UVオゾン洗浄とは
UVオゾン洗浄（UV Ozone Cleaning）とは、紫外線とオゾンの作用で有機物を酸化分解するドライ洗浄工程です。 表面の有機汚染を減らし、濡れや接着へ必要な状態を作ります。処理の結果を決めるのは、光と反応種が汚染に届くかどうかです。届く面の有機物は液を使わずに除けますが、深い構造の奥は処理が進みにくく、照射しすぎれば残したい表面まで酸化します。
紫外線とオゾンと熱で、有機物を分解して排出する
Section titled “紫外線とオゾンと熱で、有機物を分解して排出する”サムコのUVオゾンクリーナーUV-1は、UVランプとオゾナイザーと加熱ステージを備え、紫外線照射とオゾンと熱の相互作用で、基板に電気的ダメージを与えずに効率よく洗浄・表面改質できるとしています1。有機汚染のある表面へ紫外線とオゾンを作用させ、反応でできた分解物を排出します。用途として同社が挙げるのは、フォトレジストのアッシングや、シリコンやサファイアのウェーハのクリーニングなど、有機物除去と表面改質です1。フォトレジストを灰にして除くアッシングも、同じ酸化分解の使い方の一つです。
排気側の扱いも装置に組み込まれています。サムコは、非貴金属系の触媒を使うオゾン分解器を付属しているので、オゾン処理設備が要らないとしています1。
狙うのは有機物で、金属や粒子には効きにくい
Section titled “狙うのは有機物で、金属や粒子には効きにくい”UVオゾン洗浄が狙うのは有機物で、金属汚染や無機のパーティクルを同じ作用で除くことは期待しにくい方法です。液の洗浄では、微粒子、金属、有機物といった汚れごとに薬液を使い分けます。UVオゾン洗浄は、そのうち有機・化学汚染を液なしで受け持つ方法です。
同じ作用は表面の改質にも働きます。サムコUV-1のように紫外線、オゾン、加熱を組み合わせて有機物を除き、表面を改質する装置では、照射量と温度を上げすぎて基板表面を変えないように管理します。取り除きたい汚染と、残したい表面の化学状態を分けて考え、過剰な酸化を避けます。
光と反応種が届く面だけが処理される
Section titled “光と反応種が届く面だけが処理される”管理する条件は、照射、オゾン、温度、距離と処理時間です。ランプと試料の距離は装置の作りにも表れています。Novascanの卓上型PSDシリーズは、反射板付きのUVグリッドと、試料の位置を合わせる高さ調整式のステージ2を備えます。光や反応種が届きにくい深い構造では処理が進みにくく、処理後には表面材料の酸化や変質も確かめます。
液を使わないので、リンスと乾燥を挟まずに次の工程へ進める
Section titled “液を使わないので、リンスと乾燥を挟まずに次の工程へ進める”UVオゾン洗浄の後は、塗布や接合へつなぎます。液を使わないため、液洗浄の後に要るリンスと乾燥がこの方法にはなく、工程の組み方が異なります。
装置は卓上の規模から選べます。NovascanのPSDシリーズはデジタル制御の卓上型で、4×4インチから20×20インチまでの大きさがあり2、4×4インチ以上の機種にはガスの入口と出口のポート2を付けられます。
処理後は、汚染の減り方と下地の変化を同時に見る
Section titled “処理後は、汚染の減り方と下地の変化を同時に見る”処理後は、粒子、有機物、金属、残渣など対象汚染が減ったかを、その工程に合う検査で確かめます。同時に下地膜の減り、表面粗さ、パターン倒壊、再付着も見ます。除去不足を洗浄力だけで補うと材料損傷が増えるため、供給・反応・排出・乾燥のどこで詰まったかを分けて調べます。
よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”UVオゾン洗浄は何をする工程ですか？
紫外線とオゾンの作用で有機物を酸化分解するドライ洗浄工程です。表面の有機汚染を減らし、濡れや接着へ必要な状態を作ります。サムコは、紫外線とオゾンと熱の相互作用で、基板に電気的ダメージを与えずに洗浄・表面改質できるとしています。
どの段階で行いますか？
有機汚染のある表面へ紫外線とオゾンを作用させ、反応でできた分解物を排出してから、塗布や接合へ進みます。液を使わないので、液洗浄のようなリンスと乾燥の工程を挟みません。
どこを管理しますか？
照射、オゾン、温度、ランプと試料の距離、処理時間を管理します。光や反応種が届きにくい深い構造では処理が進みにくく、照射量と温度を上げすぎると基板表面が変わるので、表面材料の酸化や変質も確認します。