JP2004141704A - Washing apparatus and washing method - Google Patents

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JP2004141704A
JP2004141704A JP2002306618A JP2002306618A JP2004141704A JP 2004141704 A JP2004141704 A JP 2004141704A JP 2002306618 A JP2002306618 A JP 2002306618A JP 2002306618 A JP2002306618 A JP 2002306618A JP 2004141704 A JP2004141704 A JP 2004141704A
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Japan
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supercritical fluid
oxidizing agent
supercritical
cleaning
substrate
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JP2002306618A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Okamoto
岡本 彰
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Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a washing apparatus capable of washing an object to be treated without destructing a fine structure only by treatment using a supercritical fluid, and a washing method using the same.
SOLUTION: The washing apparatus for supplying the supercritical fluid to the object to be treated to wash the object to be treated has oxidizing agent supply means 8, 9 and 10 for supplying an oxidizing agent to be added to the supercritical fluid. In washing the fine structure such as a semiconductor, a micromachine or the like, peroxide is added to carbon dioxide set to a supercritical state and the peroxide itself is dissociated in carbon dioxide set at the supercritical state to remove a pollutant such as resist or etching residue at the time of formation of a pattern without destructing the fine structure.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、例えば、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用の基板、光ディスク用の基板等(以下、単に基板と称する)を洗浄処理する洗浄装置および洗浄方法に関する。 The present invention is, for example, a semiconductor substrate, a glass substrate of a liquid crystal display, a substrate for a photomask, a substrate or the like for optical disks (hereinafter simply referred to as substrate) relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning a. 特に、基板上に形成される微細な構造パターンの形成のためのレジストやエッチング残渣物を除去する洗浄装置および洗浄方法に関する。 In particular, it relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for removing resist and etching residue for the formation of a fine structure pattern formed on the substrate.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
一般に微細構造を形成するには、基板上に成膜したレジストを露光、現像処理することによりパターンを形成し、このパターンを用いて下層に形成された薄膜をエッチング処理するが、パターン形成処理後のレジストやエッチング処理により生成したエッチング残渣物を洗浄除去する必要がある。 In order to form a fine structure generally exposing a resist film formed on a substrate, forming a pattern by developing treatment, a thin film formed on the lower layer is etched using this pattern, after patterning process it is necessary to resist and etching residue produced by etching washed away.
【0003】 [0003]
また、一般に、半導体装置の製造工程において、半導体基板上にパーティクル(微小粒子)が付着すると、半導体装置の誤作動や性能の劣化を引き起こすため、これが不良の原因となる。 In general, in the manufacturing process of the semiconductor device, when the particles (fine particles) on a semiconductor substrate adheres, to cause the deterioration of the malfunction or performance of the semiconductor device, which cause poor. また、半導体装置の製造工程において、マスク(レチクル)を使用する露光装置を用いて半導体ウェーハ上のレジストなどを露光しパターンを形成している。 In the manufacturing process of the semiconductor device, to form the exposed pattern such as a resist on a semiconductor wafer using an exposure apparatus using a mask (reticle). この時、マスク上にパーティクルなどの異物が存在すると、レジスト上で露光されるパターンに固定欠陥生成などの悪影響を及ぼし、これも半導体装置の誤作動や不良の原因となるため、マスク上から除去する必要がある。 At this time, when foreign matter such as particles on the mask are present, have an adverse effect, such as fixed defects generated pattern exposed on the resist, since this is also a malfunction or cause of failure of the semiconductor device, removed from the mask There is a need to.
【0004】 [0004]
前者の、パターン形成後に不要となったレジストやエッチング残渣物については、従来は以下のような処理により除去していた。 The former, for the resist and etching residue which has become unnecessary after the pattern formation, has been conventionally removed by the following process. (1)酸素などから生成されるプラズマに晒し、灰化により除去する方法。 (1) exposed to plasma generated oxygen and the like, a method of removing by ashing. (2)強力な酸化または還元作用を有する溶液、例えば硫酸と過酸化水素水の混合液(硫酸過水)やオゾンを溶解させた純水(オゾン水)、アミンなどの有機アルカリ溶液、に浸漬し、分解除去する方法。 (2) solution having strong oxidizing or reducing action, for example a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide pure water (ozone water) which was dissolved (SPM), ozone, organic alkali solution such as an amine, the immersion a method in which, to decompose and remove. (3)レジストを溶解可能な有機溶媒に浸漬し、溶解剥離する方法。 (3) a method of resist is immersed in a soluble organic solvent to dissolve the peeling.
【0005】 [0005]
上記(1)の方法では、レジストやエッチング残渣物を完全に除去することは困難であり、(2)または(3)の方法を組み合わせて用いられる。 In the method (1), it is difficult to completely remove the resist and etching residue, are used in combination the methods of (2) or (3). (2)または(3)の方法でも、単独で用いられることもあるが、(1)の方法と組み合わせて用いられることが一般的である。 In method (2) or (3), although sometimes used alone, it is it is commonly used in combination with the methods of (1).
【0006】 [0006]
しかしながら、近年は基板上のパターンが微細化しており、MEMS(MicroElectro Mechanical System)においてはエアーブリッジなどの容易に破壊する構造が採用されており、基板を液体に浸漬させる上記の方法では、液体の表面張力の作用により、構造が破壊されてしまうことが懸念されている。 However, in recent years has a pattern on the substrate is miniaturized, MEMS in (MicroElectro Mechanical System) has been employed a structure that easily broken such as an air-bridge in the above method of dipping the substrate in a liquid, the liquid by the action of surface tension, it is feared that the structure is destroyed.
【0007】 [0007]
そこで従来、超臨界流体を用いる方法が提案されており、このような超臨界流体は表面張力が極めてゼロに近いことから、微細構造を破壊することなく表面の処理を行うことができる(例えば、特許文献1〜4参照。)。 Therefore, conventionally, it has been proposed a method using a supercritical fluid, such supercritical fluid since it is very close to zero surface tension, it is possible to perform the treatment of the surface without destroying the microstructure (e.g., Patent Document 1-4.).
【0008】 [0008]
また、超臨界となる物質としては、二酸化炭素、アンモニア、水、アルコール類、低分子量の脂肪族飽和炭化水素類、ベンゼン、ジエチルエーテル等、超臨界流体となることが確認されている多くの物質を利用することができる。 As the substance of supercritical carbon dioxide, ammonia, water, alcohols, aliphatic saturated hydrocarbons such low molecular weight, benzene, diethyl ether, a lot to become a supercritical fluid has been confirmed substances it can be utilized. この中でも二酸化炭素は臨界温度が31.3℃と比較的室温に近く、また臨界圧力も7.38MPaと超臨界流体の中では比較的低いことから、超臨界流体として好ましく用いられる物質である。 Carbon dioxide among this relatively close to room temperature critical temperature is 31.3 ° C., and because relatively low in the critical pressures 7.38MPa and the supercritical fluid, preferably material used as the supercritical fluid.
【0009】 [0009]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開平1−220828号公報【特許文献2】 JP 1-220828 [Patent Document 2]
特開平1−286314号公報【特許文献3】 JP 1-286314 [Patent Document 3]
特開平9−43857号公報【特許文献4】 JP 9-43857 [Patent Document 4]
特開平8−181050号公報【特許文献5】 JP 8-181050 [Patent Document 5]
特開2001−165568号公報【0010】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-165568 Publication [0010]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、超臨界流体として一般的に用いられている二酸化炭素は、超臨界流体の状態では無極性有機溶剤と類似の性質を示すため、超臨界状態の二酸化炭素単体に溶解可能な物質は限定されてしまう。 However, carbon dioxide is generally used as a supercritical fluid, in the state of supercritical fluid to indicate the nature of the similar non-polar organic solvents, soluble in carbon dioxide alone supercritical substances is limited and will.
【0011】 [0011]
たとえば、露光前のフォトレジスト等の低分子の有機物は除去可能であるが、露光やイオンインプラ、ドライエッチング等により高分子化したレジストや、エッチング残渣物等の無機化合物については、除去が困難となる。 For example, organic low molecular such as a photoresist, before exposure is susceptible removed, exposure or ion implantation, the resist and was polymerized by dry etching or the like, for an inorganic compound such as etching residue, removal difficult Become.
このため、超臨界状態の二酸化炭素で処理を行う前に、従来から実績のある薬液による湿式洗浄を行う必要がある。 Therefore, before the carbon dioxide in the process of a supercritical state, it is necessary to perform wet cleaning with a chemical solution with a proven conventional.
【0012】 [0012]
このような場合、被洗浄物が気液界面を通過することにより、液体の表面張力により構造が破壊されてしまう懸念がある。 In this case, by cleaning object passes through the gas-liquid interface, there is a concern that the structure due to the surface tension of the liquid is broken. このため、湿式洗浄後の薬液からリンス液への移載やリンス液から超臨界二酸化炭素への置換を、気液界面を通過させずに行う技術があるが、工程が複雑となるという問題がある(例えば、特許文献5参照。)。 Therefore, the substitution of chemical after wet cleaning to supercritical carbon dioxide from the transfer or the rinsing liquid to the rinsing liquid, there is a technique of performing without passing through the gas-liquid interface, a problem that process becomes complicated some (for example, see Patent Document 5.).
【0013】 [0013]
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、超臨界流体を用いた処理のみによって、微細構造を破壊することなく被処理体を洗浄処理することができる洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is only by treatment with a supercritical fluid, the cleaning device and cleaning can be cleaning the object to be processed without destroying the microstructure It is to provide a method.
【0014】 [0014]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記の目的を達成するため、本発明の洗浄装置は、超臨界流体を被処理体に供給して洗浄処理を行う洗浄装置であって、前記超臨界流体に添加する酸化剤を供給する酸化剤供給手段を有する。 To achieve the above object, the cleaning apparatus of the present invention, there is provided a cleaning apparatus for cleaning treatment by supplying a supercritical fluid onto an object, an oxidizing agent supplying an oxidizing agent to be added to the supercritical fluid having a feed means.
【0015】 [0015]
前記酸化剤が添加された前記超臨界流体にエネルギービームを照射して、前記酸化剤を解離させるエネルギービーム照射手段をさらに有する。 By irradiating an energy beam to said supercritical fluid in which the oxidizing agent is added, further comprising an energy beam irradiation means for dissociating the oxidizing agent.
【0016】 [0016]
前記酸化剤供給手段は、前記酸化剤として過酸化物を供給する。 The oxidant supply means for supplying a peroxide as the oxidant. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である。 The supercritical fluid is carbon dioxide.
【0017】 [0017]
上記の本発明の洗浄装置では、酸化剤供給手段により供給された酸化剤が超臨界流体中に添加されることにより、添加された酸化剤は超臨界流体中で解離した状態となる。 In the cleaning device of the present invention, the oxidizing agent supplied by oxidizing agent supply means by being added to the supercritical fluid, the added oxidizing agent is in a state of being dissociated in the supercritical fluid.
被処理体の汚染物質の一部は、超臨界流体に溶解する。 Some contaminants of the object is dissolved in the supercritical fluid. ここで、超臨界流体単独では溶解しない汚染物質のうち、有機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、酸化分解されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解することとなる。 Here, among the contaminants that dissolved in the supercritical fluid alone, organic contaminants, the oxidation action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid, the method comprising dissolving is oxidatively decomposed in the supercritical fluid or oxidant Become. また、無機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、イオン化されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解することとなる。 Further, inorganic contaminants, the oxidation action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid, so that the dissolving is ionized in the supercritical fluid or oxidant.
このとき、エネルギービーム照射手段により酸化剤が添加された超臨界流体にエネルギービームを照射することにより、酸化剤の解離が促進される。 In this case, by irradiating an energy beam to the supercritical fluid oxidizing agent is added by the energy beam irradiation means, dissociation of oxidizer is promoted.
【0018】 [0018]
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の洗浄方法は、超臨界流体を被処理体に供給して洗浄処理を行う洗浄方法であって、前記超臨界流体に酸化剤を添加することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, a method of cleaning the present invention is a cleaning method which performs a cleaning process by supplying a supercritical fluid onto an object, adding an oxidizing agent to the supercritical fluid and features.
【0019】 [0019]
前記酸化剤が添加された前記超臨界流体にエネルギービームを照射して、前記酸化剤を解離させる。 By irradiating an energy beam to said supercritical fluid in which the oxidizing agent is added, to dissociate the oxidant.
【0020】 [0020]
前記超臨界流体に前記酸化剤として過酸化物を添加する。 The addition of the peroxide as the oxidizing agent in the supercritical fluid. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である。 The supercritical fluid is carbon dioxide.
【0021】 [0021]
上記の本発明の洗浄方法では、超臨界流体中に酸化剤が添加されることにより、添加された酸化剤は超臨界流体中で解離した状態となる。 The cleaning method of the present invention, by an oxidizing agent in the supercritical fluid is added, the added oxidizing agent is in a state of being dissociated in the supercritical fluid.
被処理体の汚染物質の一部は、超臨界流体に溶解する。 Some contaminants of the object is dissolved in the supercritical fluid. ここで、超臨界流体単独では溶解しない汚染物質のうち、有機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、酸化分解されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解することとなる。 Here, among the contaminants that dissolved in the supercritical fluid alone, organic contaminants, the oxidation action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid, the method comprising dissolving is oxidatively decomposed in the supercritical fluid or oxidant Become. また、無機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、イオン化されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解することとなる。 Further, inorganic contaminants, the oxidation action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid, so that the dissolving is ionized in the supercritical fluid or oxidant.
このとき、酸化剤が添加された超臨界流体にエネルギービームを照射することにより、酸化剤の解離が促進される。 In this case, by irradiating an energy beam to the supercritical fluid oxidizing agent is added, dissociation of oxidizer is promoted.
【0022】 [0022]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下に、本発明の洗浄装置および洗浄方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the cleaning device and cleaning method of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0023】 [0023]
図1は、本実施形態に係る洗浄装置の一例を示す構成図である。 Figure 1 is a block diagram showing an example of a cleaning apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、基板(被処理体)2を収納する処理室1が設けられ、処理室1には流体供給口3が設置されており、当該流体供給口3から供給された超臨界物質により基板2が洗浄処理される。 As shown in FIG. 1, the substrate processing chamber 1 for accommodating the material (workpiece) 2 is provided to the processing chamber 1 is installed a fluid supply port 3, supercritical supplied from the fluid supply port 3 substrate 2 is cleaned treated with substances. 図示はしないが、処理室1内には、基板2を保持するステージが設置されており、ステージは真空吸着あるいはメカニカルチャックにより基板2を保持する。 Although not shown, the processing chamber 1, a stage which holds the substrate 2 has been placed, the stage for holding the substrate 2 by vacuum suction or a mechanical chuck.
【0024】 [0024]
流体供給口3には、混合部11、超臨界物質供給バルブ7および超臨界物質圧力・温度制御手段6を介して超臨界物質供給源5が接続されている。 A fluid supply port 3, the mixing unit 11, via supercritical substance supply valve 7 and the supercritical substance pressure and temperature control means 6 supercritical material source 5 is connected. 超臨界物質供給源5、超臨界物質圧力・温度制御手段6および超臨界物質供給バルブ7により超臨界物質供給手段が構成される。 Supercritical material source 5, the supercritical substance supply means is constituted by supercritical material pressure and temperature control means 6 and the supercritical substance supply valve 7.
【0025】 [0025]
超臨界物質供給源5は、超臨界流体となる超臨界物質を貯蔵および供給する。 Supercritical material source 5, storage and supply the supercritical substance serving as a supercritical fluid. 超臨界流体とは次のように定義される。 The supercritical fluid is defined as follows. すなわち、物質には気体と液体とが共存できなくなる固有の臨界温度および臨界圧力をもっており、さらに物質が臨界温度、臨界圧力の状態になる点を臨界点と称されている。 That is, the material has a specific critical temperature and critical pressure becomes impossible coexist gas and liquid, are referred further substances the critical temperature, the critical point of a point in a state of critical pressure. 超臨界流体とは、物質が臨界点を越えた温度ないし圧力の領域にある状態を称して定義される。 The supercritical fluid is defined referred conditions in the region of the temperature or pressure material exceeds the critical point.
【0026】 [0026]
このように定義される超臨界流体は、液体に近い溶解力をもつが、張力や粘度は気体に近い性質を示すので、気体の状態を保った液体といえる。 Supercritical fluid thus defined is with dissolving power close to the liquid, the tension and viscosity exhibits properties similar to a gas, it can be said that the liquid keeping the state of gas. そして、超臨界流体は、気液界面を形成しないため表面張力はゼロになる。 The supercritical fluid has a surface tension because it does not form a gas-liquid interface is zero. このような超臨界流体は、微細な部分にも浸透可能であり、拡散係数が高く、溶解した汚染物を素早く分散させることができる。 Such supercritical fluid is also permeable to the fine portion, the diffusion coefficient is high, it is possible to quickly disperse contaminants dissolved. また、常温、常圧にもどすことによりガス状になり、直ちに蒸発乾燥させることができるといった特徴をもつ。 Also, room temperature, become gaseous by returning to normal pressure, with features such can be immediately evaporated to dryness.
【0027】 [0027]
超臨界流体の選定条件としては、安全性が高いこと、取り扱い易い臨界点を有していること、安価で経済的であること等が挙げられる。 The selection conditions of the supercritical fluid, it is highly safe, it has a manageable critical point, and the like that is economical inexpensive. これらの諸条件を満たす超臨界物質(本明細書では、超臨界流体となる物質を超臨界物質と称している)として、二酸化炭素、亜硫酸ガス、亜酸化窒素、エタン、プロパン、フロンガスといった物質が挙げられる。 (In this specification, a substance serving as a supercritical fluid is called a supercritical substance) these various conditions are satisfied supercritical substances as carbon dioxide, sulfur dioxide, nitrous oxide, ethane, propane, such chlorofluorocarbon materials and the like. その中でも二酸化炭素(炭酸ガス)が最も適している。 Carbon dioxide (carbonic acid gas) is most suitable among them. これは、二酸化炭素は生物に対してほとんど無害である上、臨界点も温度が31.3℃、圧力が7.38MPaと比較的扱い易く、さらに安価で入手が容易だからである。 This carbon dioxide on a nearly harmless to the organism, the critical point is also temperature 31.3 ° C., liable relatively handling pressure and 7.38 MPa, is because easily available more inexpensive. このような理由により、本実施形態では、超臨界物質として二酸化炭素を採用している。 For this reason, in the present embodiment employs carbon dioxide as the supercritical substance. しかしながら、上記に挙げた二酸化炭素以外の物質でも超臨界物質として用いてもよい。 However, it may also be used as the supercritical substance with a substance other than carbon dioxide listed above.
【0028】 [0028]
超臨界物質圧力・温度制御手段6は、超臨界物質供給源5から供給された超臨界物質の温度および圧力を制御する。 Supercritical material pressure and temperature control means 6 controls the temperature and pressure of the supercritical substance supplied from the supercritical substance supply source 5. 超臨界物質供給バルブ7は、超臨界物質圧力・温度制御手段6から供給された気体状の超臨界物質の混合部11への供給量を制御する。 Supercritical substance supply valve 7 controls the supply amount to the mixing portion 11 of the gaseous supercritical material supplied from the supercritical substance pressure and temperature control means 6.
【0029】 [0029]
混合部11には、さらに酸化剤供給バルブ10および酸化剤圧力・温度制御手段9を介して酸化剤供給源8が接続されている。 The mixing unit 11 further oxidant supply source 8 via the oxidizing agent supply valve 10 and the oxidizing agent pressure and temperature control means 9 is connected. 酸化剤供給源8、酸化剤圧力・温度制御手段9および酸化剤供給バルブ10により、酸化剤供給手段が構成される。 The oxidant supply source 8, oxidant pressure and temperature control means 9 and the oxidizing agent supply valve 10, is constituted oxidizer supply means.
【0030】 [0030]
酸化剤供給源8は、酸化剤を貯蔵および供給する。 Oxidant supply source 8, storage and supplying an oxidant. 本実施形態では、酸化剤として例えば過酸化物を用いる。 In the present embodiment, used, for example peroxide as oxidizing agent. 過酸化物の具体例としては、オゾンガス溶解水、過酸化水素水、過塩素酸、過硫酸、過リン酸等の無機のオキソ酸のうち−O−O−結合を含む酸や、過ギ酸、過酢酸等のRCO Hであらわされる有機過酸化物や、過酸化ベンゾイル等のラジカル重合開始剤や、アジピン酸ジビニルなどの架橋剤等がある。 Specific examples of peroxide, and acids containing ozone gas dissolved water, hydrogen peroxide, perchloric acid, persulfuric acid, a -O-O- bond among oxo inorganic acids such as peracetic acid, performic acid, and organic peroxides represented by RCO 3 H, such as peracetic acid, and a radical polymerization initiator such as benzoyl peroxide, a crosslinking agent such as divinyl adipate. このような過酸化物は、超臨界流体に添加することにより、溶媒を用いずに超臨界流体中で解離される。 Such peroxide, by adding the supercritical fluid, is dissociated in a supercritical fluid without using a solvent. このとき、相溶剤を添加する必要はない。 In this case, it is not necessary to add a compatibilizer.
【0031】 [0031]
超臨界物質として二酸化炭素を用いた場合には、超臨界流体の状態では無極性有機溶剤と類似の性質を示す。 In the case of using carbon dioxide as the supercritical substance, in the state of supercritical fluid show properties similar to those of a non-polar organic solvent. 汚染物質の一部は、超臨界流体に溶解する。 Some contaminants are dissolved in the supercritical fluid. ここで、例えば、エッチング等により高分子化したレジストのように、無極性溶剤に溶解されない有機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した過酸化物(ラジカル種)の酸化作用により酸化分解されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解可能となる。 Here, for example, as polymerized resist to etching or the like, a non-polar solvent organic is not dissolved pollutants are oxidized and decomposed by the oxidation action of the peroxide dissociated in a supercritical fluid (radical species) Te becomes soluble in the supercritical fluid or oxidant.
また、レジスト残渣物のように、無極性溶剤に溶解されない無機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、イオン化されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解することとなる。 Further, as the resist residue, nonpolar solvent is not dissolved inorganic contaminants, so that the oxidizing action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid is dissolved is ionized in the supercritical fluid or oxidant .
【0032】 [0032]
酸化剤圧力・温度制御手段9は、酸化剤供給源8から供給された酸化剤の温度および圧力を制御する。 Oxidant pressure and temperature controlling means 9 controls the temperature and pressure of the supplied oxidant from the oxidant supply source 8. 酸化剤供給バルブ10は、酸化剤圧力・温度制御手段9から供給された気体状の酸化剤の混合部11への供給量を制御する。 Oxidizing agent supply valve 10 controls the supply amount to the mixing portion 11 of the supplied gaseous oxidant from the oxidant pressure and temperature controlling means 9.
【0033】 [0033]
混合部11は、超臨界物質供給手段から供給された超臨界物質および酸化剤供給手段から供給された酸化剤を混合する。 Mixing unit 11 mixes the supplied oxidant from the supercritical substance and an oxidizing agent supply means is supplied from the supercritical substance supply unit. 混合された超臨界物質および酸化剤は、流体供給口3を通って処理室1に供給される。 Mixed supercritical material and oxidant are supplied to the processing chamber 1 through the fluid supply port 3.
【0034】 [0034]
処理室1には、流体排出口4が設置されており、流体排出口4には圧力調整弁12が接続され、圧力調整弁12には排出気液分離手段13が接続されており、排出気液分離手段13には排気ライン14および排液ライン15が接続されておいる。 The processing chamber 1, is installed a fluid outlet 4, the fluid outlet 4 is connected a pressure regulating valve 12, the pressure regulating valve 12 is connected to exhaust gas-liquid separation unit 13, exhaust gas the liquid separation device 13 Oil is connected to exhaust line 14 and drain line 15. 圧力調整弁12、排出気液分離手段13、排気ライン14および排液ライン15により排出手段が構成されている。 Discharging means is constituted by a pressure regulating valve 12, the discharge gas-liquid separation unit 13, an exhaust line 14 and drain line 15.
【0035】 [0035]
圧力調整弁12の作用により処理室1内が所定の圧力になるようにコントロールされる。 The processing chamber 1 is controlled to a predetermined pressure by the action of the pressure regulating valve 12. 排出気液分離手段13の作用により排出された超臨界物質、酸化剤および汚染物質のうち、常温常圧で気体となる物質は排気ライン14により排気され、液体となるものについては排液ライン15により排液される。 Supercritical material discharged by the action of the discharge gas-liquid separation unit 13, among the oxidizing agents and pollutants, substance of gas at normal temperature and pressure is evacuated by an exhaust line 14, the drain line 15 for which the liquid It is drained by.
なお、この時排気ライン14および排液ライン15から排出された流体は、回収装置(図示せず)により回収し、再利用することも可能である。 At this time the fluid discharged from the exhaust line 14 and drain line 15, recovered by the recovery device (not shown), it is also possible to reuse.
【0036】 [0036]
処理室1には、例えばヒータからなる処理室温度制御手段16が接続されている。 The processing chamber 1, for example, process chamber temperature control means 16 comprising a heater is connected. 処理室温度制御手段16は、処理室1内に供給された超臨界物質を超臨界流体とすべく、処理室1内の温度を臨界点以上の温度に制御する。 Treatment chamber temperature controller 16, the supercritical substance supplied into the processing chamber 1 in order to supercritical fluid, controlling the temperature in the processing chamber 1 to a temperature above the critical point.
【0037】 [0037]
処理室1には、石英等からなる光学窓17が設置されており、更に処理室1に設置された光学窓17を通して、処理室1内の超臨界流体にエネルギービーム19を照射するエネルギービーム照射手段18が設けられている。 The processing chamber 1, the optical window 17 made of quartz or the like is installed, further through an optical window 17 installed in the processing chamber 1, an energy beam irradiation for irradiating an energy beam 19 to the supercritical fluid in the processing chamber 1 It means 18 is provided. エネルギービーム照射手段18は、例えばUVランプからなり、エネルギービーム19として紫外光を処理室1内に照射する。 Energy beam irradiation means 18, for example, a UV lamp and irradiated with ultraviolet light into the processing chamber 1 as an energy beam 19. このように、エネルギービーム照射手段18を設けているのは、超臨界流体中に添加された過酸化物の解離を促進して、酸化力を向上させるためである。 Thus, what is provided an energy beam irradiation means 18, to promote the dissociation of the peroxide added to the supercritical fluid, in order to improve the oxidizing power.
【0038】 [0038]
図2は、本実施形態における洗浄処理の対象となる基板の一例を示す断面図である。 Figure 2 is a sectional view showing an example of a substrate to be cleaned process in the present embodiment.
基板2には、パターン加工された被加工膜21が形成されている。 The substrate 2, the processed film 21 which is patterned is formed. 通常、被加工膜21を加工するには、被加工膜21上に所定パターンのレジスト22を露光および現像により形成し、当該レジスト22をマスクとしてエッチングすることにより形成される。 Usually, the processed film to be processed 21 is formed by forming by exposing and developing the resist 22 of a predetermined pattern on the workpiece film 21 is etched using the resist 22 as a mask. 従って、エッチング後の被加工膜21上にはレジスト22が残っている。 Therefore, there remains the resist 22 is formed on the processed film 21 after etching. また、被加工膜21のパターンにはエッチング残渣物23が残存している。 Further, remaining etching residue 23 in the pattern of the film to be processed 21.
【0039】 [0039]
エッチング残渣物23は、レジスト22をマスクに被加工膜21がエッチングされることにより基板1上に残る物質と定義される。 Etching residue 23, the processed film 21 using the resist 22 as a mask is defined as a substance that remains on the substrate 1 by being etched. エッチング残渣物23の生成原因としては、プラズマ重合物等の低揮発性の反応生成物、スパッタ分解物、あるいは被加工膜21中の低揮発性物質等が核となって生じる。 The generation source of etching residue 23, resulting low volatile reaction products such as plasma polymer, sputtering decomposition products, or low-volatility substances such as in the film to be processed 21 is at the core. 一般に、エッチング残渣物は無機化合物である。 Generally, etching residue is an inorganic compound.
【0040】 [0040]
本実施形態では、一例として、基板上の被加工膜21にパターン形成した後のレジスト22やエッチング残渣物23(以下、汚染物質と称する)を除去する例について説明する。 In the present embodiment, as an example, the resist 22 and etching residue 23 after patterned film to be processed 21 on the substrate (hereinafter, referred to as contaminants) describes an example of removing. 但し、これ以外にも、基板上のパーティクルの除去にも適用可能である。 However, other than this, it is also applicable to the removal of particles on the substrate. また、基板2は、シリコン等の半導体基板の他、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用基板および光ディスク用基板であってもよい。 Further, the substrate 2, in addition to a semiconductor substrate such as silicon, glass substrates of the liquid crystal display, may be a substrate and a substrate for an optical disk for a photomask.
【0041】 [0041]
次に、上記の洗浄装置を用いた基板洗浄方法について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the substrate cleaning method using the cleaning device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0042】 [0042]
まず、基板2を処理室1に収納し、超臨界物質供給バルブ7を調整し、超臨界物質圧力・温度制御手段6により温度および圧力を制御しつつ、超臨界物質供給源5から気体状の超臨界物質を処理室1に導入する(ステップST1)。 First, housing the substrate 2 into the processing chamber 1 by adjusting the supercritical substance supply valve 7, while controlling the temperature and pressure by a supercritical substance pressure and temperature control means 6, from the supercritical substance supply source 5 gaseous introducing supercritical material in the processing chamber 1 (step ST1).
【0043】 [0043]
そして、供給された超臨界物質が液体とならないように、超臨界物質圧力・温度制御手段6および処理室温度制御手段16により処理室1内の温度を臨界温度以上に制御したまま、超臨界物質を導入し続ける。 As the supercritical substance supplied does not become liquid, while controlling the temperature in the processing chamber 1 above the critical temperature by the supercritical substance pressure and temperature control means 6 and the processing chamber temperature controller 16, the supercritical substance continue to introduce.
これにより、処理室1内の圧力が臨界圧力以上になり、処理室1内の超臨界物質は気体から直接超臨界流体となり、微細構造が形成された基板2を気液界面に曝すことなく、処理室1内を超臨界流体で満たすことができる(ステップST2)。 Thus, the pressure in the processing chamber 1 is above the critical pressure, the supercritical substance in the processing chamber 1 becomes a direct supercritical fluid from the gas, without exposing the substrate 2 having a fine structure is formed on the air-liquid interface, the processing chamber 1 can be filled with a supercritical fluid (step ST2). 例えば、超臨界物質が二酸化炭素の場合、温度は31.3℃以上に制御し、処理室1の圧力が7.38MPa以上になることで、気体から直接超臨界流体となる。 For example, if the supercritical substance is carbon dioxide, the temperature was controlled at least 31.3 ° C., the pressure of the processing chamber 1 by equal to or greater than 7.38 MPa, a direct supercritical fluid from the gas.
【0044】 [0044]
このように、処理室1内を超臨界流体で満たした状態で、酸化剤供給バルブ10を調整し、酸化剤圧力・温度制御手段9により温度および圧力を制御しつつ、酸化剤供給源8から気体状の酸化剤を混合部11へ送る。 Thus, the processing chamber 1 in a state filled with the supercritical fluid, adjusting the oxidizing agent supply valve 10, while controlling the temperature and pressure with an oxidizing agent pressure and temperature control means 9, from the oxidant supply source 8 Send a gaseous oxidizing agent into the mixing unit 11. 混合部11において超臨界物質と酸化剤が混合し、これらが処理室に供給される(ステップST3)。 In the mixing unit 11 the supercritical substance and the oxidizer are mixed, it is supplied to the processing chamber (step ST3).
【0045】 [0045]
すると、これまで超臨界流体で満たされていた処理室1は、酸化剤が添加された超臨界流体に置換され、基板2は洗浄処理される(ステップST4)。 Then, this until the processing chamber 1 was filled with supercritical fluid, is replaced by the supercritical fluid oxidizing agent is added, the substrate 2 is cleaned (step ST4). すなわち、超臨界流体単独では溶解しない汚染物質のうち、レジスト等の有機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、酸化分解されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解する。 That is, among the contaminants that dissolved in the supercritical fluid alone, the organic contaminants such as resist, the oxidizing action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid to dissolve the oxidative decomposition in the supercritical fluid or oxidant . また、エッチング残渣物等の無機系汚染物質は、超臨界流体中で解離した酸化剤の酸化作用により、イオン化されて超臨界流体もしくは酸化剤に溶解する。 Further, inorganic contaminants such as etching residue is by oxidation action of the oxidizing agent dissociated in a supercritical fluid, is ionized to dissolve in a supercritical fluid or oxidant.
ここで添加される酸化剤は、上述したように、オゾンガス溶解水や過酸化水素等の過酸化物である。 Oxidizing agent added here, as described above, peroxides such as ozone gas dissolved water or hydrogen peroxide.
【0046】 [0046]
また、この時、エネルギービーム照射手段18から処理室1に設けられた光学窓17を通して、エネルギービーム19として例えば紫外光を超臨界流体に照射することにより、超臨界流体に添加された過酸化物の解離が促進される。 At this time, through the optical window 17 arranged in the processing chamber 1 from the energy beam irradiation means 18, by which an energy beam 19 such as ultraviolet light is irradiated in the supercritical fluid, the peroxide added to the supercritical fluid dissociation is promoted. これにより、基板2上の汚染物質の除去効果を向上させることが可能である。 Thus, it is possible to effectively remove contaminants on the substrate 2.
【0047】 [0047]
以上の洗浄処理が終了したのち、酸化剤供給バルブ10を調整し、酸化剤の供給を停止させ、処理室1内を酸化剤のない超臨界流体で置き換える(ステップST5)。 After washing process is finished or to adjust the oxidizing agent supply valve 10, the supply of the oxidizing agent is stopped, replacing the processing chamber 1 in a supercritical fluid without oxidizing agent (step ST5). これにより、基板2は超臨界流体によりリンスされる。 Thus, the substrate 2 is rinsed with the supercritical fluid.
【0048】 [0048]
処理室1内が超臨界流体のみに置換されている間、流体排出口4から排出された超臨界物質と酸化剤、汚染物質の混合物は、排出気液分離手段13により酸化剤と汚染物質の混合物と、気体となった超臨界物質とに分離され、排液ライン15および排気ライン14から、それぞれ排出または回収される。 While the processing chamber 1 is substituted only in the supercritical fluid, the supercritical substance and an oxidizing agent discharged from the fluid outlet 4, a mixture of contaminants, contaminants and the oxidant by discharging the gas-liquid separating means 13 a mixture is separated into the supercritical substance becomes gaseous, from drain line 15 and exhaust line 14, and is discharged or recovered respectively.
【0049】 [0049]
その後、超臨界物質供給バルブ7を調整し、超臨界物質の処理室1への供給を停止し(ステップST6)、処理室温度制御手段16および圧力調整弁12を調整して、処理室1内の温度および圧力をそれぞれ臨界温度および臨界圧力以下に下げることにより、処理室1内の超臨界物質を気体状態とする。 After that, adjusting the supercritical substance supply valve 7, stops the supply to the processing chamber 1 of the supercritical substance (step ST6), the process chamber and adjusting the temperature control means 16 and the pressure regulating valve 12, the processing chamber 1 temperature and pressure by lowering below the critical temperature and critical pressure respectively, the supercritical substance in the processing chamber 1 and the gas state. これにより、基板2は乾燥処理される(ステップST7)。 Thus, the substrate 2 is dried (step ST7).
以上により、基板の洗浄処理が完了する。 Thus, cleaning of the substrate is completed.
【0050】 [0050]
本実施形態に係る洗浄装置および洗浄方法によれば、超臨界流体に酸化剤を添加し、更に酸化剤自体を超臨界流体中で解離させることにより、基板2の微細な構造を破壊することなく、パターン形成時のレジストやエッチング残渣物等の汚染物質を、超臨界流体のみで洗浄除去することができる。 According to the cleaning apparatus and the cleaning method according to the present embodiment, an oxidizing agent added to the supercritical fluid, by further dissociate the oxidant itself in a supercritical fluid, without destroying the fine structure of the substrate 2 , contaminants such as a resist or etching residue during pattern formation, can be washed away only with supercritical fluid.
このように、薬液による湿式洗浄を行う必要がなくなるため、工程を複雑化せずに微細構造体をもつ基板を洗浄することが可能となる。 Since the need to perform a wet cleaning with a chemical solution is eliminated, it is possible to wash the substrate with step without complicating having a fine structure.
【0051】 [0051]
また、超臨界流体中に添加された酸化剤の解離を促進させるエネルギービームを照射することにより、酸化剤による汚染物質の除去効率をさらに向上させることができる。 Further, by irradiating an energy beam to accelerate the dissociation of the oxidizing agent added in the supercritical fluid, it is possible to further improve the removal efficiency of the contaminant with an oxidizing agent.
【0052】 [0052]
また、超臨界流体に添加する酸化剤を供給する酸化剤供給手段を設けるのみで、上記のような洗浄が可能となることから、装置コストの増加もない。 Further, only providing the oxidant supply means for supplying an oxidizing agent added to the supercritical fluid, since it is possible to wash the above, there is no increase in apparatus cost.
【0053】 [0053]
このように、工程が簡素化されることから、被処理体の洗浄処理に要する実行時間が短縮され、少ない設備台数でも要求される洗浄処理を達成することができる。 Thus, since the process is simplified, which reduces execution time required for cleaning of the object can be achieved a cleaning process which is also required in a small number of facilities.
【0054】 [0054]
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、図4に示すように、混合部11を設けずに、処理室1に超臨界物質供給口3aと酸化剤供給口3bとを別々に設け、酸化剤供給口3bから酸化剤のみを処理室1に供給することにより、処理室1内の超臨界流体に酸化剤を添加するようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 4, a mixing unit 11 without providing, to the processing chamber 1 is provided with the supercritical substance supply port 3a and an oxidizing agent supply port 3b separately, only the oxidizing agent from the oxidizing agent supply port 3b processing by supplying to the chamber 1, it may be added to the oxidizing agent in the supercritical fluid in the processing chamber 1.
【0055】 [0055]
また、本実施形態では、基板2上のレジストやエッチング残渣物等の汚染物質を除去する例について説明したが、洗浄対象はこれに限定されるものではない。 Further, in the present embodiment, an example has been described for removing contaminants such as a resist or etching residue on the substrate 2, cleaned is not limited thereto. 例えば、金属物質からなる汚染物質であっても、酸化剤による酸化作用によりイオン化されて超臨界流体中もしくは酸化剤に溶解される。 For example, even contaminants consisting of metal material, it is dissolved been ionized by oxidation with an oxidizing agent in a supercritical fluid or oxidizing agent.
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 Other, without departing from the scope of the present invention, various modifications are possible.
【0056】 [0056]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明の洗浄装置によれば、超臨界流体を用いた処理のみによって、微細構造を破壊することなく被処理体を洗浄処理することができるため、被処理体の洗浄処理に要する実行時間が短縮され、少ない設備台数でも要求される洗浄処理を達成することができる。 According to the cleaning apparatus of the present invention, only by treatment with a supercritical fluid, it is possible to cleaning the object to be processed without destroying the microstructure reduces execution time required for cleaning the object to be processed is, it is possible to achieve the cleaning process is also required in a small number of facilities.
【0057】 [0057]
本発明の洗浄方法によれば、超臨界流体を用いた処理のみによって、微細構造を破壊することなく被処理体を洗浄処理することができるため、被処理体の洗浄処理に要する実行時間を短縮することができる。 According to the cleaning method of the present invention, it is possible only by treatment with a supercritical fluid, and cleaning the object to be processed without destroying the microstructure, reducing the execution time required for cleaning the object to be processed can do.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本実施形態に係る洗浄装置の一例を示す構成図である。 1 is a block diagram showing an example of a cleaning apparatus according to the present embodiment.
【図2】本実施形態における洗浄処理の対象となる基板の一例を示す断面図である。 2 is a sectional view showing an example of subject to substrate cleaning process in the present embodiment.
【図3】本実施形態に係る洗浄処理のフローチャートである。 3 is a flow chart of the cleaning process according to the present embodiment.
【図4】本実施形態に係る洗浄装置の変形例を示す構成図である。 4 is a block diagram showing a modification of the cleaning apparatus according to the present embodiment.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1…処理室、2…基板、3…流体供給口、3a…超臨界物質供給口、3b…酸化剤供給口、4…流体排出口、5…超臨界物質供給源、6…超臨界物質圧力・温度制御手段、7…超臨界物質供給バルブ、8…酸化剤供給源、9…酸化剤圧力・温度制御手段、10…酸化剤供給バルブ、11…混合部、12…圧力調整弁、13…排出気液分離手段、14…排気ライン、15…排液ライン、16…処理室温度制御手段、17…光学窓、18…エネルギービーム照射手段、19…エネルギービーム、21…被加工膜、22…レジスト、23…エッチング残渣物。 1 ... treatment chamber, 2 ... substrate, 3 ... fluid supply port 3a ... supercritical substance supply port, 3b ... oxidant supply port 4 ... fluid outlet, 5 ... supercritical material source, 6 ... supercritical substance pressure temperature control means, 7 ... supercritical substance supply valve, 8 ... oxidant supply source, 9 ... oxidant pressure and temperature control means, 10 ... oxidizing agent supply valve, 11 ... mixing unit, 12 ... pressure control valve, 13 ... discharging the gas-liquid separating means, 14 ... exhaust line, 15 ... discharge line, 16 ... treatment chamber temperature control means, 17 ... optical window 18 ... energy beam irradiation means, 19 ... energy beam 21 ... workpiece film, 22 ... resist, 23 ... etching residue.

Claims (8)

  1. 超臨界流体を被処理体に供給して洗浄処理を行う洗浄装置であって、 A cleaning apparatus for cleaning treatment by supplying a supercritical fluid onto an object,
    前記超臨界流体に添加する酸化剤を供給する酸化剤供給手段を有する洗浄装置。 Cleaning apparatus having an oxidizing agent supply means for supplying an oxidizing agent to be added to the supercritical fluid.
  2. 前記酸化剤が添加された前記超臨界流体にエネルギービームを照射して、前記酸化剤を解離させるエネルギービーム照射手段をさらに有する請求項1記載の洗浄装置。 Wherein the oxidizing agent is added by irradiating an energy beam in the supercritical fluid, the cleaning apparatus of claim 1, further comprising an energy beam irradiation means for dissociating the oxidizing agent.
  3. 前記酸化剤供給手段は、前記酸化剤として過酸化物を供給する請求項1記載の洗浄装置。 The oxidant supply means, the cleaning apparatus of claim 1, wherein supplying a peroxide as the oxidant.
  4. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である請求項1記載の洗浄装置。 The supercritical fluid, the cleaning apparatus according to claim 1, wherein the carbon dioxide.
  5. 超臨界流体を被処理体に供給して洗浄処理を行う洗浄方法であって、 A cleaning method for cleaning treatment by supplying a supercritical fluid onto an object,
    前記超臨界流体に酸化剤を添加する洗浄方法。 Cleaning method of adding an oxidizing agent to the supercritical fluid.
  6. 前記酸化剤が添加された前記超臨界流体にエネルギービームを照射して、前記酸化剤を解離させる請求項5記載の洗浄方法。 By irradiating an energy beam to said supercritical fluid in which the oxidizing agent is added, a method of cleaning according to claim 5, wherein dissociating the oxidizing agent.
  7. 前記超臨界流体に前記酸化剤として過酸化物を添加する請求項5記載の洗浄方法。 The method of cleaning according to claim 5, wherein the addition of the peroxide as the oxidizing agent in the supercritical fluid.
  8. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である請求項5記載の洗浄方法。 The supercritical fluid, cleaning method according to claim 5 wherein the carbon dioxide.
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