【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基体洗浄方法及び基体洗浄装置に係る。特に、薬液の使用が極めて少なく、かつ、レジスト膜の除去をも短時間で行うことが可能な基体洗浄方法及び基体洗浄装置に関する。特に、枚葉式洗浄に好適な基体洗浄方法及び基体洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネル、プラズマディスプレーパネル、ハードディスク、半導体（ＩＣ）基板、およびプリント基板などの先端エレクトロニクス用基板の精密洗浄方法および洗浄装置に関するものであり、特に環境を汚染することのない化学合成物質を大幅に低減したクリーンな洗浄技術である。
【０００３】
液晶パネル、プラズマディスプレー、ハードディスク、半導体などの製造工程において、微粒子や重金属類の汚染物質を除去するために洗浄工程が多用されている。とくに、大型化されつつある液晶基板やプラズマディスプレー基板、あるいは集積度をますます向上させるためにより微細な加工が要求されるハードディスクや半導体集積回路が形成された基体の洗浄においては、より清浄に洗浄された表面が要求される。そのために、製造における洗浄工程数が増え続け、かつ洗浄に大量の酸やアルカリ薬液が使われている。そのため、安全対策や環境問題対応にも多額のコストがかかっているのが現状である。
【０００４】
そこで、化学物質である薬液を大量に使うことなく、上に述べた先端エレクトロニクスの基板洗浄を水（純水、超純水）を主体とし、将来の環境にも十分に対応できる洗浄技術の開発が望まれている。
【０００５】
現在、プリント基板、液晶およびプラズマディスプレーパネル、ハードディスクおよび半導体製造工程におけるそれぞれの基板表面の汚染物を確実に除去するために、汚染物の洗浄メカニズムが解明され、いくつかの洗浄技術が実用化されている。
【０００６】
さらに、近年、環境問題対処すべく洗浄に使用される純水や超純水などの水や酸およびアルカリ溶液などの薬液の消費量を大幅に削減する洗浄技術の開発が進められている。
【０００７】
これらの中で注目すべきものに、飽和水蒸気や過熱水蒸気を用いた洗浄技術がある［特開２００１−２５０７７３号公報］。この技術は、水（超純水）や薬液（酸およびアルカリ溶液）の消費量を大幅に削減した洗浄技術である。
【０００８】
しかし、飽和水蒸気や過熱水蒸気のみにては短時間の処理（特に、枚葉化処理に対応した短時間の処理）を行うことが困難である。
【０００９】
そこで、短時間の処理を達成すべく、▲１▼超音波照射、▲２▼紫外線光照射および▲３▼洗浄水への薬液（酸、アルカリ溶液）添加をこれらの中から１種あるいは複数種選択して加える方法を採用している。しかしながら、この方法には、以下に述べるような実用化上の困難を伴なうという問題がある。
【００１０】
まず、超音波照射であるが、超音波の伝達は固体か液体に限定されるため、飽和水蒸気と過熱水蒸気の照射に大きな制約が加わることになる。洗浄すべき基板表面に液体すなわち洗浄水が確実に存在する必要があるが、この洗浄水の存在は、基板表面への水蒸気照射効果を大幅に低下させる。さらに、超音波照射は、近年微細パターン化が急速に進んでいる半導体デバイス構造にダメージ、すなわち機械的損傷を与えるトラブルが頻発している。
【００１１】
次に、紫外光照射であるが、０．５〜１ｍｉｎという短時間に洗浄効果を十分に発揮させるためには１秒間に単位面積（１ｃｍ２）当り１００ｍＷ以上の光量が必要であり、実用化は容易ではない。
【００１２】
次に、薬液の供給であるが、薬液の種類が増えるにともなって、薬液と超純水の供給系が複雑化かつ大型化している。そのため装置価格の増大と安全上の問題が発生している。
【００１３】
一般に、薬液の供給系には塩化ビニールやフッ素樹脂を主体とするプラスチック材料が採用されているが、これらの材料は金属材料と比較して機械的強度に問題があり、かつ剛性が劣るため、耐圧性が低く、ネジ部が緩むなどの安全上の問題があり、部品の大型化が必須である。その上、微粒子発生のトラブルの阻止が困難であり、随所に微粒子捕獲用のフィルターが欠かせない。そのため、超純水供給系や薬液供給系の小型化は困難となり、装置全体の小型化が実現不可能となる。半導体の基板であるシリコンウエハ寸法の大型化にともなって、シリコンウエハ１枚ずつ洗浄するいわゆる枚葉洗浄装置化が進められている上で、これは大きな障害となる。また、薬液としてＫＯＨなどのアルカリ溶液を用いているため基板上の各種材料を溶解すると言う面からも半導体基板の洗浄には不向きである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、純水や超純水などの水や酸およびアルカリ溶薬なおどの薬液の消費量を大幅に削減し、かつ、上記▲１▼〜▲３▼により生じる問題を伴うこととなく短時間での洗浄処理が可能な基体洗浄方法及び洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基体洗浄方法は、水蒸気中にＨ＋を生成する物質を混合してなる洗浄ガスを基体表面に噴射することを特徴とする。
【００１６】
前記Ｈ＋を生成する物質は、Ｈ２ガス、ＣＯ２ガス、蟻酸及び酢酸からなる群から選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする。
【００１７】
前記Ｈ＋を生成する物質は、気体状態で前記水蒸気に混合することを特徴とする。
【００１８】
前記洗浄ガスにミストを混合することを特徴とする。
【００１９】
前記ミストは、水分ミスト乃至Ｈ＋を生成する物質のミストであることを特徴とする。
【００２０】
さらに、水素原子受容性を有する物質を含有せしめることを特徴とする。
【００２１】
前記洗浄ガスに界面活性剤を含有せしめたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の基体洗浄装置は、内部に基体を回転可能に保持する回転台を有する洗浄室と、該基体に洗浄ガスを噴射するためのノズルとを有し、該ノズルには、水蒸気導入部と、該水蒸気導入部から導入された水蒸気にＨ＋を生成する物質を含有させるためのＨ＋生成物質導入部とが形成されていることを特徴とする。
【００２３】
【作用】
以上に述べた問題を解決するための方法について説明する。
【００２４】
基体に水蒸気を噴射すると、水蒸気は、基体表面に存在する汚染物質あるいはレジスト膜である有機物の内部にまで瞬時に浸透し、有機化合物の分子結合を一部切断し、かつ基体と汚染物質との界面に浸透して、汚染物質の付着力を大きく低減させる。その上、基体表面の温度上昇をもたらし、水のもつ双極子効果とともに汚染物質の付着力を大幅に低減させる。
【００２５】
本発明では、さらに、洗浄効果を高めて、短時間洗浄技術として確立するため、薬液に相当する化学種（すなわち、Ｈ＋を生成する物質）を添加する。添加する物質は、有機汚染物質から、式１に示すように電子を奪って分解・分離する能力をもつものであり、水に溶けて溶媒として電子受容性すなわちプロトン供与性を十分もつものであればよい。
【００２６】
式１ Ｈ＋＋ｅ−→Ｈ
なお、この物質の添加は、気体の状態で添加することが好ましい。気体であれば、ステンレス鋼材料のガス供給系の採用が可能であり、システム構成がシンプルで小型化が容易に達成できる。
【００２７】
洗浄には、超純水のスチームとミスト（微細粒子）の混合したものを用いる。ミスト（微細粒子）はあるレベルの質量をもつため運動エネルギーを有しており、付着力が大幅に低減された汚染物質をはねとばして基板表面から汚染物質を除去する。
【００２８】
添加する物質は、例えば、Ｈ２ガス、ＣＯ２ガスなどである。ギ酸、酢酸なども沸点が１００℃近くであるので気体状の添加が可能である。また、ギ酸や酢酸、シュウ酸などは常温で水溶液であり、液体として添加してもよいことはもちろんである。これらは、下記の反応式に従いＨ＋を生成する。
【００２９】
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３→Ｈ＋＋ＨＣＯ３ −
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
ＨＣＯＯＨ→ＨＣＯＯ−＋Ｈ＋
ＣＨ３ＣＯＯＨ→ＣＨ３ＣＯＯ−＋Ｈ＋
ＣＨ２（ＣＯＯＨ）２→ＣＨ２（ＣＯＯ−）２＋２Ｈ＋
【００３０】
ところで、有機物から電子を有効的に奪って分解し、付着力を低減する効果をもたらした水素原子は、直ちに水の形態にしないとこれらの反応は進行しない。
したがって、洗浄水に酸素ガスなどの水素原子受容体を添加して、水素原子と酸素原子とから水分子を形成することが重要である。
【００３１】
すなわち、水素ガス、炭酸ガスなどとともに水素原子受容体を添加することが好ましい。
【００３２】
水素原子受容体としては例えば酸素ガスが例示される。これにより次のような反応が生じて水となる。
【００３３】
４Ｈ＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態に係る洗浄装置を示す。
【００３４】
内部に基板４を回転可能に保持する回転台５を有する洗浄室と、該基板４に洗浄ガスを噴射するためのノズル９とを有し、該ノズル９には、水蒸気導入部２と、該水蒸気導入部２から導入された水蒸気にＨ＋を生成する物質を含有させるためのＨ＋生成物質導入部３とが形成されている。
【００３５】
水蒸気発生器８において発生させた水蒸気をノズル９の水蒸気導入部２から圧送により導入し、Ｈ＋生成物質導入部３からＨ＋を生成する物質を導入することにより水蒸気にＨ＋を生成する物質を含有させることができる。これによりＨ＋を生成する物質を含有した水蒸気よりなる洗浄ガスを基板４に噴射することができる。この際、Ｈ＋生成物質導入部３から酸素などの水素原子受容体を含むガスを導入することが好ましい。
【００３６】
なお、本例におけるノズル９は２重構造を有している。すなわち、水蒸気導入部２の内側は内管部１となっている。内管部１からは液状物質を導入することにより水蒸気中にミストを介在させることができる。液状物質は、水でもよいし、液相のＨ＋を生成する物質でもよい。なお、内管部１から水蒸気を導入し、２の部分から液状物質を導入してもよい。
【００３７】
水蒸気を３０〜４００ｍ／ｓｅｃ、より好ましくは１００〜４００ｍ／ｓｅｃの高速で流し、この高速の水蒸気流に、液状の水あるいは液状のＨ＋を生成する物質を内管部１から供給すると、液状の水あるいは液状のＨ＋を生成する物質は剪断力を受ける。その結果、液状の水あるいは液状のＨ＋を生成する物質は剪断されて霧化され微粒子となる。液状の水あるいは液状のＨ＋を生成する物質の供給は０．０１〜２ｃｃ／ｓｅｃが好ましく、０．１〜１ｃｃ／ｓｅｃが望ましい。
【００３８】
以下本発明の構成要件を分説する
（水蒸気）
水分ガスの原料は純水あるいは超純水を用いることが好ましい。
【００３９】
水蒸気には、ミスト（液滴）を含有せしめることが好ましい。ミストとは、液状物質であり、水蒸気中にミストを含有した状態とは気相と液相とが共存している状態である。平衡状態であっても、非平衡状態であってもよい。ミストの径は特に限定しない。
【００４０】
ミストは、水分ミストでもよい。ミストはあるレベルの質量をもつため運動エネルギーを有しており、付着力が大幅に低減した汚染物質をはねとばして基板表面から除去する。
【００４１】
また、Ｈ＋を生成する物質のミストでもよい。
【００４２】
水分ミストを混合させるためには、飽和水蒸気とすればよい。あるいは、高速の水蒸気流に液状水分を混入させると液状水分はミスト化して、ミストを含む水蒸気が得られる。前述したように、図１の内管部１から供給してもよい。
【００４３】
（Ｈ＋生成物質）
Ｈ＋生成物質としては、前述したように、Ｈ２ガス、ＣＯ２ガス、ギ酸、酢酸、シュウ酸などが好適に用いられる。
【００４４】
これらの添加量としては、０．０１〜１重量％が好ましい。より好ましくは、０．０５〜０．５重量％である。０．０１重量％未満では、洗浄力が弱くなる。
１重量％を超えると基板上の各種材料が腐食されるなどの弊害が生じることがある。
【００４５】
（洗浄対象）
本発明の洗浄対象となる基板は、半導体基板が好ましい。もちろん、液晶基板、磁性体基板その他の基体の洗浄が可能である。
【００４６】
レジスト膜を有する基体であってもよい。本基体洗浄方法は、レジスト膜の除去にも有効である。
【００４７】
もちろん、有機物その他の不純物が存在する基板から、これら不純物の除去を目的として本基体洗浄方法を用いてもよい。
【００４８】
（基体温度）
基体温度は特に限定されない。室温（１０℃〜３５℃）でもよい。基体が室温であっても水蒸気が噴射されると直ちに液化してしまうわけではなく、気体状態が保持されレジスト内部に侵入する。もちろん、室温以上、あるいは１００℃以上に保持してもよい。
【００４９】
（界面活性剤）
本発明においては、洗浄ガス中に界面活性剤を添加することが好ましい。両性界面活性剤、半極性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤が適宜用いられる。特に、非イオン系界面活性剤が好ましい。非イオン系界面活性剤を用いることによりＨ＋＋ｅ−→Ｈの反応を阻害しないようにすることが好ましい。特に植物性界面活性剤が好ましい。この添加量としては、０．０１〜０．５重量％が好ましい。
【００５０】
（洗浄ガスの噴射）
洗浄ガスは、ノズルなどを用いて基体表面に照射する。
【００５１】
噴射圧力としては、レジスト膜が存在する場合と存在しない場合とでは異なる。
【００５２】
レジスト膜が存在する場合に１〜１０ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは２〜５ｋｇ／ｃｍ２である。
【００５３】
レジスト膜が存在していない場合にはこれより弱い圧力１〜３ｋｇ／ｃｍ２で噴射すればよい。
【００５４】
洗浄ガスの噴射時間もレジスト膜が存在する場合と存在しない場合とでは異なる。
【００５５】
レジスト膜が存在する場合であっても１ｍｉｎ未満でレジスト膜の除去が可能である。すなち、本発明の洗浄方法により短時間洗浄が実現される。
【００５６】
レジスト膜が存在しない場合には、より短い照射時間で洗浄が可能である。これにより、枚葉化処理がより迅速に実現される。
【００５７】
（回転速度）
洗浄時において基板は回転せしめることが好ましい。基板からはく離したレジストあるいは不純物は遠心力により基板表面から除去される。回転数としては、３〜３００ｒｐｍが好ましく、３〜３０ｒｐｍがより好ましい。レジスト膜がない場合にはより高い回転数が好ましい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、水や薬液の消費量を大幅に削減し、かつ、短時間処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄装置の概念図である。
【符号の説明】
１ 内管部
２ 水蒸気導入部
３ Ｈ＋生成物質導入部
４ 基板
５ 回転台
６ 洗浄室
７ 排気・排水口[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a substrate cleaning method and a substrate cleaning device. In particular, the present invention relates to a substrate cleaning method and a substrate cleaning apparatus that use a chemical solution extremely little and can remove a resist film in a short time. In particular, the present invention relates to a substrate cleaning method and a substrate cleaning apparatus suitable for single-wafer cleaning.
[0002]
[Prior art]
The present invention relates to precision cleaning methods and cleaning equipment for substrates for advanced electronics such as liquid crystal panels, plasma display panels, hard disks, semiconductor (IC) substrates, and printed circuit boards, and in particular, greatly reduces chemically synthesized substances that do not pollute the environment. This is a clean cleaning technology that has been reduced.
[0003]
2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a liquid crystal panel, a plasma display, a hard disk, a semiconductor, and the like, a cleaning process is often used to remove contaminants such as fine particles and heavy metals. In particular, when cleaning liquid crystal substrates, plasma display substrates, which are becoming larger, or substrates on which hard disks and semiconductor integrated circuits, which require finer processing to improve the degree of integration, are more cleanly cleaned. Surface is required. For this reason, the number of cleaning steps in production continues to increase, and a large amount of an acid or alkali chemical is used for cleaning. For this reason, safety measures and environmental issues are currently costing a great deal of money.
[0004]
Therefore, the development of the above-mentioned advanced electronics substrate cleaning technology that uses water (pure water and ultrapure water) as a main component without using a large amount of chemicals, which are chemical substances, and that can sufficiently respond to the future environment. Is desired.
[0005]
Currently, in order to reliably remove contaminants on the surface of printed circuit boards, liquid crystal and plasma display panels, hard disks and semiconductor manufacturing processes, the cleaning mechanism of contaminants has been elucidated, and several cleaning techniques have been put to practical use. ing.
[0006]
Furthermore, in recent years, development of cleaning technology for drastically reducing the consumption of water, such as pure water or ultrapure water, or a chemical solution such as an acid or alkaline solution used for cleaning has been promoted in order to deal with environmental problems.
[0007]
Among these, a remarkable technique is a cleaning technique using saturated steam or superheated steam [Japanese Patent Laid-Open No. 2001-250773]. This technology is a cleaning technology that significantly reduces the consumption of water (ultra pure water) and chemicals (acid and alkali solutions).
[0008]
However, it is difficult to perform a short-time processing (particularly, a short-time processing corresponding to a single-wafer processing) using only saturated steam or superheated steam.
[0009]
Therefore, in order to achieve a short-time treatment, (1) ultrasonic irradiation, (2) ultraviolet light irradiation, and (3) addition of a chemical solution (acid or alkali solution) to the cleaning water is performed by one or more of these. The method of selecting and adding is adopted. However, this method has a problem that it involves difficulties in practical use as described below.
[0010]
First, regarding ultrasonic irradiation, since transmission of ultrasonic waves is limited to solid or liquid, there is a great restriction on irradiation of saturated steam and superheated steam. It is necessary to ensure that a liquid, that is, cleaning water, is present on the surface of the substrate to be cleaned, but the presence of the cleaning water greatly reduces the effect of irradiating water vapor on the substrate surface. Further, the ultrasonic irradiation frequently causes troubles, that is, mechanical damages to semiconductor device structures, which have been rapidly advanced in fine patterning in recent years.
[0011]
Next, in the case of ultraviolet light irradiation, a light amount of 100 mW or more per unit area (1 cm 2 ) per second is required in order to sufficiently exert a cleaning effect in a short time of 0.5 to 1 min. Is not easy.
[0012]
Next, as for the supply of the chemical solution, as the types of the chemical solution increase, the supply systems of the chemical solution and the ultrapure water become complicated and large. As a result, an increase in the cost of the apparatus and safety problems have occurred.
[0013]
Generally, plastic materials mainly composed of vinyl chloride or fluororesin are used in the chemical supply system, but these materials have problems in mechanical strength and lower rigidity than metal materials, There is a problem in safety such as low pressure resistance and loosening of the screw part, and it is necessary to increase the size of parts. In addition, it is difficult to prevent the occurrence of fine particles, and filters for capturing fine particles are indispensable everywhere. Therefore, it is difficult to reduce the size of the ultrapure water supply system and the chemical solution supply system, and it is impossible to reduce the size of the entire apparatus. With the increase in the size of silicon wafers as semiconductor substrates, so-called single-wafer cleaning apparatuses for cleaning silicon wafers one by one have been promoted, and this is a major obstacle. Further, since an alkaline solution such as KOH is used as a chemical solution, it is not suitable for cleaning a semiconductor substrate from the viewpoint of dissolving various materials on the substrate.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention significantly reduces the consumption of chemicals such as water such as pure water and ultrapure water, and an alkali-soluble chemical, and can reduce the consumption without the problems caused by the above (1) to (3). An object of the present invention is to provide a substrate cleaning method and a cleaning apparatus capable of performing a cleaning process in a short time.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method for cleaning a substrate according to the present invention is characterized in that a cleaning gas obtained by mixing a substance that generates H + in water vapor is injected onto the surface of the substrate.
[0016]
The substance that generates H + is one or more selected from the group consisting of H 2 gas, CO 2 gas, formic acid, and acetic acid.
[0017]
The H + generating substance is mixed with the water vapor in a gaseous state.
[0018]
A mist is mixed with the cleaning gas.
[0019]
The mist is a mist of a substance that generates water mist or H + .
[0020]
Further, it is characterized in that it contains a substance having a hydrogen atom accepting property.
[0021]
The cleaning gas contains a surfactant.
[0022]
The substrate cleaning apparatus of the present invention has a cleaning chamber having a turntable for rotatably holding a substrate therein, and a nozzle for injecting a cleaning gas to the substrate. , characterized in that the H + generant introduction portion for containing the substance which produces H + steam introduced from the water vapor introduction part is formed.
[0023]
[Action]
A method for solving the above-mentioned problem will be described.
[0024]
When water vapor is sprayed on the substrate, the water vapor instantaneously penetrates into contaminants existing on the surface of the substrate or the organic substance which is a resist film, partially cuts molecular bonds of the organic compound, and forms a gas between the substrate and the contaminant. It penetrates the interface and greatly reduces the adhesion of contaminants. In addition, the temperature of the substrate surface rises, and the dipole effect of water is greatly reduced, as well as the adhesion of contaminants.
[0025]
In the present invention, in order to further enhance the cleaning effect and establish a short-time cleaning technique, a chemical species corresponding to the chemical solution (that is, a substance that generates H + ) is added. The substance to be added has a capability of decomposing and separating electrons by depriving electrons from the organic pollutant as shown in Formula 1, and any substance which is soluble in water and has a sufficient electron-accepting property, that is, a proton-donating property as a solvent. Just fine.
[0026]
Equation 1 H + + e - → H
It is preferable to add this substance in a gaseous state. As long as the gas is used, a gas supply system of a stainless steel material can be used, and the system configuration is simple and miniaturization can be easily achieved.
[0027]
For cleaning, a mixture of ultrapure water steam and mist (fine particles) is used. Since the mist (fine particles) has a certain level of mass and therefore has kinetic energy, it removes the contaminants from the substrate surface by repelling the contaminants whose adhesion has been greatly reduced.
[0028]
The substance to be added is, for example, H 2 gas, CO 2 gas, or the like. Since formic acid, acetic acid and the like also have a boiling point near 100 ° C., they can be added in gaseous form. Further, formic acid, acetic acid, oxalic acid, and the like are aqueous solutions at normal temperature and may be added as a liquid. These generate H + according to the following reaction formula.
[0029]
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 −
H 2 → 2H ++ 2e −
HCOOH → HCOO − + H +
CH 3 COOH → CH 3 COO − + H +
CH 2 (COOH) 2 → CH 2 (COO − ) 2 + 2H +
[0030]
By the way, a hydrogen atom which has effectively deprived an organic substance of electrons to decompose and reduce the adhesive force has an effect of reducing the adhesive force, and these reactions do not proceed unless they are immediately converted to water.
Therefore, it is important to add a hydrogen atom acceptor such as oxygen gas to the washing water to form water molecules from the hydrogen atoms and the oxygen atoms.
[0031]
That is, it is preferable to add a hydrogen atom acceptor together with hydrogen gas, carbon dioxide gas and the like.
[0032]
Examples of the hydrogen atom acceptor include oxygen gas. As a result, the following reaction occurs to form water.
[0033]
4H + O 2 → 2H 2 O
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0034]
A cleaning chamber having a rotating table 5 rotatably holding the substrate 4 therein, and a nozzle 9 for injecting a cleaning gas to the substrate 4 are provided. An H + -generating substance introduction section 3 for forming a substance that produces H + into the steam introduced from the steam introduction section 2 is formed.
[0035]
The steam which is generated in the steam generator 8 is introduced by pumping the water vapor introduction part 2 of the nozzle 9, to produce a H + to steam by introducing a substance for generating H + from H + generation substance injecting unit 3 material Can be contained. As a result, a cleaning gas composed of water vapor containing a substance that generates H + can be injected to the substrate 4. At this time, it is preferable to introduce a gas containing a hydrogen atom acceptor, such as oxygen, from the H + producing substance introduction unit 3.
[0036]
Note that the nozzle 9 in this example has a double structure. That is, the inside of the steam introduction section 2 is the inner pipe section 1. By introducing a liquid substance from the inner tube part 1, mist can be interposed in steam. The liquid substance may be water or a substance that generates liquid phase H + . In addition, you may introduce | transduce a vapor | steam from the inner pipe part 1, and may introduce a liquid substance from the part of 2.
[0037]
When water vapor is flowed at a high speed of 30 to 400 m / sec, more preferably 100 to 400 m / sec, and liquid water or a substance generating liquid H + is supplied from the inner pipe portion 1 to the high-speed water vapor stream, The water or the substance that produces liquid H + is subjected to shear forces. As a result, the substance that produces liquid water or liquid H + is sheared and atomized into fine particles. The supply of liquid water or a substance that produces liquid H + is preferably 0.01 to 2 cc / sec, and more preferably 0.1 to 1 cc / sec.
[0038]
The constitutional requirements of the present invention will be described below (water vapor).
It is preferable to use pure water or ultrapure water as the raw material of the moisture gas.
[0039]
It is preferable that mist (droplets) be contained in the water vapor. Mist is a liquid substance, and the state in which mist is contained in water vapor is a state in which a gas phase and a liquid phase coexist. It may be in an equilibrium state or a non-equilibrium state. The diameter of the mist is not particularly limited.
[0040]
The mist may be a water mist. Since the mist has a certain level of mass and therefore has kinetic energy, it spatters and removes contaminants whose adhesion has been greatly reduced from the substrate surface.
[0041]
Further, a mist of a substance that generates H + may be used.
[0042]
In order to mix the water mist, saturated water vapor may be used. Alternatively, when liquid moisture is mixed into a high-speed steam flow, the liquid moisture is converted into mist, and steam containing mist is obtained. As described above, it may be supplied from the inner tube portion 1 in FIG.
[0043]
(H + product)
As described above, H 2 gas, CO 2 gas, formic acid, acetic acid, oxalic acid, and the like are preferably used as the H + producing substance.
[0044]
The amount of these added is preferably 0.01 to 1% by weight. More preferably, it is 0.05 to 0.5% by weight. If it is less than 0.01% by weight, the cleaning power will be weak.
If the content exceeds 1% by weight, adverse effects such as corrosion of various materials on the substrate may occur.
[0045]
(To be cleaned)
The substrate to be cleaned in the present invention is preferably a semiconductor substrate. Of course, it is possible to clean the liquid crystal substrate, the magnetic substrate and other substrates.
[0046]
A substrate having a resist film may be used. The present substrate cleaning method is also effective for removing a resist film.
[0047]
Of course, the present substrate cleaning method may be used for the purpose of removing these impurities from the substrate on which organic substances and other impurities are present.
[0048]
(Substrate temperature)
The substrate temperature is not particularly limited. Room temperature (10 ° C to 35 ° C) may be used. Even when the substrate is at room temperature, it does not immediately liquefy when the water vapor is injected, but retains a gaseous state and enters the inside of the resist. Of course, the temperature may be maintained at room temperature or higher, or at 100 ° C. or higher.
[0049]
(Surfactant)
In the present invention, it is preferable to add a surfactant to the cleaning gas. An amphoteric surfactant, a semipolar surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and a nonionic surfactant are appropriately used. In particular, nonionic surfactants are preferred. It is preferable that the reaction of H + + e − → H is not inhibited by using a nonionic surfactant. Particularly, a vegetable surfactant is preferable. The addition amount is preferably 0.01 to 0.5% by weight.
[0050]
(Injection of cleaning gas)
The cleaning gas is applied to the surface of the substrate using a nozzle or the like.
[0051]
The injection pressure differs depending on whether a resist film is present or not.
[0052]
1 to 10 kg / cm 2 when the resist film is present, more preferably 2~5kg / cm 2.
[0053]
If a resist film is not present, it may be sprayed at a lower pressure of 1 to 3 kg / cm 2 .
[0054]
The injection time of the cleaning gas is also different depending on whether the resist film is present or not.
[0055]
Even if a resist film is present, the resist film can be removed in less than 1 minute. That is, the cleaning method of the present invention realizes short-time cleaning.
[0056]
When the resist film does not exist, cleaning can be performed in a shorter irradiation time. Thereby, the single-wafer processing is more quickly realized.
[0057]
(Rotational speed)
Preferably, the substrate is rotated during cleaning. The resist or impurities separated from the substrate are removed from the substrate surface by centrifugal force. The rotation speed is preferably from 3 to 300 rpm, and more preferably from 3 to 30 rpm. Higher rotation speeds are preferred when there is no resist film.
[0058]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention drastically reduces consumption of water and a chemical | medical solution, and also enables short-time processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a cleaning device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner pipe part 2 Water vapor introduction part 3 H + product introduction part 4 Substrate 5 Turntable 6 Cleaning room 7 Exhaust / drainage port
