以下、より好ましくは3mm以下に
保つことによっても、同様に高度な洗浄効果が得られる
ことを見出した。以下、実施例に基くこれらの検討結果
について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The inventor studied the oxygen concentration in the processing chamber and the distance between the semiconductor wafer and the lamp house (hereinafter referred to as WD) when the semiconductor wafer was washed with an organic substance using the vacuum ultraviolet light irradiation apparatus 10. . As a result, the oxygen concentration in the processing chamber is increased from 1% to less than 10%, more preferably 3%.
It has been found that a high cleaning effect can be obtained by controlling the amount to be less than 8%. Similarly, by maintaining the oxygen concentration in the space at 50% or less and maintaining the distance between the vacuum ultraviolet light and the surface of the object to be treated at 5 mm or less, and more preferably at 3 mm or less, a high degree of cleaning effect can be obtained. It was found that it could be obtained. Hereinafter, the results of these studies based on the examples will be described.

【0046】実施例では、シリコン上の自然酸化膜が除
去された裸ウエーハを処理の対象とした。また、ウエー
ハ表面の洗浄度評価は、有機物評価方法として一般的な
接触角測定法を用いた。自然酸化膜のない裸ウエーハの
表面は疎水性であり、接触角の測定を行うと高い値を示
す。真空紫外光照射によってウエーハ表面は酸化されS
iO2膜が形成される。この膜は親水性であり接触角は
小さい値である。このため接触角を測定することにより
SiO2膜の生成進行具合、つまり酸北速度の評価が行
える。本実施例の場合は、疎水性表面のSiO2を導入
し、これを親水性にしていることから、この処理は表面
改質であるといえるが、有機物洗浄においても本発明の
効果は全く同様に評価されることは、当業者には理解さ
れるであろう。
In the embodiment, a bare wafer from which a natural oxide film on silicon has been removed is subjected to processing. In addition, a general contact angle measurement method was used as an organic substance evaluation method for evaluating the cleaning degree of the wafer surface. The surface of a bare wafer without a natural oxide film is hydrophobic, and shows a high value when the contact angle is measured. The surface of the wafer is oxidized by irradiation with vacuum ultraviolet light,
An iO 2 film is formed. This film is hydrophilic and has a small contact angle. Therefore, by measuring the contact angle, it is possible to evaluate the degree of progress of the formation of the SiO 2 film, that is, the acid north velocity. In the case of this embodiment, since the hydrophobic surface of SiO 2 is introduced to make it hydrophilic, this treatment can be said to be a surface modification. Will be appreciated by those skilled in the art.

【0047】処理室15内の酸素濃度を制御するため
に、酸素ガスと窒素ガスを用い、両者の合計流量が20
リットル/minになるようマスフローコントローラ2
0、21を制御した。酸素濃度は、以下より求めた。
In order to control the oxygen concentration in the processing chamber 15, oxygen gas and nitrogen gas are used.
Mass flow controller 2 so that liter / min
0 and 21 were controlled. The oxygen concentration was determined from the following.

【0048】 酸素濃度=酸素流量/(酸素流量+窒素流量)×100Oxygen concentration = oxygen flow rate / (oxygen flow rate + nitrogen flow rate) × 100

【0049】例えば、酸素流量0.5リットル/mi
n、窒素流量19.5リットル/minの時、前記計算
式より酸素濃度は2.5%と求めた。このように合計流
量を20リットル/minとし、酸素濃度を0%付近か
ら100%付近まで変化させ、その混合ガスを導入する
ことにより処理室内を各酸素濃度に制御した。処理室の
体積は約10リットルである。
For example, an oxygen flow rate of 0.5 liter / mi
n, when the nitrogen flow rate was 19.5 liter / min, the oxygen concentration was determined to be 2.5% from the above formula. Thus, the total flow rate was set to 20 liter / min, the oxygen concentration was changed from about 0% to about 100%, and the mixed gas was introduced to control the inside of the processing chamber to each oxygen concentration. The volume of the processing chamber is about 10 liters.

【0050】各酸素濃度において、半導体ウエーハにキ
セノンエキシマランプ11からの真空紫外光を照射し洗
浄を行った。半導体ウエーハヘの真空紫外光照射時間は
0秒から30秒程度まで変化させ、各条件で洗浄後にウ
エーハヘ純水を1滴滴下し、その接触角を測定した。ま
た、半導体ウエーハ表面とランプハウス12間の距離W
Dは、3mm、4mm及び5mmの3種類を採用した。
この条件で、処理室15内を各酸素濃度に制御し、各々
真空紫外光照射時間に対する接触角の値を測定した。
At each oxygen concentration, the semiconductor wafer was irradiated with vacuum ultraviolet light from a xenon excimer lamp 11 for cleaning. The irradiation time of the vacuum ultraviolet light on the semiconductor wafer was changed from 0 seconds to about 30 seconds. After washing under each condition, one drop of pure water was dropped on the wafer, and the contact angle was measured. The distance W between the semiconductor wafer surface and the lamp house 12
D adopted three types of 3 mm, 4 mm, and 5 mm.
Under these conditions, the inside of the processing chamber 15 was controlled to each oxygen concentration, and the value of the contact angle with respect to the vacuum ultraviolet light irradiation time was measured.

【0051】前記方法にて求められた結果から、次にこ
の真空紫外光照射時間に対する接触角の値の関係を以下
の式で回帰した。
From the results obtained by the above method, the relationship of the value of the contact angle to the irradiation time of the vacuum ultraviolet light was regressed by the following equation.

【0052】[0052]

【式3】 (Equation 3)

【0053】ここでcはt秒間の真空紫外光照射後の接
触角、c0は照射前(未洗浄時)の接触角である。ここ
で求めたαを洗浄能力を表す係数とし、各酸素濃度にお
けるαの値を求めたものを、図4に示す。図においてW
Dは、ランプハウスから半導体ウエーハ表面間の距離を
示す。
Here, c is a contact angle after irradiation of vacuum ultraviolet light for t seconds, and c0 is a contact angle before irradiation (when not washed). FIG. 4 shows a value obtained for α at each oxygen concentration, where α obtained here is a coefficient representing the cleaning ability. In the figure, W
D indicates the distance between the lamp house and the surface of the semiconductor wafer.

【0054】大気中の酸素濃度は20%ほどである。図
において酸素濃度20%付近では、WDが3mmでは洗
浄能力係数が0.34、WDが5mmでは0.1であっ
た。これに対し酸素濃度1〜10%、特に5〜8%の範
囲で洗浄能力係数は非常に高く、WDが3mmの時に
0.47であり、WDが5mmの時に0.18であっ
た。また、酸素濃度が0%ではウエーハ表面間に照射さ
れる真空紫外光の光強度は最も高いが、励起状態酸素原
子が生成されないために洗浄能力はゼロに近い。
The oxygen concentration in the atmosphere is about 20%. In the figure, near the oxygen concentration of 20%, the cleaning capacity coefficient was 0.34 when the WD was 3 mm, and 0.1 when the WD was 5 mm. On the other hand, the cleaning ability coefficient was very high in the range of oxygen concentration of 1 to 10%, particularly in the range of 5 to 8%, and was 0.47 when WD was 3 mm and 0.18 when WD was 5 mm. When the oxygen concentration is 0%, the light intensity of the vacuum ultraviolet light applied between the wafer surfaces is the highest, but the cleaning ability is close to zero because excited state oxygen atoms are not generated.

【0055】ここでいう洗浄能力係数はその導出方法か
らもわかる通り、洗浄及び改質の時間的な効率を表すも
のであり、洗浄能力係数は実際の洗浄時間と直線的な関
係にあるものである。これらの結果から基板設置雰囲気
の酸素濃度を1〜10%に制御することによって大気中
での洗浄方法よりも約1.4倍の速度で洗浄又は改質が
行えることが明らかになった。
As can be seen from the derivation method, the cleaning capacity coefficient represents the time efficiency of cleaning and reforming, and the cleaning capacity coefficient has a linear relationship with the actual cleaning time. is there. From these results, it was clarified that by controlling the oxygen concentration of the substrate installation atmosphere to 1 to 10%, cleaning or reforming can be performed at a speed about 1.4 times faster than the cleaning method in the air.

【0056】また、従来からWDが小さくなればその洗
浄能力が指数的に向上することが知られているが、図4
の結果から、酸素濃度が50%以下においては、WDが
5mm以下の範囲で、該指数比率を超えて向上すること
が見出された。
It has been conventionally known that the smaller the WD, the more exponentially the cleaning performance is improved.
From the results, it was found that, when the oxygen concentration was 50% or less, the WD was improved beyond the index ratio in the range of 5 mm or less.

【0057】以上、本発明の一実施形態及び実施例を図
面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形
態及び実施例に示した事項に限定されず、特許請求の範
囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは
明らかである。前記実施形態においては、混合ガスを作
成するために窒素ガスを用いたが、窒素ガス以外にもア
ルゴンガス、へリウムガスなどを用いることができる。
The embodiments and examples of the present invention have been described with reference to the drawings. However, it is apparent that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and that changes, improvements, and the like can be made based on the claims. In the above embodiment, a nitrogen gas is used to create a mixed gas, but an argon gas, a helium gas, or the like can be used in addition to the nitrogen gas.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体ウ
エーハなどの被処理物を設置する雰囲気の酸素濃度を1
〜10%に制御して、真空紫外光を照射することによ
り、大気中での照射処理に比べて高効率に洗浄及び改質
をドライ方式で行うことが可能になる。本発明に係る方
法によれば、極めて高効率に被処理物の洗浄及び改質が
行えるので、オゾン生成機を必要とせず、該使用による
汚染が回避される。
As described above, according to the present invention, the oxygen concentration of the atmosphere in which an object to be processed such as a semiconductor wafer is set to 1
By irradiating vacuum ultraviolet light at a control of 10% to 10%, cleaning and reforming can be performed by a dry method with higher efficiency than irradiation treatment in the atmosphere. According to the method of the present invention, the object to be treated can be washed and reformed with extremely high efficiency, so that an ozone generator is not required and contamination due to the use is avoided.

【0059】また、前記雰囲気の酸素濃度を50%以下
に制御し、真空紫外光を被処理物に対し5mm以下の距
離で照射することによっても、大気中での照射処理に比
べて極めて高効率に洗浄及び改質をドライ方式で行うこ
とが可能になる。前記洗浄及び改質の効率化は、処理さ
れる半導体ウエーハなどを組み込む半導体装置や液晶デ
ィスプレイのコストの削減に寄与する。
Also, by controlling the oxygen concentration in the atmosphere to 50% or less and irradiating the object to be treated with vacuum ultraviolet light at a distance of 5 mm or less, the efficiency is extremely high as compared with the irradiation treatment in the atmosphere. Cleaning and reforming can be performed by a dry method. Efficiency of the cleaning and reforming contributes to a reduction in the cost of a semiconductor device or a liquid crystal display incorporating a semiconductor wafer to be processed.

【0060】前記洗浄及び改質の効率を改善するため
に、本発明の方法では、被処理物を設置する雰囲気の酸
素濃度を調整し、また光源と被処理物との間の距離を調
整すれば足りるので、その実現が極めて容易であり、追
加的な設備及びこれに伴うコストや労力が不要である。
In order to improve the efficiency of the cleaning and the reforming, in the method of the present invention, the oxygen concentration of the atmosphere in which the object is placed is adjusted, and the distance between the light source and the object is adjusted. As it suffices, its realization is extremely easy, and no additional equipment and associated costs and labor are required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る真空紫外光照射装置
の概略構成を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a vacuum ultraviolet light irradiation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】処理室内へ混合ガスを導入するためのフローパ
イプの一実施形態を示しており、同図(A)はその正面
図、同図(B)はその側面図である。
FIGS. 2A and 2B show an embodiment of a flow pipe for introducing a mixed gas into a processing chamber. FIG. 2A is a front view thereof, and FIG. 2B is a side view thereof.

【図3】本発明に係る紫外光照射方法の各手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing each procedure of an ultraviolet light irradiation method according to the present invention.

【図4】洗浄能力係数と酸素濃度との関係を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a cleaning ability coefficient and an oxygen concentration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 真空紫外光照射装置 10a 筐体 11 キセノンエキシマランプ 12 ランプハウス 13 反射ミラー 14 光り取り出し窓 15 処理室 16 機構室 17 昇降装置 18 昇降テーブル 19 基板 20、21 マスフローコントローラ 22 集合マニホールド 23 フローパイプ 24 オゾン分解触媒 24a 排気孔 25 真空ポンプ 26 ガス導入口 REFERENCE SIGNS LIST 10 vacuum ultraviolet light irradiation device 10 a housing 11 xenon excimer lamp 12 lamp house 13 reflection mirror 14 light extraction window 15 processing chamber 16 mechanism room 17 elevating device 18 elevating table 19 substrate 20, 21 mass flow controller 22 assembly manifold 23 flow pipe 24 ozone Decomposition catalyst 24a Exhaust hole 25 Vacuum pump 26 Gas inlet

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理物の被処理面に対して紫外光を照
射してその洗浄又は改質を行うための紫外光照射方法に
おいて、 前記被処理物を外気から遮断された空間内に配置する工
程と、 前記空間内の酸素濃度を1%以上10%未満に制御する
工程と、 波長175nm以下の紫外光を前記被処理物の被処理面
に対し照射する工程と、を備えた紫外光照射方法。
1. An ultraviolet light irradiation method for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light for cleaning or modifying the object, wherein the object to be processed is disposed in a space shielded from outside air. And controlling the oxygen concentration in the space to be 1% or more and less than 10%, and irradiating ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less to the surface of the object to be processed. Irradiation method.
【請求項2】 被処理物の被処理面に対して紫外光を照
射してその洗浄又は改質を行うための紫外光照射方法に
おいて、 前記被処理物を外気から遮断された空間内に配置する工
程と、 前記空間内の酸素濃度を50%以下に制御する工程と、 波長175nm以下の紫外光を前記被処理物の被処理面
に対し5mm以下の距離で照射する工程と、を備えた紫
外光照射方法。
2. An ultraviolet light irradiation method for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light for cleaning or modifying the object, wherein the object to be processed is arranged in a space shielded from outside air. Controlling the oxygen concentration in the space to 50% or less, and irradiating ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less to the surface of the object to be processed at a distance of 5 mm or less. UV light irradiation method.
【請求項3】 被処理物の被処理面に対して紫外光を照
射してその洗浄又は改質を行うための紫外光照射方法に
おいて、 前記被処理物を外気から遮断された空間内に配置する工
程と、 前記空間内の酸素濃度を1%以上10%未満に制御する
工程と、 波長175nm以下の紫外光を前記被処理物の被処理面
に対し5mm以下の距離で照射する工程と、を備えた紫
外光照射方法。
3. An ultraviolet light irradiation method for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light for cleaning or modifying the object, wherein the object to be processed is arranged in a space shielded from outside air. Controlling the oxygen concentration in the space to 1% or more and less than 10%; and irradiating ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less to the surface of the object to be processed at a distance of 5 mm or less; UV irradiation method comprising:
【請求項4】 前記酸素濃度を制御する工程において、
前記空間内の酸素濃度を3%以上8%未満に制御する請
求項1又は3記載の紫外光照射方法。
4. In the step of controlling the oxygen concentration,
4. The ultraviolet light irradiation method according to claim 1, wherein the oxygen concentration in the space is controlled to 3% or more and less than 8%.
【請求項5】 前記酸素濃度を制御する工程において、
前記空間内に酸素と窒素の混合ガスを充填することによ
り、前記空間内を所定の酸素濃度に制御する請求項1、
2、3又は4記載の紫外光照射方法。
5. In the step of controlling the oxygen concentration,
A method according to claim 1, wherein the space is controlled to a predetermined oxygen concentration by filling the space with a mixed gas of oxygen and nitrogen.
5. The ultraviolet light irradiation method according to 2, 3 or 4.
【請求項6】 前記紫外光を照射する工程において、前
記紫外光を前記被処理物の被処理面に対し3mm以下の
距離で照射する請求項2、3、4又は5記載の紫外光照
射方法。
6. The ultraviolet light irradiation method according to claim 2, wherein, in the step of irradiating the ultraviolet light, the ultraviolet light is applied to a surface of the object to be processed at a distance of 3 mm or less. .
【請求項7】 前記紫外光が、誘電体バリア放電ランプ
によって生成されるものである請求項1、2、3、4、
5又は6記載の紫外光照射方法。
7. The method of claim 1, wherein the ultraviolet light is generated by a dielectric barrier discharge lamp.
7. The ultraviolet light irradiation method according to 5 or 6.
【請求項8】 被処理物の被処理面に対して紫外光を照
射してその洗浄又は改質を行うための紫外光照射装置に
おいて、 外気から遮断された空間を形成する筐体と、 波長175nm以下の紫外光を前記空間内に向けて発光
する誘電体バリア放電ランプと、 前記空間内において前記被処理物を、その被処理面が前
記誘電体バリア放電ランプからの紫外光を受けるように
保持する保持手段と、 前記空間内の酸素濃度を1%以上10%未満に制御する
酸素濃度制御手段と、を備えた紫外光照射装置。
8. An ultraviolet light irradiation apparatus for irradiating a surface to be processed of an object to be processed with ultraviolet light for cleaning or modifying the same, comprising: a housing forming a space shielded from outside air; A dielectric barrier discharge lamp that emits ultraviolet light having a wavelength of 175 nm or less toward the space; and a processing object in the space, the processing surface of which receives ultraviolet light from the dielectric barrier discharge lamp. An ultraviolet light irradiation device comprising: holding means for holding; and oxygen concentration control means for controlling the oxygen concentration in the space to 1% or more and less than 10%.
【請求項9】 前記酸素濃度制御手段が、前記空間内の
酸素濃度を3%以上8%未満に制御するものである請求
項8記載の紫外光照射装置。
9. The ultraviolet light irradiation apparatus according to claim 8, wherein the oxygen concentration control means controls the oxygen concentration in the space to be 3% or more and less than 8%.
【請求項10】 前記酸素濃度制御手段が、前記空間内
に酸素と窒素の混合ガスを充填することにより、前記空
間内を所定の酸素濃度に制御するものである請求項8又
は9記載の紫外光照射装置。
10. The ultraviolet device according to claim 8, wherein the oxygen concentration control means controls the inside of the space to a predetermined oxygen concentration by filling the space with a mixed gas of oxygen and nitrogen. Light irradiation device.
【請求項11】 前記保持手段は、前記被処理物の被処
理面と前記誘電体バリア放電ランプの発光面との距離を
5mm以下の任意の距離に変えられるように、前記被処
理物を保持する請求項7、8、9又は10記載の紫外光
照射装置。
11. The holding means holds the work so that the distance between the work surface of the work and the light emitting surface of the dielectric barrier discharge lamp can be changed to an arbitrary distance of 5 mm or less. 11. The ultraviolet light irradiation device according to claim 7, 8, 9, or 10.
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030029465A (en) * 2001-10-03 2003-04-14 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Method for manufacturing an electronic device
DE10211611A1 (en) * 2002-03-12 2003-09-25 Zeiss Carl Smt Ag Process and device for decontamination of optical surfaces
WO2003088337A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-23 Sipec Corporation Resist removing apparatus and method of removing resist
JPWO2002036259A1 (en) * 2000-11-01 2004-03-11 信越エンジニアリング株式会社 Excimer UV Photoreactor
JP2007119913A (en) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp Method of manufacturing composite structure, impurity removal processing apparatus, film forming apparatus, composite structure and raw material powder
JP2008058536A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Toppan Printing Co Ltd Surface reforming method for hard coating film, hard coat film obtained thereby, optical film and manufacturing method thereof
JP2008164856A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Toppan Printing Co Ltd Apparatus and method for cleaning substrate for color filter
JP2010040567A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Tokyo Electron Ltd Method and device for cleaning and protecting surface of oxide film
US7674497B2 (en) * 2000-05-02 2010-03-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film-forming apparatus, method of cleaning the same, and method of manufacturing a light-emitting device
US7829473B2 (en) 2007-03-26 2010-11-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing memory element
KR101068127B1 (en) 2004-06-26 2011-09-28 엘지디스플레이 주식회사 Cleanning device using eximer ultraviolet lay
US8067316B2 (en) 2008-06-20 2011-11-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing memory element
US8075945B2 (en) 2007-03-05 2011-12-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of wiring and storage element
JP5295968B2 (en) * 2007-09-25 2013-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2018098240A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 ウシオ電機株式会社 Ultraviolet treatment device
KR20180099037A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 (주) 엔피홀딩스 Substrate cleaning nozzle using uv light lamp
JP2018195615A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 株式会社ダイセル Silane coupling agent processing device, semiconductor chip manufacturing line, and method of manufacturing semiconductor wafer
CN113275331A (en) * 2021-05-28 2021-08-20 宜兴高等职业技术学校 Method and special device for material surface treatment
KR20210124446A (en) * 2019-03-13 2021-10-14 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN114272402A (en) * 2021-11-09 2022-04-05 郑州圣华药物食品技术开发有限公司 Technical management scheme for guaranteeing safe and effective operation of xenon excimer disinfection instrument
WO2022180960A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01 ウシオ電機株式会社 Photo-modification device and photo-modification method

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7674497B2 (en) * 2000-05-02 2010-03-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film-forming apparatus, method of cleaning the same, and method of manufacturing a light-emitting device
JPWO2002036259A1 (en) * 2000-11-01 2004-03-11 信越エンジニアリング株式会社 Excimer UV Photoreactor
JP2003115576A (en) * 2001-10-03 2003-04-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing electronic device
US6995092B2 (en) 2001-10-03 2006-02-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing an electronic device
KR20030029465A (en) * 2001-10-03 2003-04-14 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Method for manufacturing an electronic device
DE10211611A1 (en) * 2002-03-12 2003-09-25 Zeiss Carl Smt Ag Process and device for decontamination of optical surfaces
US6796664B2 (en) 2002-03-12 2004-09-28 Carl Zeiss Smt Ag Method and device for decontaminating optical surfaces
WO2003088337A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-23 Sipec Corporation Resist removing apparatus and method of removing resist
CN100338740C (en) * 2002-04-16 2007-09-19 禧沛股份有限公司 Resist removing apparatus and method of removing resist
KR101068127B1 (en) 2004-06-26 2011-09-28 엘지디스플레이 주식회사 Cleanning device using eximer ultraviolet lay
JP2007119913A (en) * 2005-09-30 2007-05-17 Fujifilm Corp Method of manufacturing composite structure, impurity removal processing apparatus, film forming apparatus, composite structure and raw material powder
JP2008058536A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Toppan Printing Co Ltd Surface reforming method for hard coating film, hard coat film obtained thereby, optical film and manufacturing method thereof
JP2008164856A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Toppan Printing Co Ltd Apparatus and method for cleaning substrate for color filter
US8075945B2 (en) 2007-03-05 2011-12-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of wiring and storage element
US7829473B2 (en) 2007-03-26 2010-11-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing memory element
JP5295968B2 (en) * 2007-09-25 2013-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US8067316B2 (en) 2008-06-20 2011-11-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing memory element
US8361909B2 (en) 2008-06-20 2013-01-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing memory element
JP2010040567A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Tokyo Electron Ltd Method and device for cleaning and protecting surface of oxide film
JP2018098240A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 ウシオ電機株式会社 Ultraviolet treatment device
KR20180099037A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 (주) 엔피홀딩스 Substrate cleaning nozzle using uv light lamp
KR101987705B1 (en) * 2017-02-28 2019-06-11 (주)엔피홀딩스 Substrate cleaning nozzle using uv light lamp
JP2018195615A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 株式会社ダイセル Silane coupling agent processing device, semiconductor chip manufacturing line, and method of manufacturing semiconductor wafer
KR20210124446A (en) * 2019-03-13 2021-10-14 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR102654154B1 (en) 2019-03-13 2024-04-03 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 Substrate processing method and substrate processing device
WO2022180960A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01 ウシオ電機株式会社 Photo-modification device and photo-modification method
CN113275331A (en) * 2021-05-28 2021-08-20 宜兴高等职业技术学校 Method and special device for material surface treatment
CN114272402A (en) * 2021-11-09 2022-04-05 郑州圣华药物食品技术开发有限公司 Technical management scheme for guaranteeing safe and effective operation of xenon excimer disinfection instrument

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