JP2009152290A - Apparatus for cleaning substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超臨界流体を用いて半導体基板やフラットパネルディスプレー用のガラス基板等の基板表面の洗浄及びレジスト剥離処理等を行う基板洗浄装置に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus that performs cleaning of a substrate surface such as a semiconductor substrate or a glass substrate for flat panel display, a resist stripping process, and the like using a supercritical fluid.
半導体製造装置やフラットパネルディスプレー(FPD)用のガラス基板の製造工程においては、被洗浄物としての半導体基板(半導体ウエハ)やガラス基板に回路パターンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、基板(被洗浄物)にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンの形成されたマスクを介して光を照射し、レジストの光が照射されていない部分(又は光が照射された部分)を除去し、除去された部分を現像、剥離又はエッチング等の処理を行うという一連の工程を繰り返すことで前記回路パターンを基板に転写する。 In a manufacturing process of a glass substrate for a semiconductor manufacturing apparatus or a flat panel display (FPD), there is a lithography process for forming a circuit pattern on a semiconductor substrate (semiconductor wafer) or a glass substrate as an object to be cleaned. In this lithography process, a resist is applied to a substrate (object to be cleaned), light is irradiated to the resist through a mask on which a circuit pattern is formed, and a portion of the resist not irradiated with light (or light is irradiated). The circuit pattern is transferred to the substrate by repeating a series of steps of removing the removed portion and performing processing such as development, peeling or etching on the removed portion.
この一連の工程における各工程では、前記半導体基板やガラス基板が汚染されていると回路パターンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。従って、回路パターンを形成する際の工程において、基板表面がレジストや塵埃等の微粒子(パーティクル)の残留していない清浄な状態となるよう、前記半導体基板やガラス基板の洗浄が行われている。 In each step in this series of steps, if the semiconductor substrate or the glass substrate is contaminated, it becomes impossible to form a circuit pattern precisely, resulting in generation of defective products. Therefore, in the process of forming the circuit pattern, the semiconductor substrate and the glass substrate are cleaned so that the substrate surface is in a clean state in which fine particles (particles) such as resist and dust are not left.
従来、前記基板の洗浄方法としては、水や洗浄液等の液体を用いて基板表面を洗浄するいわゆるウェット方式が採用されてきた。しかし、近年、回路パターンサイズの微細化に伴い、ウェット方式の洗浄では、基板に形成された回路パターンが洗浄に用いる液体の表面張力で倒壊する(パターン倒れ)といった問題が生じていた。そこで、近年、前記基板の洗浄に超臨界流体を用いる洗浄方法が採用されている。 Conventionally, as a method for cleaning the substrate, a so-called wet method of cleaning the substrate surface using a liquid such as water or a cleaning liquid has been employed. However, in recent years, with the miniaturization of circuit pattern sizes, there has been a problem that the circuit pattern formed on the substrate collapses due to the surface tension of the liquid used for cleaning (pattern collapse) in the wet cleaning. Therefore, in recent years, a cleaning method using a supercritical fluid has been adopted for cleaning the substrate.
この超臨界流体を用いた基板洗浄装置としては、基板の表面(洗浄面)に沿って洗浄剤等が添加された超臨界流体を流すことで、微細な回路パターンのパターン倒れを生じさせることなく当該基板表面の洗浄を行う装置が知られている。 As a substrate cleaning apparatus using this supercritical fluid, a supercritical fluid to which a cleaning agent is added is allowed to flow along the surface (cleaning surface) of the substrate without causing pattern collapse of a fine circuit pattern. An apparatus for cleaning the substrate surface is known.
このような基板洗浄装置においては、超臨界流体の流れが基板上で渦を巻く場合がある。この場合、渦中心付近では他の位置の超臨界流体よりも流れが遅くなるためレジストの剥離処理において処理むらが発生する場合がある。また、前記超臨界流体の渦が一定位置に形成される場合には、洗い流したパーティクルの前記渦中心への集中によって、基板表面における傷等の発生といった不具合が懸念される。 In such a substrate cleaning apparatus, the flow of the supercritical fluid may vortex on the substrate. In this case, in the vicinity of the vortex center, the flow becomes slower than the supercritical fluid at other positions, and thus processing unevenness may occur in the resist stripping process. In addition, when the vortex of the supercritical fluid is formed at a certain position, there is a concern that defects such as scratches on the substrate surface may occur due to the concentration of the washed-out particles at the vortex center.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、超臨界流体が基板洗浄空間内に形成する渦の中心位置を変更することができる基板洗浄装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a substrate cleaning apparatus that can change the center position of a vortex formed by a supercritical fluid in a substrate cleaning space.
そこで、上記課題を解消すべく、本発明に係る基板洗浄装置は、基板の表面を超臨界流体で洗浄する基板洗浄装置であって、前記基板を洗浄するための洗浄空間を有する基板洗浄チャンバーを備え、この基板洗浄チャンバーは、前記洗浄空間を規定する内壁に沿って間隔をおいて設けられ、且つ前記内壁に対して所定の角度で当該洗浄空間内に超臨界流体を吐出するための複数の流体吐出部と、これら複数の流体吐出部に外部から供給される超臨界流体をそれぞれ分配するための分配流路と、前記洗浄空間内に配置された前記基板に対向する対向壁に設けられ、且つ当該洗浄空間内の超臨界流体を外部へ排出するための流体排出部と、を有し、前記分配流路は、複数の部分流路部に分割され、各部分流路部は、外部から超臨界流体が供給され且つ前記流体吐出部が接続されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a substrate cleaning apparatus according to the present invention is a substrate cleaning apparatus that cleans the surface of a substrate with a supercritical fluid, and includes a substrate cleaning chamber having a cleaning space for cleaning the substrate. The substrate cleaning chamber is provided with a plurality of intervals for discharging a supercritical fluid into the cleaning space at a predetermined angle with respect to the inner wall. A fluid discharge section, a distribution channel for distributing supercritical fluid supplied from the outside to the plurality of fluid discharge sections, and an opposing wall facing the substrate disposed in the cleaning space; And a fluid discharge part for discharging the supercritical fluid in the cleaning space to the outside, and the distribution flow path is divided into a plurality of partial flow path parts, and each partial flow path part is externally provided. Supercritical fluid is supplied One said fluid discharge portion, characterized in that it is connected.
かかる構成によれば、洗浄空間を規定する基板洗浄チャンバーの内壁側からこの内壁に対して所定の角度で当該洗浄空間内に超臨界流体が吐出されることで、洗浄空間内に配置された基板表面に沿って超臨界流体の渦が形成される。この超臨界流体の渦によって当該基板表面の洗浄が行われる。 According to such a configuration, the supercritical fluid is discharged into the cleaning space at a predetermined angle with respect to the inner wall from the inner wall side of the substrate cleaning chamber that defines the cleaning space, whereby the substrate disposed in the cleaning space. A supercritical fluid vortex is formed along the surface. The substrate surface is cleaned by the vortex of the supercritical fluid.
しかも、各流体吐出部に超臨界流体を分配する分配流路が複数の部分流路部に分割されているので、これら部分流路部毎に外部から超臨界流体が供給されることで、各部分流路部に対して供給される超臨界流体の量の調整が可能となる。そのため、前記洗浄空間内に形成される超臨界流体の渦中心の位置変更が可能となる。 Moreover, since the distribution flow path for distributing the supercritical fluid to each fluid discharge part is divided into a plurality of partial flow path parts, each of the partial flow path parts is supplied with the supercritical fluid from the outside, It is possible to adjust the amount of supercritical fluid supplied to the partial flow path section. Therefore, the position of the vortex center of the supercritical fluid formed in the cleaning space can be changed.
このように渦中心の位置が変更されることで、これに伴って当該渦中心に発生する流れの遅いよどみが一定の位置に留まらないようにでき、基板表面のレジストの剥離処理を効果的に行うことができる。また、パーティクルが集中する位置も移動することになるため、基板表面の前記渦中心に対応する位置での傷の発生が抑制される。 By changing the position of the vortex center in this way, the slow stagnation of the flow generated in the vortex center can be prevented from staying at a fixed position, and the resist stripping process on the substrate surface can be effectively performed. It can be carried out. In addition, since the position where the particles are concentrated also moves, the generation of scratches at the position corresponding to the vortex center on the substrate surface is suppressed.
本発明に係る基板洗浄装置においては、前記各部分流路部は、それぞれ複数の前記流体吐出部が接続される構成であってもよい。 In the substrate cleaning apparatus according to the present invention, each of the partial flow path portions may be configured to be connected to a plurality of the fluid discharge portions.
かかる構成によれば、同一の部分流路部に接続された一群の流体吐出部の群毎の超臨界流体の吐出量が調整でき、それに応じて流体の渦中心の位置変更がより容易となる。 According to such a configuration, it is possible to adjust the discharge amount of the supercritical fluid for each group of the group of fluid discharge units connected to the same partial flow path unit, and it becomes easier to change the position of the vortex center of the fluid accordingly. .
前記複数の流体吐出部は、前記内壁に等間隔に設けられ且つ共通の平面に沿って超臨界流体を吐出するように設けられる構成であってもよい。 The plurality of fluid discharge units may be provided on the inner wall at equal intervals and so as to discharge the supercritical fluid along a common plane.
かかる構成によれば、洗浄空間内に安定した超臨界流体の渦が形成され易くなり、当該超臨界流体の渦の制御、即ち、渦中心の位置変更の制御が行い易くなる。 According to such a configuration, a stable supercritical fluid vortex is easily formed in the cleaning space, and the control of the vortex of the supercritical fluid, that is, the position change of the vortex center can be easily performed.
また、前記流体吐出部の先端面は、前記内壁の壁面と面一若しくは略面一となっていてもよい。 Moreover, the front end surface of the fluid discharge part may be flush with or substantially flush with the wall surface of the inner wall.
かかる構成によれば、各流体吐出部の先端面は、前記内壁面から洗浄空間内に向かって突出していない、若しくは僅かにしか突出していない。そのため、洗浄空間内に形成される超臨界流体の流れは、各流体吐出部によって乱されることがなく、洗浄空間内部に安定した超臨界流体の渦を形成する。 According to such a configuration, the front end surface of each fluid discharge part does not protrude from the inner wall surface into the cleaning space, or protrudes only slightly. Therefore, the flow of the supercritical fluid formed in the cleaning space is not disturbed by each fluid discharge section, and forms a stable supercritical fluid vortex inside the cleaning space.
また、前記各部分流路部には、それぞれ等しい数の流体吐出部が接続される構成であってもよい。 Further, the same number of fluid discharge portions may be connected to each partial flow path portion.
かかる構成によれば、より超臨界流体の渦の制御が行い易くなる。 According to this configuration, it becomes easier to control the vortex of the supercritical fluid.
また、前記分配流路は、軸方向における各位置での内径が同一に構成されてもよい。 Further, the distribution channel may be configured to have the same inner diameter at each position in the axial direction.
かかる構成によれば、分配流路内の軸方向における各位置での圧力がほぼ同一となり、共通の部分流路部に接続された各流体吐出部に同一圧力で超臨界流体が供給される。そのため、共通の部分流路部における各流体吐出部からの吐出量が同一となり、洗浄空間に吐出される超臨界流体の吐出量の制御(調整)が行い易くなる。その結果、洗浄空間内に形成される渦の制御も行い易くなる。 According to such a configuration, the pressure at each position in the axial direction in the distribution flow path becomes substantially the same, and the supercritical fluid is supplied to each fluid discharge section connected to the common partial flow path section with the same pressure. Therefore, the discharge amount from each fluid discharge part in the common partial flow path part becomes the same, and it becomes easy to control (adjust) the discharge amount of the supercritical fluid discharged into the cleaning space. As a result, it becomes easy to control vortices formed in the cleaning space.
また、前記分配流路は、前記内壁の壁面の外側で且つ前記壁面に沿って配設される構成であってもよい。 The distribution channel may be arranged outside the wall surface of the inner wall and along the wall surface.
かかる構成によれば、分配流路から各流体吐出部先端面までの長さが同じになり、より超臨界流体の渦の制御が行い易くなる。 According to such a configuration, the length from the distribution flow path to the front end surface of each fluid discharge section is the same, and it becomes easier to control the vortex of the supercritical fluid.
また、前記各部分流路部には、前記基板洗浄チャンバーの外部から前記部分流路部に超臨界流体を供給する流量調整流路がそれぞれ接続され、各流量調整流路にはそれぞれ流量調整手段が設けられる構成であってもよい。 Further, each partial flow channel portion is connected to a flow rate adjusting flow channel for supplying a supercritical fluid to the partial flow channel portion from the outside of the substrate cleaning chamber, and each flow rate adjusting flow channel has a flow rate adjusting means. May be provided.
かかる構成によれば、各部分流路部に供給される超臨界流体の流量の調整がより容易になる。そのため、共通の部分流路部に接続された一群の流体吐出部毎の超臨界流体の吐出量の制御(調整)がより行い易くなり、洗浄空間内に形成される渦の制御もより行い易くなる。 According to such a configuration, it is easier to adjust the flow rate of the supercritical fluid supplied to each partial flow path portion. Therefore, it becomes easier to control (adjust) the supercritical fluid discharge amount for each group of fluid discharge portions connected to the common partial flow path portion, and it is also easier to control the vortices formed in the cleaning space. Become.
以上より、本発明によれば、超臨界流体が基板洗浄空間内に形成する渦の中心位置を変更することができる基板洗浄装置を提供することができるようになる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a substrate cleaning apparatus capable of changing the center position of the vortex formed by the supercritical fluid in the substrate cleaning space.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係る基板洗浄装置は、洗浄剤等を添加した超臨界流体(以下、単に「超臨界流体」と称する。)を用いて半導体基板(ウエハ)やフラットパネルディスプレー(FPD)のガラス基板(以下、両方を併せて単に「基板」とも称する。)のレジスト剥離処理やパーティクルの洗浄を行う装置である。特に、微細な回路パターンが形成された基板に対してパターン倒れを生じさせないように洗浄するのに用いられる装置である。尚、本実施形態において用いられる超臨界流体は、臨界点以上の高温・高圧下におくことで超臨界状態となった二酸化炭素(CO2)である。 The substrate cleaning apparatus according to the present embodiment uses a supercritical fluid (hereinafter simply referred to as “supercritical fluid”) to which a cleaning agent or the like is added, and a glass substrate for a semiconductor substrate (wafer) or a flat panel display (FPD). (Hereinafter, both are also simply referred to as “substrate”). In particular, the apparatus is used for cleaning a substrate on which a fine circuit pattern is formed so as not to cause pattern collapse. Note that the supercritical fluid used in the present embodiment is carbon dioxide (CO 2 ) that has become a supercritical state by being placed under a high temperature and high pressure above the critical point.
具体的には、図1に示されるように、基板洗浄装置10は、基板w(図2参照)を洗浄するための基板洗浄チャンバー20と、基板洗浄チャンバー20から排出された超臨界流体を循環させて再度基板洗浄チャンバー20に供給するための循環流路管11と、循環流路管11の途中に設けられて当該循環流路管11内の超臨界流体を循環させる循環ポンプ12と、循環流路管11における基板洗浄チャンバー20の直上流に設けられて基板洗浄チャンバー20に流入する超臨界流体の流量を調整する流量調整手段13と、流量調整手段13の流量調整動作を制御する流量制御手段Cと、を備える。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
基板洗浄チャンバー20は、超臨界流体を用いて基板wのレジスト剥離処理及び洗浄処理が内部で行われるチャンバーである。この基板洗浄チャンバー20は、図2乃至図4(b)にも示されるように、基板(処理基板)wを収容して洗浄するための洗浄空間Sと、この洗浄空間S内に超臨界流体を吐出するための複数の流体吐出部21,21,…と、循環流路管11から供給される超臨界流体を各流体吐出部21に分配するための分配流路22と、洗浄空間S内の超臨界流体を外部へ排出するための流体排出部23と、をチャンバー本体Bに有する。
The
洗浄空間Sは、水平な略円盤状に形成された空間で、基板wを配置した際に当該基板wを周縁方向から囲む円周状の内壁25と、互いに対向する上下一対の対向壁(上側対向壁及び下側対向壁)26,27と、によって規定されている。内壁25は、その壁面が平面視円形で、当該内壁25には複数の流体吐出部21,21,…が設けられている。下側対向壁27は、昇降可能なステージ28の上部によって構成され、上面が平滑な水平面となるように形成され、洗浄空間S内に搬入された基板wが配置される。このステージ28が降下又は上昇することで、洗浄空間Sと外部とを連通し、洗浄空間S内に基板wを搬入及び搬出するための基板挿入口29が開閉する(図4(a)及び図4(b)参照)。
The cleaning space S is a space formed in a horizontal substantially disk shape, and when the substrate w is arranged, a circumferential
ステージ28の下側には、上下に延びるピストン28aが接続されており、ピストン28aの中間部には大径部28bが形成されている。
A vertically extending
上側対向壁26は、周縁部26aが径方向外側且つ上方に向かって傾斜し、中央部には一対(2つ)の流体排出部23,23が設けられている。尚、流体排出部23は、2つに限定される必要はなく、1つ又は3つ以上であってもよい。流体排出部23が2つ以上設けられることで、後述するように超臨界流体を排出する流体排出部23の切換えにより、洗浄空間S内に形成される超臨界流体の渦の中心位置を移動させることができる。
The upper facing
各流体排出部23は、基板洗浄チャンバー20の外部に配置された流路切換バルブ30に排出管31を介してそれぞれ接続されている。この流路切換バルブ30は、洗浄空間Sから超臨界流体を排出する流体排出部23を切換える。即ち、前記一対の流体排出部23,23は、流路切換バルブ30によって、交互に洗浄空間S内の超臨界流体を排出するように切換えられる。流路切換バルブ30は循環流路管11に接続されて、流体排出部23からの超臨界流体をこの循環流路管11に流入させる。
Each
複数の流体吐出部21,21,…は、内壁25に沿って間隔をおいて設けられ且つ内壁25に対して所定の角度αで洗浄空間S内に超臨界流体を吐出できるように設けられている。詳細には、複数の流体吐出部21,21,…は、内壁25の周方向に沿って等間隔となるように当該内壁25に設けられ且つ共通の面(水平な仮想面V:図2参照)に沿って超臨界流体を吐出するように設けられている。即ち、全ての流体吐出部21,21,…が下側対向壁27の壁面に対して同じ高さ位置となるように設けられている。各流体吐出部21は、内壁25に対する水平方向の角度がそれぞれαとなるように、且つ平面視で例えば時計回りの方向に超臨界流体を吐出(噴出)するように設けられている。また、各流体吐出部21は、すべて長さ及び内径が等しく且つ前記水平な仮想面Vに沿って時計回りの方向に湾曲した円弧状に形成されている。また、各流体吐出部21は、吐出側先端面が内壁25の壁面と面一となるように内壁25に設けられている。
The plurality of
尚、本実施形態においては、各流体吐出部21は、その吐出側先端面が内壁25の壁面と面一となるように設けられているが、洗浄空間S内に形成される後述の超臨界流体による渦の妨げとならない程度であれば、前記壁面から突出していてもよい。また、各流体吐出部21は、内壁25を前記仮想平面Vの位置で上下に分離し、対向する分離面に溝を切り欠き、前記分離した内壁25を併せることによって形成されてもよく、管材を内壁25に埋め込むことで形成されてもよい。
In the present embodiment, each
分配流路22は、複数の部分流路部22a,22a,…に分割され、各部分流路部22aは、循環流路管11から超臨界流体が供給されると共に流体吐出部21が接続されている。本実施形態においては、分配流路22は、2つの部分流路部22a,22aに分割されている。詳細には、分配流路22は、内壁25の壁面と同心となるような円環状の流路をその軸方向の長さが等しくなるように分割した形状の複数の部分流路部22a,22a,…によって構成されている。この分配流路22は、内壁25の壁面からの距離が一定となるように前記壁面の外側(洗浄空間Sの径方向外側)に形成されると共に軸方向における各位置での内径が同一になるように形成されている。また、前記各部分流路部22aには、それぞれ等しい数の流体吐出部21…が接続されており、分配流路22(部分流路部22a)の内径は、この流体吐出部21の内径よりも大きい。
The
循環流路管11は、基板洗浄チャンバー20の洗浄空間Sから排出された超臨界流体を前記洗浄空間Sへ供給するための管路である。この循環流路管11は、循環ポンプ12の下流側且つ基板洗浄チャンバー20の上流側で部分流路部22aに対応する数(本実施形態においては、2つ)の流量調整管(流量調整流路)14に分岐している。この分岐した流量調整管14は、それぞれ対応する部分流路部22aに接続される。本実施形態において、各流量調整管14は、2つ(2本)の並列流路管14a,14bに一旦分岐し、下流端でこの分岐した並列流路管14a,14bが合流している。
The circulation
流量調整手段13は、各流量調整管14にそれぞれ設けられる。これら各流量調整手段13が調整されることで、流量調整管14毎に内部を流通する超臨界流体の流量の調整が可能となる。このように各流量調整管14内を流通する超臨界流体の流量が調整されることで、各部分流路部22aにそれぞれ供給される超臨界流体の流量が部分流路部22a毎に調整される。本実施形態においては、流量調整手段13は、並列流路管14a,14bのうちの第1の並列流路管14aに設けられる開閉弁13aと、第2の並列流路管14bに設けられるオリフィス(絞り)13bとで構成される。
The flow rate adjusting means 13 is provided in each flow
開閉弁13aは、第1の並列流路管14a内を超臨界流体が流通可能な開放状態と、超臨界流体が流通不可能な閉塞状態と、の2つの状態間で切換可能な弁である。この開閉弁13aの開閉制御は、流量制御手段Cによって制御される。この制御の詳細については後述する。
The on-off
尚、本実施形態において、開閉弁13aとしてはエアーオペレートバルブが用いられている。このエアーオペレートバルブ(開閉弁)13aは、途中に電磁弁15aが設けられたエアー配管15によって流量制御手段Cに接続されている。そして、流量制御手段Cに設けられたコントローラー(図示せず)で電磁弁15aを開閉制御し、エアー配管15を介してエアーオペレートバルブ13aにエアーが供給され又はエアーの供給が停止されることで当該エアーオペレートバルブ13aが開閉制御される。
In the present embodiment, an air operated valve is used as the on-off
循環流路管11には、基板洗浄チャンバー20の下流側且つ循環ポンプ12の上流側に、排気管(排気ライン)16、二酸化炭素(CO2)供給管(CO2供給ライン)17、洗浄剤(添加薬)供給管(洗浄剤供給ライン)18がそれぞれ接続されている。これら各ライン16,17,18には、それぞれバルブが設けられている。排気管16に設けられたバルブ16aの開閉により循環流路管11からの二酸化炭素の排気が行われる。二酸化炭素供給管17に設けられたバルブ17aの開閉により循環流路管11への二酸化炭素の供給が行われる。洗浄剤供給管18に設けられたバルブ18aの開閉により循環流路管11への洗浄剤の供給が行われる。
The
また、循環流路管11には、循環ポンプ12の下流側且つ流量調整管14の上流側にフィルター19が設けられている。このフィルター19は、基板洗浄処理中に発生するパーティクルを当該フィルター19を通過する超臨界流体から取り除き、基板wへのパーティクルの再付着を防止するためのものである。
The
本実施形態に係る基板洗浄装置10は、以上の構成からなり、次に、基板洗浄装置10の動作について説明する。
The
まず、ステージ28下側のピストン28aの大径部28b上側のチャンバー本体Bとの間隙s1内に流体が注入されることで、ピストン28aが押し下げられ、ステージ28が降下する。ステージ28が降下した状態で、基板洗浄チャンバー20側部に開いた基板挿入口29から基板wが洗浄空間S内に搬入される(図4(a)参照)。
First, the fluid is injected into the gap s1 with the chamber body B above the large-
基板wが搬入された後、大径部28b上側のチャンバー本体Bとの間隙s1内から流体が排出されると共に下側の間隙s2内に流体が注入される。また、同時にピストン28a下側のチャンバー本体Bとの間隙s3内にも流体が注入される。このように流体が注入されることで、ピストン28aが押し上げられ、ステージ28が上昇する。その際、基板挿入口29がステージ28の側壁によって閉じられ、洗浄空間S内が液密及び気密状態となる。
After the substrate w is carried in, the fluid is discharged from the gap s1 with the chamber body B on the upper side of the large-
次に、バルブ16aが閉じた状態でバルブ17aが開放されて二酸化炭素供給管17から循環流路管11、循環ポンプ12及び基板洗浄チャンバー20等の超臨界流体が循環する循環サイクルを構成する構成要素内に超臨界流体(超臨界CO2)が充填される。また、バルブ18aが一時開かれて洗浄剤供給管18からこの超臨界流体に所定量の洗浄剤が添加され、循環ポンプ12により超臨界流体が前記循環サイクル内を循環する。この循環により、基板洗浄チャンバー20においては、超臨界流体が流体吐出部21から洗浄空間S内に吐出されて洗浄空間Sの中心部に向かい、流体排出部23から外部に排出される。
Next, the
このような洗浄空間S内の超臨界流体の流れによって、当該洗浄空間S内に搬入された基板表面のレジスト剥離処理やパーティクルの洗浄等の基板表面の洗浄(洗浄処理)が行われる。このとき、後述するように各流量調整管14の開閉弁13aの開閉制御及び流路切換バルブ30の切換えタイミングの制御によって、洗浄空間S内に形成される超臨界流体の流れが制御される。基板wの洗浄が終了すると、排気管16のバルブ16aが開けられ、前記循環サイクル内から当該排気管16を通じて超臨界流体が排出される。超臨界流体排出後、基板wが洗浄空間S内から搬入と逆の手順で搬出される。
By such a flow of the supercritical fluid in the cleaning space S, cleaning (cleaning processing) of the substrate surface such as resist peeling processing and particle cleaning of the substrate surface carried into the cleaning space S is performed. At this time, the flow of the supercritical fluid formed in the cleaning space S is controlled by opening / closing control of the opening /
以下、洗浄空間S内の超臨界流体の流れによる基板w表面の洗浄時における開閉弁13aの開閉制御及び流路切換バルブ30の切換えタイミングの制御について図5(a)乃至図6(b)も参照しつつ説明する。
FIG. 5A to FIG. 6B also illustrate the opening / closing control of the opening /
全ての開閉弁13aが開いた状態で、循環流路管11から基板洗浄チャンバー20の洗浄空間S内に超臨界流体が供給される。詳細には、超臨界流体は、循環ポンプ12から循環流路管11に送り出され、一対の流量調整管14,14を経て分配流路22を構成する各部分流路部22aに到達する。さらに詳細には、各流量調整管14を流れる超臨界流体の流れは、各流量調整管14に設けられた第1及び第2の並列流路管14a,14b内をそれぞれ流れるように一旦分流される。そして、第1の並列流路管14aにおいては開閉弁13aを通過後、第2の並列流路管14bにおいてはオリフィス13bを通過後に、各並列流路管14a,14bが合流することで前記分流された超臨界流体の流れも合流し、この合流後に超臨界流体が部分流路部22aに到達する。このとき、各流量調整管14を流れる超臨界流体の流量がそれぞれ同一となるため各部分流路部22aに供給される超臨界流体の流量が同一となる。
A supercritical fluid is supplied from the
このようにして循環流路管11から超臨界流体が各部分流路部22aに供給され、これら各部分流路部22aから当該部分流路部22aに接続される各流体吐出部21へ供給される。
In this way, the supercritical fluid is supplied from the circulation
その際、部分流路部22aが軸方向において内径が同一に構成されていることから、軸方向における各位置での圧力が同一となる。従って、共通(同一)の部分流路部22aに接続されている各流体吐出部21には、同一圧力で超臨界流体が供給され、共通の部分流路部22aに接続された一群(複数)の流体吐出部21,21,…から洗浄空間S内に吐出される超臨界流体の流量がそれぞれ同一となる。また、上記のように各部分流路部22aに供給される超臨界流体の流量が同一であるため、内壁25に設けられた全ての流体吐出部21から吐出される超臨界流体の流量がそれぞれ同一となる。
In that case, since the partial
洗浄空間S内に供給された超臨界流体は、各流体吐出部21から吐出される際、洗浄空間Sを規定する基板洗浄チャンバー20の内壁25から何れも平面視時計回りの方向に当該洗浄空間S内に吐出される。このように吐出されることで、超臨界流体は、内壁25側から洗浄空間Sの中心に向かって当該洗浄空間S内に配置された基板表面に沿って渦を形成しつつ流れる。この超臨界流体の渦によって当該基板wに対して擬似的な枚葉スピン洗浄が行われる。
When the supercritical fluid supplied into the cleaning space S is discharged from each
このとき、流路切換バルブ30は、一方(図5(a)において左側)の流体排出部23から超臨界流体が排出されるように切換えられている。そのため、前記渦状に流れる超臨界流体は、洗浄空間S内を内壁25側から中心に向かって基板wに沿うように流れ、当該洗浄空間Sの中心部で上側対向壁26中央部に形成された前記一方側の流体排出部23に向かって渦を巻きつつ上昇するように流れる(図5(a)参照)。
At this time, the flow
この状態で、流路切換バルブ30が切換えられると超臨界流体を洗浄空間Sから排出する流体排出部23が他方側(図5(a)において右側)に切り換わる。そのため、前記上昇する流れの向かう方向が切り換わり、これに伴って渦の中心部に形成される超臨界流体の流れの遅い領域(よどみ)pが移動する(図5(b)参照)。この流路切換バルブ30の切換えを繰り返すことで、前記よどみpは、基板w上を洗浄空間Sの径方向に沿って往復動する。前記流路切換バルブ30の切換タイミングは、タイマー(図示せず)によって所定の周期で行われる。このタイマーの切換え周期は任意に調整可能である。
In this state, when the flow
また、超臨界流体が前記渦を巻きつつ上昇するように流れる状態で、各流量調整手段13を制御することによって各流量調整管14を流れる超臨界流体の流量がそれぞれ調整され、前記よどみpを移動させることができる。具体的には、2つの開閉弁13a,13aが交互に開閉される。即ち、一方の開閉弁13aが開くと共に他方の開閉弁13aが閉まった状態になり、次に一方の開閉弁13aが閉ると共に他方の開閉弁13aが開いた状態となる。この各状態が所定時間ずつ繰り返されるように各開閉弁13aが流量制御手段Cによって制御されることで各流量調整管14を流れる超臨界流体の流量が調整される。
Further, the flow rate of the supercritical fluid flowing through each flow
詳細には、開閉弁13aが閉じた流量調整管14においては、第1の並列流路管14a内の超臨界流体の流れが止まり、第2の並列流路管14b内にだけ超臨界流体が流れる。そのため、開閉弁13aが閉じた流量調整管14には、オリフィス13bによって規定される流量(小流量)の超臨界流体が流れ、当該流量調整管14が接続された部分流路部22aに供給される。これに対し、開閉弁13aの開いた流量調整管14においては、前述のオリフィス13bに流量を規定される第2の並列流路管14b内を流れる超臨界流体に加え、第1の並列流路管14a内も超臨界流体が流れ、当該流量調整管14が接続された部分流路部22aにはこれらを併せた量(大流量)の超臨界流体が供給される。
Specifically, in the flow
このように各開閉弁13aを開閉することで各流量調整管14を流れる超臨界流体の流量を変えることができるため、一対の流量調整管14,14にそれぞれ設けられた開閉弁13a,13aが交互に開閉されるように制御することで、2つの部分流路部22a,22aに供給される超臨界流体の流量が交互に多くなる。
Since the flow rate of the supercritical fluid flowing through each flow
従って、一対の流量調整管14,14のうちの一方の流量調整管14の開閉弁13aが開いたとき、当該流量調整管14が接続された部分流路部22aに設けられた一群の流体吐出部21,21,…からは、大流量の超臨界流体が吐出され、他方の流量調整管14が接続された部分流路部22aに設けられた一群の流体吐出部21,21,…からは、小流量の超臨界流体が吐出される。このように、一方側の一群の流体吐出部21,21,…と他方側の一群の流体吐出部21,21,…との吐出量が異なることで、前記渦の中心が洗浄空間Sの中心位置から移動する(図6(a)の矢印参照)。次に、他方の流量調整管14の開閉弁13aが開いたときは、前記一方側の一群の流体吐出部21,21,…の吐出量と他方側との一群の流体吐出部21,21,…から吐出される吐出量が逆転し、渦の中心が径方向反対側に移動する(図6(b)の矢印参照)。この渦中心の位置の移動は、切換えバルブ30の切換えによる移動よりも大きく、よどみpの移動もより大きくなる。
Accordingly, when the on-off
このようにして、各流量調整管14における流量調整手段13の制御(本実施形態においては、開閉弁13aの開閉制御)による超臨界流体の流量の調整又は流路切換バルブ30の切換えのタイミングの調整によって、洗浄空間S内に形成される超臨界流体の渦中心の位置を基板w上で移動させることができる。
In this way, the control of the flow rate adjusting means 13 in each flow rate adjusting pipe 14 (in this embodiment, the on / off control of the on / off
さらに、前記流量調整手段13の制御(前記開閉弁13aの開閉制御)と流路切換バルブ30の切換えタイミングの調整とを組み合わせて制御することで、より自在に超臨界流体の渦中心の位置を移動させることができる。
Furthermore, the position of the vortex center of the supercritical fluid is more freely controlled by combining control of the flow rate adjusting means 13 (open / close control of the on-off
次に、本実施形態に係る基板洗浄装置10の作用及び効果を説明する。
Next, the operation and effect of the
基板洗浄装置10では、洗浄空間Sを規定する基板洗浄チャンバー20の内壁25側からこの内壁25に対して所定の角度αで当該洗浄空間S内に超臨界流体が吐出されることで、洗浄空間S内に配置された基板w表面に沿って超臨界流体の渦が形成される。この超臨界流体の渦によって当該基板w表面の洗浄が行われる。
In the
しかも、各流体吐出部21に超臨界流体を分配する分配流路22が2つの部分流路部22a,22aに分割され、これら部分流路部22a毎に循環流路管11、詳細には、流量調整管14から超臨界流体が供給される。そのため、流量調整管14の流量調整手段13を制御することで部分流路部22a毎に供給される超臨界流体の量の調整が可能となる。従って、洗浄空間S内に形成される超臨界流体の渦中心の位置変更が可能となる。即ち、前記渦中心が基板w上を移動する。
Moreover, the
このように渦中心の位置を変更することで、これに伴って当該渦中心に発生する流れの遅い領域、即ち、よどみpが一定の位置に留まらないようにでき、基板w表面のレジストの剥離処理を効果的に行うことができる。また、パーティクルが集中する位置も移動することになるため、基板w表面の前記渦中心に対応する位置での傷の発生が抑制される。 By changing the position of the vortex center in this way, it is possible to prevent the slow flow region generated at the vortex center, that is, the stagnation p from staying at a fixed position, so that the resist is peeled from the surface of the substrate w. Processing can be performed effectively. In addition, since the position where the particles are concentrated also moves, the generation of scratches at the position corresponding to the vortex center on the surface of the substrate w is suppressed.
また、各部分流路部22aは、それぞれ複数の流体吐出部21,21,…が接続される。そのため、同一の部分流路部22aに接続された一群の流体吐出部21の群毎の超臨界流体の吐出量が調整でき、それに応じて流体の渦中心の位置変更がより容易となる。
Moreover, each partial
また、複数の流体吐出部21,21,…は、内壁25に等間隔に設けられ且つ共通の平面(水平な仮想面)Vに沿って超臨界流体を吐出するように設けられる。そのため、洗浄空間S内に安定した超臨界流体の渦が形成され易くなり、当該超臨界流体の渦の制御、即ち、渦中心の位置を移動させる制御が行い易くなる。
Further, the plurality of
また、流体吐出部21の先端面は、内壁25の壁面と面一となっている。そのため、各流体吐出部21の先端面は、内壁面(内壁25の壁面)から洗浄空間S内に向かって突出していない。その結果、超臨界流体の流れは、各流体吐出部21によって乱されることなく、洗浄空間S内部に安定した超臨界流体の渦を形成する。
Further, the front end surface of the
また、各部分流路部22aには、それぞれ等しい数の流体吐出部21が接続されるため、より超臨界流体の渦の制御が行い易くなる。また、分配流路22は、軸方向における各位置での内径が同一に構成されるため、分配流路22内の軸方向における各位置での圧力がほぼ同一となり、分配流路22が分割された複数の部分流路部22a,22a,…の同一(共通の)部分流路部22aに接続された各流体吐出部21に同一圧力で超臨界流体が供給される。従って、共通の部分流路部22aにおける各流体吐出部21からの吐出量が同一となり、洗浄空間Sに吐出される超臨界流体の吐出量の制御(調整)が行い易くなる。その結果、洗浄空間S内に形成される渦の制御も行い易くなる。
In addition, since the same number of
しかも、分配流路22は、内壁25の壁面の外側で且つ壁面に沿って配設されるため、分配流路22(部分流路部22a)から各流体吐出部21先端面までの長さを同じにでき、より超臨界流体の渦の制御が行い易くなる。
In addition, since the
また、各部分流路部22aには、流量調整管(流量調整流路)14がそれぞれ接続され、各流量調整管14にはそれぞれ流量調整手段13が設けられている。そのため、各部分流路部22aに供給される超臨界流体の流量の調整がより容易になる。その結果、共通の部分流路部22aに接続された一群の流体吐出部21毎の超臨界流体の吐出量の制御(調整)がより行い易くなり、洗浄空間S内に形成される渦の制御もより行い易くなる。
In addition, a flow rate adjusting pipe (flow rate adjusting flow path) 14 is connected to each partial
尚、本発明の基板洗浄装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The substrate cleaning apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、本実施形態においては、分配流路22が2つの部分流路部22a,22aによって構成されているが、これに限定される必要はなく、3つ以上の部分流路部で構成されていてもよい。このように構成されることで、各部分流路部に接続される流量調整管における流量調整手段が制御されることによって、より自在に渦中心の位置を移動させることができる。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、流量調整手段13は、各流量調整管14に並列に設けられた開閉弁13a及びオリフィス13bによって構成されているが、これに限定される必要はなく、開口度を調整できる流量調整弁によって構成されてもよい。流量調整手段13としてこのような弁が用いられても、流量調整管内を流れる超臨界流体の流量を流量調整管毎に調整することが可能である。
Further, in the present embodiment, the flow rate adjusting means 13 is constituted by the on-off
10 基板洗浄装置
20 基板洗浄チャンバー
21 流体吐出部
22 分配流路
22a 部分流路部
23 流体排出部
25 内壁
26 上側対向壁(対向壁)
S 洗浄空間
w 基板
α 角度
DESCRIPTION OF
S Cleaning space w Substrate α Angle
Claims (8)
前記基板を洗浄するための洗浄空間を有する基板洗浄チャンバーを備え、
この基板洗浄チャンバーは、前記洗浄空間を規定する内壁に沿って間隔をおいて設けられ、且つ前記内壁に対して所定の角度で当該洗浄空間内に超臨界流体を吐出するための複数の流体吐出部と、
これら複数の流体吐出部に外部から供給される超臨界流体をそれぞれ分配するための分配流路と、
前記洗浄空間内に配置された前記基板に対向する対向壁に設けられ、且つ当該洗浄空間内の超臨界流体を外部へ排出するための流体排出部と、を有し、
前記分配流路は、複数の部分流路部に分割され、
各部分流路部は、外部から超臨界流体が供給され且つ前記流体吐出部が接続されることを特徴とする基板洗浄装置。 A substrate cleaning apparatus for cleaning the surface of a substrate with a supercritical fluid,
A substrate cleaning chamber having a cleaning space for cleaning the substrate;
The substrate cleaning chamber is provided at intervals along an inner wall that defines the cleaning space, and a plurality of fluid discharges for discharging supercritical fluid into the cleaning space at a predetermined angle with respect to the inner wall. And
A distribution flow path for distributing the supercritical fluid supplied from the outside to the plurality of fluid discharge portions,
A fluid discharge part provided on an opposing wall facing the substrate disposed in the cleaning space, and discharging the supercritical fluid in the cleaning space to the outside,
The distribution channel is divided into a plurality of partial channel parts,
The substrate cleaning apparatus, wherein each partial flow path section is supplied with a supercritical fluid from the outside and connected to the fluid discharge section.
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