JP2008177205A - Cleaning apparatus and cleaning method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cleaning efficiency of a cleaning target while using a supercritical fluid and reduce the burden on a back pressure valve. <P>SOLUTION: The cleaning apparatus suddenly causes the pressure of the supercritical fluid to vary, and supplies the fluid to a substrate 14 as a cleaning target to clean the target. The cleaning apparatus is provided with a processing chamber 13 for arranging the substrate 14, an auxiliary chamber 18 communicating with the processing chamber 13, and a control means for executing opening/closing control of an opening/closing valve 17 for draining the supercritical fluid from the processing chamber 13 to the auxiliary chamber 18 in changing the pressure of the supercritical fluid to apply cleaning processing to the substrate 14 arranged in the processing chamber 13. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、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、単に洗浄対象物と称する)における洗浄装置および洗浄方法に関し、特に、洗浄対象物上に形成される微細な構造パターンの形成時等の残留物の除去を行う洗浄装置および洗浄方法に用いて好適なものに関する。   The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for a semiconductor substrate, a glass substrate of a liquid crystal display, a substrate for a photomask, a substrate for an optical disk (hereinafter simply referred to as a cleaning object), and in particular, on the cleaning object. The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method that are suitable for use in a cleaning apparatus and a cleaning method for removing residues when forming a fine structure pattern to be formed.

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ことで形成するが、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残さ物を洗浄除去する必要がある。   In general, in order to form a fine structure, a resist is formed on a substrate by forming a pattern by exposing and developing, and using this pattern, a thin film formed in a lower layer is formed by etching. It is necessary to wash away the resist after the pattern formation process and the residue generated by the etching process.

また、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。   Further, in the manufacturing process of a semiconductor device, if particles (microparticles) adhere to the semiconductor substrate, it causes malfunction of the semiconductor device and performance deterioration, which causes a defect.

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が、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、基板上から除去する必要がある。   Also, in the manufacturing process of semiconductor devices, the resist on the semiconductor wafer is exposed using an exposure device that uses a mask (reticle) to form a pattern. At this time, foreign substances such as particles are present on the mask. Then, the pattern exposed on the resist has an adverse effect such as generation of a fixed defect, which also causes a malfunction or failure of the semiconductor device. Therefore, it is necessary to remove it from the substrate.

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処理により生じた残さ物について、従来は以下のような処理により除去を行っている。   Conventionally, the resist that has become unnecessary after the pattern formation and the residue generated by the etching process are 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。
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。
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。
1. A method of removing by ashing by exposing to plasma generated from oxygen.
2. Decompose by immersing in a solution that has a strong oxidizing or reducing action, such as a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide (sulfuric acid / hydrogen peroxide), pure water in which ozone is dissolved (ozone water), or an organic alkali solution such as amine. How to remove.
3. A method in which the resist is immersed in a soluble organic solvent and dissolved and peeled off.

なお、上記1の方法では、レジストやエッチング残さ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。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 the above method 1, it is difficult to completely remove the resist and etching residue, and the methods 2 and 3 are used in combination. The method 2 or 3 may be used alone, but is generally used in combination with the method 1.

しかしながら、近年は基板上のパターンが微細化されたり、エアーブリッジなどの容易に破壊する構造が採用されたりしており、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, the pattern on the substrate has been miniaturized, or a structure that easily breaks such as an air bridge has been adopted, and in the above method of immersing the substrate in liquid, due to the action of the surface tension of the liquid, There is concern that the structure will be destroyed.

そこで、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4にあるように、超臨界流体を用いる方法が提案されている。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。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4, a method using a supercritical fluid has been proposed. Such a supercritical fluid has a surface tension that is very close to zero, and therefore can treat the surface without destroying the microstructure.

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、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。   In addition, supercritical materials include carbon dioxide, ammonia, water, alcohols, low molecular weight aliphatic saturated hydrocarbons, benzene, diethyl ether, and many other substances that have been confirmed to be supercritical fluids. Among them, carbon dioxide is a material that is preferably used as a supercritical fluid because its critical temperature is 31.3 ° C, which is relatively close to room temperature, and its critical pressure is 7.38 MPa, which is relatively low among supercritical fluids. It is.

この超臨界流体を用いた洗浄方法において、圧力変動を急峻に行うことにより、超臨界状態から亜臨界状態に相変化が生じ、爆発的な体積変化が生ずるため、流体の速度が大きくなるため、異物や残渣の除去などの洗浄効果が高まる。   In this cleaning method using a supercritical fluid, the pressure changes sharply to cause a phase change from a supercritical state to a subcritical state, resulting in an explosive volume change, and the fluid speed increases. The cleaning effect such as removal of foreign matters and residues is enhanced.

特開平1−200828号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-200828 特開平1−286314号公報JP-A-1-286314 特開平9−43857号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-43857 特開平8−181050号公報JP-A-8-181050

ところが、従来の超臨界流体を用いた装置の圧力制御では、図4に示すとおり、処理チャンバ33の排気側のバルブ(バックプレッシャーバルブ35)の開度や開閉時間を制御することにより行っており、急激に圧力を変動させようとすると、体積の膨張に伴った温度低下により、バックプレッシャーバルブ35が凍結し、バルブ開度の制御だけではなく、バックプレッシャーバルブ35の開閉動作も困難となる。さらには、急激な温度変化により、バックプレッシャーバルブ35のシール部などの破壊や寿命低下につながる。   However, pressure control of a conventional apparatus using a supercritical fluid is performed by controlling the opening degree and opening / closing time of a valve (back pressure valve 35) on the exhaust side of the processing chamber 33 as shown in FIG. If the pressure is changed rapidly, the back pressure valve 35 is frozen due to a temperature drop accompanying the expansion of the volume, and it is difficult not only to control the valve opening but also to open and close the back pressure valve 35. Furthermore, a sudden temperature change leads to destruction of the seal portion of the back pressure valve 35 and a life reduction.

そこで本発明は、超臨界流体を用いた処理装置において、バルブなどの装置構成部材を破壊することなく、急激な圧力変動を発生させ、半導体表面に付着する異物や、パターン形成後に不要となったレジスト、エッチング処理により生じた残さ物を除去する方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention eliminates the need for foreign matter adhering to the semiconductor surface or after pattern formation in a processing apparatus using a supercritical fluid, which generates rapid pressure fluctuations without destroying apparatus components such as valves. It is an object of the present invention to provide a method for removing residues generated by resist and etching processes.

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、超臨界流体の圧力を急速に変動させ、洗浄対象物に供給して洗浄処理を施す洗浄装置において、洗浄対象物を配置する処理チャンバと、処理チャンバと連通する予備チャンバと、処理チャンバ内に配置された洗浄対象物に超臨界流体の圧力を変動させて洗浄処理を施す際、処理チャンバから予備チャンバ側に超臨界流体を排出する制御を行う制御手段とを備える洗浄装置である。   The present invention has been made to achieve the above object, and is a processing chamber in which a cleaning object is arranged in a cleaning apparatus that rapidly changes the pressure of a supercritical fluid and supplies the cleaning object to the cleaning object. And a preliminary chamber that communicates with the processing chamber, and when the cleaning process is performed by changing the pressure of the supercritical fluid on the cleaning target disposed in the processing chamber, the supercritical fluid is discharged from the processing chamber to the preliminary chamber side. And a control unit that performs control.

また、本発明は、超臨界流体の圧力を急速に変動させ、洗浄対象物に供給して洗浄処理を施す洗浄方法において、洗浄対象物を処理チャンバ内に配置しておき、超臨界流体の圧力を変動させて洗浄処理を施す際には、処理チャンバと連通する予備チャンバ側に超臨界流体を排出する洗浄方法である。   Further, the present invention provides a cleaning method in which the pressure of the supercritical fluid is rapidly changed and supplied to the object to be cleaned to perform the cleaning process. This is a cleaning method in which the supercritical fluid is discharged to the side of the preliminary chamber communicating with the processing chamber when the cleaning process is performed while varying the pressure.

例えば、処理チャンバと予備チャンバとの間に開閉バルブを設けておき、予備チャンバの圧力制御と開閉バルブの開閉制御とにより、超臨界流体を処理チャンバから予備チャンバ側への排出による圧力変動の制御を行ったり、または、処理チャンバと予備チャンバとの間に可動隔壁を設け、この可動隔壁の移動で処理チャンバの体積制御を行ったりすることにより、超臨界流体の処理チャンバから予備チャンバ側への排出による圧力変動の制御を行う。   For example, an open / close valve is provided between the processing chamber and the spare chamber, and pressure fluctuation control by discharging the supercritical fluid from the process chamber to the spare chamber is performed by controlling the pressure of the spare chamber and opening / closing the open / close valve. Or by providing a movable partition wall between the processing chamber and the preliminary chamber and controlling the volume of the processing chamber by moving the movable partition wall, the supercritical fluid is transferred from the processing chamber to the preliminary chamber side. Controls pressure fluctuation due to discharge.

したがって、本発明によれば、処理チャンバと連通する予備チャンバを設け、開閉バルブや可動隔壁の制御によって処理チャンバの体積制御を行うことで、超臨界流体の処理チャンバから予備チャンバへの排出による圧力変動の制御を行い、処理チャンバの後段に設けられるバックプレッシャーバルブへの負担を軽減でき、バックプレッシャーバルブの動作不良や寿命低下を引き起こすことなく、処理チャンバの圧力を、急速に変動させることが可能となる。これにより、洗浄対象物に対する超臨界流体を用いた洗浄性能の向上を図ることが可能となる。   Therefore, according to the present invention, the pressure due to the discharge of the supercritical fluid from the processing chamber to the preliminary chamber is provided by providing the preliminary chamber in communication with the processing chamber and controlling the volume of the processing chamber by controlling the open / close valve and the movable partition wall. Fluctuation control can reduce the burden on the back pressure valve installed in the subsequent stage of the processing chamber, and the pressure in the processing chamber can be rapidly changed without causing malfunction of the back pressure valve or shortening the service life. It becomes. As a result, it is possible to improve the cleaning performance using the supercritical fluid for the object to be cleaned.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施形態では、洗浄対象物として半導体基板を例として説明するが、これ以外の物を洗浄対象としても同じである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present embodiment, a semiconductor substrate is described as an example of the object to be cleaned, but the same applies to other objects to be cleaned.

本実施形態に係る洗浄装置は、半導体基板を超臨界状態で洗浄する装置である。第1の実施形態としては、洗浄槽となる処理チャンバと開閉バルブを通して結合する予備チャンバを備えており、予備チャンバの圧力制御と開閉バルブの開閉制御とにより、処理チャンバの圧力変動の制御を行うものである。   The cleaning apparatus according to this embodiment is an apparatus that cleans a semiconductor substrate in a supercritical state. In the first embodiment, a processing chamber serving as a cleaning tank and a spare chamber coupled through an opening / closing valve are provided, and pressure fluctuations in the processing chamber are controlled by pressure control of the spare chamber and opening / closing control of the opening / closing valve. Is.

また、第2の実施形態としては、処理チャンバ内に可動隔壁を設け、この可動隔壁の移動で処理チャンバの体積制御を行うことにより、処理チャンバの圧力変動の制御を行うものである。   In the second embodiment, a movable partition is provided in the processing chamber, and volume control of the processing chamber is performed by moving the movable partition, thereby controlling pressure fluctuations in the processing chamber.

いずれの実施形態でも、処理チャンバ内に送り込む超臨界流体の急激な圧力変動によって、処理チャンバに接続されるバックプレッシャーバルブの凍結等の動作不良や寿命低下を引き起こすことなく、処理チャンバの圧力を、急速に変動させることが可能となり、超臨界流体を用いた半導体基板の洗浄性能の向上を図ることが可能となる。   In any of the embodiments, the pressure of the processing chamber is reduced without causing a malfunction or a reduction in the lifetime of the back pressure valve connected to the processing chamber due to a rapid pressure fluctuation of the supercritical fluid fed into the processing chamber. It becomes possible to make it fluctuate rapidly, and it becomes possible to improve the cleaning performance of the semiconductor substrate using the supercritical fluid.

(第1の実施形態)
図1は、第1実施形態に係る洗浄装置を説明するブロック図である。すなわち、第1実施形態に係る洗浄装置は、洗浄対象物である半導体基板(以下、単に「基板」と言う。)を収容する処理チャンバ13と、この処理チャンバ13と開閉バルブ17を介して連通する予備チャンバ18と、加圧ポンプおよび各種バルブの開閉制御を行う制御部(図示せず)とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a cleaning device according to the first embodiment. That is, the cleaning apparatus according to the first embodiment communicates with a processing chamber 13 that houses a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) that is an object to be cleaned, and the processing chamber 13 and the open / close valve 17. And a control unit (not shown) for controlling the opening and closing of the pressurizing pump and various valves.

処理チャンバ13の超臨界流体の流路上手側には処理チャンバ加圧バルブ12、さらに上手側には加圧ポンプ11が設けられている。また、処理チャンバ13の超臨界流体の流路下手側には処理チャンババックプレッシャーバルブ15が設けられている。   A processing chamber pressurizing valve 12 is provided on the upper side of the supercritical fluid flow path of the processing chamber 13, and a pressurizing pump 11 is provided on the upper side. Further, a processing chamber back pressure valve 15 is provided on the lower side of the supercritical fluid flow path of the processing chamber 13.

また、加圧ポンプ11と処理チャンバ加圧バルブ12との間で配管が分岐して予備チャンバ加圧バルブ16を介して予備チャンバ18へと繋がっている。また、予備チャンバ18の超臨界流体の流路下手側には予備チャンババックプレッシャーバルブ19が設けられている。   Further, the piping is branched between the pressurizing pump 11 and the processing chamber pressurizing valve 12 and connected to the spare chamber 18 via the spare chamber pressurizing valve 16. Further, a spare chamber back pressure valve 19 is provided on the downstream side of the supercritical fluid flow path of the spare chamber 18.

つまり、この洗浄装置では、基板14を収納した処理チャンバ13が、処理チャンバ加圧バルブ12を通して加圧ポンプ11に接続されており、また処理チャンババックプレッシャーバルブ15を通して排気に接続される。このとき、処理チャンバ13の圧力は、処理チャンババックプレッシャーバルブ15を制御することによりコントロールされる。   That is, in this cleaning apparatus, the processing chamber 13 containing the substrate 14 is connected to the pressurizing pump 11 through the processing chamber pressurizing valve 12, and is connected to the exhaust through the processing chamber back pressure valve 15. At this time, the pressure in the processing chamber 13 is controlled by controlling the processing chamber back pressure valve 15.

さらに、処理チャンバ13は、開閉バルブ17を通して予備チャンバ18と接続される。予備チャンバ18は、予備チャンバ加圧バルブ16を通し、加圧ポンプ11に接続される。また、予備チャンババックプレッシャーバルブ19を通して排気に接続され、予備チャンバ18の圧力は、予備チャンババックプレッシャーバルブ19を制御することにより、コントロールされる。   Further, the processing chamber 13 is connected to the auxiliary chamber 18 through the opening / closing valve 17. The preliminary chamber 18 is connected to the pressurizing pump 11 through the preliminary chamber pressurizing valve 16. Further, it is connected to the exhaust through the spare chamber back pressure valve 19, and the pressure of the spare chamber 18 is controlled by controlling the spare chamber back pressure valve 19.

次に、この洗浄装置を用いた基板の洗浄方法について説明する。先ず、基板14を処理チャンバ13に収納し、処理チャンバ加圧バルブ13を開け、かつ処理チャンババックプレッシャーバルブ15を調整することにより圧力を制御しつつ、加圧ポンプ11から気体状の超臨界物質を処理チャンバ13に導入する。   Next, a substrate cleaning method using this cleaning apparatus will be described. First, the substrate 14 is accommodated in the processing chamber 13, the processing chamber pressurization valve 13 is opened, and the pressure is controlled by adjusting the processing chamber back pressure valve 15. Is introduced into the processing chamber 13.

この時、供給された超臨界物質が液体とならないように、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と、処理チャンバ13内の圧力が臨界圧力以上になり、これにより、処理チャンバ13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14を気液界面に曝すことなく、処理チャンバ13内を超臨界流体で満たすことができる。   At this time, if the supercritical material is continuously introduced while the temperature is controlled to be higher than the critical temperature so that the supplied supercritical material does not become liquid, the pressure in the processing chamber 13 becomes higher than the critical pressure. The processing chamber 13 becomes a supercritical fluid directly from the gas, and the processing chamber 13 can be filled with the supercritical fluid without exposing the substrate 14 on which the microstructure is formed to the gas-liquid interface.

例えば、超臨界物質が二酸化炭素の場合、温度は31.3℃以上に制御すると、処理チャンバ13の圧力が7.38MPa以上になると、気体から直接超臨界流体となる。   For example, when the supercritical material is carbon dioxide, if the temperature is controlled to 31.3 ° C. or higher, the gas becomes a supercritical fluid directly from the gas when the pressure in the processing chamber 13 is 7.38 MPa or higher.

このように、処理チャンバ13内を超臨界流体で満たした状態とした上で、処理チャンバ加圧バルブ12を閉じる。   In this way, the processing chamber pressurization valve 12 is closed after the processing chamber 13 is filled with the supercritical fluid.

次に、予備チャンバ加圧バルブ16を開け、予備チャンバ18に超臨界物質を供給する。予備チャンバ18の圧力を、予備チャンババックプレッシャーバルブ19により、所定の圧力に制御した上で、予備チャンバ加圧バルブ16を閉じ、開閉バルブ17を開けて、処理チャンバ13の圧力を急激に変化させる。これにより、基板14の汚染物は効果的に除去される。   Next, the preliminary chamber pressurization valve 16 is opened, and the supercritical material is supplied to the preliminary chamber 18. After the pressure in the spare chamber 18 is controlled to a predetermined pressure by the spare chamber back pressure valve 19, the spare chamber pressurizing valve 16 is closed and the open / close valve 17 is opened to rapidly change the pressure in the processing chamber 13. . Thereby, the contaminant of the board | substrate 14 is removed effectively.

以上の流れによる洗浄処理が終了したのち、処理チャンバ13の温度を制御しながら、処理チャンババックプレッシャーバルブ15もしくは予備チャンババックプレッシャーバルブ19を調整することにより、処理チャンバ13の超臨界物質を排出し、処理チャンバ13内の超臨界物質を気体状態とする。これにより、基板14は乾燥処理される。   After the cleaning process according to the above flow is completed, the supercritical material in the processing chamber 13 is discharged by adjusting the processing chamber back pressure valve 15 or the preliminary chamber back pressure valve 19 while controlling the temperature of the processing chamber 13. Then, the supercritical substance in the processing chamber 13 is brought into a gaseous state. Thereby, the substrate 14 is dried.

このような処理により、処理チャンバ13内に送り込む超臨界流体の急激な圧力変動があっても超臨界流体が予備チャンバ18から予備チャンババックプレッシャーバルブ19を介して排気されることから、処理チャンバ15に接続されるバックプレッシャーバルブに負担がかからず、凍結等の動作不良や寿命低下を引き起こすことがなくなる。   By such processing, even if there is a sudden pressure fluctuation of the supercritical fluid fed into the processing chamber 13, the supercritical fluid is exhausted from the preliminary chamber 18 through the preliminary chamber back pressure valve 19. No burden is applied to the back pressure valve connected to the, and it does not cause malfunction such as freezing or a decrease in life.

また、処理チャンバ13内の基板14に対しては、処理チャンバ13の圧力を急速に変動させることが可能となり、超臨界流体を用いた基板14の洗浄性能の向上を図ることが可能となる。   Further, the pressure in the processing chamber 13 can be rapidly changed with respect to the substrate 14 in the processing chamber 13, and the cleaning performance of the substrate 14 using the supercritical fluid can be improved.

なお、本実施形態の洗浄装置および洗浄方法によれば、処理チャンバ13内の圧力を20MPaから5〜7MPaまで低減させる場合、従来では処理チャンババックプレッシャーバルブ15を保護する観点から十数分から数十分かかっていた減圧時間が、数秒で行うことが可能となり、従来では得られないほどの急速減圧による効果的な洗浄を行うことが可能となる。   According to the cleaning apparatus and the cleaning method of the present embodiment, when the pressure in the processing chamber 13 is reduced from 20 MPa to 5 to 7 MPa, conventionally, from the viewpoint of protecting the processing chamber back pressure valve 15, from several tens to several tens. The depressurization time, which took a minute, can be performed in a few seconds, and effective cleaning by rapid depressurization that cannot be obtained in the past can be performed.

(第2の実施形態)
図2は、第2実施形態に係る洗浄装置を説明するブロック図である。すなわち、第2実施形態に係る洗浄装置は、洗浄対象物である基板24を収容する処理チャンバ23と、この処理チャンバ23と可動隔壁26を介して連通する予備チャンバ28と、加圧ポンプおよび各種バルブの開閉制御ならびに可動隔壁26の可動制御を行う制御部(図示せず)とを備えている。なお、本実施形態では、処理チャンバ23と予備チャンバとが一体に設けられており、可動隔壁26によって仕切られている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a cleaning apparatus according to the second embodiment. That is, the cleaning apparatus according to the second embodiment includes a processing chamber 23 that accommodates a substrate 24 that is an object to be cleaned, a preliminary chamber 28 that communicates with the processing chamber 23 via a movable partition wall 26, a pressure pump, and various types. And a control unit (not shown) that performs valve opening / closing control and movable control of the movable partition wall 26. In the present embodiment, the processing chamber 23 and the spare chamber are integrally provided and are partitioned by the movable partition wall 26.

処理チャンバ23の超臨界流体の流路上手側には処理チャンバ加圧バルブ22、さらに上手側には加圧ポンプ21が設けられている。また、処理チャンバ23の超臨界流体の流路下手側には処理チャンババックプレッシャーバルブ25が設けられている。   A processing chamber pressurization valve 22 is provided on the upper side of the supercritical fluid flow path of the processing chamber 23, and a pressurization pump 21 is provided on the upper side. Further, a processing chamber back pressure valve 25 is provided on the lower side of the supercritical fluid flow path of the processing chamber 23.

つまり、この洗浄装置では、基板24を収納した処理チャンバ23が、処理チャンバ加圧バルブ22を通して、加圧ポンプ21に接続されており、また処理チャンババックプレッシャーバルブ25を通して排気に接続される。このとき、処理チャンバ23の圧力は、処理チャンババックプレッシャーバルブ25を制御することにより、コントロールされる。   That is, in this cleaning apparatus, the processing chamber 23 containing the substrate 24 is connected to the pressurizing pump 21 through the processing chamber pressurizing valve 22 and connected to the exhaust gas through the processing chamber back pressure valve 25. At this time, the pressure in the processing chamber 23 is controlled by controlling the processing chamber back pressure valve 25.

さらに、処理チャンバ23内には、隔壁26が設置され、処理チャンバ23の体積を変動させることにより、処理チャンバ23の圧力を制御する。   Further, a partition wall 26 is installed in the processing chamber 23, and the pressure of the processing chamber 23 is controlled by changing the volume of the processing chamber 23.

次に、この洗浄装置を用いた基板の洗浄方法について説明する。先ず、基板24を処理チャンバ23に収納し、処理チャンバ加圧バルブ23を開け、かつ処理チャンババックプレッシャーバルブ25を調整することにより圧力を制御しつつ、加圧ポンプ21から気体状の超臨界物質を処理チャンバ23に導入する。   Next, a substrate cleaning method using this cleaning apparatus will be described. First, the substrate 24 is accommodated in the processing chamber 23, the processing chamber pressurization valve 23 is opened, and the pressure is controlled by adjusting the processing chamber back pressure valve 25. Is introduced into the processing chamber 23.

この時、供給された超臨界物質が液体とならないように、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と、処理チャンバ23内の圧力が臨界圧力以上になり、これにより、処理チャンバ23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24を気液界面に曝すことなく、処理チャンバ23内を超臨界流体で満たすことができる。   At this time, if the supercritical material is continuously introduced while the temperature is controlled to be higher than the critical temperature so that the supplied supercritical material does not become liquid, the pressure in the processing chamber 23 becomes higher than the critical pressure. The processing chamber 23 becomes a supercritical fluid directly from the gas, and the inside of the processing chamber 23 can be filled with the supercritical fluid without exposing the substrate 24 on which the microstructure is formed to the gas-liquid interface.

例えば、超臨界物質が二酸化炭素の場合、温度は31.3℃以上に制御すると、処理チャンバ23の圧力が7.38MPa以上になると、気体から直接超臨界流体となる。   For example, when the supercritical material is carbon dioxide, if the temperature is controlled to 31.3 ° C. or higher, the gas becomes a supercritical fluid directly from the gas when the pressure in the processing chamber 23 is 7.38 MPa or higher.

このように、処理チャンバ23内を超臨界流体で満たした状態とした上で、処理チャンバ加圧バルブ22を閉じる。   In this way, after the processing chamber 23 is filled with the supercritical fluid, the processing chamber pressurization valve 22 is closed.

次に、処理チャンバ23内に設置した可動隔壁26を動作して、処理チャンバ23の圧力を急激に変化させる。これにより、基板24の汚染物は効果的に除去される。   Next, the movable partition wall 26 installed in the processing chamber 23 is operated to rapidly change the pressure in the processing chamber 23. Thereby, the contaminant of the board | substrate 24 is removed effectively.

以上の処理による洗浄処理が終了したのち、処理チャンバ23の温度を制御しながら、処理チャンババックプレッシャーバルブ25を調整することにより、処理チャンバ23の超臨界物質を排出し、処理チャンバ23内の超臨界物質を気体状態とする。これにより、基板24は乾燥処理される。   After the cleaning process by the above process is completed, the process chamber back pressure valve 25 is adjusted while controlling the temperature of the process chamber 23, thereby discharging the supercritical substance in the process chamber 23, and The critical substance is in a gaseous state. Thereby, the substrate 24 is dried.

このような処理により、処理チャンバ23内に送り込む超臨界流体の急激な圧力変動があっても処理チャンバ23の体積変化によって、処理チャンバ25に接続されるバックプレッシャーバルブに負担がかからず、凍結等の動作不良や寿命低下を引き起こすことがなくなる。   By such processing, even if there is a sudden pressure fluctuation of the supercritical fluid fed into the processing chamber 23, the back pressure valve connected to the processing chamber 25 is not burdened by the change in volume of the processing chamber 23, and freezing is performed. It will not cause malfunctions such as the above and a decrease in service life.

また、処理チャンバ23内の基板24に対しては、処理チャンバ23の圧力を急速に変動させることが可能となり、超臨界流体を用いた基板24の洗浄性能の向上を図ることが可能となる。   Further, the pressure in the processing chamber 23 can be rapidly changed with respect to the substrate 24 in the processing chamber 23, and the cleaning performance of the substrate 24 using the supercritical fluid can be improved.

図3は、第1の実施形態および第2の実施形態で用いられるバックプレッシャーバルブの断面図である。上記各実施形態では、処理チャンバ内に供給した超臨界流体の急激な圧力変動に伴うバックプレッシャーバルブへの負担を軽減することができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the back pressure valve used in the first embodiment and the second embodiment. In each of the above embodiments, it is possible to reduce the burden on the back pressure valve due to a rapid pressure fluctuation of the supercritical fluid supplied into the processing chamber.

このバックプレッシャーバルブは、図3に示すように、INLET(流入口)とOUTLET(流出口)との間に設けられるメインバルブ101の位置によって圧力を調整できるもので、メインバルブ101は圧力調整用バネ102の付勢力によって押さえられている。   As shown in FIG. 3, this back pressure valve can adjust the pressure depending on the position of the main valve 101 provided between INLET (inlet) and OUTLET (outlet). The main valve 101 is used for pressure adjustment. The spring 102 is pressed by the urging force.

圧力の調整は、調整用ノブ103を回すことで圧力調整用バネ102のメインバルブ101に対する付勢力が変わり、これによって圧力を調整することができる。このようなバックプレッシャーバルブには、可動部分の間に各種のシール104が使用されている。また、バルブ本体は金属製、シール104は樹脂製によって構成されている。   The pressure can be adjusted by turning the adjustment knob 103 to change the urging force of the pressure adjustment spring 102 against the main valve 101. In such a back pressure valve, various seals 104 are used between movable parts. The valve body is made of metal, and the seal 104 is made of resin.

このようなバックプレッシャーバルブを超臨界流体の流路に適用した場合、超臨界流体の急激な体積膨張に伴う温度低下でバルブの凍結等が発生する。このバルブ凍結は、バルブ開度の制御だけでなく、開閉動作そのものも困難となってしまう。また、このような急激な温度変化によって、特にシール104が大きなダメージを受け、破損や寿命低下につながる。   When such a back pressure valve is applied to a flow path of a supercritical fluid, the valve freezes or the like due to a temperature drop accompanying rapid volume expansion of the supercritical fluid. This valve freezing not only controls the valve opening but also makes the opening and closing operation itself difficult. In addition, due to such a rapid temperature change, the seal 104 is particularly damaged, leading to breakage and a reduction in life.

本実施形態では、超臨界流体の急激な体積膨張を利用した洗浄能力の向上を図りつつ、このようなバックプレッシャーバルブへの負担を大幅に軽減でき、部品破損防止や長寿命化、装置メンテナンスサイクルの長期化を図ることが可能となる。   In this embodiment, the load on the back pressure valve can be remarkably reduced while improving the cleaning ability by utilizing the rapid volume expansion of the supercritical fluid, preventing damage to parts, extending the service life, and maintaining the equipment maintenance cycle. Can be extended.

第1実施形態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining 1st Embodiment. 第2実施形態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining 2nd Embodiment. 従来例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a prior art example. バックプレッシャーバルブの構造を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of a back pressure valve.

符号の説明Explanation of symbols

11…加圧ポンプ、12…処理チャンバ加圧バルブ、13…処理チャンバ、14…基板、15…処理チャンババックプレッシャーバルブ、16…開閉バルブ、17…開閉バルブ、18…予備チャンバ、19…予備チャンババックプレッシャーバルブ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Pressure pump, 12 ... Processing chamber pressurization valve, 13 ... Processing chamber, 14 ... Substrate, 15 ... Processing chamber back pressure valve, 16 ... Open / close valve, 17 ... Open / close valve, 18 ... Preliminary chamber, 19 ... Preliminary chamber Back pressure valve

Claims (6)

超臨界流体の圧力を急速に変動させ、洗浄対象物に供給して洗浄処理を施す洗浄装置において、
前記洗浄対象物を配置する処理チャンバと、
前記処理チャンバと連通する予備チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置された前記洗浄対象物に前記超臨界流体の圧力を変動させて洗浄処理を施す際、前記処理チャンバから前記予備チャンバ側に前記超臨界流体を排出する制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とする洗浄装置。
In a cleaning device that rapidly changes the pressure of the supercritical fluid, supplies it to the object to be cleaned, and performs a cleaning process,
A processing chamber in which the object to be cleaned is disposed;
A reserve chamber in communication with the processing chamber;
Control means for controlling the discharge of the supercritical fluid from the processing chamber to the spare chamber side when performing the cleaning process by changing the pressure of the supercritical fluid on the object to be cleaned disposed in the processing chamber And a cleaning device.
前記処理チャンバと前記予備チャンバとの間に開閉バルブが設けられており、
前記制御手段は、記超臨界流体の排出の際に前記開閉バルブを開けるよう制御する
ことを特徴とする請求項1記載の洗浄装置。
An open / close valve is provided between the processing chamber and the auxiliary chamber;
The cleaning device according to claim 1, wherein the control unit controls to open the opening / closing valve when discharging the supercritical fluid.
前記処理チャンバと前記予備チャンバとの間に可動隔壁が設けられており、
前記制御手段は、前記超臨界流体の排出の際に前記可動隔壁を移動するよう制御する
ことを特徴とする請求項1記載の洗浄装置。
A movable partition is provided between the processing chamber and the auxiliary chamber;
The cleaning device according to claim 1, wherein the control unit controls the movable partition to move when the supercritical fluid is discharged.
超臨界流体の圧力を急速に変動させ、洗浄対象物に供給して洗浄処理を施す洗浄方法において、
前記洗浄対象物を処理チャンバ内に配置しておき、前記超臨界流体の圧力を変動させて洗浄処理を施す際には、前記処理チャンバと連通する予備チャンバ側に前記超臨界流体を排出する
ことを特徴とする洗浄方法。
In the cleaning method of rapidly changing the pressure of the supercritical fluid and supplying it to the object to be cleaned for cleaning treatment,
The cleaning object is placed in the processing chamber, and when the cleaning process is performed by changing the pressure of the supercritical fluid, the supercritical fluid is discharged to the spare chamber side communicating with the processing chamber. A cleaning method characterized by.
前記処理チャンバと前記予備チャンバとの間に開閉バルブが設けられており、前記超臨界流体の排出の際には前記開閉バルブを開けるよう制御する
ことを特徴とする請求項4記載の洗浄方法。
The cleaning method according to claim 4, wherein an opening / closing valve is provided between the processing chamber and the preliminary chamber, and the opening / closing valve is controlled to be opened when the supercritical fluid is discharged.
前記処理チャンバと前記予備チャンバとの間には可動隔壁が設けられており、前記超臨界流体の排出の際には前記可動隔壁を移動するよう制御する
ことを特徴とする請求項4記載の洗浄方法。
The cleaning according to claim 4, wherein a movable partition is provided between the processing chamber and the preliminary chamber, and the movable partition is controlled to move when the supercritical fluid is discharged. Method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479671A (en) * 2010-11-26 2012-05-30 东京毅力科创株式会社 Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
JP2013016797A (en) * 2011-06-30 2013-01-24 Semes Co Ltd Substrate treating apparatus and method for discharging supercritical fluid
JP2021015971A (en) * 2019-07-10 2021-02-12 セメス カンパニー,リミテッド Fluid supply unit and substrate processing apparatus having the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479671A (en) * 2010-11-26 2012-05-30 东京毅力科创株式会社 Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
KR20120057504A (en) * 2010-11-26 2012-06-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
JP2012114361A (en) * 2010-11-26 2012-06-14 Tokyo Electron Ltd Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
CN102479671B (en) * 2010-11-26 2016-01-13 东京毅力科创株式会社 Substrate board treatment and substrate processing method using same
KR101671533B1 (en) 2010-11-26 2016-11-01 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
JP2013016797A (en) * 2011-06-30 2013-01-24 Semes Co Ltd Substrate treating apparatus and method for discharging supercritical fluid
JP2021015971A (en) * 2019-07-10 2021-02-12 セメス カンパニー,リミテッド Fluid supply unit and substrate processing apparatus having the same
JP7237042B2 (en) 2019-07-10 2023-03-10 セメス カンパニー,リミテッド FLUID SUPPLY UNIT AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME
US11794220B2 (en) 2019-07-10 2023-10-24 Semes Co., Ltd. Fluid supply unit and substrate treating apparatus having the same

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