(57)【要約】【課題】レジストの剥離処理における処理むらやパーティクルの集中による傷が生じ難い基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、主流路１２と、洗浄空間Ｓにそれぞれ連通される第１連通路３０及び第２連通路３５と、切り換え手段Ｓｗとを使用し、主流路１２の他端部１２ｂから第２連通路３５を通じて洗浄空間Ｓ内に超臨界流体が供給され且つ洗浄空間Ｓ内から第１連通路３０を通じて主流路１２の一端部１２ａに超臨界流体が排出される第１連通状態と、主流路１２の他端部１２ｂから第１連通路３０を通じて洗浄空間Ｓ内に超臨界流体が供給され且つ洗浄空間Ｓ内から第２連通路３５を通じて主流路１２の一端部１２ａに超臨界流体が排出される第２連通状態と、に切り換え手段Ｓｗを切り換えることを特徴とする。【選択図】図１
2009152292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を超臨界流体で洗浄するための洗浄空間を有する基板洗浄チャンバーと、
送液用のポンプを有し、一端部から他端部に向かって前記超臨界流体を流通させる主流路と、
前記洗浄空間に連通される第１連通路と、
前記洗浄空間に連通される第２連通路と、
前記主流路の一端部を前記第１連通路に連通させると共に前記主流路の他端部を前記第２連通路に連通させる第１連通状態と、前記主流路の一端部を前記第２連通路に連通させると共に前記主流路の他端部を前記第１連通路に連通させる第２連通状態と、に切り換える切り換え手段と、を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記第１連通路は、前記洗浄空間内に配置される基板の中央部に対向する位置で前記洗浄空間に連通し、
前記第２連通路は、前記洗浄空間内に配置される基板の外周部で前記洗浄空間に連通することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記第２連通路は、前記基板の周方向に間隔をおいて複数個所で前記洗浄空間に連通することを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記切り換え手段は、
第１開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第１連通路とを接続する第１接続路と、
第２開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第２連通路とを接続する第２接続路と、
第３開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第１連通路とを接続する第３接続路と、
第４開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第２連通路とを接続する第４接続路と、
前記第１及び第４開閉弁を開くと共に前記第２及び第３開閉弁を閉じた前記第１連通状態と、前記第１及び第４開閉弁を閉じると共に前記第２及び第３開閉弁を開いた前記第２連通状態と、に切り換える第１乃至第４開閉弁の開閉制御を行う開閉制御部と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
主流路から供給された超臨界流体を洗浄空間内に吐出させて基板の表面を洗浄する基板洗浄方法であって、
一端部から他端部に向かって超臨界流体を流通させる主流路と、前記洗浄空間にそれぞれ連通される第１連通路及び第２連通路と、これら主流路の各端部と第１及び第２連通路との連通状態を切り換える切り換え手段とを使用し、
前記主流路の他端部から第２連通路を通じて洗浄空間内に超臨界流体が供給され、且つ前記洗浄空間内から第１連通路を通じて主流路の一端部に超臨界流体が排出される第１連通状態と、
前記主流路の他端部から第１連通路を通じて洗浄空間内に超臨界流体が供給され、且つ前記洗浄空間内から第２連通路を通じて主流路の一端部に超臨界流体が排出される第２連通状態と、に前記切り換え手段を切り換えることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項６】
前記切り換え手段は、
第１開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第１連通路とを接続する第１接続路と、
第２開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第２連通路とを接続する第２接続路と、
第３開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第１連通路とを接続する第３接続路と、
第４開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第２連通路とを接続する第４接続路と、を備え、
前記第１及び第４開閉弁を開くと共に前記第２及び第３開閉弁を閉じた前記第１連通状態と、前記第１及び第４開閉弁を閉じると共に前記第２及び第３開閉弁を開いた前記第２連通状態と、に前記切り換え手段を切り換えることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及びこの基板洗浄装置を用いた基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、基板上にパターンを形成する場合、パターン形成後に不要となるレジストや、エッチングの時に生成して基板上に残存するパーティクルを基板から除去するための洗浄工程が必須工程となる。
【０００３】
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。
【０００４】
この超臨界流体を用いた洗浄方法を行う基板洗浄装置としては、基板洗浄室と、送液用の循環ポンプを有し、一端部から他端部に向かって前記超臨界流体を流通させる循環流路とを備えるものが知られている。この基板洗浄装置では、前記循環流路の他端部から基板洗浄室内に洗浄剤等が添加された超臨界流体が供給され、この超臨界流体が基板の表面（洗浄面）に沿って流れることで基板が洗浄される。この基板洗浄後の超臨界流体は、レジストやパーティクルと共に前記基板洗浄室から循環流路の一端部に排出される。この循環流路の一端部へ排出された超臨界流体は、再度、循環ポンプによって他端部に向けて送り出されて基板洗浄室内に供給される。このように、前記の基板洗浄装置においては、循環流路と基板洗浄室とを超臨界流体が循環しつつ、基板洗浄室内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基板表面の洗浄を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の基板洗浄装置においては、循環ポンプによって超臨界流体が循環流路内を一方向に流れる。そのため、基板洗浄室内では循環流路の他端部との連通部位から循環流路の一端部との連通部位、即ち、当該基板洗浄室内への超臨界流体の供給位置から当該基板洗浄室外への排出位置に向かって超臨界流体が一方向に流れる。この場合、基板上に流れの遅い場所や流れが集中する場所が発生し、レジストの剥離処理において処理むらやパーティクルの集中による基板表面の傷が生じる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、レジストの剥離処理における処理むらやパーティクルの集中による傷が生じ難い基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、基板を超臨界流体で洗浄するための洗浄空間を有する基板洗浄チャンバーと、送液用のポンプを有し、一端部から他端部に向かって前記超臨界流体を流通させる主流路と、前記洗浄空間に連通される第１連通路と、前記洗浄空間に連通される第２連通路と、前記主流路の一端部を前記第１連通路に連通させると共に前記主流路の他端部を前記第２連通路に連通させる第１連通状態と、前記主流路の一端部を前記第２連通路に連通させると共に前記主流路の他端部を前記第１連通路に連通させる第２連通状態と、に切り換える切り換え手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成では、切り換え手段を切り換えることで、主流路を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間内の前記超臨界流体の流れの向きを反転させることが可能になる。
【０００９】
即ち、切り換え手段が切り換えられると、第１連通路においては、洗浄空間から主流路の一端部へ向けた超臨界流体の流れが、主流路の他端部から洗浄空間へ向けた流れに切り換わり、一方、第２連通路においては、主流路の他端部から洗浄空間へ向けた超臨界流体の流れが、洗浄空間から主流路の一端部へ向けた流れに切り換わる、又は、それぞれ逆に切り換わる。そのため、主流路においては、常に一端部から他端部に向けて超臨界流体が流通し、洗浄空間においては、第２連通路との連通部位から第１連通路との連通部位に向けた超臨界流体の流れが前記切り換えによって反転し、第１連通路との連通部位から第２連通路との連通部位に向けた流れに切り換わる、又は、その逆に切り換わる。
【００１０】
その結果、超臨界流体が洗浄空間内を一方向に流れる場合に発生することのあった流れの遅い場所や流れの集中する場所が前記切り換えによって移動するため基板表面に対してレジストの剥離処理が均一に行われる。さらに、流れの集中する場所が移動することで、洗い流したパーティクルの集中する位置も移動することになり、基板表面の前記流れが集中する位置での傷の発生も抑制される。
【００１１】
しかも、主流路を流れる超臨界流体の向きが常に同一方向であるため、洗浄空間内で超臨界流体の流れを反転させる際にポンプを逆回転させる必要がなく、当該ポンプへの物理的負荷が抑制されて故障等が抑制される。
【００１２】
本発明に係る基板洗浄装置においては、前記第１連通路は、前記洗浄空間内に配置される基板の中央部に対向する位置で前記洗浄空間に連通し、前記第２連通路は、前記洗浄空間内に配置される基板の外周部で前記洗浄空間に連通する構成であってもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、第１連通路から超臨界流体が洗浄空間に供給される際に、当該洗浄空間内に配置される基板の中央部に向けて前記超臨界流体が吐出され、この超臨界流体が基板中央部に到達して、その後、周方向全体に広がる流れとなる。そのため、超臨界流体を基板に沿って流動させて基板全体を洗浄することができる。一方、切り換え手段を切り換えることで、この超臨界流体の流れを反転させることができる。
【００１４】
前記の構成においては、前記第２連通路は、前記基板の周方向に間隔をおいて複数個所で前記洗浄空間に連通する構成が好ましい。
【００１５】
このような構成とすることで、基板に沿った超臨界流体の流れが当該基板の周縁部の周方向全体から中央部へ向けての流れと、当該基板の中央部から周縁部の周方向全体へ向けての流れとに反転可能となる。そのため、基板表面全体がよりむらなく洗浄される。
【００１６】
また、前記切り換え手段は、第１開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第１連通路とを接続する第１接続路と、第２開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第２連通路とを接続する第２接続路と、第３開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第１連通路とを接続する第３接続路と、第４開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第２連通路とを接続する第４接続路と、前記第１及び第４開閉弁を開くと共に前記第２及び第３開閉弁を閉じた前記第１連通状態と、前記第１及び第４開閉弁を閉じると共に前記第２及び第３開閉弁を開いた前記第２連通状態と、に切り換える第１乃至第４開閉弁の開閉制御を行う開閉制御部と、を有する構成が好ましい。
【００１７】
このように構成されることで、開閉弁を有する流路とこの開閉弁の開閉制御を行う開閉制御部といった簡単な構成によって、主流路を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間内の流れを反転させることが可能になる。
【００１８】
また、上記課題を解消すべく、本発明に係る基板洗浄方法は、主流路から供給された超臨界流体を洗浄空間内に吐出させて基板の表面を洗浄する基板洗浄方法であって、一端部から他端部に向かって超臨界流体を流通させる主流路と、前記洗浄空間にそれぞれ連通される第１連通路及び第２連通路と、これら主流路の各端部と第１及び第２連通路との連通状態を切り換える切り換え手段とを使用し、前記主流路の他端部から第２連通路を通じて洗浄空間内に超臨界流体が供給され、且つ前記洗浄空間内から第１連通路を通じて主流路の一端部に超臨界流体が排出される第１連通状態と、前記主流路の他端部から第１連通路を通じて洗浄空間内に超臨界流体が供給され、且つ前記洗浄空間内から第２連通路を通じて主流路の一端部に超臨界流体が排出される第２連通状態と、に前記切り換え手段を切り換えることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、前記同様、切り換え手段を切り換えることで、主流路を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間内の前記超臨界流体の流れを反転させることが可能になる。
【００２０】
そのため、超臨界流体が洗浄空間内を一方向に流れる場合に発生することのあった流れの遅い場所や流れの集中する場所が前記切り換えによって移動し、基板表面に対してレジストの剥離処理が均一に行われる。さらに、流れの集中する場所が移動することで、洗い流したパーティクルの集中する位置も移動することになり、基板表面の前記流れが集中する位置での傷の発生も抑制される。
【００２１】
また、本発明に係る基板洗浄方法においては、前記切り換え手段は、第１開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第１連通路とを接続する第１接続路と、第２開閉弁を有し、前記主流路の一端部と第２連通路とを接続する第２接続路と、第３開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第１連通路とを接続する第３接続路と、第４開閉弁を有し、前記主流路の他端部と第２連通路とを接続する第４接続路と、を備え、前記第１及び第４開閉弁を開くと共に前記第２及び第３開閉弁を閉じた前記第１連通状態と、前記第１及び第４開閉弁を閉じると共に前記第２及び第３開閉弁を開いた前記第２連通状態と、に前記切り換え手段を切り換える構成が好ましい。
【００２２】
このように構成されることで、前記同様、開閉弁を有する流路とこの開閉弁の開閉制御を行う開閉制御部といった簡単な構成によって、主流路を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間内の流れを逆転させることが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
以上より、本発明によれば、レジストの剥離処理における処理むらやパーティクルの集中による傷が生じ難い基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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」とも称する。）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を、パターン倒れを生じさせないように洗浄する際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。
【００２６】
具体的には、図１及び図２に示されるように、基板洗浄装置１０は、超臨界流体を循環させるための循環流路１１と、洗浄空間Ｓを有し、循環流路１１から供給された超臨界流体を用いて洗浄空間Ｓ内に収容された基板ｗのレジスト剥離処理及び洗浄処理が行われる基板洗浄チャンバー４０と、を備える。
【００２７】
循環流路１１は、一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて超臨界流体を流通させる主流路管１２と、一端部が基板洗浄チャンバー４０の洗浄空間Ｓにそれぞれ連通される第１連通路３０及び第２連通路３５と、主流路管１２の各端部（一端部１２ａ又は他端部１２ｂ）と第１又は第２連通路３０，３５の他端部とを接続する接続部Ｊとで構成されている。
【００２８】
主流路管１２は、中間部に当該主流路管１２内の超臨界流体を一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて送液するための循環ポンプ１７を有している。また、主流路管１２の一端部１２ａの下流且つ循環ポンプ１７の上流側に、上流側から順に排気管（排気ライン）１８、二酸化炭素（ＣＯ２）供給管（ＣＯ２供給ライン）１９、洗浄剤（添加薬）供給管（洗浄剤供給ライン）２０が接続されている。排気管１８に設けられたバルブ１８ａの開閉により主流路管１２からの二酸化炭素の排気が行われる。二酸化炭素供給管１９に設けられたバルブ１９ａの開閉により主流路管１２への二酸化炭素の供給が行われる。洗浄剤供給管２０に設けられたバルブ２０ａの開閉により主流路管１２への洗浄剤の供給が行われる。
【００２９】
また、主流路管１２には、循環ポンプ１７の下流側且つ他端部１２ｂの上流側にフィルター２１が設けられている。このフィルター２１は、基板洗浄チャンバー４０内で基板ｗのレジスト剥離及び洗浄処理が行われた際に発生し、循環流路１１内を超臨界流体と共に循環する剥離レジスト片やパーティクルが基板ｗに対して再度付着するといったトラブルを防ぐため、前記レジスト片やパーティクルの除去を行うためのものである。
【００３０】
接続部Ｊは、第１から第４の４つのポートＪ１乃至Ｊ４を有し、第１ポートＪ１には主流路管１２の他端部１２ｂが接続され、第２ポートＪ２には主流路管１２の一端部１２ａが接続され、第３ポートＪ３には第１連通路３０の他端部が接続され、第４ポートＪ４には第２連通路３５の他端部が接続されている。この接続部Ｊは、後述する第１連通状態と第２連通状態とに切り換え可能に構成されている。本実施形態においては、接続部Ｊは、４つの接続管１３乃至１６で構成されている。この４つの接続管１３乃至１６は、第１開閉弁１３ａを有し、主流路管１２の一端部１２ａと第１連通路３０の他端部とを接続する第１接続管１３と、第２開閉弁１４ａを有し、主流路管１２の一端部１２ａと第２連通路３５の他端部とを接続する第２接続管１４と、第３開閉弁１５ａを有し、主流路管１２の他端部１２ｂと第１連通路３０の他端部とを接続する第３接続管１５と、第４開閉弁１６ａを有し、主流路管１２の他端部１２ｂと第２連通路３５の他端部とを接続する第４接続管１６とである。
【００３１】
第１乃至第４開閉弁１３ａ乃至１６ａは、第１乃至第４接続管１３乃至１６内をそれぞれ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つの状態間で切り換え可能な弁である。本実施形態においては、エアーオペレートバルブが用いられている。これら各開閉弁１３ａ乃至１６ａの開閉制御は、開閉制御部Ｃ１によって行われる。
【００３２】
開閉制御部Ｃ１は、当該基板洗浄装置１０の制御を行う装置制御部Ｃの一部を構成している。この開閉制御部Ｃ１は、装置制御部Ｃに記憶されたプログラムで構成されてもよく、装置制御部Ｃに取り付けられた開閉弁制御用の制御機器で構成されていてもよい。尚、この開閉制御部Ｃ１の制御の詳細については後述する。
【００３３】
前記の開閉弁１３ａ乃至１６ａを有する第１乃至第４接続管１３乃至１６と、第１乃至第４開閉弁１３ａ乃至１６ａの開閉制御を行う開閉制御部Ｃ１によって、切り換え手段Ｓｗが構成される。この切り換え手段Ｓｗによって、主流路管１２の一端部１２ａを第１連通路３０の他端部に連通させると共に主流路管１２の他端部１２ｂを第２連通路３５の他端部に連通させる第１連通状態と、主流路管１２の一端部１２ａを第２連通路３５の他端部に連通させると共に主流路管１２の他端部１２ｂを第１連通路３０の他端部に連通させる第２連通状態と、に切り換えることができる。
【００３４】
基板洗浄チャンバー４０は、図３にも示されるように、第２連通路３５の一端部を構成する第１分岐流路３７及び複数の第２分岐流路３８，３８，…と、洗浄空間Ｓ内の超臨界流体を外部へ排出（又は内部へ供給）するための流体通過口４１ａ，４１ｂと、を有する。尚、第１分岐流路３７及び第２分岐流路３８の詳細については後述する。
【００３５】
基板洗浄チャンバー４０の洗浄空間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４２と、互いに対向する上下一対の対向壁（上側対向壁４３及び下側対向壁４４）と、によって規定されている。内壁４２は、その壁面が平面視円形で、当該内壁４２には複数の第２分岐流路３８，３８，…が設けられている。下側対向壁４４は、昇降可能なステージ４５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４５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（図示せず）が開閉する。
【００３６】
上側対向壁４３は、周縁部４３ａ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）の流体通過口４１ａ，４１ｂが設けられている。
【００３７】
各流体通過口４１ａ又は４１ｂは、基板洗浄チャンバー４０の外部に配置された後述の流路切換バルブ３２に切換管３１ａ，３１ｂを通じてそれぞれ接続されている。尚、これらの流路切換バルブ３２及び切換管３１ａ，３１ｂは、後述するように第１連通路３０の一端部を構成している。
【００３８】
第１連通路３０は、一端部が洗浄空間Ｓ内に配置される基板ｗの中央部に対向する位置で洗浄空間Ｓに連通し、他端部が接続部Ｊを介して主流路管１２の一端部１２ａ及び他端部１２ｂに接続される。本実施形態においては、第１連通路３０の他端部は、第１接続管１３を介して主流路管１２の一端部１２ａと接続されると共に第３接続管１５を介して主流路管１２の他端部１２ｂと接続される。この第１連通路３０の一端部側には、端部から順に一対の切換管３１ａ，３１ｂと流路切換バルブ３２とが設けられ、各切換管３１は、基板洗浄チャンバー４０に設けられた前記の流体通過口４１ａ，４１ｂを介して洗浄空間Ｓと連通している。即ち、一方の流体通過口４１ａが一方の切換管３１ａを通じて流路切換バルブ３２に連通し、他方の流体通過口４１ｂが他方の切換管３１ｂを通じて流路切換バルブ３２に連通している。
【００３９】
流路切換バルブ３２は、一方の切換管３１ａ内と他方の切換管３１ｂ内とを交互に超臨界流体が流通するように流路を切り換えるためのバルブである。
【００４０】
第２連通路３５は、一端部が洗浄空間Ｓ内に配置される基板ｗの外周部で洗浄空間Ｓに連通し、他端部が接続部Ｊを介して主流路管１２の一端部１２ａ及び他端部１２ｂに接続される。本実施形態においては、第２連通路３５の他端部は、第２接続管１４を介して主流路管１２の一端部１２ａと接続されると共に第４接続管１６を介して主流路管１２の他端部１２ｂと接続される。具体的には、第２連通路３５の前記一端部は、洗浄空間Ｓに配置された基板ｗの周方向に間隔をおいて複数個所で当該洗浄空間Ｓに連通する。詳細には、第２連通路３５は、一端部が基板洗浄チャンバー４０内に接続されると共に他端部が接続部Ｊの第４ポートＪ４に接続されて一本の流路を形成する本管３６と、この本管３６の一端部に接続されて洗浄空間Ｓを囲むような位置に配置される第１分岐流路３７と、第１分岐流路３７と洗浄空間とを連通させる複数の第２分岐流路３８，３８，…と、で構成されている。このように、第２連通路３５は、その一部、即ち、第１分岐流路３７、複数の第２分岐流路３８，３８，…及び本管３６の一端部が基板洗浄チャンバー４０内に配置されている。
【００４１】
本管３６は、一端部が前記のように基板洗浄チャンバー４０内に形成される第１分岐流路３７と接続され、他端部が第２接続管１４を介して主流路管１２の一端部１２ａと接続されると共に第４接続管１６を介して主流路管１２の他端部１２ｂと接続される。
【００４２】
第１分岐流路３７は、本管３６から供給される超臨界流体を複数の第２分岐流路３８，３８，…に分配する、又は各第２分岐流路３８からの超臨界流体を合流させて本管３６に供給するための流路である。この第１分岐流路３７は、洗浄空間Ｓを規定する内壁４２の壁面と同心となるような円環状の流路に形成されている。また、第１分岐流路３７は、内壁４２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。
【００４３】
第１分岐流路３７には、複数の第２分岐流路３８，３８，…が接続されており、これら第２分岐流路３８，３８，…の内径は、第１分岐流路３７の内径よりも小さくなるように形成されている。複数の第２分岐流路３８，３８，…は、内壁４２に沿って間隔をおいて設けられ且つ内壁４２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（供給）できるようにそれぞれ設けられている。詳細には、複数の第２分岐流路３８，３８，…は、内壁４２の周方向に沿って等間隔となるように当該内壁４２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、全ての第２分岐流路３８，３８，…が下側対向壁４４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。各第２分岐流路３８は、内壁４２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するように設けられている。また、各第２分岐流路３８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に沿って時計回りに湾曲した円弧状に形成されている。また、各第２分岐流路３８は、洗浄空間Ｓ側の先端面が内壁４２の壁面と面一となるように内壁４２に設けられている。
【００４４】
尚、本実施形態においては、各第２分岐流路３８は、内壁４２を前記仮想面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４２を併せることによって形成されてもよく、管材を内壁４２に埋め込むことで形成されてもよい。
【００４５】
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の動作について図４（ａ）及び図４（ｂ）も参照しつつ説明する。
【００４６】
まず、ステージ４５が降下し、その降下した状態で基板洗浄チャンバー４０に開いた基板挿入口から基板ｗが洗浄空間Ｓ内に搬入される。基板ｗが搬入された後、ステージ４５が上昇して基板挿入口が閉じられ、洗浄空間Ｓ内が液密及び気密状態となる。
【００４７】
次に、バルブ１８ａ及び２０ａが閉じた状態でバルブ１９ａが開放されて二酸化炭素供給管１９から循環流路１１及び基板洗浄チャンバー４０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２０ａが一時開かれて洗浄剤供給管２０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１７により超臨界流体が前記循環サイクル内を循環する。
【００４８】
このとき、切り換え手段Ｓｗによって、接続部Ｊを構成する各接続管１３乃至１６は、第１連通状態となっている。即ち、開閉制御部Ｃ１によって、第１及び第４開閉弁１３ａ，１６ａが開かれると共に第２及び第３開閉弁１４ａ，１５ａが閉じられる。
【００４９】
この第１連通状態では、主流路管１２内を一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて超臨界流体が流通する。そして、主流路管１２の他端部１２ｂから第２連通路３５を通じて洗浄空間Ｓ内に超臨界流体が供給され、且つ当該洗浄空間Ｓ内から第１連通路３０を通じて主流路管１２の一端部１２ａに超臨界流体が排出される。従って、この第１連通状態では、洗浄空間Ｓ内を超臨界流体が第２連通路３５との連通部位から第１連通路３０との連通部位に向けて、即ち、各第２分岐流路３８から流体通過口４１ａ，４１ｂに向かって流れる（図４（ａ）参照）。
【００５０】
詳細には、第１連通状態では、主流路管１２の他端部１２ｂから接続部Ｊの第４接続管１６を通じて第２連通路３５の本管３６に超臨界流体が供給される。この本管３６に供給された超臨界流体は、当該本管３６によって基板洗浄チャンバー４０内に導入される。そして、導入された超臨界流体は、第１分岐流路３７によって各第２分岐流路３８に分配され、各第２分岐流路３８から洗浄空間Ｓ内に吐出される。洗浄空間Ｓ内に吐出された超臨界流体は、流体通過口４１ａ，４１ｂに向かって基板表面を流動する。このようにして超臨界流体が基板表面に沿って流動することで、当該基板ｗのレジスト剥離処理及び洗浄処理が行われる。そして、流体通過口４１ａ，４１ｂに到達した超臨界流体は、流体通過口４１ａ，４１ｂの片方を通じて洗浄空間Ｓ内から排出される。この排出された超臨界流体は、第１連通路３０から第１接続管１３を通じて主流路管１２の一端部１２ａに流れる。
【００５１】
超臨界流体が洗浄空間Ｓに吐出される際、第１分岐流路３７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、各第２分岐流路３８には、同一圧力で超臨界流体が供給され、各第２分岐流路３８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。
【００５２】
洗浄空間Ｓ内に供給された超臨界流体は、各第２分岐流路３８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４０の内壁４２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４２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。
【００５３】
この状態で、所定時間経過した後、切り換え手段Ｓｗによって、接続部Ｊを構成する各接続管１３乃至１６が第２連通状態に切り換えられる。即ち、開閉制御部Ｃ１によって、第１及び第４開閉弁が閉じられると共に第２及び第３開閉弁が開かれる。このように各開閉弁１３ａ乃至１６ａが開閉されることで、主流路管１２の他端部１２ｂから第１連通路３０を通じて洗浄空間Ｓ内に超臨界流体が供給され、且つ洗浄空間Ｓ内から第２連通路３５を通じて主流路管１２の一端部１２ａから超臨界流体が排出される。
【００５４】
詳細には、第２連通状態では、主流路管１２の他端部１２ｂから第３接続管１５を通じて第１連通路３０に超臨界流体が供給される。第１連通路３０に供給された超臨界流体は、当該第１連通路３０を流れ、流体通過口４１ａ，４１ｂの片方を通じて洗浄空間Ｓ内に吐出（供給）される。洗浄空間Ｓ内に吐出された超臨界流体は、基板表面の中央部に到達後、各第２分岐流路３８に向かって基板ｗの周方向全体に広がる流れとなる。洗浄空間Ｓの内壁４２に到達した超臨界流体は、各第２分岐流路３８から排出される。各第２分岐流路３８から排出された超臨界流体は、第１分岐流路３７で合流して本管３６に送られ、当該本管３６を通じて基板洗浄チャンバー４０外に排出される。この排出された超臨界流体は、第２接続管１４を通じて主流路管１２の一端部１２ａに供給される。
【００５５】
前記のように接続部Ｊを構成する各接続管１３乃至１６が第１連通状態から第２連通状態に切り換えられることで、主流路管１２を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間Ｓにおいては、第２連通路３５との連通部位（各第２分岐流路３８）から第１連通路３０との連通部位（流体通過口４１ａ，４１ｂ）に向けた超臨界流体の流れが前記切り換えによって反転し、第１連通路３０との連通部位（流体通過口４１ａ，４１ｂ）から第２連通路３５との連通部位（各第２分岐流路３８）に向けた流れに切り換わる（図４（ｂ）参照）。
【００５６】
その後、第２連通状態から第１連通状態に再度切り換えられ、この切り換えを１回又は複数回繰り返す。このように、切り換え手段Ｓｗによって連通状態が第１から第２連通状態、又は第２から第１連通状態に切り換えられると、洗浄空間Ｓ内を流れる超臨界流体の流れが、その都度反転する。尚、接続部Ｊ（本実施形態においては、第１乃至第４接続管１３乃至１６）が第１連通状態と第２連通状態との間を交互に切り換えられても、主流路管１２においては、常に一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて超臨界流体が流通している。また、切り換え手段Ｓｗの切り換えタイミングは、開閉制御部Ｃ１によって所定の周期で行われ、この周期は任意に調整可能である。
【００５７】
一方、流路切換バルブ３２においては、最初に一方の切換管３１ａを超臨界流体が流通することで一方の流体通過口４１ａから超臨界流体が洗浄空間Ｓ内に供給又は洗浄空間Ｓ内から排出されるように切り換えられている。この状態で、流路切換バルブ３２が切り換えられると超臨界流体が流通可能な切換管が他方の切換管３１ｂに切り換えられる。このように切り換えられることで、洗浄空間Ｓから排出又は供給される流体通過口が他方側の流体通過口４１ｂに切り換わる。そのため、超臨界流体が洗浄空間Ｓに供給又は洗浄空間Ｓから排出される位置が、一方の流体通過口４１ａから他方の流体通過口４１ｂに切り換わり、洗浄空間Ｓ内を流通する超臨界流体の流れが変化する。前記流路切換バルブ３２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。このタイマーの切り換え周期は任意に調整可能である。
【００５８】
尚、切り換え手段Ｓｗの切り換えのみで、洗浄空間Ｓ内に形成される超臨界流体の流れに生じていた流れの遅い場所や流れの集中する場所が移動してレジストの剥離処理が均一に行われ、さらに、パーティクルの集中による傷の発生が抑制されれば、上側対向壁４３に設けられる流体通過口は１つだけでもよい。また、流体通過口が上側対向壁４３に３つ以上設けられることで、さらに自在に超臨界流体の流れの制御が可能となる。尚、流体通過口が１つの場合、流路切換バルブ３２及び切換管を３１ａ，３１ｂを用いなくてもよい。この場合、第１連通路３０は、一端部から他端部までを一本の管材等で構成される。また、流体通過口が３つ以上の場合、これら流体通過口に対応する数の切換管が配置され、これら複数の切換管における洗浄空間Ｓと反対側の端部には、１又は複数の切換管を順に超臨界流体が流通可能となるように流路を切り換えることができる流路切換バルブが設けられる。
【００５９】
以上のように洗浄空間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、切り換え手段Ｓｗ（開閉制御部Ｃ１）による接続部Ｊにおける連通状態の切り換え、即ち、各接続管１３乃至１６の開閉弁１３ａ乃至１６ａの開閉制御及びタイマー（図示せず）による流路切換バルブ３２の切り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の反転等が制御され、基板ｗの洗浄が行われる。基板ｗの洗浄が終了すると、排気管１８のバルブ１８ａが開けられ、前記循環サイクル内から当該排気管１８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。
【００６０】
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。
【００６１】
基板洗浄装置１０では、切り換え手段Ｓｗが切り換えられることで、主流路管１２を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間Ｓ内の超臨界流体の流れの向きを反転させることが可能になる。
【００６２】
即ち、切り換え手段Ｓｗが切り換えられると、第１連通路３０においては、洗浄空間Ｓから主流路管１２の一端部１２ａへ向けた流れが、主流路管１２の他端部１２ｂから洗浄空間Ｓへ向けた超臨界流体の流れに切り換わる。一方、第２連通路３５においては、主流路管１２の他端部１２ｂから洗浄空間Ｓへ向けた流れが、洗浄空間Ｓから主流路管１２の一端部１２ａへ向けた超臨界流体の流れに切り換わる。又は、各連通路３０，３５において、それぞれ逆に切り換わる。そのため、主流路管１２においては、常に一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて超臨界流体が流通するのに対し、洗浄空間Ｓにおいては、第２連通路３５との連通部位（各第２分岐流路３８）から第１連通路３０との連通部位（流体排出部４１）に向けた超臨界流体の流れが前記切り換えによって反転し、第１連通路３０との連通部位から第２連通路３５との連通部位に向けた流れに切り換わる。又は、その逆に切り換わる。
【００６３】
その結果、超臨界流体が洗浄空間Ｓ内を一方向に流れる場合に発生することのあった流れの遅い場所や流れの集中する場所が前記切り換えによって移動するため基板表面に対してレジストの剥離処理が均一に行われる。さらに、流れの集中する場所が移動することで、洗い流したパーティクルの集中する位置も移動することになり、基板表面の前記流れが集中する位置での傷の発生も抑制される。
【００６４】
しかも、主流路管１２を流れる超臨界流体の向きが常に同一方向であるため、洗浄空間Ｓ内で超臨界流体の流れを反転させる際に循環ポンプ１７を逆回転させる必要がなく、当該循環ポンプ１７への物理的負荷が抑制されて故障等が抑制される。
【００６５】
また、第１連通路３０は、洗浄空間Ｓ内に配置される基板ｗの中央部に対向する位置で、また、第２連通路３５は、洗浄空間Ｓ内に配置される基板ｗの外周部で洗浄空間Ｓにそれぞれ連通する。そのため、第１連通路３０から超臨界流体が洗浄空間Ｓに供給される際に（第２連通状態において）、当該洗浄空間Ｓ内に配置される基板ｗの中央部に向けて超臨界流体が吐出される。この超臨界流体が基板中央部に到達して、その後、周方向全体に広がる流れとなる。その結果、超臨界流体を基板ｗに沿って流動させて基板全体を洗浄することができる。一方、切り換え手段Ｓｗを切り換える（第２連通状態から第１連通状態に切り換える）ことでこの超臨界流体の流れを反転させることができる。
【００６６】
また、第２連通路３５は、基板ｗの周方向に間隔をおいて複数個所で洗浄空間Ｓに連通する。そのため、基板ｗに沿った超臨界流体の流れが当該基板ｗの周縁部の周方向全体から中央部へ向けての流れと、当該基板ｗの中央部から周縁部の周方向全体へ向けての流れとに反転可能となる。そのため、基板表面全体がよりむらなく洗浄される。
【００６７】
また、切り換え手段Ｓｗは、開閉弁１３ａ乃至１６ａを有する第１乃至第４接続管１３乃至１６とこれらの開閉弁１３ａ乃至１６ａの開閉制御を行う開閉制御部Ｃ１といった簡単な構成によって、主流路管１２を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間Ｓ内の流れを反転させることが可能になる。
【００６８】
また、上記基板洗浄装置１０を用いた基板洗浄方法では、洗浄空間Ｓ内に形成される超臨界流体の渦によって基板表面の洗浄が行われる。さらに、切り換え手段Ｓｗを切り換えることで、主流路管１２を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間Ｓ内の超臨界流体の流れを反転させることが可能になる。そのため、前記同様、超臨界流体が洗浄空間Ｓ内を一方向に流れる場合に発生することのあった流れの遅い場所や流れの集中する場所が前記切り換えによって移動し、基板表面に対してレジストの剥離処理が均一に行われ、基板表面の傷の発生も抑制される。
【００６９】
また、前記の方法において、切り換え手段Ｓｗを開閉弁１３ａ乃至１６ａを有する第１乃至第４接続管１３乃至１６とこれら開閉弁１３ａ乃至１６ａの開閉制御を行う開閉制御部Ｃ１といった簡単な構成とすることによって、前記同様、主流路管１２を流通する超臨界流体の流れの向きを変えることなく、洗浄空間Ｓ内の流れを逆転させることが可能になる。
【００７０】
尚、本発明の基板洗浄装置１０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。
【００７１】
本実施形態においては、切り換え手段Ｓｗは、開閉弁を備えた第１乃至第４接続管１３乃至１６と開閉制御部Ｃ１とで構成されているが、これに限定される必要はなく、例えば、四路切換弁と当該四路切換弁を制御する四路切換弁制御部とで構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成図を示す。
【図２】同実施形態に係る基板洗浄装置における基板洗浄チャンバーの一部拡大構成図を示す。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における一部拡大構成図を示す。
【図４】同実施形態に係る基板洗浄装置において、（ａ）は第１連通状態の超臨界流体の流れを示す図であり、（ｂ）は第２連通状態の超臨界流体の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０   基板洗浄装置
１２   主流路管（主流路）
１２ａ 一端部
１２ｂ 他端部
１３   第１接続管（第１接続路）
１３ａ 第１開閉弁
１４   第２接続管（第２接続路）
１４ａ 第２開閉弁
１５   第３接続管（第３接続路）
１５ａ 第３開閉弁
１６   第４接続管（第４接続路）
１６ａ 第４開閉弁
１７   循環ポンプ（ポンプ）
３０   第１連通路
３５   第２連通路
４０   基板洗浄チャンバー
Ｃ１   開閉制御部
Ｓ     洗浄空間
Ｓｗ   切り換え手段
ｗ     基板
【図１】
2009152292.tif 000003
【図２】
2009152292.tif 000004
【図３】
2009152292.tif 000005
【図４】
2009152292.tif 000006