JP2005005351A

JP2005005351A - Wet stripping/cleaning method and wet stripping/cleaning equipment

Info

Publication number: JP2005005351A
Application number: JP2003164687A
Authority: JP
Inventors: Masato Yonetani; 真人米谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide wet stripping/cleaning method and equipment in which damage on an underlying film, e.g. a metal thin film or a semiconductor thin film, formed on a substrate is reduced even if the concentration of oxidation species and reduction species is increased in order to increase the processing speed. <P>SOLUTION: In the wet stripping/cleaning method for removing contamination derived from an organic substance and an inorganic substance on a metal thin film or a semiconductor thin film formed on the surface of a substrate, power is applied to the metal thin film or the semiconductor thin film. The wet stripping/cleaning equipment performing such a method comprises a substrate ground electrode grounding to the metal thin film or the semiconductor thin film, a counter electrode disposed at a position opposing the substrate, and a power supply being connected with the substrate ground electrode and the counter electrode wherein power is applied to the metal thin film or the semiconductor thin film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジストなどの有機薄膜を含む有機物由来の汚染および金属のパーティクルなどを含む無機物由来の汚染を除去するためのウェット剥離洗浄方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体および液晶基板の製造プロセスにおけるリソグラフィ工程では、パターニングマスクには有機レジスト膜が一般に使用されている。このレジスト膜を、半導体のパターニングが終了した時点で剥離する方法としては、従来より１００℃以上に昇温したＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液）により処理するか、または有機溶剤により処理されてきた。一方、半導体および液晶基板の製造プロセスにおけるウェット洗浄工程では、１００℃前後に昇温したＳＰＭ、ＨＰＭ（塩酸過酸化水素水混合液）またはＡＰＭ（アンモニア過酸化水素水混合液）などを用いたＲＣＡ洗浄プロセス、さらには常温のフッ酸とオゾン水を用いた有機物由来の汚染および無機物由来の汚染を除去するための洗浄プロセスが用いられてきた。しかし、上記の方法では、酸、アルカリおよび有機物を含むリンス水の排水、装置で発生する有機揮発成分および酸性ガスなどの処理設備費と設備のランニングコスト、また廃液処理費用などが発生する。さらに、近年では、半導体ウエハや液晶パネルのマザー基板のサイズは大きくなる傾向にあり、レジスト剥離工程における廃液の発生量は増大し、これに関わる処理コストの負担は、莫大な量となっている。
【０００３】
近年では、上記の方法に比べ低コストな有機物汚染洗浄方法およびレジスト剥離方法として、オゾンによる有機物の酸化分解作用を利用した剥離洗浄方法が開発されつつある。この方法によれば、レジスト成分である有機物は、二酸化炭素と水に分解され、またオゾンは、酸素に分解するため、有機物汚染洗浄およびレジスト剥離工程より発生する排水と排気に対して行なう特別な処理を必要とせず、従来の薬液または有機溶剤を用いた方法に比べ、設備費用とランニングコストの大幅な削減が可能である。オゾン水を用いたレジスト剥離における反応機構は、オゾンおよびオゾンが分解する過程で生成するヒドロキシラジカルなどの酸化反応活性種が、レジストの構造である炭化水素分子と反応して、低分子化し、レジストは水に溶解することの可能な成分へと変化し、最終的に水と二酸化炭素に分解される。
【０００４】
また、純水をイオン交換触媒などを介して電気分解することにより生成する電解イオン水に、種々の酸またはアルカリを添加することにより生成する電解アノード水および電解カソード水などは、種々の有機物および金属パーティクルなどと反応して、ＳＰＭよりも効率良く選択的な洗浄を行なうことが可能である。一方、水素ガスを飽和濃度にまで溶解した水素水に、超音波を印加して、基板を処理することにより、金属パーティクルなどの無機物汚染に対して高い洗浄能力を有することが知られている。
【０００５】
上記したように、有機溶剤を処理液として用いるレジスト剥離および洗浄方法は、薬液使用量の増大による材料費用と使用済み液の処理費用に起因するコストの問題から、近年、純水、酸およびアルカリを添加した無機処理液を用いる方法へとシフトしつつある。これらの無機処理液を用いる方法は、未だ開発途上であり、その剥離洗浄メカニズムは十分に理解されていない。しかし、種々の研究より、洗浄剥離メカニズムは種々の酸化性および還元性をもつイオンおよびラジカルによる、酸化反応および還元反応であることが明らかになりつつある。したがって、処理時間の短縮を目的とする処理速度の増加には、処理液に含まれる酸化種および還元種の濃度を増加させる必要がある。
【０００６】
なお、以上、本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲内において、出願前に先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
処理速度の増加を目的とした酸化種および還元種の濃度の増加に伴い、剥離洗浄しようとする汚染のみならず、基板上に形成された金属薄膜または半導体薄膜などの下地膜についても酸化および還元を受け、膜溶解などのダメージが発生するという問題がある。
【０００８】
本発明の課題は、基板表面のレジストなどの有機薄膜を含む有機物由来の汚染および金属のパーティクルなどによる無機物由来の汚染を除去するウェット剥離洗浄方法において、処理液中の酸化種および還元種による被剥離洗浄処理物への反応と、金属薄膜または半導体薄膜などの下地膜への反応との選択比を増大させ、下地膜への影響の少ないウェット剥離洗浄方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のウェット剥離洗浄方法は、基板の表面に形成された金属薄膜または半導体薄膜上の有機物由来の汚染および無機物由来の汚染を除去する方法であって、金属薄膜または半導体薄膜に電力を印加することを特徴とする。金属薄膜または半導体薄膜の電位は、平衡電位より還元（負）側または酸化（正）側にある態様が好ましい。本発明のウェット剥離洗浄装置は、かかる方法を実施する装置であって、
金属薄膜または半導体薄膜に接地する基板接地電極と、
基板に対向する位置に配置する対向電極と、
基板接地電極および対向電極に接続する電源と
を備え、金属薄膜または半導体薄膜に電力を印加することを特徴とする。基板接地電極および対向電極は、白金、金、グラッシーカーボン、グラファイトのいずれかからなるものが好適であり、金属薄膜または半導体薄膜に電力を印加する電源は、直流電源が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（ウェット剥離洗浄方法）
本発明のウェット剥離洗浄方法は、基板の表面に形成された金属薄膜または半導体薄膜上の有機物由来の汚染および無機物由来の汚染を除去する方法であって、金属薄膜または半導体薄膜に電力を印加することを特徴とする。有機物由来の汚染および無機物由来の汚染（以下、「被剥離洗浄物」ともいう。）をウェット方式で除去するに際して、基板上に形成された金属薄膜または半導体薄膜などの下地膜に電力を印加することにより、下地膜の酸化および還元を抑制し、膜溶解などのダメージから下地膜を保護することができる。したがって、洗浄処理速度の向上を目的として、処理液中の酸化種および還元種の濃度を高くしても、下地膜への影響を少なくすることができる。
【００１１】
有機物由来の汚染とは、代表的には、基板上に形成されたレジストなどの有機薄膜などであり、無機物由来の汚染とは、たとえば、金属のパーティクルなどである。また、金属薄膜または半導体薄膜とは、半導体製品および液晶製品の製造プロセスにおいて、通常、基板上に形成される薄膜であり、金属にはＴｉ、ＡｌまたはＣｕなどがあり、半導体にはＳｉ、ＧｅまたはＧａＡｓなどがある。金属薄膜または半導体薄膜に印加する電力は、被剥離洗浄物の種類および量などにより異なるが、一般的には−１０Ｖ〜＋１０Ｖ程度の電力が好ましい。
【００１２】
図４および図５を用いて、本発明のウェット剥離洗浄方法における作用機構について説明する。まず、図４は、従来技術における金属薄膜または半導体薄膜４２の表面の酸化種Ｏｘによる溶解機構の概要を示す。金属薄膜または半導体薄膜４２（以下、「下地膜」ともいう。）の表面には、通常、酸素や水酸基により置換された表面酸化層を形成している。しかし、この表面酸化層の緻密さ、機械的強度、周囲の活性種に対する安定性は、材料により大きく違う。通常、周囲の活性種による材料の溶解、腐食、イオン化、酸化などの反応は、この表面酸化層の欠陥を原因とする隙間から、活性種が進入して、内部の金属および半導体原子Ｍと反応することにより進む。反応機構は、酸化種Ｏｘが表面酸化層の欠陥より金属または半導体原子Ｍの近傍へと進入し、電子ｅ⁻を奪う（反応Ｄ）ことにより、酸化種Ｏｘは還元された酸化種Ｏｘ・へと変化して安定化し（反応Ｅ）、電子ｅ⁻を奪われた金属または半導体原子Ｍはイオン化してＭ^＋となり（反応Ｆ）、溶媒中に溶解する。このような機構により、処理液内の反応種に対して活性な下地膜４２を有する基板４０は、下地膜４２の溶解、イオン化、酸化、腐食により、正常なデバイス構造を得ることができない。
【００１３】
本発明では、下地膜の溶解、イオン化、酸化、腐食反応を、電力による電界により制御して、良好な特性を有するデバイスを製造することができる。本発明のウェット処理方法による下地膜の溶解制御の機構を図５を用いて説明する。図５（ａ）に、電極還元による下地膜５２の溶解制御の概略を示す。上記した機構により、酸化種Ｏｘは、下地膜５２の表面酸化層の欠陥より、金属原子または半導体原子Ｍの近傍へと進入し、電子ｅ⁻を奪う（反応Ｄ）ことにより、酸化種Ｏｘは還元された酸化種Ｏｘ・へと変化して安定化する（反応Ｅ）。電子ｅ⁻を奪われた金属原子または半導体原子Ｍは、イオン化してＭ^＋となり、溶媒中に溶解する傾向にあるが、このとき外部より電子ｅ⁻を供給する（反応Ｈ）ことにより、イオン化を防ぐことが可能である。このため、本発明では、電源を下地膜５２に接続して、印加電力により、下地膜５２を負電極、つまり、下地膜の電位を平衡電位よりも還元（負）側に設定することにより、電子ｅ⁻が多く存在する状態に制御し、表面で金属原子または半導体原子が電子を奪われたとしても、即座に電子が供給され、金属原子または半導体原子は安定な状態を保ち、溶解を抑制することができるようになる。下地膜の電位を、平衡電位よりも還元（負）側に設定する点で、下地膜に印加する電源は、直流電源が好ましい。
【００１４】
このようにして、酸化種Ｏｘは、下地膜５２の表面酸化層の欠陥より金属原子または半導体原子Ｍの近傍へと進入し、電子ｅ⁻を奪うことにより、還元された酸化種Ｏｘ・へ変化して安定化する。また、還元種や、その他活性種は、同様に、金属薄膜または半導体薄膜の表面酸化層の欠陥または、酸化膜が比較的脆弱な部分の原子と結合することにより、溶媒中に溶解しやすい物質へと変化し、溶解や腐食反応が起こる。
【００１５】
一方、緻密で均一な表面酸化層は、耐腐食性が強いことが知られており、実例として、アルミニウムは、イオン化傾向が比較的高い金属にもかかわらず、その表面酸化膜層が強固なために、空気中で容易に腐食が進まない。したがって、能動的に金属薄膜または半導体薄膜の表面を酸化することにより、自然酸化膜よりも強固な表面酸化層を形成し、腐食物質により下地膜を保護することができる。このため、本発明では、図５（ｂ）に示すように、電源を下地膜５２に接続して、印加電力により、下地膜５２を正電極つまり、平衡電位よりも酸化（正）側に電位を設定することにより、電気化学的に下地膜５２の表面を酸化し、酸化膜を形成して、耐腐食性を向上させることができるようになる。下地膜の電位を、平衡電位よりも酸化（正）側に設定する点で、下地膜に印加する電源は、直流電源が好ましい。
【００１６】
図８は、下地膜の電位を変化させた時の、剥離洗浄処理に関するパラメータの変化を示す。処理液中の反応種の濃度は、下地膜の電位を平衡電位より大きく還元（負）側に設定した場合に低下する。これは、たとえば、酸であれば還元作用により水素が発生し、ラジカルであれば還元されて陰イオン化し、また、アルカリであれば水酸基イオンが陰イオンであるため、基板表面から離れる傾向にあることなどから理解される。この還元による反応種濃度は、図５（ａ）に示すように、金属原子または半導体原子Ｍが酸化種Ｏｘより電子ｅ⁻を奪われる反応Ｄと、下地膜５２から表面の電子欠乏金属原子または半導体原子への電子ｅ⁻の供給Ｈとの相関により変化し、反応速度がＤ＝Ｈとなる点よりも還元（負）側に設定した場合に急激に減少する。
【００１７】
図８に示すように、下地膜の表面に形成される酸化膜の厚さは、下地膜の電位を酸化膜形成電位より酸化側に設定すると形成され、さらに酸化側ほど増加する。しかし、さらに大きく酸化側へ設定すると、下地膜の酸化溶解が開始され、酸化膜が形成するより速く下地膜の溶解が進み、下地膜の膜厚が低下する。下地膜の溶解速度は、下地膜の電位を酸化側へ設定するほど増加するが、酸化膜形成が起きる電位を越えると、緻密な酸化膜が急速に形成するため、一旦、溶解速度は低下する。しかし、さらに酸化側に設定すると、徐々に酸化溶解が進み始め、酸化側ほど増加する傾向になる。
【００１８】
以上の下地膜の挙動の説明により、下地膜の表面原子が処理液に酸化されると同時に電源より供給された電子により再還元され、かつ、処理液中の活性種の還元により活性種濃度が低下しない程度の還元側電位領域が、還元側最適電位領域８１であり、低い膜溶解速度と高い処理速度を維持できる最適な電位領域である。また、酸化膜を形成する電位よりも酸化側に設定することにより、下地膜の表面に均一かつ密度の高い酸化膜層を形成することができ、活性種からの反応を受けず、形成された酸化膜によりデバイス性能の劣化を示さない程度の薄い酸化膜であり、かつ、酸化による溶解速度が十分低い程度の酸化側電位が、酸化側最適電位領域８２であり、低い膜溶解速度と薄い酸化膜形成を維持できる最適な電位領域である。
【００１９】
（ウェット剥離洗浄装置）
本発明のウェット剥離洗浄装置は、基板の表面に形成された金属薄膜または半導体薄膜上の有機物由来の汚染および無機物由来の汚染を除去する上記ウェット剥離洗浄方法を実施する装置であって、金属薄膜または半導体薄膜に接地する基板接地電極と、基板に対向する位置に配置する対向電極と、基板接地電極および対向電極に接続する電源とを備え、金属薄膜または半導体薄膜に電力を印加することを特徴とする。被剥離洗浄物をウェット方式で除去するに際して、下地膜に電力を印加することにより、酸化種および還元種の濃度が高い場合でも、下地膜の酸化および還元を抑制し、膜溶解などのダメージから下地膜を保護することができる。
【００２０】
図１に、本発明のウェット剥離洗浄装置の典型的な例を示す。本発明のウェット剥離洗浄装置は、基板１０を処理液４中に浸漬した状態、もしくは、基板１０上に処理液４を供給することにより、基材１表面に形成された下地膜２上の被剥離洗浄物３を除去する。また、本発明においては、被剥離物３の除去に際して、基板１０に対向する位置に配置した対向電極６と、下地膜２との間に電源５を用いて電力を印加することにより電界を形成し、下地膜２の溶解、酸化および還元を抑制することができる。処理液４としては、純水、種々の酸やアルカリ、オゾンなどの反応性ガスを含む溶液、電解生成ラジカルまたは電解生成イオンなどのうち少なくとも一つを含む有機および無機溶液を用いることができる。これらの酸化還元反応および溶解反応により被剥離洗浄物３を除去するウェット処理方法において、本発明は顕著な効果を奏する。
【００２１】
本発明のウェット剥離洗浄装置は、金属薄膜または半導体薄膜である下地膜に電力を印加することを特徴とする。したがって、下地膜に接地する基板接地電極と、基板に対向する位置に配置する対向電極と、基板接地電極および対向電極に接続する電源を備える。基板接地電極および対向電極は、形成された電界により、電食、エッチングおよび酸化を受けないようにするために、耐食性の高い金、白金、グラッシーカーボン、グラファイトのいずれかからなるものが好ましい。また、上述のとおり、下地膜に電力を印加する電源は、直流電源が好ましい。
【００２２】
【実施例】
実施例１
Ｓｉ基材の表面に、厚さ５００Åのタングステンからなる下地膜を形成し、下地膜の上に、厚さ２μｍのアジドノボラック系ポジレジストを形成し、供試用の基板とした。つぎに、図２（ａ）に示すように、得られた基板２０を搬送ローラ２７ａ上に置き、矢印Ａの方向に枚葉平流し方式で搬送しながら、基板２０の上方に配置された処理液供給ノズル２８より処理液２４を矢印Ｃの方向に供給した。また、基板２０の下地膜に接地する基板接地電極と対向電極２６との間に５Ｖの直流電圧を印加し、下地膜の電位を平衡電位より還元（負）側に設定した。基板接地電極および対向電極には金電極を用い、処理液としては、１００℃に保温したＳＰＭを使用した。また、処理液２４を対向電極２６の上方より供給するため、処理液２４が基板２０の表面に到達するように、対向電極２６は網目状のものを使用したが、他の実験により、網目状の電極のほか、格子状またはパンチング穴を有する板状の電極、あるいは多孔質状の電極を用いても同様の効果が得られることがわかった。
【００２３】
図６（ａ）は、処理液供給ノズル６８から処理液６４を供給する枚葉平流し方式によるウェット剥離洗浄装置の概要図である。搬送ローラ６７ａ上に基板６０を設置し、基板接地電極ローラ６９を基板の処理面側より当接させ、対向電極６６との間で電位差を保持した状態で、矢印Ａの方向に基板６０を搬送した。基板接地電極ローラ６９の構造を図６（ｂ）に示す。基板接地電極ローラ６９は、ローラ６９ａの外周に、無数の鋭利な突起状の基板接地電極６９ｂを配置した構造を有するものを使用した。この構造により、基板６０の処理面側に形成したレジスト６３を貫通して、基材６１上に形成された下地膜６２に接触することができ、この基板接地電極６９ｂを通して、下地膜６２に電力を供給することができた。なお、他の実験により、被剥離洗浄物６３が層を成していない場合、または非常に薄い層である場合は、基板接地電極６９ｂの先端は鋭利である必要はないことがわかった。１２０秒間の処理により、レジストは完全に除去され、下地膜が現れた。また、下地膜の損傷は認められなかった。
【００２４】
実施例２
実施例１で用いた基板と同様の基板を用いて、図２（ｂ）に示すように、スピン洗浄方式で基板２０を洗浄した。まず、基板２０を基板テーブル２７ｂ上に配置し、基板テーブル２７ｂをＢ方向へ回転しながら、基板２０の上方に配置した処理液ノズル２８より処理液２４を矢印Ｃの方向に供給した。また、基板２０の下地膜に接地する基板接地電極と対向電極２６との間に５Ｖの直流電圧を印加し、下地膜の電位を平衡電位より還元（負）側に設定した。基板接地電極および対向電極には金電極を用い、処理液２４としては、実施例１と同様に、１００℃に保温したＳＰＭを使用した。また、処理液２４を対向電極２６の上方より供給するため、処理液２４が基板２０表面に到達するように、対向電極２６は網目状のものを使用したが、他の実験により、網目状の電極のほか、格子状またはパンチング穴を有する板状の電極、あるいは多孔質状の電極を用いても同様の効果が得られることがわかった。
【００２５】
図７（ａ）は、処理液供給ノズル７８から処理液７４を矢印Ｃの方向に供給するスピン方式によるウェット剥離洗浄装置の概要図である。基板７０は、基板テーブル７７ｂ上に配置されて、基板接地電極７９を基板７０の処理面側より基板端部に当接させ、対向電極７６との間で電位差を保持した状態で、矢印Ｂの方向に回転し、洗浄処理を行なった。基板接地電極７９の構造を図７（ｂ）に示す。基板接地電極７９は鋭利な突起状の構造であり、基板テーブル７７ｂ上の基板端部に３個配置した。この構造により、基板７０の処理面側に形成したレジスト７３を貫通して、基材７１上に形成された下地膜７２に接続することができ、この基板接地電極７９を通して、下地膜７２に電力を供給することができた。なお、他の実験により、被剥離洗浄物が層を成していない場合、または、非常に薄い層である場合は、基板接地電極７９の先端が鋭利である必要はないことがわかった。この基板接地電極７９は稼動式であり、処理中は基板７０をチャックする形で接地した。１００秒間の処理によりレジストは完全に除去され、下地膜が現れた。また、下地膜の損傷は認められなかった。
【００２６】
実施例３
実施例１で用いた基板と同様の基板を用いて、図３（ａ）に示すように、基板３０を処理液３４に浸漬し、洗浄した。すなわち、基板３０を搬送ローラ３７ａ上に置き、矢印Ａの方向に枚葉平流し方式で搬送しながら、処理液３４にて処理を行なった。本実施例では、処理液３４を対向電極３６の上方より供給する方式ではなかったため、実施例１と２のように、対向電極を網目状の構造としなくても、処理液３４は基板３０の表面に到達した。また、処理液３４を攪拌翼で流動させるとともに、基板３０の搬送方向Ａに対して対向する方向に流れを形成した結果、処理液３４の拡散を促進し、濃度分布を均一化することができた。洗浄に際しては、基板３０の下地膜に接地する基板接地電極と対向電極３６との間に５Ｖの直流電圧を印加し、下地膜の電位を平衡電位より還元（負）側に設定した。基板接地電極および対向電極には白金電極を用い、処理液３４としては、実施例１と同様に、１００℃に保温したＳＰＭを使用した。その結果、１４０秒間の処理によりレジストは完全に除去され、下地膜が現れた。また、下地膜の損傷は認められなかった。
【００２７】
実施例４
実施例１で用いた基板と同様の基板を用いて、図３（ｂ）に示すように、基板３０と対向電極３６により基板カセット３９を作成し、基板カセット３９ごと処理液３４に浸漬し、洗浄した。本実施例では、基板カセット３９を揺動させて、処理液３４の流動を形成した。洗浄に際しては、基板３０の下地膜に接地する基板接地電極と対向電極３６との間に５Ｖの直流電圧を印加し、下地膜の電位を平衡電位より還元（負）側に設定した（電源は、図示していない。）。基板接地電極および対向電極には白金電極を用い、処理液３４としては、実施例１と同様に、１００℃に保温したＳＰＭを使用した。その結果、１８０秒間の処理によりレジストは完全に除去され、下地膜が現れた。また、下地膜の損傷は認められなかった。
【００２８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上のレジストなどの有機薄膜、有機物由来の汚染および金属のパーティクルなどによる無機物由来の汚染を除去するウェット剥離洗浄において、処理液中の酸化種および還元種による被剥離洗浄処理物への反応と、下地膜への反応との選択比を増大させて、処理液による下地膜の溶出、酸化および還元作用を抑制し、下地膜のダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェット剥離洗浄装置の典型的な構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例であるウェット剥離洗浄装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例であるウェット剥離洗浄装置を示す概略図である。
【図４】従来技術における、下地膜の表面の酸化種Ｏｘによる溶解機構の概要を示す図である。
【図５】本発明のウェット剥離洗浄方法における作用機構を示す図である。
【図６】本発明の実施例であるウェット剥離洗浄装置を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例であるウェット剥離洗浄装置を示す概略図である。
【図８】下地膜の電位と剥離洗浄処理に関するパラメータとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１基材、２下地膜、３被剥離洗浄物、４処理液、５電源、６対向電極、１０基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wet stripping cleaning method and apparatus for removing contamination derived from an organic material including an organic thin film such as a resist and contamination derived from an inorganic material including metal particles.
[0002]
[Prior art]
In a lithography process in a manufacturing process of a semiconductor and a liquid crystal substrate, an organic resist film is generally used as a patterning mask. As a method of peeling this resist film when the patterning of the semiconductor is completed, the resist film is treated with SPM (mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide) heated to 100 ° C. or higher or treated with an organic solvent. It was. On the other hand, in the wet cleaning process in the manufacturing process of semiconductors and liquid crystal substrates, RCA using SPM, HPM (hydrochloric hydrogen peroxide solution mixed solution), APM (ammonia hydrogen peroxide solution mixed solution) or the like heated to around 100 ° C. A cleaning process and a cleaning process for removing contamination derived from organic substances and inorganic substances using hydrofluoric acid and ozone water at room temperature have been used. However, in the above method, waste water for rinsing water containing acids, alkalis and organic substances, treatment equipment costs such as organic volatile components and acid gas generated in the apparatus, running costs for the equipment, waste liquid treatment costs and the like are generated. Furthermore, in recent years, the size of the mother substrate of a semiconductor wafer or a liquid crystal panel has tended to increase, and the amount of waste liquid generated in the resist stripping process has increased, and the burden of processing costs related to this has become enormous. .
[0003]
In recent years, a stripping cleaning method using an oxidative decomposition action of organic matter by ozone is being developed as an organic contamination cleaning method and a resist stripping method that are lower in cost than the above methods. According to this method, the organic substance that is the resist component is decomposed into carbon dioxide and water, and ozone is decomposed into oxygen. Therefore, special treatment is performed for waste water and exhaust generated from the organic contamination cleaning and resist stripping process. No treatment is required, and equipment costs and running costs can be significantly reduced compared to conventional methods using chemicals or organic solvents. The reaction mechanism in resist stripping using ozone water is that ozone and oxidation reactive active species such as hydroxy radicals generated in the process of decomposing ozone react with hydrocarbon molecules that are the structure of the resist to lower the molecular weight. Is converted into a component that can be dissolved in water, and finally decomposed into water and carbon dioxide.
[0004]
Electrolytic anodic water and electrolytic cathodic water produced by adding various acids or alkalis to electrolytic ionic water produced by electrolyzing pure water through an ion exchange catalyst or the like include various organic substances and It is possible to perform selective cleaning more efficiently than SPM by reacting with metal particles. On the other hand, it is known that by treating the substrate by applying ultrasonic waves to hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved to a saturated concentration, it has a high cleaning ability against inorganic contamination such as metal particles.
[0005]
As described above, the resist stripping and cleaning method using an organic solvent as a processing liquid has recently been used in the pure water, acid and alkaline fields due to the problem of material costs due to an increase in the amount of chemicals used and the cost of processing used liquids. It is shifting to a method using an inorganic treatment liquid to which is added. Methods using these inorganic treatment liquids are still under development, and the peeling and cleaning mechanism is not fully understood. However, various studies have revealed that the cleaning and peeling mechanism is an oxidation reaction and a reduction reaction by ions and radicals having various oxidizing and reducing properties. Therefore, in order to increase the processing speed for the purpose of shortening the processing time, it is necessary to increase the concentration of oxidizing species and reducing species contained in the processing liquid.
[0006]
Although the prior art regarding the present invention has been described based on general technical information obtained by the applicant, it should be disclosed as prior art document information before filing within the scope of the applicant's memory. The applicant has no information.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As the concentration of oxidized and reduced species increases for the purpose of increasing processing speed, not only the contamination to be removed and cleaned, but also the underlying film such as metal thin film or semiconductor thin film formed on the substrate is oxidized and reduced. In other words, there is a problem that damage such as film dissolution occurs.
[0008]
An object of the present invention is to provide a wet stripping cleaning method for removing contamination derived from an organic substance including an organic thin film such as a resist on the substrate surface and contamination derived from an inorganic substance due to metal particles, etc. An object of the present invention is to provide a wet stripping cleaning method and apparatus that increases the selectivity of the reaction to the stripped cleaning product and the reaction to the base film such as a metal thin film or a semiconductor thin film and has little influence on the base film.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The wet peeling cleaning method of the present invention is a method for removing contamination derived from organic matter and inorganic matter on a metal thin film or semiconductor thin film formed on the surface of a substrate, and applying power to the metal thin film or semiconductor thin film. It is characterized by that. A mode in which the potential of the metal thin film or the semiconductor thin film is on the reduction (negative) side or the oxidation (positive) side from the equilibrium potential is preferable. The wet peeling cleaning apparatus of the present invention is an apparatus for carrying out such a method,
A substrate ground electrode to be grounded to a metal thin film or a semiconductor thin film;
A counter electrode disposed at a position facing the substrate;
A power supply connected to the substrate ground electrode and the counter electrode, and applying power to the metal thin film or the semiconductor thin film. The substrate ground electrode and the counter electrode are preferably made of any one of platinum, gold, glassy carbon, and graphite, and the power source for applying power to the metal thin film or the semiconductor thin film is preferably a DC power source.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Wet peeling cleaning method)
The wet peeling cleaning method of the present invention is a method for removing contamination derived from organic matter and inorganic matter on a metal thin film or semiconductor thin film formed on the surface of a substrate, and applying power to the metal thin film or semiconductor thin film. It is characterized by that. When removing organic contaminants and inorganic contaminants (hereinafter also referred to as “cleans to be peeled off”) by a wet method, power is applied to a base film such as a metal thin film or a semiconductor thin film formed on a substrate. Thus, oxidation and reduction of the base film can be suppressed, and the base film can be protected from damage such as film dissolution. Therefore, even if the concentration of oxidizing species and reducing species in the treatment liquid is increased for the purpose of improving the cleaning treatment speed, the influence on the underlying film can be reduced.
[0011]
The contamination derived from an organic substance is typically an organic thin film such as a resist formed on a substrate, and the contamination derived from an inorganic substance is, for example, metal particles. A metal thin film or a semiconductor thin film is a thin film usually formed on a substrate in a manufacturing process of a semiconductor product and a liquid crystal product. The metal includes Ti, Al, or Cu, and the semiconductor includes Si, Ge. Or GaAs. The power applied to the metal thin film or the semiconductor thin film varies depending on the type and amount of the object to be peeled off, but generally a power of about −10 V to +10 V is preferable.
[0012]
The action mechanism in the wet peeling cleaning method of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 4 shows an outline of the dissolution mechanism by the oxidizing species Ox on the surface of the metal thin film or semiconductor thin film 42 in the prior art. A surface oxide layer substituted with oxygen or a hydroxyl group is usually formed on the surface of the metal thin film or semiconductor thin film 42 (hereinafter also referred to as “underlayer film”). However, the density, mechanical strength, and stability against active species in the surface oxide layer vary greatly depending on the material. Normally, reactions such as dissolution, corrosion, ionization, and oxidation of materials due to surrounding active species enter the active species through gaps caused by defects in the surface oxide layer, and react with internal metal and semiconductor atoms M. To proceed. The reaction mechanism is that the oxidized species Ox enters the vicinity of the metal or semiconductor atom M from the defects of the surface oxide layer and takes away the electron e ⁻ (reaction D), whereby the oxidized species Ox is reduced to the reduced oxidized species Ox. The metal or semiconductor atom M deprived of the electron e ⁻ is ionized to become M ⁺ (reaction F) and dissolved in the solvent. With such a mechanism, the substrate 40 having the base film 42 that is active against the reactive species in the processing liquid cannot obtain a normal device structure due to dissolution, ionization, oxidation, and corrosion of the base film 42.
[0013]
In the present invention, a device having good characteristics can be manufactured by controlling dissolution, ionization, oxidation, and corrosion reaction of the base film with an electric field by electric power. A mechanism for controlling dissolution of the underlying film by the wet treatment method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows an outline of dissolution control of the base film 52 by electrode reduction. By the mechanism described above, the oxidized species Ox enters the vicinity of the metal atom or the semiconductor atom M from the defects of the surface oxide layer of the base film 52 and takes away the electron e ⁻ (reaction D). It changes to the reduced oxidized species Ox. And stabilizes (reaction E). The metal atom or semiconductor atom M deprived of the electron e ⁻ is ionized to become M ⁺ and tends to dissolve in the solvent. At this time, the electron e ⁻ is supplied from the outside (reaction H) to be ionized. It is possible to prevent. For this reason, in the present invention, by connecting the power source to the base film 52 and setting the base film 52 to the negative electrode, that is, the potential of the base film to the reduction (negative) side from the equilibrium potential by the applied power, electronic e ^- controlling the state there are many, as a metal atom or semiconductor atoms are deprived of electrons at the surface, immediately electrons are supplied to the metal atom or semiconductor atoms keeps a stable state, it suppresses the dissolution Will be able to. The power source applied to the base film is preferably a DC power source in that the potential of the base film is set on the reduction (negative) side of the equilibrium potential.
[0014]
In this way, the oxidizing species Ox is enters into the vicinity of the metal atom or semiconductor atoms M from defects of the surface oxide layer of the base film 52, electrons e ^- by depriving the change to reduced oxidizing species Ox · And stabilize. Similarly, reducing species and other active species are easily dissolved in the solvent by bonding with defects in the surface oxide layer of the metal thin film or semiconductor thin film, or with atoms in a relatively weak part of the oxide film. It will change into a melting and corrosion reaction.
[0015]
On the other hand, a dense and uniform surface oxide layer is known to have strong corrosion resistance, and as an example, aluminum has a strong surface oxide film layer despite a relatively high ionization tendency. In addition, corrosion does not proceed easily in the air. Therefore, by actively oxidizing the surface of the metal thin film or semiconductor thin film, a surface oxide layer stronger than the natural oxide film can be formed, and the base film can be protected by the corrosive substance. For this reason, in the present invention, as shown in FIG. 5B, a power source is connected to the base film 52, and the base film 52 is charged to the positive electrode, that is, to the oxidation (positive) side from the equilibrium potential by applied power. Thus, the surface of the base film 52 is electrochemically oxidized to form an oxide film, and the corrosion resistance can be improved. The power source applied to the base film is preferably a DC power source in that the potential of the base film is set to the oxidation (positive) side of the equilibrium potential.
[0016]
FIG. 8 shows changes in parameters related to the peeling cleaning process when the potential of the underlying film is changed. The concentration of the reactive species in the treatment liquid decreases when the potential of the underlying film is set larger than the equilibrium potential on the reduction (negative) side. This is because, for example, hydrogen is generated by a reducing action if it is an acid, and it is reduced and anionized if it is a radical, and if it is alkali, a hydroxyl group ion is an anion and therefore tends to be separated from the substrate surface. It is understood from things. As shown in FIG. 5A, the reaction species concentration by this reduction includes reaction D in which metal atoms or semiconductor atoms M deprive electrons e ⁻ from oxidized species Ox, and electron deficient metal atoms on the surface from the base film 52 or It changes depending on the correlation with the supply H of electrons e ⁻ to the semiconductor atoms, and decreases rapidly when the reaction rate is set to the reduction (negative) side from the point where D = H.
[0017]
As shown in FIG. 8, the thickness of the oxide film formed on the surface of the base film is formed when the potential of the base film is set to the oxidation side with respect to the oxide film formation potential, and further increases toward the oxidation side. However, if the oxide film is set to the oxidation side further, the base film is oxidized and dissolved, and the base film is dissolved faster than the oxide film is formed, and the thickness of the base film is reduced. The dissolution rate of the base film increases as the potential of the base film is set to the oxidation side. However, once the oxide film formation potential is exceeded, a dense oxide film is rapidly formed, so the dissolution rate once decreases. . However, if the oxidation side is further set, the oxidative dissolution gradually starts to increase and the oxidation side tends to increase.
[0018]
From the above description of the behavior of the undercoat film, the surface atoms of the undercoat film are oxidized into the treatment liquid and simultaneously reduced again by electrons supplied from the power source, and the active species concentration is reduced by the reduction of the active species in the treatment liquid. The reduction-side potential region that does not decrease is the reduction-side optimum potential region 81, which is an optimal potential region that can maintain a low membrane dissolution rate and a high processing rate. In addition, by setting the potential closer to the oxidation side than the potential for forming the oxide film, a uniform and high-density oxide film layer can be formed on the surface of the base film, and formed without receiving a reaction from the active species. The oxide-side potential is a thin oxide film that does not show deterioration in device performance due to the oxide film, and has a sufficiently low dissolution rate due to oxidation, which is the oxidation-side optimum potential region 82. This is an optimum potential region where film formation can be maintained.
[0019]
(Wet peeling cleaning device)
A wet peeling cleaning apparatus of the present invention is an apparatus for performing the above wet peeling cleaning method for removing contamination derived from organic substances and contamination derived from inorganic substances on a metal thin film or semiconductor thin film formed on the surface of a substrate. Or a substrate ground electrode that is grounded to the semiconductor thin film; a counter electrode that is disposed at a position facing the substrate; and a power source that is connected to the substrate ground electrode and the counter electrode, and applies power to the metal thin film or the semiconductor thin film. And When removing the object to be peeled by the wet method, by applying electric power to the base film, even if the concentration of oxidizing species and reducing species is high, oxidation and reduction of the base film are suppressed, and from damage such as film dissolution The underlying film can be protected.
[0020]
In FIG. 1, the typical example of the wet peeling cleaning apparatus of this invention is shown. The wet peeling cleaning apparatus of the present invention is a state in which the substrate 10 is immersed in the processing liquid 4 or by supplying the processing liquid 4 onto the substrate 10, the coating on the base film 2 formed on the surface of the substrate 1. The peeling cleaning product 3 is removed. Further, in the present invention, when the object to be peeled 3 is removed, an electric field is formed by applying power using the power source 5 between the counter electrode 6 disposed at a position facing the substrate 10 and the base film 2. In addition, dissolution, oxidation and reduction of the base film 2 can be suppressed. As the treatment liquid 4, pure water, various acids and alkalis, solutions containing reactive gases such as ozone, and organic and inorganic solutions containing at least one of electrolytically generated radicals or electrolytically generated ions can be used. In the wet processing method for removing the object to be peeled 3 by these oxidation-reduction reaction and dissolution reaction, the present invention has a remarkable effect.
[0021]
The wet peeling cleaning apparatus of the present invention is characterized in that electric power is applied to a base film which is a metal thin film or a semiconductor thin film. Therefore, a substrate ground electrode grounded to the base film, a counter electrode disposed at a position facing the substrate, and a power source connected to the substrate ground electrode and the counter electrode are provided. The substrate ground electrode and the counter electrode are preferably made of gold, platinum, glassy carbon, or graphite having high corrosion resistance so as not to be subjected to electrolytic corrosion, etching, and oxidation due to the formed electric field. As described above, the power source for applying power to the base film is preferably a DC power source.
[0022]
【Example】
Example 1
A base film made of tungsten having a thickness of 500 mm was formed on the surface of the Si base material, and an azido novolac positive resist having a thickness of 2 μm was formed on the base film to obtain a substrate for testing. Next, as shown in FIG. 2 (a), the obtained substrate 20 is placed on the transport roller 27a, and is processed above the substrate 20 while being transported in the direction of arrow A by the single wafer flat flow method. The treatment liquid 24 was supplied in the direction of arrow C from the liquid supply nozzle 28. In addition, a DC voltage of 5 V was applied between the substrate ground electrode that is grounded to the base film of the substrate 20 and the counter electrode 26, and the potential of the base film was set to the reduction (negative) side from the equilibrium potential. Gold electrodes were used for the substrate ground electrode and the counter electrode, and SPM kept at 100 ° C. was used as the processing solution. Further, in order to supply the processing liquid 24 from above the counter electrode 26, the counter electrode 26 has a mesh shape so that the processing liquid 24 reaches the surface of the substrate 20. It has been found that the same effect can be obtained by using a plate-like electrode having a lattice shape or punching holes, or a porous electrode in addition to the above electrode.
[0023]
FIG. 6A is a schematic diagram of a wet peel cleaning apparatus using a single wafer flat flow method for supplying the processing liquid 64 from the processing liquid supply nozzle 68. The substrate 60 is placed on the transport roller 67a, and the substrate ground electrode roller 69 is brought into contact with the processing surface side of the substrate, and the substrate 60 is transported in the direction of the arrow A in a state where a potential difference is maintained with the counter electrode 66. did. The structure of the substrate ground electrode roller 69 is shown in FIG. The substrate ground electrode roller 69 has a structure in which an infinite number of sharply projected substrate ground electrodes 69b are arranged on the outer periphery of the roller 69a. With this structure, it is possible to pass through the resist 63 formed on the processing surface side of the substrate 60 and to contact the base film 62 formed on the base material 61, and to supply power to the base film 62 through the substrate ground electrode 69 b. Could be supplied. In addition, it has been found by other experiments that the tip of the substrate ground electrode 69b does not need to be sharp when the object to be peeled 63 does not form a layer or is a very thin layer. By the treatment for 120 seconds, the resist was completely removed, and the base film appeared. Further, no damage to the underlying film was observed.
[0024]
Example 2
Using the same substrate as that used in Example 1, the substrate 20 was cleaned by a spin cleaning method as shown in FIG. First, the substrate 20 was placed on the substrate table 27b, and the processing liquid 24 was supplied in the direction of arrow C from the processing liquid nozzle 28 placed above the substrate 20 while rotating the substrate table 27b in the B direction. In addition, a DC voltage of 5 V was applied between the substrate ground electrode that is grounded to the base film of the substrate 20 and the counter electrode 26, and the potential of the base film was set to the reduction (negative) side from the equilibrium potential. Gold electrodes were used for the substrate ground electrode and the counter electrode, and the SPM kept at 100 ° C. was used as the treatment liquid 24 in the same manner as in Example 1. Further, in order to supply the processing liquid 24 from above the counter electrode 26, the counter electrode 26 is a mesh-like one so that the processing liquid 24 reaches the surface of the substrate 20. It was found that the same effect can be obtained by using a plate-like electrode having a lattice shape or punching holes, or a porous electrode in addition to the electrode.
[0025]
FIG. 7A is a schematic diagram of a spin-type wet peeling cleaning apparatus that supplies the processing liquid 74 from the processing liquid supply nozzle 78 in the direction of arrow C. FIG. The substrate 70 is arranged on the substrate table 77b, the substrate ground electrode 79 is brought into contact with the end of the substrate from the processing surface side of the substrate 70, and the potential difference between the counter electrode 76 and the counter electrode 76 is maintained. Rotated in the direction and washed. The structure of the substrate ground electrode 79 is shown in FIG. The substrate ground electrode 79 has a sharp projecting structure, and three substrate ground electrodes 79 are arranged at the end of the substrate on the substrate table 77b. With this structure, the resist 73 formed on the processing surface side of the substrate 70 can be connected to the base film 72 formed on the base 71, and power can be supplied to the base film 72 through the substrate ground electrode 79. Could be supplied. In addition, it has been found from other experiments that the tip of the substrate ground electrode 79 does not need to be sharp when the object to be peeled is not layered or is a very thin layer. The substrate ground electrode 79 is an operation type, and the substrate 70 is grounded in a chucking manner during processing. The resist was completely removed by the treatment for 100 seconds, and the base film appeared. Further, no damage to the underlying film was observed.
[0026]
Example 3
Using the same substrate as that used in Example 1, as shown in FIG. 3A, the substrate 30 was immersed in the treatment liquid 34 and washed. That is, the substrate 30 was placed on the transport roller 37a and processed with the processing liquid 34 while being transported in the direction of arrow A by the single wafer flat flow method. In the present embodiment, since the processing liquid 34 is not supplied from above the counter electrode 36, the processing liquid 34 is formed on the substrate 30 even if the counter electrode does not have a mesh structure as in the first and second embodiments. Reached the surface. In addition, the treatment liquid 34 is caused to flow with the stirring blade and the flow is formed in a direction opposite to the conveyance direction A of the substrate 30, so that the diffusion of the treatment liquid 34 can be promoted and the concentration distribution can be made uniform. It was. At the time of cleaning, a DC voltage of 5 V was applied between the substrate ground electrode grounded to the base film of the substrate 30 and the counter electrode 36, and the potential of the base film was set to the reduction (negative) side from the equilibrium potential. Platinum electrodes were used for the substrate ground electrode and the counter electrode, and SPM kept at 100 ° C. was used as the treatment liquid 34 as in Example 1. As a result, the resist was completely removed by the treatment for 140 seconds, and the base film appeared. Further, no damage to the underlying film was observed.
[0027]
Example 4
Using a substrate similar to the substrate used in Example 1, as shown in FIG. 3B, a substrate cassette 39 is created by the substrate 30 and the counter electrode 36, and the substrate cassette 39 is immersed in the treatment liquid 34 together, Washed. In this embodiment, the substrate cassette 39 is swung to form a flow of the processing liquid 34. In cleaning, a DC voltage of 5 V was applied between the substrate ground electrode grounded to the base film of the substrate 30 and the counter electrode 36, and the potential of the base film was set to the reduction (negative) side from the equilibrium potential (the power supply was Not shown). Platinum electrodes were used for the substrate ground electrode and the counter electrode, and SPM kept at 100 ° C. was used as the treatment liquid 34 as in Example 1. As a result, the resist was completely removed by the treatment for 180 seconds, and the base film appeared. Further, no damage to the underlying film was observed.
[0028]
It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, in wet stripping cleaning that removes organic thin films such as resist on a substrate, contamination derived from organic matter and contamination derived from inorganic matter such as metal particles, stripped cleaning by oxidizing species and reducing species in the processing liquid By increasing the selection ratio between the reaction to the processed material and the reaction to the base film, elution, oxidation and reduction of the base film by the processing liquid can be suppressed, and damage to the base film can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a typical configuration of a wet peel cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a wet peel cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a wet peel cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a dissolution mechanism by oxidizing species Ox on the surface of a base film in the prior art.
FIG. 5 is a diagram showing an action mechanism in the wet peeling cleaning method of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a wet peel cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a wet peel cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the potential of the underlying film and the parameters related to the peeling cleaning process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material, 2 Underlayer film, 3 Object to be peeled, 4 Treatment liquid, 5 Power supply, 6 Counter electrode, 10 Substrate.

Claims

A method of removing contamination derived from organic matter and inorganic matter on a metal thin film or semiconductor thin film formed on the surface of a substrate, wherein the wet peeling is characterized in that electric power is applied to the metal thin film or the semiconductor thin film. Cleaning method.

The wet stripping cleaning method according to claim 1, wherein a potential of the metal thin film or the semiconductor thin film is on a reduction (negative) side from an equilibrium potential.

The wet stripping cleaning method according to claim 1, wherein the potential of the metal thin film or the semiconductor thin film is closer to the oxidation (positive) side than the equilibrium potential.

An apparatus for carrying out the wet peeling cleaning method according to any one of claims 1 to 3, which removes contamination derived from an organic substance and contamination derived from an inorganic substance on a metal thin film or a semiconductor thin film formed on a surface of a substrate,
A substrate ground electrode that is grounded to the metal thin film or the semiconductor thin film;
A counter electrode disposed at a position facing the substrate;
And a power supply connected to the substrate ground electrode and the counter electrode, and applying power to the metal thin film or the semiconductor thin film.

The wet peeling cleaning apparatus according to claim 4, wherein the substrate ground electrode and the counter electrode are made of any one of platinum, gold, glassy carbon, and graphite.

The wet peeling cleaning apparatus according to claim 4, wherein a power source for applying electric power to the metal thin film or the semiconductor thin film is a direct current power source.