基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
【課題】高圧流体を使用した被処理基板の処理を行う際に、この処理が行われる処理容器に設けられた配管を介した他の機器への高圧流体の流れ込みを防止することが可能な基板処理装置等を提供する。
【解決手段】処理容器３１では、超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体により、被処理基板Ｗに対して処理を行い、この処理容器３１には流体の流れ方向に第１の配管部材７１及び第２の配管部材７２に分割され、流体が通流する配管４０６、４０８、４１１が接続されている。接離機構７０は、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１、第２の配管部材７１、７２の少なくとも一方側を移動させ、開閉弁７４１、７４２は第１、第２の配管部材７１、７２に各々設けられ、これら配管部材７１、７２を離間させるときに閉じられる。
【解決手段】処理容器３１では、超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体により、被処理基板Ｗに対して処理を行い、この処理容器３１には流体の流れ方向に第１の配管部材７１及び第２の配管部材７２に分割され、流体が通流する配管４０６、４０８、４１１が接続されている。接離機構７０は、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１、第２の配管部材７１、７２の少なくとも一方側を移動させ、開閉弁７４１、７４２は第１、第２の配管部材７１、７２に各々設けられ、これら配管部材７１、７２を離間させるときに閉じられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流相や亜臨界流体である高圧流体を利用して被処理基板を処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程などにおいては、薬液などの洗浄液によりウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜を除去するなど、液体を利用してウエハ表面を処理する工程が設けられている。
【０００３】
例えばウエハの洗浄を行う枚葉式のスピン洗浄装置は、ノズルを用いてウエハの表面にアルカリ性や酸性の薬液を供給しながらウエハを回転させることによってウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去する。この場合にはウエハ表面は、純水などを利用したリンス洗浄により残った薬液が除去された後、ウエハを回転させて残った液体を振り飛ばす振切乾燥などによって乾燥される。
【０００４】
ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、例えばウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れて液体の多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。
【０００５】
こうしたパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として超臨界状態や亜臨界状態の流体（以下、これらをまとめて高圧流体という）を用いた乾燥方法が知られている。高圧流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、高圧流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで、液体の付着した状態のウエハを高圧流体と置換し、しかる後、高圧流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。
【０００６】
ここで特許文献１には、洗浄部にて洗浄された基板を乾燥処理室内に搬送し、次いで当該乾燥処理室内の圧力が乾燥処理用流体（本例では二酸化炭素）の臨界圧以上となるように予め昇圧してから、当該乾燥処理室内に超臨界状態の乾燥流体を供給することにより基板の乾燥を行う技術が記載されている。この技術では、処理を終えた乾燥流体は乾燥処理室から排出され、乾燥処理室内を大気圧に減圧することにより乾燥処理が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：段落００２５〜００２９、段落００３８〜００３９、図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように乾燥用流体を利用した基板の乾燥処理が行われるチャンバーは、当該チャンバーに乾燥用流体を供給するための配管（特許文献１では、供給ノズル、排出口と記載されている）が接続されており、この配管を介して乾燥用流体の供給部や排出部に繋がれている。
【０００９】
ところが高圧流体を利用したウエハなどの被処理基板の乾燥処理においては、臨界圧力以上、またはこの圧力付近まで昇圧された流体が用いられ、また流体の種類によっては臨界温度も高温となる。このため、こうした高圧流体が処理容器に接続された配管を介して、その上流側や下流側に流出するとこれらの領域の圧力や温度が急激に上昇して機器を損傷してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧流体を使用した被処理基板の処理を行う際に、この処理が行われる処理容器に設けられた配管を介した他の機器への高圧流体の流れ込みを防止することが可能な基板処理装置、基板処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る基板処理装置は、原料を超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持しながら高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器に接続されると共に、流体の流れ方向に第１の配管部材及び第２の配管部材に分割され、流体が通流する配管と、
前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、
前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
前記基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器と、液体状態の原料を高圧流体状態とするために前記準備容器を加熱する加熱機構及び、前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却するための冷却機構と、を備え、前記準備容器に設けられた流体を通流させるための配管は、流体の流れ方向に第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていること。
（ｂ）前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する前記接離機構を備えた配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する接離機構を備えた配管とが共通化され、前記準備容器は被処理基板の処理を終えた後の流体を回収し、液体状態の原料として収容する回収容器を兼ねること。
（ｃ）前記配管には、第１の配管部材と第２の配管部材とを離間させたときに流れ出た流体を集めて排出する排出路を備えた流体受け部が設けられていること。
（ｄ）前記流体受け部は、周囲の雰囲気から前記開口部を区画する筐体として構成されていること。
（ｅ）前記第１の配管部材及び第２の配管部材の双方の開閉弁を閉じてからこれらの配管部材を離間させる離間動作と、これらの配管部材を接続してから双方の開閉弁を開く接続動作とを実行するように制御信号を出力する制御部を備えていること。
（ｆ）前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であること。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高圧流体による被処理基板の処理を行う処理容器に接続された配管が流体の流れ方向に、第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、接離機構を利用してこれらの配管部材を互いに接続する位置と、離間させる位置との間で移動させる。そして第１、第２の配管部材同士を離間させるとき、これらの配管部材に設けられた開閉弁を閉じるので、処理容器内の高圧流体が配管を介して他の機器へ流れ込むことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の洗浄処理システムの平面図である。
【図２】前記洗浄処理システム内の洗浄装置の一例を示す縦断側面図である。
【図３】本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。
【図４】前記超臨界処理装置の分解斜視図である。
【図５】前記超臨界処理装置の配管に設けられている配管接離部の斜視図でる。
【図６】前記配管接離部に設けられた接離機構の構成及び動作を説明するための第１の横断平面図である。
【図７】前記接離機構の構成及び動作を説明するための第２の横断平面図である。
【図８】前記超臨界処理装置への処理流体の供給、排出系統を示す説明図である。
【図９】前記超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図１０】前記超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図１１】前記超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図１２】前記超臨界処理装置の作用を示す第４の説明図である。
【図１３】前記超臨界処理装置の作用を示す第５の説明図である。
【図１４】前記超臨界処理装置の作用を示す第６の説明図である。
【図１５】前記超臨界処理装置の作用を示す第７の説明図である。
【図１６】前記超臨界処理装置の作用を示す第８の説明図である。
【図１７】前記準備回収部に設けられているスパイラル管の内部の様子を示す第１の説明図である。
【図１８】前記スパイラル管の内部の様子を示す第２の説明図である。
【図１９】他の実施の形態に係る超臨界処理装置の斜視図である。
【図２０】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図２１】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図２２】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の基板処理装置を備えた基板処理システムの一例として、被処理基板であるウエハＷに洗浄液を供給して洗浄処理を行う洗浄装置２と、高圧状態の流体（高圧流体）であるＩＰＡの超臨界流体（超臨界状態の流体）を利用して前記洗浄処理後のウエハＷを乾燥する超臨界処理装置３とを備えた洗浄処理システム１について説明する。
【００１６】
図１は洗浄処理システム１の全体構成を示す横断平面図であり、当該図に向かって左側を前方とすると、洗浄処理システム１では、載置部１１に載置されたＦＯＵＰ１００に格納された例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷが、搬入出部１２及び受け渡し部１３を介して後段の洗浄処理部との間で受け渡され、ウエハＷを洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入されて洗浄処理や高圧流体による処理が行われる。図中、１２１はＦＯＵＰ１００と受け渡し部１３との間でウエハＷを搬送する第１の搬送機構、１３１は搬入出部１２とウエハ処理部１４との間を搬送されるウエハＷが一時的に載置されるバッファとしての役割を果たす受け渡し棚である。
【００１７】
ウエハ処理部１４には、受け渡し部１３との間の開口部から前後方向に向かって伸びるウエハ搬送路１４２を挟んで、洗浄装置２及び本実施の形態の基板処理装置である超臨界処理装置３が互いに対向するように列設されている。ウエハＷは、ウエハ搬送路１４２に配置された第２の搬送機構１４１によってこれら各洗浄装置２、超臨界処理装置３及び受け渡し部１３の間を搬送される。ここでウエハ処理部１４内に配置される洗浄装置２や超臨界処理装置３の個数は、単位時間当たりのウエハＷの処理枚数や、洗浄装置２、超臨界処理装置３での処理時間の違いなどにより適宜選択され、これら洗浄装置２や超臨界処理装置３の配置数などに応じて最適なレイアウトが選択される。
【００１８】
洗浄装置２は例えばスピン洗浄によりウエハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置２として構成され、図２の縦断側面図に示すように、処理空間を形成するアウターチャンバー２１内に配置されたウエハ保持機構２３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構２３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム２４を進入させ、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハの面の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構２３の内部にも薬液供給路２３１が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面洗浄が行われる。
【００１９】
洗浄処理は、例えばアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。これらの薬液はアウターチャンバー２１内に配置されたインナーカップ２２やアウターチャンバー２１に受け止められて排液口２２１、２１１より排出される。またアウターチャンバー２１内の雰囲気は排気口２１２より排気されている。
【００２０】
薬液による洗浄処理を終えたら、ウエハ保持機構２３の回転を停止してから当該表面に乾燥防止用のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を供給し、ウエハＷの表面及び裏面に残存しているＤＩＷと置換する。こうして洗浄処理を終えたそしてウエハＷは、その表面にＩＰＡが液盛りされた状態のまま例えばウエハ保持機構２３に設けられた不図示の受け渡し機構により第２の搬送機構１４１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。
【００２１】
洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＩＰＡの液盛りがされて濡れた状態のまま超臨界処理装置３に搬送され、高圧流体を利用して表面の液体を除去し、ウエハＷを乾燥する処理が行われる。以下、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の構成について図３〜図８を参照しながら説明する。図３、図４においては、図に向かって左側を前方として説明を行う。
【００２２】
図１に示すように、ウエハ搬送路１４２に沿って列設された超臨界処理装置３は、互いに区画された筐体内に配置されており、各筐体内にはウエハＷの搬送を行う搬送アーム６と、超臨界処理装置３とが手前からこの順に設けられている。
【００２３】
例えば搬送アーム６は、図４に示すように水平方向に伸びるアーム部材６４の先端に、ウエハＷを保持するための保持リング６１が設けられており、昇降機構６５によって昇降自在、移動機構６６によって前後方向に移動自在に構成されている。保持リング６１には、例えばウエハＷの上面周縁部の３箇所を吸着保持する２組のピック６２、６３が設けられており、搬入時に処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック６２と、搬出時に処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック６３と、を使い分けている。
【００２４】
次に図３に示すように、本例における超臨界処理装置３は、ウエハＷの処理を行う超臨界処理部３０と、この超臨界処理部３０への高圧流体の供給、回収を行う準備回収部４とを備えている。まず超臨界処理部３０ついて説明すると、超臨界処理部３０は、既述の搬送アーム６からウエハホルダー３４にウエハＷを受け渡し、高圧流体を用いてウエハＷを乾燥する処理が行われる処理チャンバー３１に搬入する構成となっている。
【００２５】
処理チャンバー３１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の処理容器に相当し、図４の分解斜視図に示すように、横方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されている。処理チャンバー３１の内部にはウエハＷを保持するためのウエハホルダー３４を格納することが可能な扁平な処理空間３１０が形成されている（図８）。処理空間３１０は、例えば３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、ウエハＷと処理チャンバー３１の内壁面との間に高圧流体を十分に通流させることが可能であり、且つ、ウエハＷに液盛りされたＩＰＡが自然乾燥しないうちに短時間で処理空間３１０内の雰囲気を高圧流体で満たすことが可能なように、例えば高さ数ｍｍ〜十数ｍｍ、容積３００ｃｍ３〜１５００ｃｍ３程度の比較的狭小な空間として構成されている。
【００２６】
また図８に示すように処理チャンバー３１には本実施の形態の配管をなすパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８が接続されており、ウエハＷの処理を終えた後の処理空間３１０内にＮ２ガスなどの不活性ガスを供給して処理空間３１０内に残存しているＩＰＡを排気ラインの下流側に設けられている除害設備などに向けてパージすることができる。
【００２７】
図４に示すように処理チャンバー３１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向に細長い開口部３１１が形成されており、処理チャンバー３１はこの開口部３１１を搬送アーム６の方向に向けて筐体内に配置されている。この開口部３１１が設けられている面には、平板状の２枚の突片部３１２が横方向に突出するように設けられており、開口部３１１はこれら２枚の突片部３１２により上下を挟まれた位置に配置されている。これら突片部３１２に設けられた３１３は、後述のロックプレート３８を上下方向へ向けて嵌入させるための嵌入孔である。
【００２８】
処理チャンバー３１の上下両面に設けられた３９はテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーターである（図４では、図示の便宜上、上面側のみを示してある）。図８に模式的に示すように、ヒーター３９は電源部３９１と接続されており、電源部３９１の出力を増減して、処理チャンバー３１本体及び処理空間３１０の温度を常時、例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に維持することができる。
【００２９】
処理チャンバー３１の上下面に設けられた３２、３３は不図示の断熱材を介してヒーター３９を覆い、周囲に設けられた各種機器を熱から守り、また処理前のウエハＷに液盛りされたＩＰＡの蒸発を防ぐ断熱プレートである。これらの断熱プレート３２、３３にはこれら断熱プレート３２、３３を冷却するために、冷却水などの冷媒を通流させる冷却管３６が配設されている。
【００３０】
また例えば図３、図４に示すように、断熱プレート３２、３３は、前方から見て処理チャンバー３１よりも左右方向に幅広に形成されている。下面側の断熱プレート３３の左右に突出した領域には後述のアーム部材３４２を保持し、走行させる機構が形成されている。即ち、３７１はアーム部材３４２を走行させるためのレール、３７２は、前記アーム部材３４２に接続されてレール３７１上を走行するスライダー、３７３はこのレール３７１を駆動する例えばロッドレスシリンダーなどからなる駆動機構、３７４は駆動機構３７３とスライダー３７２とを連結する連結部材である。
【００３１】
ウエハホルダー３４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー３１の処理空間３１０内に配置可能に構成された薄い板状の部材である。ウエハホルダー３４の前面に設けられた３４１は、処理チャンバー３１の開口部３１１に上下に設けられている突片部３１２隙間内に嵌り込み、開口部３１１の周りに設けられた不図示のＯリングを押しつぶして処理空間３１０内を気密に維持するように開口部３１を塞ぐ蓋部材、３４２は既述のスライダー３７２と接続されレール３７１上を前後に走行し、搬送アーム６との間でウエハＷの受け渡し位置と、処理チャンバー３１（処理空間３１０）内の処理位置との間でウエハホルダー３４を移動させるアーム部材である。
【００３２】
また上面側の断熱プレート３２の左右両端の前方領域には、ロック部材３５及びこのロック部材３５を回転させるロックシリンダー３５１が設けられており、処理チャンバー３１の開口部３１１を閉じた蓋部材３４１の左右に設けられた突起部３４３をロック部材３５と係合させることによりウエハホルダー３４を処理チャンバー３１の側壁面に押し付けるように固定し、また開放することができる。
【００３３】
図４に示すように処理チャンバー３１の手前側には、開口部３１１を塞いでいる蓋部材３４１の開放を阻止するためのストッパ機構が設けられている。即ち、３８はウエハホルダー３４を処理位置まで移動させたとき、突片部３１２の間の隙間に嵌り込んだ蓋部材３４１を処理チャンバー３１の本体側へ向けて押さえるロックプレート、３８１はロックプレート３８を上下に移動させるための昇降機構、３８２はロックプレート３８の例えば下端部に接続されたスライダーをレール上で走行させてロックプレート３８の移動方向を案内するスライド機構である。ここで図示の便宜上、図３においてはロックプレート３８や昇降機構３８１等の記載を省略してある。
【００３４】
また図３、図４に示すように、ウエハＷの受け渡し位置の下方側には、ウエハホルダー３４を冷却するための冷却機構５が設けられている。冷却機構５中、５１は、吐出孔５１１から冷却用の清浄空気を吐出し、ウエハホルダー３４に保持されたウエハＷを冷却するクーリングプレート、５２はウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管５３へ排出するドレイン受け皿、５４はウエハホルダー３４が受け渡し位置まで移動したときに、これらドレイン受け皿５２及びクーリングプレート５１を冷却位置まで上昇させ、ウエハホルダー３４が処理位置まで移動した後には、冷却位置の下方位置まで降下させる昇降機構である。
【００３５】
また図３に示す５５は、ウエハホルダー３４に受け渡されたウエハＷにＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズルであり、処理チャンバー３１内に搬送される前のウエハＷに再度ＩＰＡを供給して、当該ウエハＷが自然乾燥しない程度の十分量のＩＰＡを液盛りしてから当該ウエハＷを処理チャンバー３１内に搬入するようになっている。
【００３６】
上述の処理チャンバー３１には、内部の処理空間３１０に供給されるＩＰＡの高圧流体を準備する機能と、処理を終えたあとのＩＰＡを回収する機能とを兼ね備えた準備回収部４が接続されている。図３に示すように準備回収部４は、処理チャンバー３１へと供給される超臨界状態のＩＰＡを準備し、また処理を終えたＩＰＡを回収する配管が螺旋状に巻かれて形成されたスパイラル管４１と、このスパイラル管４１を加熱して内部のＩＰＡを超臨界状態にするための加熱機構をなすハロゲンランプ４２と、前記スパイラル管４１を冷却することにより処理チャンバー３１に供給したＩＰＡを当該スパイラル管４１内に凝縮させて回収するための冷却機構をなす冷却ジャケット４３と、スパイラル管４１の冷却を行う位置と、冷却を行う位置から退避した位置との間でこれら冷却ジャケット４３を移動させる移動機構と、を備えている。
【００３７】
スパイラル管４１はステンレス製の配管部材を長手方向に螺旋状に巻いて円筒を形成しており、長手方向に隣り合う配管同士が互いに接触するように螺旋を巻くことによりハロゲンランプ４２の輻射熱の外側への漏れを抑えている。スパイラル管４１の表面には、ハロゲンランプ４２からの輻射熱を吸収しやすくするために例えば黒色の輻射熱吸収塗料が塗装されている。
【００３８】
図３に示すように準備回収部４は、超臨界処理部３０の近傍位置に配置されており、スパイラル管４１は、本実施の形態の配管をなす供給回収ライン４１１を介して処理チャンバー３１に接続されている。この供給回収ライン４１１は、処理チャンバー３１に高圧流体を供給する配管と、処理チャンバー３１から当該流体を回収する配管とが共通化されたものである。図８に示すように供給回収ライン４１１には、当該供給回収ライン４１１へＮ２ガスなどのパージガスを供給するパージガス供給ライン４０４、スパイラル管４１や供給回収ライン４１１に供給されたＩＰＡやパージガスを除害設備等へ向けて排出する排出ライン４０１が接続されている。これらの各ライン４０１、４０４に設けられた４０２、４０５は、耐圧性を備えた開閉弁、排出ライン４０１側に設けられた４０３は後述するＩＰＡの受け入れライン４１３から供給されたＩＰＡの量を監視するためのレベルスイッチである。
【００３９】
また図８に示すようにスパイラル管４１の下端部からは本実施の形態の配管であるＩＰＡの受け入れライン４１３が伸びだしており、不図示のＩＰＡ供給部から高圧流体の原料である液体状態のＩＰＡを受け入れることができる。図中、４１８はＩＰＡ中のパーティクルを除去するためのフィルターである。
【００４０】
図３、図８に示すようにハロゲンランプ４２は、スパイラル管４１が形成する円筒の内側に配置された直棒状の加熱ランプであり、スパイラル管４１の内壁面から離間させて、前記円筒の中心軸に沿って配置されている。ハロゲンランプ４２の下端部は、支持台４６の天板面を貫通して電源部４２１に接続されており、当該電源部４２１から供給される電力によりハロゲンランプ４２を発熱させ、主にその輻射熱を利用してスパイラル管４１が加熱される。この観点においてハロゲンランプ４２は、スパイラル管４１用の加熱機構に相当している。
【００４１】
図３に示すように冷却ジャケット４３は、スパイラル管４１によって形成される円筒を外周面側から覆うことが可能な、円筒を上下方向に縦断して得られる半円筒形状の部材である。各冷却ジャケット４３の内部は空洞となっているおり、図８に模式的に示すように各空洞には冷却ジャケット４３の外周面に接続された冷却水導入ライン４３１から冷却水排出ライン４３２へ向けて流れる冷媒、例えば２０℃に調節された冷却水を通流させるための冷媒流路４３５が形成されている。これら冷却ジャケット４３の内周面は熱を吸収する吸熱面を構成しており、当該吸熱面をスパイラル管４１にて構成される円筒の外周面に当接させることにより、スパイラル管４１の冷却が行われる。
【００４２】
各冷却ジャケット４３の外周面にはシャフト４４が連結されており、各シャフト４４の基端部には当該シャフト４４を軸方向に沿って移動させるための駆動部４５が設けられている。そして各シャフト４４を伸張、縮退させることにより吸熱面がスパイラル管４１と接触する冷却位置と、吸熱面をスパイラル管４１から離間した退避位置との間で冷却ジャケット４３を移動させて、スパイラル管４１の冷却及び冷却の停止を実行することができる。
【００４３】
本実施の形態のスパイラル管４１は、原料のＩＰＡを液体状態で収容し、当該スパイラル管４１を加熱することにより前記液体状態のＩＰＡをスパイラル管４１内で超臨界状態とする本実施の形態の準備容器としての機能と、冷却ジャケット４３によりＩＰＡの凝縮温度以下に冷却され、処理チャンバー３１に供給されたＩＰＡを回収する回収容器としての機能とを兼ね備えている。
【００４４】
上述の構成を備えた超臨界処理部３１の処理チャンバー３１に接続されたパージガス供給ライン４０６、排気ライン４０８及び高圧流体の供給回収ライン４１１は、これら各ライン４０６、４０８、４１１を構成する配管を流れ方向に分離することができるようになっており、ウエハＷの処理を実行する際にＮ２ガスの供給系統や排気系統、準備回収部４内に、処理チャンバー３１から高圧流体が流れ込むことを防止できる。また準備回収部４に高圧流体の原料であるＩＰＡを供給する受け入れライン４１３を構成する配管も流れ方向へ分離することが可能であり、供給回収ライン４１１の作用と相俟って、高圧流体の準備の際に処理チャンバー３１やＩＰＡの供給系統に高圧流体が流れ込むことを防いでいる。
【００４５】
本実施の形態の超臨界処理装置３では、上述の各ライン４０６、４０８、４１１、４１３において、流れ方向に分離可能に構成された配管部分（以下、配管接離部７と呼ぶ）は互いに共通の構成となっている。以下、図５〜図７を参照しながら配管接離部７の構成とその動作について説明する。
【００４６】
図５の斜視図及び図６、７の横断平面図に示すように、各ライン４０６、４０８、４１１、４１３を構成する配管は、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とに流れ方向に分割されている。分割された各配管部材７１、７２の先端部にはこれら配管部材７１、７２と直交するように横方向に伸びる第１の保持部材７０１、第２の保持部材７０２が設けられていて、第１の配管部材７１は第１の保持部材７０１に保持され、第２の配管部材７２は第２の保持部材７０２に保持されている。
【００４７】
各々横方向に伸びる第１、第２の保持部材７０１、７０２は、互いに平行に配置され、その一端が回転軸Ｃ４を介して互いに連結されている。そして２つの保持部材７０１、７０２は、この回転軸Ｃ４を支点として、ピンセットのように相対向する側壁面を離間させたり、接近させたりすることができる。
【００４８】
第１、第２の保持部材７０１、７０２の相対向する側壁面からは、各々第１、第２の配管部材７１、７２の端部をなすフランジ部７１１、７２１が突出しており、両保持部材７０１、７０２を所定の位置まで接近させると、フランジ部７１１、７２１同士が突合して第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とが接続される。図６、図７に示した７１２は、フランジ部７１１、７１２同士を密着させるＯリングである。
【００４９】
一方、各保持部材７０１、７０２には、回転軸Ｃ４を介して連結された端部とは反対側の端部にて、互いに長さの異なるクランク部材７０３、７０４が各々回転軸Ｃ２、Ｃ３を介して連結されている。第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態において、各クランク部材７０３、７０４は、両保持部材７０１、７０２と直交する方向（両保持部材７０１、７０２を貫通する配管部材７１、７２が伸びる方向）に沿って横方向に伸び出し、共通の伸縮ロッド部７０７に設けられたロッド７０８の先端部に、回転軸Ｃ１を介して接続されている。
【００５０】
第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態において、伸縮ロッド部７０７は各保持部材７０１、７０２と平行になるように、回転軸Ｃ１から横方向に伸びだしており、その基端部は鉛直方向に伸びる回転軸７３２に連結されている。回転軸７３２は回転モーター７３１により自由に回転角度を調節し、また所望の位置で回転を停止させることができる。
【００５１】
以上に説明した構成を備えた接離機構７０において、図７に示すように回転軸７３２を上面側から見て右方向に回転させると。伸縮ロッド部７０７に設けられたロッド７０８の先端部が保持部材７０１、７０２側へと近づくが、ロッド７０８の先端部にはクランク部材７０３、７０４が接続されているので、伸縮ロッド部７０７を回転させる力は当該伸縮ロッド部７０７からロッド７０８を引き出す力、及び回転軸Ｃ１を中心にクランク部材７０３、７０４を回転させる力に変換される。
【００５２】
このとき各保持部材７０１、７０２に接続されたクランク部材７０３、７０４の長さが異なっていることにより、ロッド７０８を所定の位置まで移動させたときの回転量は、長いクランク部材７０３で小さく、短いクランク部材７０４で大きくなる。この結果、クランク部材７０３、７０４の先端が異なる位置に移動し、これらクランク部材７０３、７０４に接続された第１、第２の保持部材７０１、７０２が互いに離間する方向に移動して、第１、第２の配管部材が離間した状態となる。
【００５３】
本例の接離機構７０では第１の保持部材７０１の配置位置が固定されており、回転軸７３２を回転させると回転軸Ｃ４を回転中心として第２の保持部材７０２が移動する。図５〜図７に示すように第２の保持部材７０２を貫通する第２の配管部材７２は、伸縮ロッド部７０７との干渉を避けるため、Ｌ字に屈曲されてクランク部材７０３、７０４の配置位置とは反対の方向に向けて各保持部材７０１、７０２と平行になるように横方向に伸び出している。このように第２の配管部材７２の各保持部材７０１、７０２と平行に伸び出している領域には、例えば蛇腹状の可撓配管部７２２が設けられている。そして図７に示すように第１、第２の配管部材７１、７２を離間させると、この可撓配管部７２２が撓み、第２の保持部材７０２の変位が吸収される。このため、例えば図６、図７中に「Ｌ」の符号で示したように可撓配管部７２２よりも外側の領域では、両配管部材７１、７２の接離動作の前後で第２の配管部材７２の配置位置は変化しない。
【００５４】
また図６に示すように第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態においては、回転軸７３２が上面から見て左回りに回転しないように固定しておくことにより、相対向する保持部材７０１、７０２がクランク部材７０３、７０４によって支持される。この結果、第１、第２の配管部材７１、７２にて構成される配管内に高圧流体を流しても、この高圧流体による内圧を受けて、保持部材７０１、７０２を離間させるように働く力は、クランク部材７０３、７０４に受け止められるので、可撓配管部７２２を撓ませる方向には作用しない。このため第１、第２の配管部材７１、７２が流れ方向に分割されていても、配管接離部７では内部の流体が漏れ出すことなく高圧流体等を流すことができる。
【００５５】
ここで本例の接離機構７０では、特に流れ方向の指定はなく、接離機構７０は第１の配管部材７１、第２の配管部材７２のいずれが上流側となるように配置してもよい。但し、説明の便宜上、本例では処理チャンバー３１またはスパイラル管４１へ向けてＩＰＡやＮ２ガスを供給するとき（処理チャンバー３１からスパイラル管４１へＩＰＡを回収する場合を除く）、流れ方向の上流側に第１の配管部材７１を配し、下流側に第２の配管部材７２を配した構成とする。
【００５６】
図５に示すように第１、第２の配管部材７１、７２には、耐圧性を備えた開閉弁７４１、７４２が設けられており、両配管部材７１、７２を離間させたときにこれら開閉弁７４１、７４２を閉じることにより配管内の流体の流出を抑えている。また図１、図５に示すように、上述の接離機構７０は筐体状の流体受け部７５によってその全体を覆われた状態となっており、第１、第２の配管部材７１、７２を離間させたとき、開閉弁７４１、７４２間に存在する流体が流出した場合にも、これらの流体を集めて外部に排出することができる。
【００５７】
流体受け部７５に接続された７５１は、流体受け部７５内の雰囲気を排気するために清浄空気などのパージガスが供給されるパージガス供給ライン、７５２は流体受け部７５内の液体や気体を排出する排出ラインである。流体受け部７５の底面には排出ラインの設けられている位置へ向けて低くなる傾斜面が形成されている。
【００５８】
以上、図５〜図７を参照しながら配管接離部７に設けられた接離機構７０の構成例について詳細に説明してきたが、接離機構７０は、配管を流体の流れ方向に分割してなる第１の配管部材７１及び第２の配管部材７２を互いに離間させ、接続する機能を備えたものであればよく、上述の例に限定されるものではないことを強調しておく。例えばソケットを介して第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とを接続し、このソケットからっ配管部材７１、７２の一方側を取り外すことにより、両配管部材７１、７２を離間させる構成としてもよく、他の構成により配管部材７１、７２を接続、離間させてもよい。
また配管を流れる部材がＩＰＡとは異なり、揮発性が低い液体などである場合には、筐体状の流体受け部７５に替えて排出ラインのみを備えた受け皿状の流体受け部７５にて構成し、その上方位置に接離機構７０を配置してもよい。
【００５９】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３を含む洗浄処理システム１は、図１、図８に示すように制御部８と接続されている。制御部８は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはこれら洗浄処理システム１や洗浄装置２、超臨界処理装置３の作用、即ちＦＯＵＰ１００からウエハＷを取り出して洗浄装置２にて洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷを乾燥する処理を行ってからＦＯＵＰ１００内にウエハＷを搬入するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００６０】
特に超臨界処理装置３の作用について制御部８は、図８に示すように各ライン４０６、４０８、４１１、４１３に設けられた配管接離部４０７、４０９、４１２、４１７の接離機構７０及び開閉弁７４１、７４２と接続されている。そして第１、第２の配管部材７１、７２を離間させる離間動作の際には、両開閉弁７４１、７４２を閉じてからこれら配管部材７１、７２を離間させ、両配管部材７１、７２を接続する接続動作の際にはこれらの配管部材７１、７２を接続してから両開閉弁７４１、７４２を開くように制御信号が出力される。
【００６１】
また制御部８は排出ライン４０１に設けられたレベルスイッチ４０３やハロゲンランプ４２の電源部４２１、ヒーター３９の電源部３９１と接続されており、ＩＰＡの供給タイミングや供給量、電力の給断タイミング並びに供給量などを制御する役割を果たしている。また制御部８はスパイラル管４１に設けられた不図示の温度検出部からスパイラル管４１内の温度の検出結果を取得し、これらの結果に基づいてスパイラル管４１の加熱や冷却を実行することができる。
【００６２】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３の作用について図９〜図１６を参照しながら説明する。これらの図において各開閉バルブに付された「Ｓ」の符号は、その開閉バルブが閉状態となっていることを示し、「Ｏ」の符号は開状態となっていることを示している。
既述のように洗浄装置２における洗浄処理を終え、乾燥防止用のＩＰＡを液盛りしたウエハＷが第２の搬送機構１４１に受け渡されると、第２の搬送機構１４１は、例えば予め設定された処理スケジュールに基づいて、ウエハＷを受け入れ可能な超臨界処理装置３の配置されている筐体内に進入し、搬送アーム６にウエハＷを受け渡す。
【００６３】
このときウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理部３０は、図９に示すように、処理チャンバー３１の電源部３９１をオンの状態にしてヒーター３９によりチャンバー３１本体を例えば２７０℃に加熱した状態となっている。一方で処理チャンバー３１の上下に設けられた上プレート３２、下プレート３３は冷却管３６によって冷却された状態となっており、処理チャンバー３１の周囲の温度が上昇しすぎないようにして、ウエハホルダー３４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。
【００６４】
また準備回収部４では、例えば超臨界処理装置３にて最初に処理を開始する前のタイミングにおいては、ハロゲンランプ４２の電源部４２１はオフとなっており、また冷却ジャケット４３を冷却位置まで移動させてスパイラル管４１を冷却した状態としておく。なお本例では超臨界処理装置３の稼動中、冷却ジャケット４３には常時冷却水が供給されているものとする。
【００６５】
またこのとき処理チャンバー３１に接続された全てのライン４０６、４０８、４１１に設けられた配管接離部４０７、４０９、４１２では接離機構７０により第１、第２の配管７１、７２を離間させた状態（以下、離間状態という）となっており、処理チャンバー３１はＩＰＡやＮ２ガスの供給、排出系統から切り離されている。
【００６６】
一方、準備回収部４ではＩＰＡの受け入れライン４１３の配管接離部４１７の接離機構７０を作動させて第１、第２の配管部材７１、７２を接続し（以下、接続状態という）、不図示のＩＰＡ供給部からスパイラル管４１へ向けて液体状態のＩＰＡを受け入れる。このとき排出ライン４０１に設けられた開閉弁４０２は開状態となっており、ＩＰＡにより押し出されたスパイラル管４１内の雰囲気は排出ライン４０１を通って排気される。
【００６７】
そしてスパイラル管４１内が液体状態のＩＰＡで満たされ、その液面が排出ライン４０１のレベルスイッチ４０３で検出されると、ＩＰＡの供給を停止して、図１０に示すように受け入れライン４１３の配管接離部４１７を離間状態とする。次いでパージガス供給ライン４０４の開閉弁４０５を開き、同ライン４０４からＮ２ガスを供給して、スパイラル管４１の上部から供給回収ライン４１１にかけて溜まっているＩＰＡを排出する。この操作により図１７に示すようにＩＰＡを加熱したときにＩＰＡが膨張する空間が確保される。
【００６８】
こうしてスパイラル管４１内に所定量の液体ＩＰＡが仕込まれたら、図１１に示すように冷却ジャケット４３を退避位置まで移動させ、電源部４２１をオンにしてハロゲンランプ４２に電力を供給して発熱させ、スパイラル管４１を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。このとき既述のようにスパイラル管４１の前後に設けられた配管接離部４１２、４１７は離間状態となっており、また排出ライン４０１、パージガス供給ライン４０４の開閉弁４０２、４０５も閉状態となっている。この結果、スパイラル管４１の内部は密閉雰囲気となり、スパイラル管４１を加熱するとＩＰＡが蒸発して気体となり、ＩＰＡの体積の膨張に伴ってスパイラル管４１内の圧力が上昇する。
【００６９】
さらに密閉雰囲気内での加熱を継続し、ＩＰＡを昇温、昇圧すると、ＩＰＡの温度及び圧力が臨界点に到達し、図１８に示すようにスパイラル管４１の内部が超臨界状態のＩＰＡで満たされた状態となる。こうして超臨界処理を実行するためのＩＰＡの準備が整ったら、準備回収部４はスパイラル管４１内の温度及び圧力が予め設定された値に維持されるようにハロゲンランプ４２の出力を調節しながら待機する。
【００７０】
これらの動作と並行して超臨界処理部３０側では、受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー３４に搬送アーム６がウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー３４の上方位置から退避する。そして図３に示すようにＩＰＡノズル５５からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、再度ＩＰＡの液盛りを行う。ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート４１を下方位置まで下降させ、アーム部材３４２をレール３７１上でスライドさせてウエハホルダー３４を処理位置まで移動させる。そしてロック部材３５を回転させて突起部３４３を係止し、蓋部材３４１によって処理チャンバー３１の開口部３１１が塞がれたら、ロックプレート３８を下方位置からロック位置まで上昇させて蓋部材３４１を手前側から押さえる。
【００７１】
上述のウエハＷの搬送動作と並行して、供給回収ライン４１１の配管接離部４１２では、まず接離機構７０を作動させて第１、第２の配管７１、７２を接続する一方、２つの開閉弁７４１、７４２は閉状態のままとし、処理チャンバー３１内にウエハＷが搬入されたら、高圧流体（超臨界状態のＩＰＡ）を直ちに供給する準備をする。即ち、このタイミングにおいては図１２に示すように超臨界処理部３０側では処理チャンバー３１の処理空間３１０内にウエハＷが搬入され、また準備回収部４側ではスパイラル管４１内に高圧流体が準備されて、ウエハＷの乾燥を実行する準備が整う。
【００７２】
処理空間３１０内へのウエハＷの搬入を終え、蓋部材３４１をロックしたら、ウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥してしまう前に供給回収ライン４１１の配管接離部４１２の開閉バルブ７４１、７４２を開状態としてスパイラル管４１から処理空間３１０に向けて高圧流体を供給する。
【００７３】
こうして開閉バルブ７４１、７４２を開くと、図１３に示すようにスパイラル管４１内の高圧流体が膨張して供給回収ライン４１１内を流れ、処理空間３１０内に流入していく。このとき、（１）スパイラル管２１内に準備する高圧流体の温度及び圧力を臨界温度、臨界圧力よりも十分に高い状態としておくこと、（２）処理チャンバー３１内の処理空間３１０の容積及び開閉バルブ４１２よりも処理チャンバー３１側の供給回収ライン４１１の容積をできるだけ小さくして高圧流体の膨張率を抑えること、さらに（３）ヒーター３９によって処理空間３１０内を予め加熱しておき、また開閉バルブ４１２を開放する前後で、スパイラル管４１内の温度及び圧力がほぼ同じ値に維持されるように、ハロゲンランプ４２の出力を増大させて等温等圧膨張に近い状態で高圧流体を膨張させること、などにより超臨界状態を保ったまま高圧流体を処理空間３１０内に供給することができる。
【００７４】
そして処理空間３１０内に供給された高圧流体がウエハＷに液盛りされたＩＰＡと接触すると、液盛りされたＩＰＡは高圧流体から熱を受け取って蒸発し超臨界状態となる。この結果、ウエハＷの表面は液体のＩＰＡから高圧流体に置換されていくことになるが、平衡状態において液体ＩＰＡと高圧流体との間には界面が形成されないので、パターン倒れを引き起こすことなくウエハＷ表面の流体を高圧流体に置換することができる。このときパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８の配管接離部４０７、４０９は離間状態となっており、これらのライン４０６、４０８への高圧流体の流出が防止される。
【００７５】
そして供給回収ライン４１１では、図１４に示すように配管接離部４１２を離間状態すると共に、電源部４２１をオフの状態にしてハロゲンランプ４２によるスパイラル管４１の加熱を停止する。次に冷却ジャケット４３を冷却位置まで移動させてスパイラル管４１の内部の温度がＩＰＡの凝縮温度以下となるように冷却する。スパイラル管４１を密閉した状態で冷却することにより、スパイラル管４１の内部は減圧雰囲気となる。
【００７６】
こうして処理空間３１０内に高圧流体を供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が高圧流体にて置換された状態となったら、図１５に示すように供給回収ライン４１１の配管接離部４１２を接続状態とする。この結果、高圧雰囲気の処理空間３１０から減圧雰囲気のスパイラル管４１内へ向けて供給回収ライン４１１を介してＩＰＡが流れ込み、流入したＩＰＡが次々と凝縮し、液体状態となってスパイラル管４１内に溜まってゆく。
【００７７】
このようにしてスパイラル管４１にＩＰＡが液体の状態で回収されると、処理チャンバー３１内の圧力は次第に低下していく。一方、処理空間３１０内の温度は常圧におけるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりも高い温度に保たれているので、処理空間３１０内のＩＰＡは超臨界の状態から気体の状態に変化することになる。このとき超臨界状態と気体との間には界面が形成されないので表面に形成されたパターンに表面張力を作用させることなく、ウエハＷを乾燥することができる。そして例えば予め設定した時間が経過したら、供給回収ライン４１１の配管接離部４１２を離間状態とする。
【００７８】
以上のプロセスにより、ウエハＷを乾燥する処理を終えたら、処理空間３１０に残存している気体のＩＰＡを排出するため、図１６に示すようにパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８の配管接離部４０７、４０９を接続状態としてパージガス供給ライン４０６からＮ２ガスを供給して排気ライン４０８へ向けてパージを行う。
【００７９】
そして予め定めた時間だけＮ２ガスの供給を行いパージが完了したら、ロックプレート３８を下方位置まで降下させ、ロック部材３５による突起部３４３の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー３４を受け渡し位置まで移動させ、超臨界処理を終えたウエハＷを搬送アーム５の搬出用の搬出用ピック５３で吸着保持し、当該ウエハＷをウエハ搬送路１４２側の第２の搬送機構１４１に受け渡す。
しかる後、ウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送機構１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ１００内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。
【００８０】
一方、超臨界処理装置３側においては図１１に示すように冷却ジャケット４３を退避位置まで移動させ、ハロゲンランプ４２を発熱させて、スパイラル管４１に回収したＩＰＡを超臨界の状態として処理チャンバー３１に次のウエハＷが搬入されてくるタイミングを待つ。
【００８１】
本実施の形態に係る超臨界処理装置３によれば以下の効果がある。高圧流体によるウエハＷの処理を行う処理チャンバー３１に接続された配管ライン４０６、４０８、４１１、及び高圧流体の準備回収部４のスパイラル管４１に接続された配管ライン４１３が流体の流れ方向に、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とに分割されている。そして、接離機構７０を利用してこれらの配管部材７１、７２を互いに接続する位置と、離間させる位置との間で移動させる。ここで第１、第２の配管部材７１、７２を離間させるとき、これらの配管部材７１、７２に設けられた開閉弁７４１、７４２を閉じるので、処理容チャンバー３１やスパイラル管４１内の高圧流体が配管ライン４０６、４０８、４１１、４１３を介して他の機器へ流れ込むことを防止できる。
【００８２】
配管接離部７を設ける配管は、高圧流体の流出による隣接機器への影響などを評価して適宜、設置することができる。例えば上述の実施の形態の超臨界処理装置３では、準備回収部へのパージガス供給ライン４０４や排出ライン４０１には配管接離部７が設けられていないが、これらのライン４０４、４０１の配管にも配管接離部７を設けてもよいことは勿論である。またこれとは反対に、全ての配管ライン４０６、４０８、４１１に配管接離部７が設けられている処理チャンバー３１において、例えば排気ライン４０８への配管接離部７の設置を省略するなどしてもよい。
【００８３】
また上述の超臨界処理装置３では、準備回収部４１を共通化した構成としたが、これらを高圧流体の準備部、回収部に分離し、高圧流体の供給ライン、回収ラインを介してこれら準備部、回収部を接続し、供給ライン、回収ラインの各々に配管接離部７を設けてもよい。さらに処理チャンバー３１に準備回収部４を２つ設けて、一方側の準備回収部４で高圧流体の準備をし、他方側の準備回収部４で流体の回収をする動作を交互に行うようにしてもよい。
【００８４】
次に高圧流体の準備回収部４を設けず、処理チャンバー３１内で原料を、高圧流体の状態とする他の実施の形態に係る超臨界処理装置３ａの例について図１９〜図２２を参照しながら説明する。これらの図では、図１〜図８において説明した第１の実施の形態に係る超臨界処理装置３と同様の構成要素には、これらの図にて使用したものと同じ符号を付してある。
【００８５】
他の実施の形態に係る超臨界処理装置３ａでは、図１９に示すようにウエハＷは角皿形状のウエハホルダー３４内に配置された状態で処理チャンバー３４内に搬入される。また処理チャンバー３４には液体状態の原料として液体ＣＯ２を供給する受け入れライン４１３、及び処理チャンバー３４内の処理空間３１０内の雰囲気を排気するための排気ライン４０８が接続されており、これらの配管ライン４１３、４０８には配管接離部４１７、４０９が設けられている（図２０〜図２２）。
【００８６】
図２０に示すように処理空間３１０内にウエハＷが搬入されると、受け入れライン４１３及び排気ライン４０８の配管接離部４１７、４０９を接続状態として、受け入れライン４１３から液体ＣＯ２を供給しながら処理空間３１０内の雰囲気を排気ライン４０８より排気する。そして予め設定した高さ位置まで液体ＣＯ２を供給したら、受け入れライン４１３及び排気ライン４０８の配管接離部４１７、４０９を離間状態としてヒーター３９は電源部３９１をオンの状態とし、処理空間３１０内の雰囲気がＣＯ２の臨界温度、臨界圧力以上となるまで処理チャンバー３１を加熱する（図２１）。この結果、処理空間３１０内のＣＯ２が超臨界状態となってウエハＷを乾燥する処理が実行される。
【００８７】
所定の時間が経過し、ウエハＷを乾燥する処理が完了したら、排気ライン４０８の配管接離部４０９を接続状態とし、処理空間３１０内の流体を排出する。また処理空間３１０内が減圧されたら受け入れライン４１３の配管接離部４０９を接続状態とし、このライン４１３を利用してＮ２ガスなどのパージガスを供給し、処理空間３１０内に残留しているＣＯ２を排除して処理を終了する。
【００８８】
第１、第２の実施の形態に係る超臨界処理装置３、３ａに共通するバリエーションとして、高圧流体を利用したウエハＷの乾燥処理は、原料を超臨界状態にして使用する場合に限られず、亜臨界状態で処理を行ってもよい。高圧流体の原料は、既述のＩＰＡやＣＯ２のほか、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）などを用いてもよいし、その他の流体を用いてもよい。さらに高圧流体を利用したウエハＷなどの被処理基板の処理は、被処理基板に付着した液体を除去する乾燥処理に限定されず、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やエッチングを行う場合にも本発明の配管接離部７を備えた配管を利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
Ｗ ウエハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄装置
３、３ａ 超臨界処理装置
３０ 超臨界処理部
３１ 処理チャンバー
３１０ 処理空間
３９ ヒーター
４、４ａ、４ｂ
準備回収部
４１ スパイラル管
４１１ 供給回収ライン
４２ ハロゲンランプ
４２１ 電源部
４３ 冷却ジャケット
７ 配管接離部
７０ 接離機構
７１ 第１の配管部材
７２ 第２の配管部材
７４１、７４２
開閉弁
７５ 流体受け部
７５２ 排出ライン
８ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流相や亜臨界流体である高圧流体を利用して被処理基板を処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程などにおいては、薬液などの洗浄液によりウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜を除去するなど、液体を利用してウエハ表面を処理する工程が設けられている。
【０００３】
例えばウエハの洗浄を行う枚葉式のスピン洗浄装置は、ノズルを用いてウエハの表面にアルカリ性や酸性の薬液を供給しながらウエハを回転させることによってウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去する。この場合にはウエハ表面は、純水などを利用したリンス洗浄により残った薬液が除去された後、ウエハを回転させて残った液体を振り飛ばす振切乾燥などによって乾燥される。
【０００４】
ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、例えばウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れて液体の多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。
【０００５】
こうしたパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として超臨界状態や亜臨界状態の流体（以下、これらをまとめて高圧流体という）を用いた乾燥方法が知られている。高圧流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、高圧流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで、液体の付着した状態のウエハを高圧流体と置換し、しかる後、高圧流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。
【０００６】
ここで特許文献１には、洗浄部にて洗浄された基板を乾燥処理室内に搬送し、次いで当該乾燥処理室内の圧力が乾燥処理用流体（本例では二酸化炭素）の臨界圧以上となるように予め昇圧してから、当該乾燥処理室内に超臨界状態の乾燥流体を供給することにより基板の乾燥を行う技術が記載されている。この技術では、処理を終えた乾燥流体は乾燥処理室から排出され、乾燥処理室内を大気圧に減圧することにより乾燥処理が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：段落００２５〜００２９、段落００３８〜００３９、図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように乾燥用流体を利用した基板の乾燥処理が行われるチャンバーは、当該チャンバーに乾燥用流体を供給するための配管（特許文献１では、供給ノズル、排出口と記載されている）が接続されており、この配管を介して乾燥用流体の供給部や排出部に繋がれている。
【０００９】
ところが高圧流体を利用したウエハなどの被処理基板の乾燥処理においては、臨界圧力以上、またはこの圧力付近まで昇圧された流体が用いられ、また流体の種類によっては臨界温度も高温となる。このため、こうした高圧流体が処理容器に接続された配管を介して、その上流側や下流側に流出するとこれらの領域の圧力や温度が急激に上昇して機器を損傷してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧流体を使用した被処理基板の処理を行う際に、この処理が行われる処理容器に設けられた配管を介した他の機器への高圧流体の流れ込みを防止することが可能な基板処理装置、基板処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る基板処理装置は、原料を超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持しながら高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器に接続されると共に、流体の流れ方向に第１の配管部材及び第２の配管部材に分割され、流体が通流する配管と、
前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、
前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
前記基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器と、液体状態の原料を高圧流体状態とするために前記準備容器を加熱する加熱機構及び、前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却するための冷却機構と、を備え、前記準備容器に設けられた流体を通流させるための配管は、流体の流れ方向に第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていること。
（ｂ）前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する前記接離機構を備えた配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する接離機構を備えた配管とが共通化され、前記準備容器は被処理基板の処理を終えた後の流体を回収し、液体状態の原料として収容する回収容器を兼ねること。
（ｃ）前記配管には、第１の配管部材と第２の配管部材とを離間させたときに流れ出た流体を集めて排出する排出路を備えた流体受け部が設けられていること。
（ｄ）前記流体受け部は、周囲の雰囲気から前記開口部を区画する筐体として構成されていること。
（ｅ）前記第１の配管部材及び第２の配管部材の双方の開閉弁を閉じてからこれらの配管部材を離間させる離間動作と、これらの配管部材を接続してから双方の開閉弁を開く接続動作とを実行するように制御信号を出力する制御部を備えていること。
（ｆ）前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であること。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高圧流体による被処理基板の処理を行う処理容器に接続された配管が流体の流れ方向に、第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、接離機構を利用してこれらの配管部材を互いに接続する位置と、離間させる位置との間で移動させる。そして第１、第２の配管部材同士を離間させるとき、これらの配管部材に設けられた開閉弁を閉じるので、処理容器内の高圧流体が配管を介して他の機器へ流れ込むことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の洗浄処理システムの平面図である。
【図２】前記洗浄処理システム内の洗浄装置の一例を示す縦断側面図である。
【図３】本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。
【図４】前記超臨界処理装置の分解斜視図である。
【図５】前記超臨界処理装置の配管に設けられている配管接離部の斜視図でる。
【図６】前記配管接離部に設けられた接離機構の構成及び動作を説明するための第１の横断平面図である。
【図７】前記接離機構の構成及び動作を説明するための第２の横断平面図である。
【図８】前記超臨界処理装置への処理流体の供給、排出系統を示す説明図である。
【図９】前記超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図１０】前記超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図１１】前記超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図１２】前記超臨界処理装置の作用を示す第４の説明図である。
【図１３】前記超臨界処理装置の作用を示す第５の説明図である。
【図１４】前記超臨界処理装置の作用を示す第６の説明図である。
【図１５】前記超臨界処理装置の作用を示す第７の説明図である。
【図１６】前記超臨界処理装置の作用を示す第８の説明図である。
【図１７】前記準備回収部に設けられているスパイラル管の内部の様子を示す第１の説明図である。
【図１８】前記スパイラル管の内部の様子を示す第２の説明図である。
【図１９】他の実施の形態に係る超臨界処理装置の斜視図である。
【図２０】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図２１】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図２２】前記他の実施の形態に係る超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の基板処理装置を備えた基板処理システムの一例として、被処理基板であるウエハＷに洗浄液を供給して洗浄処理を行う洗浄装置２と、高圧状態の流体（高圧流体）であるＩＰＡの超臨界流体（超臨界状態の流体）を利用して前記洗浄処理後のウエハＷを乾燥する超臨界処理装置３とを備えた洗浄処理システム１について説明する。
【００１６】
図１は洗浄処理システム１の全体構成を示す横断平面図であり、当該図に向かって左側を前方とすると、洗浄処理システム１では、載置部１１に載置されたＦＯＵＰ１００に格納された例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷが、搬入出部１２及び受け渡し部１３を介して後段の洗浄処理部との間で受け渡され、ウエハＷを洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入されて洗浄処理や高圧流体による処理が行われる。図中、１２１はＦＯＵＰ１００と受け渡し部１３との間でウエハＷを搬送する第１の搬送機構、１３１は搬入出部１２とウエハ処理部１４との間を搬送されるウエハＷが一時的に載置されるバッファとしての役割を果たす受け渡し棚である。
【００１７】
ウエハ処理部１４には、受け渡し部１３との間の開口部から前後方向に向かって伸びるウエハ搬送路１４２を挟んで、洗浄装置２及び本実施の形態の基板処理装置である超臨界処理装置３が互いに対向するように列設されている。ウエハＷは、ウエハ搬送路１４２に配置された第２の搬送機構１４１によってこれら各洗浄装置２、超臨界処理装置３及び受け渡し部１３の間を搬送される。ここでウエハ処理部１４内に配置される洗浄装置２や超臨界処理装置３の個数は、単位時間当たりのウエハＷの処理枚数や、洗浄装置２、超臨界処理装置３での処理時間の違いなどにより適宜選択され、これら洗浄装置２や超臨界処理装置３の配置数などに応じて最適なレイアウトが選択される。
【００１８】
洗浄装置２は例えばスピン洗浄によりウエハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置２として構成され、図２の縦断側面図に示すように、処理空間を形成するアウターチャンバー２１内に配置されたウエハ保持機構２３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構２３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム２４を進入させ、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハの面の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構２３の内部にも薬液供給路２３１が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面洗浄が行われる。
【００１９】
洗浄処理は、例えばアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。これらの薬液はアウターチャンバー２１内に配置されたインナーカップ２２やアウターチャンバー２１に受け止められて排液口２２１、２１１より排出される。またアウターチャンバー２１内の雰囲気は排気口２１２より排気されている。
【００２０】
薬液による洗浄処理を終えたら、ウエハ保持機構２３の回転を停止してから当該表面に乾燥防止用のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を供給し、ウエハＷの表面及び裏面に残存しているＤＩＷと置換する。こうして洗浄処理を終えたそしてウエハＷは、その表面にＩＰＡが液盛りされた状態のまま例えばウエハ保持機構２３に設けられた不図示の受け渡し機構により第２の搬送機構１４１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。
【００２１】
洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＩＰＡの液盛りがされて濡れた状態のまま超臨界処理装置３に搬送され、高圧流体を利用して表面の液体を除去し、ウエハＷを乾燥する処理が行われる。以下、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の構成について図３〜図８を参照しながら説明する。図３、図４においては、図に向かって左側を前方として説明を行う。
【００２２】
図１に示すように、ウエハ搬送路１４２に沿って列設された超臨界処理装置３は、互いに区画された筐体内に配置されており、各筐体内にはウエハＷの搬送を行う搬送アーム６と、超臨界処理装置３とが手前からこの順に設けられている。
【００２３】
例えば搬送アーム６は、図４に示すように水平方向に伸びるアーム部材６４の先端に、ウエハＷを保持するための保持リング６１が設けられており、昇降機構６５によって昇降自在、移動機構６６によって前後方向に移動自在に構成されている。保持リング６１には、例えばウエハＷの上面周縁部の３箇所を吸着保持する２組のピック６２、６３が設けられており、搬入時に処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック６２と、搬出時に処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック６３と、を使い分けている。
【００２４】
次に図３に示すように、本例における超臨界処理装置３は、ウエハＷの処理を行う超臨界処理部３０と、この超臨界処理部３０への高圧流体の供給、回収を行う準備回収部４とを備えている。まず超臨界処理部３０ついて説明すると、超臨界処理部３０は、既述の搬送アーム６からウエハホルダー３４にウエハＷを受け渡し、高圧流体を用いてウエハＷを乾燥する処理が行われる処理チャンバー３１に搬入する構成となっている。
【００２５】
処理チャンバー３１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の処理容器に相当し、図４の分解斜視図に示すように、横方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されている。処理チャンバー３１の内部にはウエハＷを保持するためのウエハホルダー３４を格納することが可能な扁平な処理空間３１０が形成されている（図８）。処理空間３１０は、例えば３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、ウエハＷと処理チャンバー３１の内壁面との間に高圧流体を十分に通流させることが可能であり、且つ、ウエハＷに液盛りされたＩＰＡが自然乾燥しないうちに短時間で処理空間３１０内の雰囲気を高圧流体で満たすことが可能なように、例えば高さ数ｍｍ〜十数ｍｍ、容積３００ｃｍ３〜１５００ｃｍ３程度の比較的狭小な空間として構成されている。
【００２６】
また図８に示すように処理チャンバー３１には本実施の形態の配管をなすパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８が接続されており、ウエハＷの処理を終えた後の処理空間３１０内にＮ２ガスなどの不活性ガスを供給して処理空間３１０内に残存しているＩＰＡを排気ラインの下流側に設けられている除害設備などに向けてパージすることができる。
【００２７】
図４に示すように処理チャンバー３１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向に細長い開口部３１１が形成されており、処理チャンバー３１はこの開口部３１１を搬送アーム６の方向に向けて筐体内に配置されている。この開口部３１１が設けられている面には、平板状の２枚の突片部３１２が横方向に突出するように設けられており、開口部３１１はこれら２枚の突片部３１２により上下を挟まれた位置に配置されている。これら突片部３１２に設けられた３１３は、後述のロックプレート３８を上下方向へ向けて嵌入させるための嵌入孔である。
【００２８】
処理チャンバー３１の上下両面に設けられた３９はテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーターである（図４では、図示の便宜上、上面側のみを示してある）。図８に模式的に示すように、ヒーター３９は電源部３９１と接続されており、電源部３９１の出力を増減して、処理チャンバー３１本体及び処理空間３１０の温度を常時、例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に維持することができる。
【００２９】
処理チャンバー３１の上下面に設けられた３２、３３は不図示の断熱材を介してヒーター３９を覆い、周囲に設けられた各種機器を熱から守り、また処理前のウエハＷに液盛りされたＩＰＡの蒸発を防ぐ断熱プレートである。これらの断熱プレート３２、３３にはこれら断熱プレート３２、３３を冷却するために、冷却水などの冷媒を通流させる冷却管３６が配設されている。
【００３０】
また例えば図３、図４に示すように、断熱プレート３２、３３は、前方から見て処理チャンバー３１よりも左右方向に幅広に形成されている。下面側の断熱プレート３３の左右に突出した領域には後述のアーム部材３４２を保持し、走行させる機構が形成されている。即ち、３７１はアーム部材３４２を走行させるためのレール、３７２は、前記アーム部材３４２に接続されてレール３７１上を走行するスライダー、３７３はこのレール３７１を駆動する例えばロッドレスシリンダーなどからなる駆動機構、３７４は駆動機構３７３とスライダー３７２とを連結する連結部材である。
【００３１】
ウエハホルダー３４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー３１の処理空間３１０内に配置可能に構成された薄い板状の部材である。ウエハホルダー３４の前面に設けられた３４１は、処理チャンバー３１の開口部３１１に上下に設けられている突片部３１２隙間内に嵌り込み、開口部３１１の周りに設けられた不図示のＯリングを押しつぶして処理空間３１０内を気密に維持するように開口部３１を塞ぐ蓋部材、３４２は既述のスライダー３７２と接続されレール３７１上を前後に走行し、搬送アーム６との間でウエハＷの受け渡し位置と、処理チャンバー３１（処理空間３１０）内の処理位置との間でウエハホルダー３４を移動させるアーム部材である。
【００３２】
また上面側の断熱プレート３２の左右両端の前方領域には、ロック部材３５及びこのロック部材３５を回転させるロックシリンダー３５１が設けられており、処理チャンバー３１の開口部３１１を閉じた蓋部材３４１の左右に設けられた突起部３４３をロック部材３５と係合させることによりウエハホルダー３４を処理チャンバー３１の側壁面に押し付けるように固定し、また開放することができる。
【００３３】
図４に示すように処理チャンバー３１の手前側には、開口部３１１を塞いでいる蓋部材３４１の開放を阻止するためのストッパ機構が設けられている。即ち、３８はウエハホルダー３４を処理位置まで移動させたとき、突片部３１２の間の隙間に嵌り込んだ蓋部材３４１を処理チャンバー３１の本体側へ向けて押さえるロックプレート、３８１はロックプレート３８を上下に移動させるための昇降機構、３８２はロックプレート３８の例えば下端部に接続されたスライダーをレール上で走行させてロックプレート３８の移動方向を案内するスライド機構である。ここで図示の便宜上、図３においてはロックプレート３８や昇降機構３８１等の記載を省略してある。
【００３４】
また図３、図４に示すように、ウエハＷの受け渡し位置の下方側には、ウエハホルダー３４を冷却するための冷却機構５が設けられている。冷却機構５中、５１は、吐出孔５１１から冷却用の清浄空気を吐出し、ウエハホルダー３４に保持されたウエハＷを冷却するクーリングプレート、５２はウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管５３へ排出するドレイン受け皿、５４はウエハホルダー３４が受け渡し位置まで移動したときに、これらドレイン受け皿５２及びクーリングプレート５１を冷却位置まで上昇させ、ウエハホルダー３４が処理位置まで移動した後には、冷却位置の下方位置まで降下させる昇降機構である。
【００３５】
また図３に示す５５は、ウエハホルダー３４に受け渡されたウエハＷにＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズルであり、処理チャンバー３１内に搬送される前のウエハＷに再度ＩＰＡを供給して、当該ウエハＷが自然乾燥しない程度の十分量のＩＰＡを液盛りしてから当該ウエハＷを処理チャンバー３１内に搬入するようになっている。
【００３６】
上述の処理チャンバー３１には、内部の処理空間３１０に供給されるＩＰＡの高圧流体を準備する機能と、処理を終えたあとのＩＰＡを回収する機能とを兼ね備えた準備回収部４が接続されている。図３に示すように準備回収部４は、処理チャンバー３１へと供給される超臨界状態のＩＰＡを準備し、また処理を終えたＩＰＡを回収する配管が螺旋状に巻かれて形成されたスパイラル管４１と、このスパイラル管４１を加熱して内部のＩＰＡを超臨界状態にするための加熱機構をなすハロゲンランプ４２と、前記スパイラル管４１を冷却することにより処理チャンバー３１に供給したＩＰＡを当該スパイラル管４１内に凝縮させて回収するための冷却機構をなす冷却ジャケット４３と、スパイラル管４１の冷却を行う位置と、冷却を行う位置から退避した位置との間でこれら冷却ジャケット４３を移動させる移動機構と、を備えている。
【００３７】
スパイラル管４１はステンレス製の配管部材を長手方向に螺旋状に巻いて円筒を形成しており、長手方向に隣り合う配管同士が互いに接触するように螺旋を巻くことによりハロゲンランプ４２の輻射熱の外側への漏れを抑えている。スパイラル管４１の表面には、ハロゲンランプ４２からの輻射熱を吸収しやすくするために例えば黒色の輻射熱吸収塗料が塗装されている。
【００３８】
図３に示すように準備回収部４は、超臨界処理部３０の近傍位置に配置されており、スパイラル管４１は、本実施の形態の配管をなす供給回収ライン４１１を介して処理チャンバー３１に接続されている。この供給回収ライン４１１は、処理チャンバー３１に高圧流体を供給する配管と、処理チャンバー３１から当該流体を回収する配管とが共通化されたものである。図８に示すように供給回収ライン４１１には、当該供給回収ライン４１１へＮ２ガスなどのパージガスを供給するパージガス供給ライン４０４、スパイラル管４１や供給回収ライン４１１に供給されたＩＰＡやパージガスを除害設備等へ向けて排出する排出ライン４０１が接続されている。これらの各ライン４０１、４０４に設けられた４０２、４０５は、耐圧性を備えた開閉弁、排出ライン４０１側に設けられた４０３は後述するＩＰＡの受け入れライン４１３から供給されたＩＰＡの量を監視するためのレベルスイッチである。
【００３９】
また図８に示すようにスパイラル管４１の下端部からは本実施の形態の配管であるＩＰＡの受け入れライン４１３が伸びだしており、不図示のＩＰＡ供給部から高圧流体の原料である液体状態のＩＰＡを受け入れることができる。図中、４１８はＩＰＡ中のパーティクルを除去するためのフィルターである。
【００４０】
図３、図８に示すようにハロゲンランプ４２は、スパイラル管４１が形成する円筒の内側に配置された直棒状の加熱ランプであり、スパイラル管４１の内壁面から離間させて、前記円筒の中心軸に沿って配置されている。ハロゲンランプ４２の下端部は、支持台４６の天板面を貫通して電源部４２１に接続されており、当該電源部４２１から供給される電力によりハロゲンランプ４２を発熱させ、主にその輻射熱を利用してスパイラル管４１が加熱される。この観点においてハロゲンランプ４２は、スパイラル管４１用の加熱機構に相当している。
【００４１】
図３に示すように冷却ジャケット４３は、スパイラル管４１によって形成される円筒を外周面側から覆うことが可能な、円筒を上下方向に縦断して得られる半円筒形状の部材である。各冷却ジャケット４３の内部は空洞となっているおり、図８に模式的に示すように各空洞には冷却ジャケット４３の外周面に接続された冷却水導入ライン４３１から冷却水排出ライン４３２へ向けて流れる冷媒、例えば２０℃に調節された冷却水を通流させるための冷媒流路４３５が形成されている。これら冷却ジャケット４３の内周面は熱を吸収する吸熱面を構成しており、当該吸熱面をスパイラル管４１にて構成される円筒の外周面に当接させることにより、スパイラル管４１の冷却が行われる。
【００４２】
各冷却ジャケット４３の外周面にはシャフト４４が連結されており、各シャフト４４の基端部には当該シャフト４４を軸方向に沿って移動させるための駆動部４５が設けられている。そして各シャフト４４を伸張、縮退させることにより吸熱面がスパイラル管４１と接触する冷却位置と、吸熱面をスパイラル管４１から離間した退避位置との間で冷却ジャケット４３を移動させて、スパイラル管４１の冷却及び冷却の停止を実行することができる。
【００４３】
本実施の形態のスパイラル管４１は、原料のＩＰＡを液体状態で収容し、当該スパイラル管４１を加熱することにより前記液体状態のＩＰＡをスパイラル管４１内で超臨界状態とする本実施の形態の準備容器としての機能と、冷却ジャケット４３によりＩＰＡの凝縮温度以下に冷却され、処理チャンバー３１に供給されたＩＰＡを回収する回収容器としての機能とを兼ね備えている。
【００４４】
上述の構成を備えた超臨界処理部３１の処理チャンバー３１に接続されたパージガス供給ライン４０６、排気ライン４０８及び高圧流体の供給回収ライン４１１は、これら各ライン４０６、４０８、４１１を構成する配管を流れ方向に分離することができるようになっており、ウエハＷの処理を実行する際にＮ２ガスの供給系統や排気系統、準備回収部４内に、処理チャンバー３１から高圧流体が流れ込むことを防止できる。また準備回収部４に高圧流体の原料であるＩＰＡを供給する受け入れライン４１３を構成する配管も流れ方向へ分離することが可能であり、供給回収ライン４１１の作用と相俟って、高圧流体の準備の際に処理チャンバー３１やＩＰＡの供給系統に高圧流体が流れ込むことを防いでいる。
【００４５】
本実施の形態の超臨界処理装置３では、上述の各ライン４０６、４０８、４１１、４１３において、流れ方向に分離可能に構成された配管部分（以下、配管接離部７と呼ぶ）は互いに共通の構成となっている。以下、図５〜図７を参照しながら配管接離部７の構成とその動作について説明する。
【００４６】
図５の斜視図及び図６、７の横断平面図に示すように、各ライン４０６、４０８、４１１、４１３を構成する配管は、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とに流れ方向に分割されている。分割された各配管部材７１、７２の先端部にはこれら配管部材７１、７２と直交するように横方向に伸びる第１の保持部材７０１、第２の保持部材７０２が設けられていて、第１の配管部材７１は第１の保持部材７０１に保持され、第２の配管部材７２は第２の保持部材７０２に保持されている。
【００４７】
各々横方向に伸びる第１、第２の保持部材７０１、７０２は、互いに平行に配置され、その一端が回転軸Ｃ４を介して互いに連結されている。そして２つの保持部材７０１、７０２は、この回転軸Ｃ４を支点として、ピンセットのように相対向する側壁面を離間させたり、接近させたりすることができる。
【００４８】
第１、第２の保持部材７０１、７０２の相対向する側壁面からは、各々第１、第２の配管部材７１、７２の端部をなすフランジ部７１１、７２１が突出しており、両保持部材７０１、７０２を所定の位置まで接近させると、フランジ部７１１、７２１同士が突合して第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とが接続される。図６、図７に示した７１２は、フランジ部７１１、７１２同士を密着させるＯリングである。
【００４９】
一方、各保持部材７０１、７０２には、回転軸Ｃ４を介して連結された端部とは反対側の端部にて、互いに長さの異なるクランク部材７０３、７０４が各々回転軸Ｃ２、Ｃ３を介して連結されている。第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態において、各クランク部材７０３、７０４は、両保持部材７０１、７０２と直交する方向（両保持部材７０１、７０２を貫通する配管部材７１、７２が伸びる方向）に沿って横方向に伸び出し、共通の伸縮ロッド部７０７に設けられたロッド７０８の先端部に、回転軸Ｃ１を介して接続されている。
【００５０】
第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態において、伸縮ロッド部７０７は各保持部材７０１、７０２と平行になるように、回転軸Ｃ１から横方向に伸びだしており、その基端部は鉛直方向に伸びる回転軸７３２に連結されている。回転軸７３２は回転モーター７３１により自由に回転角度を調節し、また所望の位置で回転を停止させることができる。
【００５１】
以上に説明した構成を備えた接離機構７０において、図７に示すように回転軸７３２を上面側から見て右方向に回転させると。伸縮ロッド部７０７に設けられたロッド７０８の先端部が保持部材７０１、７０２側へと近づくが、ロッド７０８の先端部にはクランク部材７０３、７０４が接続されているので、伸縮ロッド部７０７を回転させる力は当該伸縮ロッド部７０７からロッド７０８を引き出す力、及び回転軸Ｃ１を中心にクランク部材７０３、７０４を回転させる力に変換される。
【００５２】
このとき各保持部材７０１、７０２に接続されたクランク部材７０３、７０４の長さが異なっていることにより、ロッド７０８を所定の位置まで移動させたときの回転量は、長いクランク部材７０３で小さく、短いクランク部材７０４で大きくなる。この結果、クランク部材７０３、７０４の先端が異なる位置に移動し、これらクランク部材７０３、７０４に接続された第１、第２の保持部材７０１、７０２が互いに離間する方向に移動して、第１、第２の配管部材が離間した状態となる。
【００５３】
本例の接離機構７０では第１の保持部材７０１の配置位置が固定されており、回転軸７３２を回転させると回転軸Ｃ４を回転中心として第２の保持部材７０２が移動する。図５〜図７に示すように第２の保持部材７０２を貫通する第２の配管部材７２は、伸縮ロッド部７０７との干渉を避けるため、Ｌ字に屈曲されてクランク部材７０３、７０４の配置位置とは反対の方向に向けて各保持部材７０１、７０２と平行になるように横方向に伸び出している。このように第２の配管部材７２の各保持部材７０１、７０２と平行に伸び出している領域には、例えば蛇腹状の可撓配管部７２２が設けられている。そして図７に示すように第１、第２の配管部材７１、７２を離間させると、この可撓配管部７２２が撓み、第２の保持部材７０２の変位が吸収される。このため、例えば図６、図７中に「Ｌ」の符号で示したように可撓配管部７２２よりも外側の領域では、両配管部材７１、７２の接離動作の前後で第２の配管部材７２の配置位置は変化しない。
【００５４】
また図６に示すように第１、第２の配管部材７１、７２を接続した状態においては、回転軸７３２が上面から見て左回りに回転しないように固定しておくことにより、相対向する保持部材７０１、７０２がクランク部材７０３、７０４によって支持される。この結果、第１、第２の配管部材７１、７２にて構成される配管内に高圧流体を流しても、この高圧流体による内圧を受けて、保持部材７０１、７０２を離間させるように働く力は、クランク部材７０３、７０４に受け止められるので、可撓配管部７２２を撓ませる方向には作用しない。このため第１、第２の配管部材７１、７２が流れ方向に分割されていても、配管接離部７では内部の流体が漏れ出すことなく高圧流体等を流すことができる。
【００５５】
ここで本例の接離機構７０では、特に流れ方向の指定はなく、接離機構７０は第１の配管部材７１、第２の配管部材７２のいずれが上流側となるように配置してもよい。但し、説明の便宜上、本例では処理チャンバー３１またはスパイラル管４１へ向けてＩＰＡやＮ２ガスを供給するとき（処理チャンバー３１からスパイラル管４１へＩＰＡを回収する場合を除く）、流れ方向の上流側に第１の配管部材７１を配し、下流側に第２の配管部材７２を配した構成とする。
【００５６】
図５に示すように第１、第２の配管部材７１、７２には、耐圧性を備えた開閉弁７４１、７４２が設けられており、両配管部材７１、７２を離間させたときにこれら開閉弁７４１、７４２を閉じることにより配管内の流体の流出を抑えている。また図１、図５に示すように、上述の接離機構７０は筐体状の流体受け部７５によってその全体を覆われた状態となっており、第１、第２の配管部材７１、７２を離間させたとき、開閉弁７４１、７４２間に存在する流体が流出した場合にも、これらの流体を集めて外部に排出することができる。
【００５７】
流体受け部７５に接続された７５１は、流体受け部７５内の雰囲気を排気するために清浄空気などのパージガスが供給されるパージガス供給ライン、７５２は流体受け部７５内の液体や気体を排出する排出ラインである。流体受け部７５の底面には排出ラインの設けられている位置へ向けて低くなる傾斜面が形成されている。
【００５８】
以上、図５〜図７を参照しながら配管接離部７に設けられた接離機構７０の構成例について詳細に説明してきたが、接離機構７０は、配管を流体の流れ方向に分割してなる第１の配管部材７１及び第２の配管部材７２を互いに離間させ、接続する機能を備えたものであればよく、上述の例に限定されるものではないことを強調しておく。例えばソケットを介して第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とを接続し、このソケットからっ配管部材７１、７２の一方側を取り外すことにより、両配管部材７１、７２を離間させる構成としてもよく、他の構成により配管部材７１、７２を接続、離間させてもよい。
また配管を流れる部材がＩＰＡとは異なり、揮発性が低い液体などである場合には、筐体状の流体受け部７５に替えて排出ラインのみを備えた受け皿状の流体受け部７５にて構成し、その上方位置に接離機構７０を配置してもよい。
【００５９】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３を含む洗浄処理システム１は、図１、図８に示すように制御部８と接続されている。制御部８は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはこれら洗浄処理システム１や洗浄装置２、超臨界処理装置３の作用、即ちＦＯＵＰ１００からウエハＷを取り出して洗浄装置２にて洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷを乾燥する処理を行ってからＦＯＵＰ１００内にウエハＷを搬入するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００６０】
特に超臨界処理装置３の作用について制御部８は、図８に示すように各ライン４０６、４０８、４１１、４１３に設けられた配管接離部４０７、４０９、４１２、４１７の接離機構７０及び開閉弁７４１、７４２と接続されている。そして第１、第２の配管部材７１、７２を離間させる離間動作の際には、両開閉弁７４１、７４２を閉じてからこれら配管部材７１、７２を離間させ、両配管部材７１、７２を接続する接続動作の際にはこれらの配管部材７１、７２を接続してから両開閉弁７４１、７４２を開くように制御信号が出力される。
【００６１】
また制御部８は排出ライン４０１に設けられたレベルスイッチ４０３やハロゲンランプ４２の電源部４２１、ヒーター３９の電源部３９１と接続されており、ＩＰＡの供給タイミングや供給量、電力の給断タイミング並びに供給量などを制御する役割を果たしている。また制御部８はスパイラル管４１に設けられた不図示の温度検出部からスパイラル管４１内の温度の検出結果を取得し、これらの結果に基づいてスパイラル管４１の加熱や冷却を実行することができる。
【００６２】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３の作用について図９〜図１６を参照しながら説明する。これらの図において各開閉バルブに付された「Ｓ」の符号は、その開閉バルブが閉状態となっていることを示し、「Ｏ」の符号は開状態となっていることを示している。
既述のように洗浄装置２における洗浄処理を終え、乾燥防止用のＩＰＡを液盛りしたウエハＷが第２の搬送機構１４１に受け渡されると、第２の搬送機構１４１は、例えば予め設定された処理スケジュールに基づいて、ウエハＷを受け入れ可能な超臨界処理装置３の配置されている筐体内に進入し、搬送アーム６にウエハＷを受け渡す。
【００６３】
このときウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理部３０は、図９に示すように、処理チャンバー３１の電源部３９１をオンの状態にしてヒーター３９によりチャンバー３１本体を例えば２７０℃に加熱した状態となっている。一方で処理チャンバー３１の上下に設けられた上プレート３２、下プレート３３は冷却管３６によって冷却された状態となっており、処理チャンバー３１の周囲の温度が上昇しすぎないようにして、ウエハホルダー３４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。
【００６４】
また準備回収部４では、例えば超臨界処理装置３にて最初に処理を開始する前のタイミングにおいては、ハロゲンランプ４２の電源部４２１はオフとなっており、また冷却ジャケット４３を冷却位置まで移動させてスパイラル管４１を冷却した状態としておく。なお本例では超臨界処理装置３の稼動中、冷却ジャケット４３には常時冷却水が供給されているものとする。
【００６５】
またこのとき処理チャンバー３１に接続された全てのライン４０６、４０８、４１１に設けられた配管接離部４０７、４０９、４１２では接離機構７０により第１、第２の配管７１、７２を離間させた状態（以下、離間状態という）となっており、処理チャンバー３１はＩＰＡやＮ２ガスの供給、排出系統から切り離されている。
【００６６】
一方、準備回収部４ではＩＰＡの受け入れライン４１３の配管接離部４１７の接離機構７０を作動させて第１、第２の配管部材７１、７２を接続し（以下、接続状態という）、不図示のＩＰＡ供給部からスパイラル管４１へ向けて液体状態のＩＰＡを受け入れる。このとき排出ライン４０１に設けられた開閉弁４０２は開状態となっており、ＩＰＡにより押し出されたスパイラル管４１内の雰囲気は排出ライン４０１を通って排気される。
【００６７】
そしてスパイラル管４１内が液体状態のＩＰＡで満たされ、その液面が排出ライン４０１のレベルスイッチ４０３で検出されると、ＩＰＡの供給を停止して、図１０に示すように受け入れライン４１３の配管接離部４１７を離間状態とする。次いでパージガス供給ライン４０４の開閉弁４０５を開き、同ライン４０４からＮ２ガスを供給して、スパイラル管４１の上部から供給回収ライン４１１にかけて溜まっているＩＰＡを排出する。この操作により図１７に示すようにＩＰＡを加熱したときにＩＰＡが膨張する空間が確保される。
【００６８】
こうしてスパイラル管４１内に所定量の液体ＩＰＡが仕込まれたら、図１１に示すように冷却ジャケット４３を退避位置まで移動させ、電源部４２１をオンにしてハロゲンランプ４２に電力を供給して発熱させ、スパイラル管４１を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。このとき既述のようにスパイラル管４１の前後に設けられた配管接離部４１２、４１７は離間状態となっており、また排出ライン４０１、パージガス供給ライン４０４の開閉弁４０２、４０５も閉状態となっている。この結果、スパイラル管４１の内部は密閉雰囲気となり、スパイラル管４１を加熱するとＩＰＡが蒸発して気体となり、ＩＰＡの体積の膨張に伴ってスパイラル管４１内の圧力が上昇する。
【００６９】
さらに密閉雰囲気内での加熱を継続し、ＩＰＡを昇温、昇圧すると、ＩＰＡの温度及び圧力が臨界点に到達し、図１８に示すようにスパイラル管４１の内部が超臨界状態のＩＰＡで満たされた状態となる。こうして超臨界処理を実行するためのＩＰＡの準備が整ったら、準備回収部４はスパイラル管４１内の温度及び圧力が予め設定された値に維持されるようにハロゲンランプ４２の出力を調節しながら待機する。
【００７０】
これらの動作と並行して超臨界処理部３０側では、受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー３４に搬送アーム６がウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー３４の上方位置から退避する。そして図３に示すようにＩＰＡノズル５５からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、再度ＩＰＡの液盛りを行う。ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート４１を下方位置まで下降させ、アーム部材３４２をレール３７１上でスライドさせてウエハホルダー３４を処理位置まで移動させる。そしてロック部材３５を回転させて突起部３４３を係止し、蓋部材３４１によって処理チャンバー３１の開口部３１１が塞がれたら、ロックプレート３８を下方位置からロック位置まで上昇させて蓋部材３４１を手前側から押さえる。
【００７１】
上述のウエハＷの搬送動作と並行して、供給回収ライン４１１の配管接離部４１２では、まず接離機構７０を作動させて第１、第２の配管７１、７２を接続する一方、２つの開閉弁７４１、７４２は閉状態のままとし、処理チャンバー３１内にウエハＷが搬入されたら、高圧流体（超臨界状態のＩＰＡ）を直ちに供給する準備をする。即ち、このタイミングにおいては図１２に示すように超臨界処理部３０側では処理チャンバー３１の処理空間３１０内にウエハＷが搬入され、また準備回収部４側ではスパイラル管４１内に高圧流体が準備されて、ウエハＷの乾燥を実行する準備が整う。
【００７２】
処理空間３１０内へのウエハＷの搬入を終え、蓋部材３４１をロックしたら、ウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥してしまう前に供給回収ライン４１１の配管接離部４１２の開閉バルブ７４１、７４２を開状態としてスパイラル管４１から処理空間３１０に向けて高圧流体を供給する。
【００７３】
こうして開閉バルブ７４１、７４２を開くと、図１３に示すようにスパイラル管４１内の高圧流体が膨張して供給回収ライン４１１内を流れ、処理空間３１０内に流入していく。このとき、（１）スパイラル管２１内に準備する高圧流体の温度及び圧力を臨界温度、臨界圧力よりも十分に高い状態としておくこと、（２）処理チャンバー３１内の処理空間３１０の容積及び開閉バルブ４１２よりも処理チャンバー３１側の供給回収ライン４１１の容積をできるだけ小さくして高圧流体の膨張率を抑えること、さらに（３）ヒーター３９によって処理空間３１０内を予め加熱しておき、また開閉バルブ４１２を開放する前後で、スパイラル管４１内の温度及び圧力がほぼ同じ値に維持されるように、ハロゲンランプ４２の出力を増大させて等温等圧膨張に近い状態で高圧流体を膨張させること、などにより超臨界状態を保ったまま高圧流体を処理空間３１０内に供給することができる。
【００７４】
そして処理空間３１０内に供給された高圧流体がウエハＷに液盛りされたＩＰＡと接触すると、液盛りされたＩＰＡは高圧流体から熱を受け取って蒸発し超臨界状態となる。この結果、ウエハＷの表面は液体のＩＰＡから高圧流体に置換されていくことになるが、平衡状態において液体ＩＰＡと高圧流体との間には界面が形成されないので、パターン倒れを引き起こすことなくウエハＷ表面の流体を高圧流体に置換することができる。このときパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８の配管接離部４０７、４０９は離間状態となっており、これらのライン４０６、４０８への高圧流体の流出が防止される。
【００７５】
そして供給回収ライン４１１では、図１４に示すように配管接離部４１２を離間状態すると共に、電源部４２１をオフの状態にしてハロゲンランプ４２によるスパイラル管４１の加熱を停止する。次に冷却ジャケット４３を冷却位置まで移動させてスパイラル管４１の内部の温度がＩＰＡの凝縮温度以下となるように冷却する。スパイラル管４１を密閉した状態で冷却することにより、スパイラル管４１の内部は減圧雰囲気となる。
【００７６】
こうして処理空間３１０内に高圧流体を供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が高圧流体にて置換された状態となったら、図１５に示すように供給回収ライン４１１の配管接離部４１２を接続状態とする。この結果、高圧雰囲気の処理空間３１０から減圧雰囲気のスパイラル管４１内へ向けて供給回収ライン４１１を介してＩＰＡが流れ込み、流入したＩＰＡが次々と凝縮し、液体状態となってスパイラル管４１内に溜まってゆく。
【００７７】
このようにしてスパイラル管４１にＩＰＡが液体の状態で回収されると、処理チャンバー３１内の圧力は次第に低下していく。一方、処理空間３１０内の温度は常圧におけるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりも高い温度に保たれているので、処理空間３１０内のＩＰＡは超臨界の状態から気体の状態に変化することになる。このとき超臨界状態と気体との間には界面が形成されないので表面に形成されたパターンに表面張力を作用させることなく、ウエハＷを乾燥することができる。そして例えば予め設定した時間が経過したら、供給回収ライン４１１の配管接離部４１２を離間状態とする。
【００７８】
以上のプロセスにより、ウエハＷを乾燥する処理を終えたら、処理空間３１０に残存している気体のＩＰＡを排出するため、図１６に示すようにパージガス供給ライン４０６及び排気ライン４０８の配管接離部４０７、４０９を接続状態としてパージガス供給ライン４０６からＮ２ガスを供給して排気ライン４０８へ向けてパージを行う。
【００７９】
そして予め定めた時間だけＮ２ガスの供給を行いパージが完了したら、ロックプレート３８を下方位置まで降下させ、ロック部材３５による突起部３４３の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー３４を受け渡し位置まで移動させ、超臨界処理を終えたウエハＷを搬送アーム５の搬出用の搬出用ピック５３で吸着保持し、当該ウエハＷをウエハ搬送路１４２側の第２の搬送機構１４１に受け渡す。
しかる後、ウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送機構１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ１００内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。
【００８０】
一方、超臨界処理装置３側においては図１１に示すように冷却ジャケット４３を退避位置まで移動させ、ハロゲンランプ４２を発熱させて、スパイラル管４１に回収したＩＰＡを超臨界の状態として処理チャンバー３１に次のウエハＷが搬入されてくるタイミングを待つ。
【００８１】
本実施の形態に係る超臨界処理装置３によれば以下の効果がある。高圧流体によるウエハＷの処理を行う処理チャンバー３１に接続された配管ライン４０６、４０８、４１１、及び高圧流体の準備回収部４のスパイラル管４１に接続された配管ライン４１３が流体の流れ方向に、第１の配管部材７１と第２の配管部材７２とに分割されている。そして、接離機構７０を利用してこれらの配管部材７１、７２を互いに接続する位置と、離間させる位置との間で移動させる。ここで第１、第２の配管部材７１、７２を離間させるとき、これらの配管部材７１、７２に設けられた開閉弁７４１、７４２を閉じるので、処理容チャンバー３１やスパイラル管４１内の高圧流体が配管ライン４０６、４０８、４１１、４１３を介して他の機器へ流れ込むことを防止できる。
【００８２】
配管接離部７を設ける配管は、高圧流体の流出による隣接機器への影響などを評価して適宜、設置することができる。例えば上述の実施の形態の超臨界処理装置３では、準備回収部へのパージガス供給ライン４０４や排出ライン４０１には配管接離部７が設けられていないが、これらのライン４０４、４０１の配管にも配管接離部７を設けてもよいことは勿論である。またこれとは反対に、全ての配管ライン４０６、４０８、４１１に配管接離部７が設けられている処理チャンバー３１において、例えば排気ライン４０８への配管接離部７の設置を省略するなどしてもよい。
【００８３】
また上述の超臨界処理装置３では、準備回収部４１を共通化した構成としたが、これらを高圧流体の準備部、回収部に分離し、高圧流体の供給ライン、回収ラインを介してこれら準備部、回収部を接続し、供給ライン、回収ラインの各々に配管接離部７を設けてもよい。さらに処理チャンバー３１に準備回収部４を２つ設けて、一方側の準備回収部４で高圧流体の準備をし、他方側の準備回収部４で流体の回収をする動作を交互に行うようにしてもよい。
【００８４】
次に高圧流体の準備回収部４を設けず、処理チャンバー３１内で原料を、高圧流体の状態とする他の実施の形態に係る超臨界処理装置３ａの例について図１９〜図２２を参照しながら説明する。これらの図では、図１〜図８において説明した第１の実施の形態に係る超臨界処理装置３と同様の構成要素には、これらの図にて使用したものと同じ符号を付してある。
【００８５】
他の実施の形態に係る超臨界処理装置３ａでは、図１９に示すようにウエハＷは角皿形状のウエハホルダー３４内に配置された状態で処理チャンバー３４内に搬入される。また処理チャンバー３４には液体状態の原料として液体ＣＯ２を供給する受け入れライン４１３、及び処理チャンバー３４内の処理空間３１０内の雰囲気を排気するための排気ライン４０８が接続されており、これらの配管ライン４１３、４０８には配管接離部４１７、４０９が設けられている（図２０〜図２２）。
【００８６】
図２０に示すように処理空間３１０内にウエハＷが搬入されると、受け入れライン４１３及び排気ライン４０８の配管接離部４１７、４０９を接続状態として、受け入れライン４１３から液体ＣＯ２を供給しながら処理空間３１０内の雰囲気を排気ライン４０８より排気する。そして予め設定した高さ位置まで液体ＣＯ２を供給したら、受け入れライン４１３及び排気ライン４０８の配管接離部４１７、４０９を離間状態としてヒーター３９は電源部３９１をオンの状態とし、処理空間３１０内の雰囲気がＣＯ２の臨界温度、臨界圧力以上となるまで処理チャンバー３１を加熱する（図２１）。この結果、処理空間３１０内のＣＯ２が超臨界状態となってウエハＷを乾燥する処理が実行される。
【００８７】
所定の時間が経過し、ウエハＷを乾燥する処理が完了したら、排気ライン４０８の配管接離部４０９を接続状態とし、処理空間３１０内の流体を排出する。また処理空間３１０内が減圧されたら受け入れライン４１３の配管接離部４０９を接続状態とし、このライン４１３を利用してＮ２ガスなどのパージガスを供給し、処理空間３１０内に残留しているＣＯ２を排除して処理を終了する。
【００８８】
第１、第２の実施の形態に係る超臨界処理装置３、３ａに共通するバリエーションとして、高圧流体を利用したウエハＷの乾燥処理は、原料を超臨界状態にして使用する場合に限られず、亜臨界状態で処理を行ってもよい。高圧流体の原料は、既述のＩＰＡやＣＯ２のほか、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）などを用いてもよいし、その他の流体を用いてもよい。さらに高圧流体を利用したウエハＷなどの被処理基板の処理は、被処理基板に付着した液体を除去する乾燥処理に限定されず、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やエッチングを行う場合にも本発明の配管接離部７を備えた配管を利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
Ｗ ウエハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄装置
３、３ａ 超臨界処理装置
３０ 超臨界処理部
３１ 処理チャンバー
３１０ 処理空間
３９ ヒーター
４、４ａ、４ｂ
準備回収部
４１ スパイラル管
４１１ 供給回収ライン
４２ ハロゲンランプ
４２１ 電源部
４３ 冷却ジャケット
７ 配管接離部
７０ 接離機構
７１ 第１の配管部材
７２ 第２の配管部材
７４１、７４２
開閉弁
７５ 流体受け部
７５２ 排出ライン
８ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持しながら高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器に接続されると共に、流体の流れ方向に第１の配管部材及び第２の配管部材に分割され、流体が通流する配管と、
前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、
前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器と、
液体状態の原料を高圧流体状態とするために前記準備容器を加熱する加熱機構及び、前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却するための冷却機構と、を備え、
前記準備容器に設けられた流体を通流させるための配管は、流体の流れ方向に第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する前記接離機構を備えた配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する接離機構を備えた配管とが共通化され、前記準備容器は被処理基板の処理を終えた後の流体を回収し、液体状態の原料として収容する回収容器を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記配管には、第１の配管部材と第２の配管部材とを離間させたときに流れ出た流体を集めて排出する排出路を備えた流体受け部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記流体受け部は、周囲の雰囲気から前記開口部を区画する筐体として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の配管部材及び第２の配管部材の双方の開閉弁を閉じてからこれらの配管部材を離間させる離間動作と、これらの配管部材を接続してから双方の開閉弁を開く接続動作とを実行するように制御信号を出力する制御部を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに基板処理装置。
【請求項７】
前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項８】
被処理基板の配置された処理容器に、配管を介して液体状態または高圧流体状態の原料を供給する工程と、
前記処理容器を密閉とする工程と、
前記処理容器に接続された配管を流れ方向に分割して切り離す工程と、
前記処理容器内の原料を高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持して被処理基板を処理する工程と、
前記処理容器に配管を接続し、密閉を解除して被処理基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器が、前記処理容器と接続自在に設けられ、
前記準備容器に、配管を介して液体状態の原料を供給する工程と、
前記準備容器を密閉する工程と、
前記準備容器に接続された配管を流れ方向に分割して切り離す工程と、
前記準備容器内の原料を加熱して液体状態の原料を高圧流体状態にする工程と、
切り離された前記配管を接続し、前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する工程と、
前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却する工程と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する配管とが共通化され、前記処理容器から排出された流体を冷却して、前記準備容器に液体状態で回収する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項１２】
高圧流体により被処理基板の処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項８ないし１１のいずれか一つに記載された基板処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
原料を超臨界状態または亜臨界状態である高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持しながら高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器に接続されると共に、流体の流れ方向に第１の配管部材及び第２の配管部材に分割され、流体が通流する配管と、
前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、
前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器と、
液体状態の原料を高圧流体状態とするために前記準備容器を加熱する加熱機構及び、前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却するための冷却機構と、を備え、
前記準備容器に設けられた流体を通流させるための配管は、流体の流れ方向に第１の配管部材と第２の配管部材とに分割され、前記第１の配管部材と第２の配管部材とを互いに接続する位置と、離間させる位置との間で、これら第１の配管部材と第２の配管部材との少なくとも一方側を移動させる接離機構と、前記第１の配管部材側及び第２の配管部材に各々設けられ、これら配管部材を離間させるときに閉じられる開閉弁と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する前記接離機構を備えた配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する接離機構を備えた配管とが共通化され、前記準備容器は被処理基板の処理を終えた後の流体を回収し、液体状態の原料として収容する回収容器を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記配管には、第１の配管部材と第２の配管部材とを離間させたときに流れ出た流体を集めて排出する排出路を備えた流体受け部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記流体受け部は、周囲の雰囲気から前記開口部を区画する筐体として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の配管部材及び第２の配管部材の双方の開閉弁を閉じてからこれらの配管部材を離間させる離間動作と、これらの配管部材を接続してから双方の開閉弁を開く接続動作とを実行するように制御信号を出力する制御部を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに基板処理装置。
【請求項７】
前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項８】
被処理基板の配置された処理容器に、配管を介して液体状態または高圧流体状態の原料を供給する工程と、
前記処理容器を密閉とする工程と、
前記処理容器に接続された配管を流れ方向に分割して切り離す工程と、
前記処理容器内の原料を高圧流体状態とし、または高圧流体状態を維持して被処理基板を処理する工程と、
前記処理容器に配管を接続し、密閉を解除して被処理基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
液体状態で収容した原料を高圧流体状態にして前記処理容器に供給するための準備容器が、前記処理容器と接続自在に設けられ、
前記準備容器に、配管を介して液体状態の原料を供給する工程と、
前記準備容器を密閉する工程と、
前記準備容器に接続された配管を流れ方向に分割して切り離す工程と、
前記準備容器内の原料を加熱して液体状態の原料を高圧流体状態にする工程と、
切り離された前記配管を接続し、前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する工程と、
前記原料を液体状態で収容するために前記準備容器を冷却する工程と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記準備容器から処理容器に高圧流体を供給する配管と、基板の処理を終えた後の流体を当該処理容器から排出する配管とが共通化され、前記処理容器から排出された流体を冷却して、前記準備容器に液体状態で回収する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記高圧流体により基板に対して行われる処理は、被処理基板を乾燥する処理であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項１２】
高圧流体により被処理基板の処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項８ないし１１のいずれか一つに記載された基板処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１１４３６１（Ｐ２０１２−１１４３６１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３９２７（Ｐ２０１０−２６３９２７）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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