JPWO2009022429A1 - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<Xe2エキシマランプ>
O2+hν(172nm) → O(1D)+O(3P) 式(1)
O(3P)+O2 → O3 式(2)
O3+hν(172nm) → O(1D)+O2 式(3)
<低圧水銀ランプ>
O2+hν(185nm) → O(3P)+O(3P) 式(4)
O(3P)+O2 → O3 式(5)
O3+hν(254nm) → O(1D)+O2 式(6)
また、本発明の基板の洗浄方法において、前記プロセス液が、純水、界面活性剤を含む純水、酸化剤を含む純水、酸性水溶液、および塩基性水溶液のいずれかであることが好ましい。
(1)基板の洗浄面に到達するUV光を減衰させることなしに、基板の洗浄面付近における、オゾンO3、励起状態の酸素原子O(1D)、および活性酸素を生成させる成分、例えば雰囲気ガス中のO2濃度を高めることができる。その結果、
(2)基板の洗浄面において、高い照射強度のUV光とともに、高いオゾンO3濃度、励起状態の酸素原子O(1D)濃度、および活性酸素濃度が得られる。
(3)基板の洗浄面付近におけるUV光の強度と、オゾンO3濃度、励起状態の酸素原子O(1D)濃度、および活性酸素の濃度とを独立に制御することができる。
2:基板
2a:洗浄面
2b:照射面
11:プロセスチャンバ
11a:第1の空間
11b:第2の空間
12:基板ホルダ
13,14:インレット
15,16:アウトレット
18:ノズル
18a:プロセス液
19:支持板
19a:軸
20:UV光源チャンバ
22:UV光源
24:インレット
26:アウトレット
28:窓
100:基板洗浄装置
110:プロセスチャンバ
112:基板ホルダ
114:インレット
116:アウトレット
120:UV光源チャンバ
122:UV光源
124:インレット
126:アウトレット
128:窓
200:基板
200a:洗浄面
(a)第1の空間11a内の不活性ガスが第2の空間11bに拡散しない。
(b)第2の空間11b内のプロセスガス(またはプロセス液が気化したガス)が第1の空間11aに拡散しない。
UV光源チャンバ20内に流通させる不活性ガスは、UV光源22の過熱を防止するための冷媒としての役割も担う。そのため、UV光源チャンバ20内に流通させる不活性ガスの温度は低温であることが好ましい。一方、第1の空間11a内に流通させる不活性ガスの場合、低温である必要ではなく、基板2の洗浄効率という点では、低温の不活性ガスを使用することは好ましくない。第1の空間11a内に低温の不活性ガスを流通させた場合、不活性ガスと接触する基板2の温度が下がる。基板2の温度が下がると、先に記載した機構によるオゾンO3または励起状態の酸素原子O(1D)または活性酸素の発生も減少する。また、UV光による有機化合物の分子結合の切断も減少する。これらの結果、基板2の洗浄効果が低下する。
計8枚の合成石英ガラス製基板(サイズ:6インチ×6インチ×0.25インチ)を準備する。まず図4に示す装置にて、窒素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気(窒素ガス/酸素ガスの組成は90/10体積%)下、Xe2エキシマランプを洗浄面における照度10mW/cm2で5分間照射し、濡れ性改善のための予備洗浄をおこなう。ここで各例において照度とは、所定の雰囲気下での基板の洗浄面における照度をいう。
例1〜8と同様の合成石英ガラス製基板((サイズ:6インチ×6インチ×0.25インチ)を準備し、まず濡れ性改善のための予備洗浄を同様におこなった後、続いて図4に示す装置を用いて、Xe2エキシマランプ(照度10mW/cm2)を窒素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気(窒素ガス/酸素ガスの組成は50/50体積%で、流量は1リットル/分である)下にて10分間照射して洗浄工程をおこなう。図4に示す装置を用いた洗浄前後の凸状の異物数を、欠点検査機(例えばレーザテック社製M1350)を用いて測定する。
例1〜8と同様の合成石英ガラス製基板(サイズ:6インチ×6インチ×0.25インチ)を準備し、図4に示す装置にて例1〜8と同様に窒素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気(窒素ガス/酸素ガスの組成は90/10体積%)下、Xe2エキシマランプを照度10mW/cm2で5分間照射し、洗浄をおこなう。洗浄前後の凸状の異物数を、欠点検査機(例えばレーザテック社製M1350)を用いて測定する。
PRE(%)=(1−Npost/Npre)×100
ここで
Npre:洗浄前に検出された凸状の異物数
Npost:洗浄後に検出された凸状の異物数
である。
Claims (10)
- 基板の洗浄方法であって、
前記基板の洗浄方法は、洗浄される基板に紫外光もしくは真空紫外光(以下単にUV光と称す)を照射しておこなう基板の洗浄方法であって、
前記洗浄される基板は、前記光の波長における透過率が20%以上である基板であって、
前記基板の洗浄をおこなう側の面(以下、洗浄面という)およびその近傍を含む第2の空間は、前記UV光の照射によりオゾン、励起状態の酸素原子、および活性酸素種のうち少なくともいずれか1種を発生する、ガス(以下プロセスガスという)若しくは液(以下プロセス液という)からなる雰囲気とされ、
前記基板の他方の側の面(以下、照射面という)を含む第1の空間は、前記UV光の吸収が低いガスからなる雰囲気とされていて、
前記UV光を、第1の空間を通して前記基板の照射面に入射させ、基板内を透過させて洗浄面に照射することを特徴とする基板の洗浄方法。 - 前記UV光が、水銀ランプ(放射光のピーク波長185nmおよび/あるいは254nm)、キセノンガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(172nm)、KrClガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(222nm)、XeIガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(254nm)、Arガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(146nm)、4倍波長YAG:Ndレーザ(266nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)およびKrFエキシマレーザ(248nm)からなる群から選択される少なくとも1種のUV光源により照射される、請求項1に記載の基板の洗浄方法。
- 前記基板に照射された前記UV光の照射強度が、前記基板の洗浄面において5mW/cm2以上である、請求項1または2に記載の基板の洗浄方法。
- 前記プロセスガスが、O2ガス、水蒸気、またはO2ガスと水蒸気、のいずれかを含有するガスである、請求項1、2または3に記載の基板の洗浄方法。
- 前記プロセスガスのO2濃度が1〜100%である請求項4に記載の基板洗浄方法。
- 前記プロセス液が、純水、界面活性剤を含む純水、酸化剤を含む純水、酸性水溶液、および塩基性水溶液のいずれかである、請求項1、2または3に記載の基板の洗浄方法。
- 前記基板は、合成石英ガラス基板、溶融石英ガラス基板、TiO2ドープ石英ガラス基板、サファイア(Al2O3)基板、CaF2基板およびMgF2基板からなる群から選択されるいずれか1つである請求項1乃至6のいずれかに記載の基板の洗浄方法。
- 前記基板は、含有する水分量が500ppm以下の合成石英ガラス基板または熱膨張係数が10ppb/K以下である超低熱膨張ガラス基板である請求項7に記載の基板の洗浄方法。
- プロセスチャンバと、UV光を出射するUV光源と、を有し、前記プロセスチャンバに収容された基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
前記プロセスチャンバは、前記基板が収容されたときに、前記基板の前記照射面が含まれる第1の空間と、前記基板の前記洗浄面が含まれる第2の空間と、を備え、
第1の空間は、前記UV光の吸収が低いガスを導入し、該ガスからなる雰囲気とすることが可能とされ、
第2の空間は、前記プロセスガス若しくは前記プロセス液を導入し、該ガスからなる雰囲気とすることが可能とされていて、
前記UV光源から照射されたUV光を、第2の空間を通して、収容された前記基板の照射面に入射させ、基板内を透過させて前記基板の洗浄面に対して照射することにより基板を洗浄することを特徴とする基板洗浄装置。 - 前記UV光を出射するUV光源として、水銀ランプ(放射光のピーク波長185nmおよび/あるいは254nm)、キセノンガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(172nm)、KrClガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(222nm)、XeIガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(254nm)、Arガスが充填された誘電体バリア放電エキシマランプ(146nm)、4倍波長YAG:Ndレーザ(266nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)およびKrFエキシマレーザ(248nm)からなる群から選択される少なくとも1種のUV光源を用いることを特徴とする、請求項9に記載の基板洗浄装置。
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