JPH0774135A - Dry-cleaning method of substrate surface - Google Patents

Dry-cleaning method of substrate surface

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JPH0774135A
JPH0774135A JP19553893A JP19553893A JPH0774135A JP H0774135 A JPH0774135 A JP H0774135A JP 19553893 A JP19553893 A JP 19553893A JP 19553893 A JP19553893 A JP 19553893A JP H0774135 A JPH0774135 A JP H0774135A
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krf excimer
excimer laser
substrate surface
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Eifuu Riku
永楓 陸
Katsunobu Aoyanagi
克信 青柳
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Abstract

PURPOSE:To clean the surface of a substrate having adhering substances which are objects to be removed by a method wherein the short wavelength output pulse beam of a laser is applied to the substrate surface. CONSTITUTION:If the pulse beam of a KrF excimer laser outputted from a KrF excimer laser oscillator 10 is applied to the surface of a substrate A, adhering substances on the substrate A surface which are objects to be removed are decomposed by the integrated effect of laser photodecomposition by the KrF excimer laser, the vibration of the substrate surface caused by the laser abrasion or the impact of the laser pulse, etc., and removed from the substrate A surface and the substrate A surface is cleaned. With this constitution, the adhering substances on the substrate surface can be removed in the air. Further, the cleaning of the substrate surface which is free from exhaust of organic substances, noises and environmental pollution and excellent from the viewpoint of environmental protection can be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体、金属、セラミ
ックス、磁性体あるいは光学素子などの表面(以下、こ
れらを総称して単に「基板表面」と称す。)のドライ・
クリーニング方法に関し、さらに詳細には、基板表面に
付着した有機汚れや無機汚れなどの付着物を、基板表面
から除去するための基板表面のドライ・クリーニング方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry surface of a semiconductor, a metal, a ceramic, a magnetic material, an optical element, or the like (hereinafter collectively referred to simply as "substrate surface").
The present invention relates to a cleaning method, and more particularly, to a dry cleaning method for a substrate surface for removing adherent substances such as organic stains and inorganic stains attached to the substrate surface from the substrate surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、基板表面に付着した有機汚れ
や無機汚れなどの付着物を、基板表面から除去するため
のクリーニング方法としては、有機溶剤を用いた超音波
洗浄などのウェット・プロセスからなるクリーニング方
法が一般的に知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a cleaning method for removing adhered substances such as organic stains and inorganic stains adhered to a substrate surface from the substrate surface, a wet process such as ultrasonic cleaning using an organic solvent is used. The following cleaning methods are generally known.

【0003】この、有機溶剤を用いた超音波洗浄とは、
トリクロルエチレンやフロンなどの有機溶剤を溶解した
溶液中に基板を配置し、溶液中に溶解された有機溶剤と
溶液中を伝播する超音波との相乗作用により、溶液中に
配置された基板表面のクリーニングを行うものである。
The ultrasonic cleaning using an organic solvent is
The substrate is placed in a solution in which an organic solvent such as trichlorethylene or freon is dissolved, and the synergistic effect of the organic solvent dissolved in the solution and the ultrasonic waves propagating in the solution causes the surface of the substrate placed in the solution to move. It is for cleaning.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の基板表面のクリーニング方法にあって
は、人体に悪影響を及ぼすトリクロルエチレンやオゾン
層を破壊するフロンなどを有機溶剤として使用している
ため、有機溶剤が外部環境に漏れてしまうことにより公
害を引き起こす恐れがあるとともに、また地球環境破壊
を引き起こす恐れがあるという問題点があった。
However, in the conventional method for cleaning the surface of the substrate as described above, trichlorethylene, which has a harmful effect on the human body, or CFC, which destroys the ozone layer, is used as the organic solvent. Therefore, there is a problem in that the organic solvent may leak to the external environment to cause pollution and also cause a global environment destruction.

【0005】また、上記した従来のクリーニング方法を
実施している工場内おいては、超音波と有機溶剤の蒸気
の放出とにより、現場の作業者の健康を害する恐れがあ
るという問題点もあった。
Further, in the factory where the above-mentioned conventional cleaning method is carried out, there is a problem that the health of workers at the site may be impaired by the ultrasonic waves and the emission of the vapor of the organic solvent. It was

【0006】さらに、有機溶剤の交換作業や基板を溶液
中に出し入れする際の作業を行う必要があるため、クリ
ーニング作業が煩雑になり、あまり効率的でないという
問題点があった。
Further, since it is necessary to replace the organic solvent and work to put the substrate in and out of the solution, the cleaning work becomes complicated and is not very efficient.

【0007】さらにまた、有機溶剤と反応する基板のク
リーニングを行うことができないとともに、超音波洗浄
装置に入れることのできない大きさの基板をクリーニン
グすることができないという問題点もあった。
Furthermore, there are problems that the substrate that reacts with the organic solvent cannot be cleaned and that the size of the substrate that cannot be put into the ultrasonic cleaning device cannot be cleaned.

【0008】本発明は、上記したような従来の技術の有
する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、有機溶剤や超音波を用いることなく
基板表面のクリーニングを行うことができるようにした
ものであって、有機溶剤を用いた超音波洗浄などのウェ
ット・プロセスによるクリーニング方法に代わる、実用
性に優れた新規なドライ・プロセスによる基板表面のド
ライ・クリーニング方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems of the prior art, and its object is to clean the surface of the substrate without using an organic solvent or ultrasonic waves. A new method for dry cleaning of the substrate surface by a new dry process with excellent practicality, which replaces the cleaning method by a wet process such as ultrasonic cleaning using an organic solvent. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における基板表面のドライ・クリーニング方
法は、表面に除去対象物としての付着物を有した基板に
対し、短波長のパルス状の出力ビームを持つレーザを照
射して、上記基板の上記表面に付着した上記付着物を除
去するようにしたものである。
In order to achieve the above object, a method for dry-cleaning a substrate surface according to the present invention is such that a substrate having an adhering substance as an object to be removed on the substrate has a short-wave pulse shape. Is irradiated with a laser having an output beam of 1 to remove the deposits attached to the surface of the substrate.

【0010】[0010]

【作用】表面に有機汚れや無機汚れなどの除去すべき付
着物を有した基板に対して、短波長のパルス状の出力ビ
ームを持つレーザ(短波長パルス・レーザ)を適当な光
強度で照射すると、短波長パルス・レーザによるレーザ
光分解、レーザ・アブレーションあるいはレーザ・パル
スの衝撃による基板表面の振動などの総合作用によっ
て、基板表面の付着物が分解されて基板表面から除去さ
れることになり、基板表面をクリーニングすることがで
きる。
[Function] Irradiates a substrate having a deposit such as an organic stain or an inorganic stain to be removed on the surface with a laser having a short-wavelength pulsed output beam (short-wavelength pulse laser) with an appropriate light intensity. Then, the adhered substances on the substrate surface are decomposed and removed from the substrate surface by the total action such as laser photolysis by the short wavelength pulsed laser, laser ablation, or vibration of the substrate surface due to the impact of the laser pulse. The substrate surface can be cleaned.

【0011】従って、公害を招来する恐れのある有機溶
剤や人体に悪影響を及ぼす恐れのある超音波を使用する
ことのないドライ・プロセスにより、基板表面のクリー
ニングを行うことができるようになる。
Therefore, the substrate surface can be cleaned by a dry process which does not use an organic solvent which may cause pollution or an ultrasonic wave which may adversely affect the human body.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による基板表
面のドライ・クリーニング方法の一実施例を詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a dry cleaning method for a substrate surface according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0013】図1には、本発明によるドライ・クリーニ
ング方法を実施するためのドライ・クリーニング・シス
テムの概略構成が示されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a dry cleaning system for carrying out the dry cleaning method according to the present invention.

【0014】図1に示されたドライ・クリーニング・シ
ステムにおいては、短波長パルス・レーザとしてエキシ
マ・レーザの中のKrFエキシマ・レーザを採用してお
り、符号10は、KrFエキシマ・レーザ発振器10を
示している。このKrFエキシマ・レーザ発振器10か
らは、波長248nm、パルス幅20nsのパルス状の
出力ビーム(パルス・ビーム)が出力されるものであ
る。
In the dry cleaning system shown in FIG. 1, a KrF excimer laser in an excimer laser is adopted as a short wavelength pulse laser, and reference numeral 10 is a KrF excimer laser oscillator 10. Shows. The KrF excimer laser oscillator 10 outputs a pulsed output beam (pulse beam) having a wavelength of 248 nm and a pulse width of 20 ns.

【0015】さらに、このドライ・クリーニング・シス
テムは、KrFエキシマ・レーザ発振器10から出力さ
れるパルス・ビームを、均一の光強度分布を持つビーム
に変換するビーム・ホモジャイザ12と、ビーム・ホモ
ジャイザ12から出力されるパルス・ビームのサイズと
形状を制御するアパーチャ14aを可変できる電動アパ
ーチャ14と、移動可能な電動ステージ16上に配設さ
れ、電動アパーチャ14のアパーチャ14aから出力さ
れるパルス・ビームを縮小あるいは拡大するための石英
ガラス製の集光レンズ18と、複数の基板Aを載置して
順次移動するベルト・コンベア20と、ベルト・コンベ
アの移動速度を調節するスピード・コントローラ22
と、集光レンズ18から出力されたパルス・ビームをベ
ルト・コンベア20上の基板Aへ反射するためのミラー
24と、上記したKrFエキシマ・レーザ発振器10や
ビーム・ホモジャイザ12などの各種装置の状態を検出
して表示するパワー計測器26とを備えている。
Further, the dry cleaning system includes a beam homogenizer 12 for converting a pulse beam output from the KrF excimer laser oscillator 10 into a beam having a uniform light intensity distribution, and the beam homogenizer 12 An electric aperture 14 that can change the aperture 14a that controls the size and shape of the output pulse beam and a movable electric stage 16 are provided to reduce the pulse beam output from the aperture 14a of the electric aperture 14. Alternatively, a condensing lens 18 made of quartz glass for enlarging, a belt conveyor 20 on which a plurality of substrates A are placed and sequentially moved, and a speed controller 22 for adjusting the moving speed of the belt conveyor 22.
And a mirror 24 for reflecting the pulse beam output from the condenser lens 18 to the substrate A on the belt conveyor 20, and the states of various devices such as the KrF excimer laser oscillator 10 and the beam homogenizer 12 described above. And a power measuring device 26 for detecting and displaying.

【0016】なお、電動アパーチャ14のアパーチャ1
4aと集光レンズ18の位置とにより、基板A表面に照
射するパルス・ビームの大きさと光強度とが調節される
ことになる。
The aperture 1 of the electric aperture 14
The size and the light intensity of the pulse beam with which the surface of the substrate A is irradiated are adjusted by the position of 4a and the condenser lens 18.

【0017】そして、KrFエキシマ・レーザ発振器1
0と、電動アパーチャ14と、電動ステージ16と、ス
ピード・コントローラ22と、パワー計測器26とは、
インターフェース28を介して、CPU30a、ROM
30bおよびRAM30cを備えた制御部30に接続さ
れている。
Then, the KrF excimer laser oscillator 1
0, the electric aperture 14, the electric stage 16, the speed controller 22, and the power measuring device 26
CPU 30a, ROM via the interface 28
It is connected to a control unit 30 including a RAM 30b and a RAM 30c.

【0018】ROM30bには、KrFエキシマ・レー
ザ発振器10から出力されるKrFエキシマ・レーザの
パルス・ビームの周波数、電動アパーチャ14により形
成されるアパーチャ14aのサイズと形状、電動ステー
ジ16の移動位置により決定される集光レンズ18の位
置およびスピード・コントローラ22により調節される
ベルト・コンベア20の移動速度を、基板Aの材料と基
板Aの表面に付着した除去対象物たる付着物の成分とに
適した条件を設定できるように、所定のプログラムが記
憶されている。
The ROM 30b is determined by the frequency of the pulse beam of the KrF excimer laser output from the KrF excimer laser oscillator 10, the size and shape of the aperture 14a formed by the electric aperture 14, and the moving position of the electric stage 16. The position of the condensing lens 18 and the moving speed of the belt conveyor 20 adjusted by the speed controller 22 are suitable for the material of the substrate A and the component of the deposit that is the removal target attached to the surface of the substrate A. A predetermined program is stored so that the conditions can be set.

【0019】また、RAM30cは、CPU30aがR
OM30bに記憶されたプログラムを実行する際のワー
キング・エリアとして使用されるものである。
In the RAM 30c, the CPU 30a has R
It is used as a working area when executing the program stored in the OM 30b.

【0020】なお、上記ドライ・クリーニング・システ
ムは、大気中において構成することができるものであ
り、溶液中においては勿論のこと、真空中においても構
成する必要はない。
The dry cleaning system can be constructed in the atmosphere and need not be constructed not only in the solution but also in the vacuum.

【0021】以上の構成において、制御部30によっ
て、KrFエキシマ・レーザ発振器10から出力される
KrFエキシマ・レーザのパルス・ビームの周波数、電
動アパーチャ14により形成されるアパーチャ14aの
サイズと形状、電動ステージ16の移動位置により決定
される集光レンズ18の位置およびスピード・コントロ
ーラ22により調節されるベルト・コンベア20の移動
速度が制御され、基板Aの材料と基板Aの表面に付着し
た除去対象物たる付着物の成分とに適した条件が設定さ
れる。
In the above structure, the control unit 30 controls the frequency of the pulse beam of the KrF excimer laser output from the KrF excimer laser oscillator 10, the size and shape of the aperture 14a formed by the electric aperture 14, the electric stage. The position of the condenser lens 18 determined by the moving position of 16 and the moving speed of the belt conveyor 20 adjusted by the speed controller 22 are controlled, and the material of the substrate A and the object to be removed attached to the surface of the substrate A are controlled. Conditions suitable for the components of the deposit are set.

【0022】こうして、条件設定された状態で、基板A
の表面にKrFエキシマ・レーザ発振器10から出力さ
れるKrFエキシマ・レーザのパルス・ビームが照射さ
れると、基板A表面の除去対象物たる付着物が、KrF
エキシマ・レーザによるレーザ光分解、レーザ・アブレ
ーションあるいはレーザ・パルスの衝撃による基板表面
の振動などの総合作用によって分解されて、基板A表面
から除去されることになり、基板A表面をクリーニング
することができる。
In this way, with the conditions set, the substrate A
When the surface of the substrate is irradiated with the pulse beam of the KrF excimer laser output from the KrF excimer laser oscillator 10, the adhered substance, which is the removal target on the surface of the substrate A, becomes KrF.
The laser light is decomposed by a comprehensive action such as laser photolysis by an excimer laser, laser ablation, or vibration of the substrate surface due to the impact of a laser pulse, so that it is removed from the surface of the substrate A, and the surface of the substrate A can be cleaned. it can.

【0023】以下に、上記のようなドライ・クリーニン
グ・システムによるクリーニング効果を詳細に説明す
る。
The cleaning effect of the dry cleaning system as described above will be described in detail below.

【0024】図2(a)は、磁気ヘッド・スライダー
(フェライト基板)表面に、数ミクロンの厚さの有機接
着剤が付着している状態の顕微鏡写真である。この図2
(a)の状態の磁気ヘッド・スライダー表面に、上記ド
ライ・クリーニング・システムにより、KrFエキシマ
・レーザのパルス・ビームを60mJ/cm2の光強度
で2500パルス照射すると、図2(b)に示すよう
に、磁気ヘッド・スライダー表面の有機接着剤が完全に
除去された。
FIG. 2 (a) is a micrograph showing a state in which an organic adhesive having a thickness of several microns is attached to the surface of the magnetic head slider (ferrite substrate). This Figure 2
When the surface of the magnetic head slider in the state of (a) is irradiated with 2500 pulses of a KrF excimer laser pulse beam at a light intensity of 60 mJ / cm 2 by the dry cleaning system, it is shown in FIG. Thus, the organic adhesive on the surface of the magnetic head slider was completely removed.

【0025】そして、図2(b)の状態をオージェ電子
分光法を使用して表面分析した結果、磁気ヘッド・スラ
イダー表面が完全にクリーンになったことが証明され
た。
As a result of surface analysis of the state of FIG. 2B using Auger electron spectroscopy, it was proved that the magnetic head slider surface was completely clean.

【0026】なお、60mJ/cm2の光強度のパルス
・ビームを照射することによるフェライト基板の温度上
昇は小さいものと考えられ、基板への熱によるダメージ
は少ないと考えられる。
It is considered that the temperature rise of the ferrite substrate due to the irradiation of the pulsed beam having the light intensity of 60 mJ / cm 2 is small, and the damage to the substrate due to the heat is small.

【0027】また、図2(a)に示すように、数ミクロ
ンの厚さの有機接着剤が付着している状態というのは、
付着物が極めて厚く付着した状態であって、通常の表面
の汚れによる付着物はナノメートルオーダーであるた
め、このようなナノメートルオーダーの付着物は、Kr
Fエキシマ・レーザのパルス・ビームを60mJ/cm
2の光強度で数パルス(10パルス以内)照射すること
により除去することができることが確認された。
As shown in FIG. 2 (a), the state in which the organic adhesive having a thickness of several microns is attached means
Since the adhered matter is extremely thickly adhered and the adhered matter due to ordinary surface dirt is on the nanometer order, such nanometer order adhered matter is
Pulsed beam of F excimer laser 60 mJ / cm
It was confirmed that it can be removed by irradiating several pulses (within 10 pulses) with a light intensity of 2 .

【0028】さらに、KrFエキシマ・レーザのパルス
・ビームの光強度を強くすることによって、基板表面の
付着物のクリーニングに必要なパルス数を減ずることも
可能となるものであった。
Further, by increasing the light intensity of the pulse beam of the KrF excimer laser, it was possible to reduce the number of pulses required for cleaning the deposit on the substrate surface.

【0029】従って、基板にダメージを与える光強度の
スレッショルドを予め求めておくことによって、最小の
パルス数で基板表面をクリーンにすることができるよう
になるものであり、光強度のスレッショルドが高い場合
には、高出力、高周波数のKrFエキシマ・レーザを用
いれば、クリーニングの効率を極めて高めることができ
るようになる。
Therefore, it is possible to clean the surface of the substrate with a minimum number of pulses by previously obtaining the threshold of the light intensity that damages the substrate, and when the threshold of the light intensity is high. If a high-power, high-frequency KrF excimer laser is used for the cleaning, the cleaning efficiency can be extremely improved.

【0030】図3(a)は、ガラス基板の表面に指紋が
付着している状態の顕微鏡写真である。この図3(a)
の状態のガラス基板表面に、上記ドライ・クリーニング
・システムにより、KrFエキシマ・レーザのパルス・
ビームを500mJ/cm2の光強度まで集光して、1
パルス照射すると、図3(b)に示すように、ガラス基
板表面の指紋が完全に除去された。
FIG. 3 (a) is a micrograph showing a state in which fingerprints are attached to the surface of the glass substrate. This FIG. 3 (a)
On the glass substrate surface in the state of, the KrF excimer laser pulse
Focus the beam to a light intensity of 500 mJ / cm 2 and
Upon pulse irradiation, fingerprints on the surface of the glass substrate were completely removed as shown in FIG.

【0031】ところで、EPMA(電子プローブ材料分
析)の測定結果では、指紋の中には、C、Oを含む有機
成分以外に、K、Na、Cl、Caなどの無機成分も含
有されていることが示されているが、こうした指紋のよ
うな複雑な成分を含有する汚れも、本発明の基板表面の
ドライ・クリーニング方法によれば、短波長パルス・レ
ーザたるKrFエキシマ・レーザを1パルス照射するこ
とにより、基板表面から完全に除去できるものであっ
た。
By the way, according to the measurement result of EPMA (electron probe material analysis), the fingerprint contains not only organic components containing C and O, but also inorganic components such as K, Na, Cl and Ca. However, according to the dry cleaning method for the substrate surface of the present invention, even a stain containing a complicated component such as a fingerprint is irradiated with one pulse of a KrF excimer laser which is a short wavelength pulse laser. As a result, it could be completely removed from the substrate surface.

【0032】なお、ガラス基板表面に付着した付着物の
他に、石英ガラス基板表面に付着した付着物も、同様に
除去できるものである。このように、本発明の基板表面
のドライ・クリーニング方法は、ガラス基板表面などを
クリーニングすることができるものであるから、光学機
器の表面クリーニングに用いることができるものであ
る。
Incidentally, in addition to the deposits attached to the surface of the glass substrate, the deposits attached to the surface of the quartz glass substrate can be similarly removed. As described above, the method for dry-cleaning a substrate surface of the present invention can clean the surface of a glass substrate or the like, and thus can be used for surface cleaning of optical equipment.

【0033】さらに、KrFエキシマ・レーザを500
mJ/cm2の光強度まで集光して、Cu、SUSなど
の金属表面に照射すると、金属表面に付着した汚れは、
数パルスでクリーニングできることが、光学顕微鏡とオ
ージェ電子分光法による測定で明らかにされた。
Further, a KrF excimer laser is set to 500
When condensing light intensity up to mJ / cm 2 and irradiating the surface of a metal such as Cu or SUS, dirt attached to the surface of the metal
It was clarified by the optical microscope and Auger electron spectroscopy that it could be cleaned with a few pulses.

【0034】また、図4に示すように、Cuの表面をフ
ェルト・ペンで塗りつぶした領域に、KrFエキシマ・
レーザを500mJ/cm2の光強度まで集光して、2
0パルス照射すると、フェルト・ペンによるインクの塗
布が除去されて、クリーンな金属表面を得ることができ
た。
Further, as shown in FIG. 4, in the area where the surface of Cu is painted with a felt pen, KrF excimer
Focus the laser to a light intensity of 500 mJ / cm 2 and
With 0 pulse irradiation, the ink application by the felt pen was removed, and a clean metal surface could be obtained.

【0035】同様に、図5に示すように、SUSの表面
をフェルト・ペンで塗りつぶした領域に、KrFエキシ
マ・レーザを500mJ/cm2の光強度まで集光し
て、20パルス照射すると、フェルト・ペンによるイン
クの塗布が除去されて、クリーンな金属表面を得ること
ができた。
Similarly, as shown in FIG. 5, when a KrF excimer laser is focused to a light intensity of 500 mJ / cm 2 in a region where the surface of SUS is painted with a felt pen and 20 pulses are applied, the felt is irradiated. -The ink application with the pen was removed, and a clean metal surface could be obtained.

【0036】従って、本発明による基板表面のドライ・
クリーニング方法は、PCB(プリント回路基板)の表
面浄化や、真空装置のチャンバー内壁のアウト・ガスな
どに用いることができるものである。しかも、基板表面
の汚れのある部位のみにパルス・レーザを選択的に照射
することにより、汚れのない部位に何等の影響も与える
ことなしに、汚れのある部位のみを完全にクリーニング
することができるようになる。
Therefore, the dry surface of the substrate according to the present invention
The cleaning method can be used for cleaning the surface of a PCB (printed circuit board), outgassing the inner wall of the chamber of a vacuum device, or the like. Moreover, by selectively irradiating only the dirty portion of the substrate surface with the pulse laser, it is possible to completely clean only the dirty portion without affecting the unclean portion. Like

【0037】さらに、半導体ウェハの表面クリーニング
やセラミックス、超伝導材料などの電子材料の表面クリ
ーニングにも用いることができることは勿論である。
Further, it goes without saying that it can be also used for surface cleaning of semiconductor wafers and surface cleaning of electronic materials such as ceramics and superconducting materials.

【0038】なお、KrFエキシマ・レーザを用いた本
発明による基板表面のドライ・クリーニング方法におい
ては、大気中の酸素、炭素の基板表面への影響は極めて
少ないものである。即ち、例えば、20nsの時間の大
気中の分子の移動距離は0.1ミクロン以下と推測され
るものであり、KrFエキシマ・レーザの照射中には、
基板表面から爆発的に付着物たる汚れ(コンタミネーシ
ョン)の分解生成物が放出されている。従って、表面溶
融がない限り、大気中の分子と基板表面との反応確率は
非常に低いと考えられるからである。
In the dry cleaning method for the substrate surface according to the present invention using the KrF excimer laser, the influence of oxygen and carbon in the atmosphere on the substrate surface is extremely small. That is, for example, the migration distance of molecules in the atmosphere for 20 ns is estimated to be 0.1 micron or less, and during irradiation of the KrF excimer laser,
Decomposition products of contaminants (contamination) are explosively released from the substrate surface. Therefore, the probability of reaction between molecules in the atmosphere and the surface of the substrate is considered to be very low unless surface melting occurs.

【0039】さらに、上記実施例においては、短波長パ
ルス・レーザとしてエキシマ・レーザのKrFエキシマ
・レーザを用いたが、これに限られることなしに、Xe
Clエキシマ・レーザ(波長308nm)、ArFエキ
シマ・レーザ(波長193nm)などのエキシマ・レー
ザの他に、波長が400nm以下の短波長のパルス状の
出力ビームである固体レーザ、半導体レーザなどを適宜
用いることができることは勿論である。また、パルス幅
に関しても、適宜設定することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the KrF excimer laser of the excimer laser was used as the short wavelength pulse laser, but the Xe is not limited to this.
In addition to excimer lasers such as Cl excimer laser (wavelength 308 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm), a solid-state laser or a semiconductor laser, which is a short wavelength pulsed output beam with a wavelength of 400 nm or less, is appropriately used. Of course, you can do that. The pulse width can also be set appropriately.

【0040】さらにまた、有機溶剤を使用するウェット
・プロセスとは異なり、大気中における短波長パルス・
レーザの照射によるドライ・プロセスで付着物の除去が
行われるため、ビデオCCDカメラ観察、レーザ・プロ
ーブによる表面反射率の測定、レーザ誘起表面振動によ
る音波の発生などの、クリーニング・プロセス中におけ
るリアル・タイムのその場観察を行うことができる。
Furthermore, unlike the wet process using an organic solvent, a short wavelength pulse in the atmosphere
Since the adhered matter is removed by a dry process by laser irradiation, a real process during the cleaning process such as observation by a video CCD camera, measurement of surface reflectance by a laser probe, generation of sound waves by laser-induced surface vibration, etc. In-situ observation of thyme can be done.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0042】表面に除去対象物としての付着物を有した
基板に対し、短波長のパルス状の出力ビームを持つレー
ザを照射して、基板の表面に付着した付着物を除去する
ようにしたため、表面に有機汚れや無機汚れなどの除去
すべき付着物を有した基板に対して、短波長のパルス状
の出力ビームを持つレーザ(短波長パルス・レーザ)を
適当な光強度で照射すると、短波長パルス・レーザによ
るレーザ光分解、レーザ・アブレーションあるいはレー
ザ・パルスの衝撃による基板表面の振動などの総合作用
によって、基板表面の付着物が分解されて基板表面から
除去されることになり、基板表面をクリーニングするこ
とができる。
Since a substrate having an adhered substance as an object to be removed on its surface is irradiated with a laser having a short-wavelength pulsed output beam, the adhered substance adhered to the surface of the substrate is removed. Irradiating a substrate with a contaminant such as organic stains or inorganic stains to be removed on the surface with a pulsed output beam of short wavelength (short wavelength pulsed laser) with appropriate light intensity results in short Adhesives on the substrate surface are decomposed and removed from the substrate surface by the combined action of laser photolysis by wavelength pulsed laser, laser ablation, or vibration of the substrate surface due to the impact of laser pulse. Can be cleaned.

【0043】従って、本発明の基板表面のドライ・クリ
ーニング方法によれば、 (1)大気中において、基板表面の付着物を除去でき
る。 (2)トリクロルエチレンやフロンなどの人体ならびに
環境に影響を及ぼす有機溶剤を使用せずに、ドライ・プ
ロセスによって、有機物質の排出と騒音のない環境保護
に優れた無公害の基板表面のクリーニングを達成でき
る。 (3)基板に短波長パルス・レーザを照射することによ
るクリーニングであるため、高速なクリーニングを実現
することができ、しかも有機溶剤を使用しないため廃液
処理を行う必要がなく、クリーニング作業の簡便化を図
ることができ、大規模処理に適している。 (4)半導体、金属、セラミックス、磁性体、光学素子
などの表面クリーニングに幅広く用いることができる。 (5)基板表面の汚れのある部位のみを選択して、短波
長パルス・レーザを照射できるため効率が良い。 などの効果を得ることができる。
Therefore, according to the dry cleaning method for the substrate surface of the present invention, (1) the adhered substances on the substrate surface can be removed in the atmosphere. (2) Clean the pollution-free substrate surface, which is excellent in environmental protection without emission of organic substances and noise, by a dry process without using organic solvents that affect the human body and the environment such as trichloroethylene and freon. Can be achieved. (3) Since cleaning is performed by irradiating the substrate with a short-wavelength pulsed laser, high-speed cleaning can be realized, and since an organic solvent is not used, it is not necessary to perform waste liquid treatment, and cleaning work is simplified. It is suitable for large-scale processing. (4) It can be widely used for surface cleaning of semiconductors, metals, ceramics, magnetic materials, optical elements and the like. (5) Only the dirty portion of the substrate surface can be selected and irradiated with the short-wavelength pulse laser, which is efficient. The effect such as can be obtained.

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

【図1】本発明による基板表面のドライ・クリーニング
方法を実施するためのドライ・クリーニング・システム
を示す概略構成説明図である。
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing a dry cleaning system for carrying out a dry cleaning method for a substrate surface according to the present invention.

【図2】図2(a)は、磁気ヘッド・スライダー表面に
数ミクロンの厚さの有機接着剤が付着している状態の顕
微鏡写真である。図2(b)は、図2(a)に示された
磁気ヘッド・スライダー表面に、KrFエキシマ・レー
ザのパルス・ビームを60mJ/cm2の光強度で25
00パルス照射した後の状態を示す顕微鏡写真である。
FIG. 2A is a micrograph showing a state in which an organic adhesive having a thickness of several microns is attached to the surface of a magnetic head slider. FIG. 2 (b), the indicated magnetic head slider surface in FIG. 2 (a), the pulse beam of KrF excimer laser at a light intensity of 60 mJ / cm 2 25
It is a microscope picture which shows the state after irradiating 00 pulses.

【図3】図3(a)は、ガラス基板表面に指紋が付着し
ている状態の顕微鏡写真である。図3(b)は、図3
(a)に示されたガラス基板表面に、KrFエキシマ・
レーザのパルス・ビームを500mJ/cm2の光強度
で1パルス照射した後の状態を示す顕微鏡写真である。
FIG. 3 (a) is a micrograph showing a state in which fingerprints are attached to the surface of a glass substrate. FIG. 3B is the same as FIG.
On the glass substrate surface shown in (a), KrF excimer
It is a microscope picture which shows the state after irradiating 1 pulse of the pulse beam of a laser with the light intensity of 500 mJ / cm 2 .

【図4】Cuの表面をフェルト・ペンで塗りつぶした領
域に、KrFエキシマ・レーザを500mJ/cm2
光強度まで集光して20パルス照射した後の領域と、上
記KrFエキシマ・レーザを照射しなかった領域とを比
較して示す顕微鏡写真である。
[FIG. 4] A region after the surface of Cu is filled with a felt pen and condensed with a KrF excimer laser to a light intensity of 500 mJ / cm 2 and 20 pulses are irradiated, and the above KrF excimer laser is irradiated. It is a micrograph which compares and shows the area | region which did not do.

【図5】SUSの表面をフェルト・ペンで塗りつぶした
領域に、KrFエキシマ・レーザを500mJ/cm2
の光強度まで集光して20パルス照射した後の領域と、
上記KrFエキシマ・レーザを照射しなかった領域とを
比較して示す顕微鏡写真である。
FIG. 5: 500 mJ / cm 2 of KrF excimer laser is applied to the area where the surface of SUS is painted with a felt pen.
The area after concentrating up to the light intensity of 20 pulses and irradiating 20 pulses,
3 is a micrograph showing a comparison between a region not irradiated with the KrF excimer laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 KrFエキシマ・レーザ発振器 12 ビーム・ホモジャイザ 14 電動アパーチャ 14a アパーチャ 16 電動ステージ 18 集光レンズ 20 ベルト・コンベア 22 スピード・コントローラ 24 ミラー 26 パワー計測器 28 インターフェース 30 制御部 30a CPU 30b ROM 30c RAM 10 KrF Excimer Laser Oscillator 12 Beam Homogenizer 14 Electric Aperture 14a Aperture 16 Electric Stage 18 Condensing Lens 20 Belt Conveyor 22 Speed Controller 24 Mirror 26 Power Measuring Instrument 28 Interface 30 Controller 30a CPU 30b ROM 30c RAM

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年4月28日[Submission date] April 28, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】 [Figure 5]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に除去対象物としての付着物を有し
た基板に対し、短波長のパルス状の出力ビームを持つレ
ーザを照射して、前記基板の前記表面に付着した前記付
着物を除去するようにしたことを特徴とする基板表面の
ドライ・クリーニング方法。
1. A substrate having a deposit as an object to be removed on its surface is irradiated with a laser having a pulsed output beam of a short wavelength to remove the deposit on the surface of the substrate. A method for dry cleaning the surface of a substrate, characterized in that
【請求項2】 前記パルス状の出力ビームを持つレーザ
の波長は、400nm以下である請求項1記載の基板表
面のドライ・クリーニング方法。
2. The dry cleaning method for a substrate surface according to claim 1, wherein the wavelength of the laser having the pulsed output beam is 400 nm or less.
【請求項3】 前記パルス状の出力ビームを持つレーザ
を、前記基板の前記表面の前記付着物が付着した領域の
みに選択的に照射する請求項1または2のいずれか1項
に記載の基板表面のドライ・クリーニング方法。
3. The substrate according to claim 1, wherein the laser having the pulsed output beam is selectively applied only to a region of the surface of the substrate where the deposit is attached. How to dry and clean the surface.
【請求項4】 大気中において、前記パルス状の出力ビ
ームを持つレーザを照射する請求項1、2または3のい
ずれか1項に記載の基板表面のドライ・クリーニング方
法。
4. The dry cleaning method for a substrate surface according to claim 1, 2 or 3, wherein a laser having the pulsed output beam is irradiated in the atmosphere.
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Cited By (6)

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