基板処理装置及び基板処理方法
【課題】スループットの向上に貢献すると共に、大気雰囲気にパターンを露出せずに超臨界流体による処理を行うことが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置の洗浄槽２１は、基板Ｗを収容し、洗浄液を通流させて当該基板Ｗを洗浄し、処理容器２２は、この洗浄槽２１を収容し、前記基板Ｗに対して超臨界流体による処理を行う。
【解決手段】基板処理装置の洗浄槽２１は、基板Ｗを収容し、洗浄液を通流させて当該基板Ｗを洗浄し、処理容器２２は、この洗浄槽２１を収容し、前記基板Ｗに対して超臨界流体による処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にパターンが形成された半導体ウエハなど基板に対して洗浄処理などの液処理を行ったあと、この基板に対して超臨界処理をする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜などを薬液などの洗浄液により除去する洗浄工程が設けられている。
【０００３】
この洗浄工程に用いられる基板処理装置の一つである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例えばアルカリ性や酸性の洗浄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に残った液体（洗浄液）は例えば純水などによるリンス洗浄を行った後、ウエハを回転させることによる振切乾燥などによって除去される。
【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と、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の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。超臨界流体は、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、液体-気体間の界面が存在しない。そこで、液体の付着した状態のウエハを超臨界流体と接触させ、ウエハ表面の液体を超臨界流体に溶解させると、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基板搬送ロボットにより乾燥装置内に搬送し、この乾燥装置内にて基板を超臨界流体と接触させて基板表面に付着している洗浄液を除去する技術が記載されている。この特許文献１に記載の技術では、洗浄部と乾燥装置とが別々に構成されているため、これらの設備間で基板を搬送する動作が必要となり、洗浄部及び乾燥装置を備えた基板の処理システム全体のスループットを向上させる上での制約となる。また例えば基板を搬送している間に洗浄液が蒸発してしまうと、乾燥装置へ基板を搬入する前にパターン倒れが発生してしまうおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：００２９段落〜００３３段落、００４２段落、図１、図６、図７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スループットの向上に貢献すると共に、大気雰囲気にパターンを露出せずに超臨界流体による処理を行うことが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置は、基板を収容し、洗浄液を通流させて当該基板を洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽を収容し、前記基板に対して超臨界流体による処理を行うための処理容器と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記洗浄槽内に超臨界流体を得るための液体または超臨界流体を供給する流体供給部と、前記洗浄槽内の流体を排出するための流体排出部と、を備えたこと。
（ｂ）前記超臨界流体を得るための液体を加熱することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加熱することにより超臨界状態を維持する加熱部を備えたこと。
（ｃ）前記超臨界流体を得るための液体を加圧することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加圧することにより超臨界状態を維持する加圧部を備えたこと。
【００１１】
（ｄ）前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態と処理容器の内部に位置する状態との一方を選択するために洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させる駆動部を備えたこと。
（ｅ）前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で基板の洗浄が行われること。
（ｆ）前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で基板の洗浄が行われ、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で当該洗浄槽に対して基板の受け渡しが行われること。
（ｇ）前記洗浄槽には前記処理容器を閉じるための蓋部が取り付けられ、
前記駆動部は、洗浄槽を処理容器内に搬入して前記蓋部により処理容器を閉じ、また洗浄槽を処理容器内から引き出して処理容器を開放するように、当該洗浄槽と処理容器とを相対的に駆動するものであること。
（ｈ）前記洗浄槽は処理容器の内部に設けられ、前記処理容器には、仕切り部材で開閉される搬入出口が形成され、この搬入出口を介して処理容器の外部と洗浄槽との間で基板の受け渡しが行われること。
（ｉ）前記洗浄槽は、上面が開口し、基板を縦置きで収容するように構成されていること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、洗浄槽内で基板の洗浄を行い、その後この洗浄槽内に基板を収容したまま処理容器内にて基板に対する超臨界流体を用いた処理を行うので、当該処理を開始するまでの間に基板表面に気液界面が形成されることなく、パターン倒れを発生させずに超臨界流体を用いた基板の処理、例えば基板表面に付着した洗浄液を乾燥させる処理を行うことができる。そして例えば洗浄処理及び超臨界流体による処理を別々の装置にて実施する場合と比較して装置間での基板の受け渡しや基板の搬送といった動作が必要ないのでスループットの向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るウエハ処理装置を備えたウエハ処理システムの横断平面図である。
【図２】前記ウエハ処理システムの縦断側面図である。
【図３】前記ウエハ処理装置の縦断側面図である。
【図４】前記ウエハ処理装置の外観構成を示す第１の斜視図である。
【図５】前記ウエハ処理装置の外観構成を示す第２の斜視図である。
【図６】前記ウエハ処理装置内の洗浄槽の構成を示す一部破断斜視図である。
【図７】前記ウエハ処理装置の洗浄液などの供給・排出系を示す説明図である。
【図８】前記ウエハ処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図９】前記ウエハ処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図１０】前記ウエハ処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図１１】超臨界乾燥容器と洗浄槽とが縦方向に移動するウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１２】洗浄槽内にウエハを横置きに収容するウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１３】超臨界乾燥容器内に洗浄槽を収容した状態で洗浄処理を行うウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１４】超臨界流体を得るための液体としてＨＦＥを用いるウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１５】洗浄槽を超臨界乾燥容器の内部に固定したウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１６】洗浄槽を超臨界乾燥容器の内部に固定したウエハ処理装置の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態として、表面にパターンが形成されたウエハの表面をアルカリ性薬液及び酸性薬液にて洗浄した後、超臨界状態の二酸化炭素（ＣＯ２）を用いて乾燥を行うウエハ処理装置について説明する。図１はこのウエハ処理装置を備えたウエハ処理システム１の横断平面図であり、図２は当該システム１の縦断側面図である。以下ウエハ処理システム１全体の説明においては、図１、図２に向かって左側を前方として説明する。ウエハ処理システム１は、ＦＯＵＰ６の搬入出が行われる搬入出部１１と、ウエハＷの洗浄処理並びに乾燥処理を実行するウエハ処理部１２とを手前側からこの順に設けた構成となっている。
【００１５】
搬入出部１１は、例えばＯＨＴ（Overhead Hoist Transport）などの図示しない搬送ロボットにより工場内を搬送され、複数枚のウエハＷを収納したＦＯＵＰ６が載置される載置台１１１と、載置台１１１に載置されたＦＯＵＰ６が搬送される搬送室１１０とを備えている。載置台１１１はウエハ処理システム１の外装体を形成する筐体１０の前面に例えば３個設置されており、これら載置台１１の上面には載置トレイ１１２が設けられている。載置トレイ１１２は搬入出部１１上を前後方向にスライド可能に構成され、筐体１０の前面に設けられた開口部１１３を介して搬送室１１０との間でＦＯＵＰ６を搬入出することができる。図２中、１１４はＦＯＵＰ６が搬入出される開口部１１３を開閉する開閉扉である。
【００１６】
搬送室１１０内には、後段のウエハ処理部１２との間でのＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷの受け渡しが行われるウエハ受け渡し部１１５と、搬送室１１０内にスライドしてきた載置トレイ１１２とウエハ受け渡し部１１５との間でＦＯＵＰ６を搬送するＦＯＵＰ搬送機構１１９とが設けられている。ウエハ受け渡し部１１５は、ＦＯＵＰ６が載置される載置トレイとして構成されており、ウエハ受け渡し部１１５に対向する隔壁部１１８には後述のウエハ処理室１２０に向けて開口する開口部１１６が設けられている。開口部１１６には、ＦＯＵＰ６に対向する位置と、その下方側の退避位置との間で昇降可能な開閉扉１１７が設けられており、開閉扉１１７は、ウエハＷの取り出しや収納を行うために、ＦＯＵＰ６の側面に設けられた蓋体を開閉する機能を備えている。
【００１７】
ＦＯＵＰ搬送機構１１９は、図２に示すようにＦＯＵＰ６のトップフランジを把持してＦＯＵＰ６を持ち上げ、図１に示すように前後方向及び左右方向にＦＯＵＰ６を自在に搬送することができる。
【００１８】
搬送室１１０の後段には、隔壁部１１８を介してウエハ処理部１２が設けられており、ウエハ処理部１２内にはウエハＷの洗浄処理及びその後の乾燥処理が行われる例えば４台のウエハ処理装置２と、ウエハ受け渡し部１１５上のＦＯＵＰ６と各ウエハ処理装置２との間でウエハＷを搬送するウエハ搬送機構３とが配置されたウエハ処理室１２０が設けられている。
【００１９】
図１、図２に示すようにウエハ処理室１２０内には、４台のウエハ処理装置２が例えば筐体１０の床面上に、前後方向に１列に並べて配置されている。以下、ウエハ処理装置２及びウエハ搬送機構３の説明にあたっては、搬入出部１１側から見て右側を前方、左側を後方として説明する。
【００２０】
ウエハ搬送機構３はウエハ処理装置２の後部側の上段位置に架け渡された支持台３６上に設けられており、支持台３６上に配置された走行路３７上を走行して各ウエハ処理装置２の上方位置まで移動し、ウエハＷの搬入出を行うことができる。
【００２１】
ウエハ搬送機構３は、例えば図３（ａ）に示すように垂直軸周りに回転可能に構成された基台部３１を備えており、この基台部３１を基端側とすると、第１のアーム部３２、第２のアーム部３３、第３のアーム部３４及びピック３５が基端側からこの順に接続されている。
【００２２】
第１〜第３のアーム部３２〜３４は支持台３６や走行路３７と平行な方向に伸びる水平軸周りに回動することができる。また、先端部に設けられたピック３５は、例えば図２に示すように扁平な薄板状の部材として構成されその先端部には不図示の真空チャックが設けられていてウエハＷを吸着保持することができるようになっている。そしてピック３５は、例えば図３（ａ）、図８（ａ）に示すように支持台３６や走行路３７と直行する方向に伸びる水平軸周りに回転することが可能であり、ＦＯＵＰ６内に水平方向に進入してウエハＷを搬入出することができる。
【００２３】
ウエハ処理室１２０内に設けられた例えば４台のウエハ処理装置２は、互いにほぼ同様の構成を備えており、ウエハＷ表面に気液界面を形成することなくウエハＷの洗浄処理、並びに超臨界乾燥処理を一つの装置内で実行することができる。以下、ウエハ処理装置２の詳細な構成について説明すると、ウエハ処理装置２は、ウエハＷをほぼ垂直な縦置きの状態で保持し、ウエハＷの洗浄処理が行われる洗浄槽２１と、ウエハＷの洗浄処理を終え、洗浄槽２１内のウエハＷの乾燥処理が行われる処理容器である超臨界乾燥容器２２とを備えている。
【００２４】
図３（ａ）、図４並びに図６に示すように、洗浄槽２１は例えば１枚のウエハＷをほぼ垂直な状態で収容可能な扁平な直方体形状の筐体として構成されており、その上面側はウエハ処理室１２０内の雰囲気に開口している。ウエハ処理装置２の手前側から見て、洗浄槽２１の左右方向の厚さは例えば十数ｍｍ〜数ｃｍ程度となっており、ウエハＷを吸着保持したウエハ搬送機構３のピック３５が上面側の開口部を介して洗浄槽２１内に進入しウエハＷを搬入出することが可能となっている。
【００２５】
図６に示すように洗浄槽２１内の底面部には、ウエハＷの形状に沿って切り欠かれた板状のウエハ保持部２１４が設けられている。ウエハ保持部２１４には、切り欠かれた面に沿って溝部が形成されており、洗浄槽２１内に搬入されたウエハＷの下方側周縁部をこの溝部内に嵌め込むことにより、ウエハＷをほぼ垂直な状態で保持することができる。
【００２６】
洗浄槽２１の手前側の側壁面には、図１、図４に示すように、当該側壁の両翼方向に広がるフランジ部２１１が設けられている。フランジ部２１１は、例えばその厚さが数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚を持った扁平な直方体形状の部材として構成されており、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に格納して超臨界乾燥処理を行う際の耐圧性能を確保する役割を果たす。言い替えると、フランジ部２１１は、超臨界乾燥容器２２を閉じるための蓋部としての役割も果たしている。フランジ部２１１の後ろ側の側壁面には、後述する超臨界乾燥容器２２側のフランジ部２２２と突合して超臨界乾燥容器２２の内部を気密に維持するためのフランジ面が形成されている。
【００２７】
図６に示すように洗浄槽２１の底板内及びフランジ部２１１の中央部下方位置には、一端が洗浄槽２１内の底面に開口し、他端が後述の第１の流路５８１に接続される内部流路２１２が形成されている。
【００２８】
洗浄槽２１は、例えば図１に示すようにその開口部の長手方向をウエハ処理装置２の前後方向と一致させ、フランジ部２１１が手前側となるようにウエハ処理室１２０内に配置されている。
【００２９】
超臨界乾燥容器２２は、図３（ａ）、図４に示すように洗浄槽２１全体を格納可能な格納空間２２１を備えた扁平な直方体形状の容器として構成され、耐圧性確保などの観点から、例えば数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚の部材により構成されている。超臨界乾燥容器２２は幅の狭い一方側の側壁面に前記格納空間２２１の開口部を備えている。超臨界乾燥容器２２は、左右方向に広がる平板状の支持部材２３によって左右の側壁面を挟まれるように支持され、格納空間２２１の開口部を洗浄槽２１側に向けてウエハ処理室１２０の床面上に固定されている。
【００３０】
支持部材２３によって支持された側壁面よりも手前側の超臨界乾燥容器２２の最前面には、格納空間２２１の開口部を中心に左右方向に広がるフランジ部２２２が形成されている。このフランジ部２２２についても洗浄槽２１側のフランジ部２１１と同様に、例えばその厚さが数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚を持った扁平な直方体形状の部材として構成されていて、超臨界乾燥容器２２の開口部側にはフランジ面が形成されている。
【００３１】
また超臨界乾燥容器２２の天井板には、図３（ａ）、図７などに示すように、当該天井板を上下方向に貫通する内部流路２２３が設けられている。内部流路２２３の下端は、超臨界乾燥容器２２内に開口する一方、その上端側は後述の第２の流路５２１に接続されている。
【００３２】
以上に説明した構成を備えた洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２において、洗浄槽２１は、図３（ａ）、図４に示すように洗浄槽２１全体が超臨界乾燥容器２２の手前側に引き出され、超臨界乾燥容器２２が開放された状態となる洗浄処理位置と、図３（ｂ）、図５に示すように洗浄槽２１全体を超臨界乾燥容器２２内に格納し、超臨界乾燥容器２２を閉じた状態となる乾燥処理位置との間で前後へ水平方向（横方向）に移動することができるようになっている。
【００３３】
洗浄槽２１を水平方向にスライドさせるため洗浄槽２１には、その前面に設けられたフランジ部２１１を前後方向に向けて１本のボールネジ２５２が貫通している。また、フランジ部２１１の正面側から見て四隅の位置には、洗浄槽２１のスライド方向を案内する４本のガイド部材２５１が、上述のボールネジ２５２と同じ方向に向けて当該フランジ部２１１を貫通している。そしてこれらボールネジ２５２及びガイド部材２１１によって洗浄槽２１及びフランジ部２１１の全体がウエハ処理室１２０の床面から浮いた状態で支持されている。例えば図３（ａ）に示すようにこれらのボールネジ２５２及びガイド部材２１１の一端は例えばウエハ処理室１２０の筐体１０（ウエハ処理システム１の筐体１０でもある）の側壁にて支持され、その他端は超臨界乾燥容器２２側のフランジ部２２２に支持されている。
【００３４】
筐体１０の側壁に支持されたボールネジ２５２はこの側壁を貫通し、例えば図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように当該側壁の外壁面に設けられたモーター２５３に接続されている。またボールネジ２５２及びこのボールネジ２５２が貫通するフランジ部２１１の貫通孔には、各々図示しない雌雄のネジが切ってあり、これらボールネジ２５２、フランジ部２１１、モーター２５３によってボールネジ機構が形成されている。
【００３５】
そして回転方向及び回転量を同期させてボールネジ２５２を回転させることにより、洗浄槽２１を前後方向にスライドさせ、既述の洗浄処理位置と乾燥処理位置との間で洗浄槽２１を移動させることができる。上述のボールネジ機構は本実施の形態に係る洗浄槽２１及びフランジ部２１１の駆動部に相当する。但し洗浄槽２１及びフランジ部２１１を移動させる駆動部は、上述したようにボールネジ機構により構成する場合に限定されるものではない。例えばボールネジ機構に替えてリニアモータを用いて洗浄槽２１及びフランジ部２１１を移動させてもよいし、伸縮アームやエアシリンダーを用いて移動させてもよい。また図３（ａ）、図３（ｂ）以外の図においては便宜上、モーター２５３の記載は省略してある。
【００３６】
ここで図４、図５に示した２４は、格納空間２２１、２２２を互い押さえつけて両フランジ面を密着させる押さえ部材である。これらの押さえ部材２４は走行路２４１を左右に走行して、洗浄槽２１が乾燥処理位置まで移動した後、これらの格納空間２２１、２２２を押さえつける位置と、洗浄槽２１が洗浄処理位置まで移動する際に、左右に退避して２つの格納空間２２１、２２２を開放する位置との間を移動することができるようになっている。
【００３７】
次に、洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２への洗浄液及び超臨界乾燥用のＣＯ２の供給排出系の構成について説明する。図７に示すように洗浄槽２１の底板内からフランジ部２１１にかけて形成されている内部流路２１２は第１の流路５８１に接続されており、この第１の流路５８１は耐圧性を備えた開閉弁５８３を介して切り替え弁５８に接続されている。第１の流路５８１の例えばウエハ処理室１２０内に配置されている領域は、例えば耐圧性を備えたフレキシブルホースなどによって構成されており、洗浄槽２１の移動に伴って変形することが可能となっている。
【００３８】
この切り替え弁５８は、第１の流路５８１を洗浄液供給路５７１、排出路５８２の２本の流路に切り替えて接続する機能を備えている。洗浄液供給路５７１は切り替え弁５７を介してさらに４本の流路に分岐しており、アルカリ性薬液供給部５４に接続されたアルカリ性薬液供給路５４１は、ウエハＷ表面のパーティクルや有機性の汚染物質を除去するアルカリ性薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）を洗浄槽２１へと供給し、酸性薬液供給部５５に接続された酸性薬液供給路５５１はウエハＷ表面の自然酸化膜を除去する酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid）液という）を洗浄槽２１へ供給する役割を果たす。
【００３９】
またＤＩＷ供給部５６に接続されたＤＩＷ供給路５６１は、各種薬液による処理を終えた後のウエハＷのリンス洗浄を行うための脱イオン水（以下ＤＩＷ（DeIonized Water）またはリンス液という）を洗浄槽２１に供給する役割を果たす。そして、ＩＰＡ供給部５９に接続されたＩＰＡ供給路５９１は、リンス洗浄を終えたウエハＷがＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）に浸漬された状態で超臨界乾燥容器２２内へと搬入されるように、ＩＰＡを洗浄槽２１へと供給する機能を備えている。
【００４０】
ここで本実施の形態に係るウエハ処理装置２は、超臨界流体としてＣＯ２を用いるが、リンス洗浄を終えてウエハＷを浸漬させた状態のＤＩＷに超臨界状態のＣＯ２を供給すると、炭酸が生成されてウエハＷに影響を与えるおそれがある。このため、本例に係るウエハ処理装置２では、リンス洗浄を終えた後、洗浄槽２１内の液体をＩＰＡに置換して、超臨界乾燥処理時における炭酸の発生を抑えている。
また切り替え弁５８に接続されたもう一本の流路である排出路５８２は洗浄槽２１内部の流体をウエハ処理装置２の装置外へと排出するための流路である。
【００４１】
一方、超臨界乾燥容器２２の天井板を貫通する内部流路２２３についても耐圧性を備えたフレキシブルホースを含む第２の流路５２１に接続されており、この第２の流路５２１はやはり耐圧性を備えた開閉弁５２３を介して切り替え弁５２に接続されている。切り替え弁５２は第２の流路５２１をパージガス供給路５１１、ＣＯ２供給路５３１の２本の流路に切り替えて接続する機能を備え、パージガス供給路５１１に接続されたパージガス供給部５１からは洗浄槽２１内の雰囲気を排気するパージガスが供給される。またＣＯ２供給路５３１は昇圧ポンプ５３２を介してＣＯ２供給部５３に接続されており、昇圧ポンプ５３２は例えば１０ＭＰａまでＣＯ２を昇圧し、超臨界の状態で洗浄槽２１に向けて供給する役割を果たす。これらＣＯ２供給部５３やＣＯ２供給路５３１は本実施の形態に係るウエハ洗浄装置２の流体供給部に相当する。また昇圧ポンプ５３２はＣＯ２供給部５３から供給されるＣＯ２を加圧して超臨界状態とすると共に、その超臨界状態が維持されるように洗浄槽２１内を加圧する加圧部の役割も果たす。
【００４２】
さらにウエハ処理室１２０の筐体１０（ウエハ処理システム１の筐体１０）の床面にも排出ライン１０１が接続されており、当該ウエハ処理室１２０の床面に流下した液体を外部に排出することができる。これら各種のガスや液の供給部５１、５３、５４、５５、５６や各種供給路５１１、５３１、５４１、５５１、５６１などは、例えばウエハ処理装置２の後方側の領域（ウエハ処理システム１の搬入出部１１側から見て左手側の領域）に格納されている。
【００４３】
以上の構成を備えたウエハ処理装置２を含むウエハ処理システム１には、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図７に示すように制御部４が接続されている。制御部４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、記憶部にはこれらウエハ処理システム１やウエハ搬送機構３、ウエハ処理装置２の作用、即ち搬入出部１１内を搬送されたＦＯＵＰ６からウエハＷを取り出し、各ウエハ処理装置２内に搬入して洗浄処理、超臨界乾燥処理を行ってから、ウエハＷを搬出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。この制御部４についても例えばウエハ処理装置２の後方側の領域に設けられている。
【００４４】
以上の構成を備えたウエハ処理システム１の作用について説明する。いずれかの搬入出部１１上にＦＯＵＰ６が載置されると、載置トレイ１１２がスライドしてＦＯＵＰ６を搬送室１１０内に取り込む。搬送室１１０内に取り込まれたＦＯＵＰ６はＦＯＵＰ搬送機構１１９によってトップフランジを把持されて持ち上げられ、ウエハ受け渡し部１１５まで搬送室１１０内を搬送される。
【００４５】
ウエハ受け渡し部１１５上にＦＯＵＰ６が載置されると開閉扉１１７がＦＯＵＰ６の蓋体を取り外して下方に退避する。そして図８（ａ）に示すようにウエハ搬送機構３はピック３５がほぼ水平となってウエハＷの吸着保持面が上面を向くように当該ピック３５を回転させた後、基台部３１を搬送室１１０側に移動させてピック３５をＦＯＵＰ６内に進入させ処理対象のウエハＷの下方に位置させる。
【００４６】
しかる後、ピック３５を上昇させることにより、ＦＯＵＰ６からウエハ搬送機構３へとウエハＷが受け渡され、搬送室１１０とは反対方向に基台部３１を移動させてＦＯＵＰ６内からピック３５を退出させる。こうして処理対象のウエハＷを取り出したら、当該ウエハＷに対する洗浄処理が実行されるウエハ処理装置２まで基台部３１を移動させる。
【００４７】
ウエハ処理装置２側においては、図３（ａ）に示すように内部が空の状態の洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２から引き出した洗浄処理位置にて待機させており、当該洗浄槽２１の上方位置までウエハＷを搬送したら、ウエハ搬送機構３はピック３５を回転させて図３（ａ）、図８（ｂ）に示すようにウエハＷをほぼ垂直な状態で保持すると共に、このウエハＷの下端を洗浄槽２１の開口部に対向する位置まで移動させる。
【００４８】
こうして洗浄槽２１内にウエハＷを搬入可能な状態となったら、各アーム３２〜３４を作動させてピック３５及びウエハＷを洗浄槽２１内に進入させる。そしてウエハＷの下方側周縁部がウエハ保持部２１４の切り欠き部の内周面に形成された溝部内に保持されたら、ピック３５によるウエハＷの吸着保持を解除し、図８（ｃ）に示すようにピック３５を洗浄槽２１内から退避させる。
【００４９】
以上の動作によりウエハ処理装置２においては、図９（ａ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示すように洗浄処理位置まで移動した洗浄槽２１内にウエハＷが縦置きで収容された状態となっている。洗浄槽２１内にウエハＷが搬入されたら、図９（ｂ）に示すようにウエハ処理装置２は開閉弁５８３を開（図９（ｂ）中に「Ｏ」と表示してある）としてアルカリ性薬液供給部５４からアルカリ性薬液（ＳＣ１液）を供給する。なお、図９、図１０の各図においては、ウエハ搬送機構３やボールネジ２５２、洗浄槽２１内のウエハ保持部２１４などを適宜省略して表示してある。
【００５０】
アルカリ性薬液供給部５４から供給されたアルカリ性薬液は、内部流路２１２を通って洗浄槽２１の底面からウエハＷの保持されている空間内に導入され、その液位が徐々に上昇し、やがてアルカリ性薬液は洗浄槽２１上面の開口部からオーバーフローする。このようにアルカリ性薬液が洗浄槽２１の底面側から供給され、開口部からのオーバーフローによって排出されることにより、洗浄槽２１内には下方側から上方側へ流れるアルカリ性薬液の上昇流が形成され、ウエハＷの表面がこの流れと接触することによってパーティクルや有機性の汚染物質の除去が促進される。即ち、当該動作においては、洗浄槽２１の開口部が当該洗浄槽２１内の洗浄液を排出するための液体排出部の役割を果たしていることになる。
【００５１】
洗浄槽２１からオーバーフローしたアルカリ性薬液はウエハ処理室１２０の筐体１０底面の排出ライン１０１より外部へ排出される。ここで図９（ｂ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示した右上がりの斜線のハッチは、洗浄槽２１にアルカリ性薬液や酸性薬液などの洗浄液が満たされている様子を模式的に示している。
【００５２】
こうしてアルカリ性薬液によるウエハＷの洗浄を終えたら、洗浄槽２１に供給する洗浄液をＤＩＷ供給部５６からのＤＩＷに切り替えて、洗浄槽２１内をＤＩＷで置換し、ウエハＷ表面のリンス洗浄を行う。このリンス洗浄においても洗浄槽２１内のＤＩＷの上昇流によってウエハＷ表面のリンス洗浄が促進される。またこのように洗浄槽２１内が液体で満たされた状態のまま洗浄液の切り替えが行われるので、ウエハＷ表面は気体に晒されることがなく、気液界面でのパターン倒れが発生しない。さらには、本実施の形態に係るウエハ処理装置２では、上述のように洗浄槽２１内の液体を置換して洗浄液の切り替えが行われるので、洗浄槽２１内の空間の容積をできるだけ小さくすることにより洗浄液の迅速な切り替えが可能となる。
【００５３】
所定時間リンス洗浄を実行したら、今度は洗浄槽２１へ供給される洗浄液を酸性薬液供給部５５からの酸性薬液（ＤＨＦ液）に切り替えてウエハＷ表面の自然酸化膜を除去する。酸性薬液が洗浄槽２１の開口部からオーバーフローし、洗浄槽２１内に上昇流が形成される点、洗浄槽２１内にＤＩＷが満たされた状態のまま酸性薬液への切り替えが行われる点はアルカリ性薬液の供給動作と同様である。
【００５４】
そして所定時間酸性薬液による洗浄処理が行われたら、洗浄槽２１へ供給する洗浄液を再度ＤＩＷに切り替えてウエハＷのリンス洗浄を行った後ＤＩＷの供給を停止して、洗浄槽２１内をＩＰＡにて置換し一連の洗浄処理を終了する（第１の流路５８１の開閉弁を閉「Ｓ」）。本実施の形態に係るウエハ処理装置２においては、このようにウエハＷの洗浄処理が超臨界乾燥容器２２の外で行われることにより、ウエハＷの最終的な処理である超臨界乾燥処理が行われる超臨界乾燥容器２２内がパーティクルや汚れなどを含む各種の洗浄液で汚染されずに済む。ウエハＷの洗浄処理を終えたタイミングにおいては、洗浄槽２１内はＩＰＡで満たされ、ウエハＷは当該ＩＰＡ内に浸漬された状態となっている。
【００５５】
こうしてウエハＷの洗浄処理を終えたら、図９（ｃ）に示すように洗浄槽２１をスライドさせて超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１内に洗浄槽２１を進入させ、両フランジ部２１１、２２２のフランジ面を密着させて超臨界乾燥容器２２内を閉じ、気密な状態とする。このとき例えば格納空間２２１の開口部の手前にエアナイフなどを設けて、オーバーフローの際に洗浄槽２１の外壁面に付着した洗浄液を除去してから洗浄槽２１を格納空間２２１内に進入させてもよい。ここで図９（ｃ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示した右下がりの斜線のハッチは、洗浄槽２１にＩＰＡが満たされている様子を模式的に示している。
【００５６】
超臨界乾燥容器２２が気密な状態となったら、超臨界乾燥容器２２の天井板側の内部流路２２３に接続された第２の流路５２１の開閉弁５２３を開「Ｏ」とし、切り替え弁５２の接続先をＣＯ２供給路５３１に切り替えてＣＯ２供給部５３より超臨界状態のＣＯ２を洗浄槽２１内に供給する一方、第１の流路５２１側の開閉弁５８３を再び開「Ｏ」として洗浄槽２１内の液体を排出する。このとき、第１の流路５８１の下流の切り替え弁５８は排出路５８２に切り替えられており、洗浄槽２１の上面側から供給された超臨界状態のＣＯ２によって、洗浄槽２１内のＩＰＡを下方側へと押し出す力が加わる。この結果、ＩＰＡは洗浄槽２１の底板内に設けられた内部流路２１２を介して排出路５８２へ流出し、外部へと排出される。即ちこの操作においては第１の流路５８１や排出路５８２が洗浄槽２１内のＩＰＡを排出する液体排出部となっている。
【００５７】
そしてこの操作により図１０（ａ）に示すように洗浄槽２１内には、下方側のＩＰＡの相（右下がりのハッチで塗りつぶした領域）と、上方側の超臨界ＣＯ２の相（砂状のパターンで塗りつぶした領域）との２つの相が形成される。そして超臨界ＣＯ２の供給及びＩＰＡの排出によってこれら２つの相の界面が次第に下方側へと移動し、ウエハＷの表面がＩＰＡから超臨界ＣＯ２に置換されることによりウエハＷ表面から液体が除去される。ここで例えば開閉弁５８３は、絞り弁としての機能も備えており、洗浄槽２２内の圧力がＣＯ２の超臨界状態を維持可能な圧力に保たれるような抜き出し量にてＩＰＡを抜き出すように開閉弁５８３の開度が調節されている。
【００５８】
こうして図１０（ｂ）に示すように、洗浄槽２１内の超臨界ＣＯ２への置換が完了したら、第２の流路５２１側の開閉弁５２３を閉「Ｓ」として超臨界ＣＯ２の供給を停止する一方、第１の流路５８１からはＣＯ２の排出を開始する。ＣＯ２を排出すると洗浄槽２１内の圧力が次第に低下し、やがてＣＯ２は気体の状態となって排出されていく。このとき図１０（ｃ）に示すように第２の流路５２１側の切り替え弁５２をパージガス供給路５１１に切り替えて洗浄槽２１内にパージガスを供給し、洗浄槽２１内のＣＯ２の排出を促進してもよい。この操作においては、第１の排出路５８３は、洗浄槽２１内から超臨界流体を排出する（圧力が低下して気体の状態で排出される場合も含む）超臨界流体排出部として機能している。ここでＣＯ２が断熱膨張することによる温度低下に伴う結露を防止するため、洗浄槽２１や超臨界乾燥容器２２に不図示のヒーターを設けておき、洗浄槽２１内が所定の温度以上に保たれるようにＣＯ２の排出を行ってもよい。
【００５９】
このように本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハＷを液体（ＩＰＡ）に浸漬された状態で収容する洗浄槽２１内を超臨界流体（超臨界状態のＣＯ２）で置換し、次いでこの超臨界流体を減圧して気体としている。このため、ウエハＷの表面は、液体→超臨界流体→気体の順に置換され、気液界面が形成されずに乾燥した状態となる。
【００６０】
超臨界乾燥を終えたら洗浄槽２１を液処理位置までスライドさせ、ウエハ搬送機構３によりウエハＷを取り出して、処理後のウエハＷをＦＯＵＰ６内に搬入する。こうして４台のウエハ処理装置２を利用してＦＯＵＰ６内の全ウエハＷについての洗浄処理、超臨界乾燥処理を終えたら、搬入時とは逆の経路でＦＯＵＰ６を搬入出部１１まで搬送し、一連の処理を終える。
【００６１】
本実施の形態に係るウエハ処理装置２よれば以下の効果がある。洗浄槽２１内でウエハＷの洗浄を行い、その後この洗浄槽２１内にウエハＷを収容したまま超臨界状態のＣＯ２を供給してウエハＷを乾燥させるので、乾燥状態となるまでの間にウエハＷ表面に気液界面が形成されることなく、パターン倒れを発生させずにウエハＷの洗浄処理、超臨界乾燥処理を行うことができる。そして例えば洗浄処理及び超臨界乾燥処理を別々の装置にて実施する場合と比較して装置間でのウエハの受け渡しやウエハの搬送といった動作が必要ないのでスループットの向上に貢献できる。
【００６２】
ここで上述の例においては、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、洗浄処理位置と超臨界乾燥処理位置との間の移動については洗浄槽２１を動かすことによって行っているが超臨界乾燥容器２２側を移動させてもよく、またこれらの移動方向も横方向に限られない。例えば図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように洗浄槽２１の底面にフランジ部２１１を設け、超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１の開口部を下方側に向けて洗浄槽２１と超臨界乾燥容器２２とを相対的に上下方向に移動させて洗浄処理位置と超臨界処理位置との間での移動を行ってもよい。
【００６３】
また洗浄処理、超臨界乾燥処理を行う際に、ウエハＷは縦置きにて保持されている場合に限定されず、図１２に示すようにウエハＷが横置きの状態で各種の処理が行われるようにウエハ処理装置２を構成してもよい。図１２に示した例では、洗浄液などの排出を専用に行う排出路５８２（流体排出部）が洗浄槽２１に直接接続されており、洗浄槽２１の開口部から洗浄液などをオーバーフローさせる手法に替えて、この排出路５８２から洗浄液などを排出する構成となっている。こうした構成を採用することにより、超臨界乾燥容器２２内に洗浄槽２１を収容した状態にてウエハＷの洗浄処理を行うことができる。
【００６４】
前記のウエハ処理装置２と同様に、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に収容した状態でウエハＷの洗浄処理を行う方式のウエハ処理装置２につき、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照しながら説明しておく。これらの図に示したウエハ処理装置２は、図１〜図１０に示したウエハ処理装置２とほぼ同様の構成を備えており、ウエハＷを縦置きで収容して洗浄処理や超臨界乾燥処理を実行するようになっている。但し、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示したウエハ処理装置２の洗浄槽２１には、フランジ部２１１及び洗浄槽２１の側壁の上方位置を貫通するように内部流路２１３が設けられており、当該内部流路２１３には洗浄液やリンス液を供給するための第１の供給路５２１が接続されている点と、洗浄槽２１の底板側の内部流路２１２には、洗浄液や超臨界ＣＯ２の排出専用の排出路５８２（流体排出部）が接続されている点とが既述のウエハ処理装置２とは異なっている。
【００６５】
本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハ搬送機構３からウエハＷを受け取って洗浄槽２１内に収容した後、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内にスライドさせる。そして図１３（ａ）に示すように第１の流路５８１及び排出路５８２の各開閉弁５８３、５８４を開「Ｏ」として第１の流路５８１からＳＣ１を供給し、ウエハＷの洗浄処理を開始する。このとき洗浄槽２１内がＳＣ１液で満たされた状態となるように、第１の流路５８１からのＳＣ１液の供給量を排液路５８２からの抜き出し量よりも多くし、且つ、例えば第２の流路５２１を一次的に大気側へ開放して空気抜きをするとよい。
【００６６】
そして洗浄槽２１内がＳＣ１液で満たされた状態となったら、第１の流路５８１からの供給量と排液路５８２からの抜き出し量とをバランスさせ、第２の流路５２１の開閉弁５２３を閉「Ｓ」としてアルカリ性薬液洗浄を継続する。この後、ＤＩＷ→ＤＨＦ液→ＤＩＷの順に洗浄槽２１内を各種薬液及びリンス液で置換しながら洗浄処理を実行し、最後に洗浄槽２１内をＩＰＡで置換した状態で洗浄処理を終える。
【００６７】
洗浄処理を終えたら、図１３（ｂ）に示すように第１の流路５８１の開閉弁５８３を閉「Ｓ」とする一方、第２の流路５２１の開閉弁５２３を開「Ｏ」として超臨界状態のＣＯ２を供給し、洗浄槽２１内のＩＰＡを排出路５８２側へ押し出してウエハＷの超臨界乾燥処理を実行する。洗浄槽２１内の超臨界ＣＯ２への置換が完了したら、第２の流路５２１側の開閉弁５２３を閉「Ｓ」として超臨界ＣＯ２の供給を停止する一方、排出路５８２から超臨界ＣＯ２を排出して超臨界乾燥処理を終える（図１３（ｃ））。本例に係るウエハ処理装置２によれば、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に収容した状態で洗浄処理を実行するので、洗浄槽２１の外壁面を洗浄液やリンス液と接触させず、洗浄槽２１の汚染を防止することができる。
【００６８】
以上に説明した各例ではＣＯ２を超臨界の状態で供給し、ウエハＷを浸漬した液体（例えばＩＰＡ）と置換することにより乾燥した状態のウエハＷを得ているが、超臨界乾燥処理に用いられる超臨界流体はＣＯ２の例に限定されない。例えばハイドロフルオロエーテル（Hydrofluoroethers：以下、ＨＦＥという）を用いてもよい。
【００６９】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、超臨界流体としてＨＦＥを用いるウエハ処理装置２の例を示している。これらの図に示したウエハ処理装置２は、図１〜図１０に示したウエハ処理装置２とほぼ同様の構成を備えているが、ＨＦＥが第１の流路５８１から液体の状態で供給される点と、超臨界乾燥容器２２側の内部流路２２３は排出路５８２（流体排出部）に接続されている点とが異なっている。この観点において第１の流路５８１は、超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを洗浄槽２１へと供給する流体供給部の役割を果たしている。また、例えば洗浄槽２１の底板や側壁には、洗浄槽内のＨＦＥを加熱するためのヒーター２１６が設けられている。ヒーター２１６は、液体のＨＦＥを超臨界状態とし、その超臨界状態を維持するための加熱部に相当している。
【００７０】
本例に係るウエハ処理装置２は、図１４（ａ）に示すように洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の手前に引き出した洗浄処理位置にて各種薬液やリンス液をオーバーフローさせながらアルカリ性薬液洗浄（ＳＣ１液）→リンス洗浄（ＤＩＷ）→酸性薬液洗浄（ＤＨＦ液）→リンス洗浄（ＤＩＷ）→ＩＰＡ置換が行なわれる。そしてＩＰＡで満たされた洗浄槽２１に第１の流路からＨＦＥが液体の状態で供給され、ＨＦＥにて満たされた状態で洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に移動させる。
【００７１】
図示の便宜上、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）には示していないが、本例における超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１は、洗浄槽２１よりも大きく形成されている。そして洗浄槽２１を格納空間２２１内に格納すると、洗浄槽２１の上方側には、格納空間２２１の容積全体の例えば２割程度の大きさの隙間が形成されるようになっている。この状態でヒーター２１６を作動させると洗浄槽２１及び格納空間２２１内が高温、高圧となってＨＦＥが超臨界状態となり、ウエハＷの超臨界乾燥処理が実行される（図１４（ｂ））。
【００７２】
しかる後、排出路５８２の開閉弁５８４を開「Ｏ」とし超臨界状態のＨＦＥを排出することにより、乾燥した状態のウエハＷを取り出すことが可能となる（図１４（ｃ））。このとき第１の流路５８１からパージガスを供給してもよい。超臨界流体としてＨＦＥを用いる本例においては、ウエハＷの表面は、超臨界流体を得るための液体（液体ＨＦＥ）→超臨界流体（超臨界ＨＦＥ）の順に周囲の状態が変化し、気液界面が形成されずに乾燥した状態となる。
【００７３】
以上に説明した各実施の形態においては、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の外側に引き出し可能な構成としたが、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の内部に収容した状態で固定した構造としてもよい。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）の例においては、ウエハＷを横置きの状態で収容する洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定したウエハ処理装置２の例を示している。
【００７４】
図１５（ａ）に示すように本例に係るウエハ処理装置２では例えば洗浄液供給路２７１から洗浄液やリンス液の供給を行い、排出路２７２から洗浄液の排出を行うことによって超臨界乾燥容器２２内に洗浄液などをオーバーフローさせずに洗浄処理を行う。
【００７５】
また洗浄処理を行っている期間中は、洗浄槽２１並びに超臨界乾燥容器２２の上面を開放した状態とし、超臨界乾燥容器２２の開口部から例えば清浄空気のダウンフローを取り込み、洗浄槽２１の側壁と超臨界乾燥容器２２の側壁との間の空間を通流させ、超臨界乾燥容器２２の底面に設けられた排出路２７３より排気する。このように洗浄槽２１の周囲にダウンフローが形成されていることにより、洗浄槽２１に供給される薬液蒸気の周囲への拡散を防止することができる。
【００７６】
こうして洗浄処理を終えたら洗浄槽２１内をＩＰＡで置換し、さらにこのＩＰＡをＨＦＥにて置換し、洗浄液供給路２７１、排出路２７２、２７３を閉「Ｓ」とすると共に、仕切り部材である開閉蓋２６にて超臨界乾燥容器２２を密閉する（図１５（ｂ））。次いで、例えば超臨界乾燥容器２２の側壁面及び底板に設けられたヒーター２２４に給電部４１より電力を供給して超臨界乾燥容器２２及び洗浄槽２１内を加熱して、ＨＦＥを超臨界状態にしてウエハＷを乾燥させる（図１５（ｃ））。しかる後、各排出路２７２、２７３を開「Ｏ」としてＨＦＥを排出して、乾燥したウエハＷを取り出すことが可能となる（図１５（ｄ））。
本例では洗浄液供給路２７１が超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを供給する流体供給部の機能を兼ね備えており、排出路２７２、２７３が流体排出部に相当する。
【００７７】
一方、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定したウエハ処理装置２の例において、洗浄槽２１並びに超臨界乾燥容器２２内を洗浄液やリンス液で満たした状態で洗浄処理を行う場合の例を示している。本例では、洗浄槽２１の底面に洗浄液供給路２７１が設けられており、また開閉蓋２６には超臨界乾燥容器２２の外部の雰囲気と連通した気体流路２６１が設けられ、排出路２７３は例えば超臨界乾燥容器２２の底面のみに設けられている点が図１５の各図に示したウエハ処理装置２と異なっている。
【００７８】
本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハＷを洗浄槽２１内に収容したら、開閉蓋２６を閉じてから薬液（例えばＳＣ１液）の供給を開始する。そして洗浄槽２１から薬液をオーバーフローさせると共に、排出路２７３の薬液の排出量を調節して超臨界乾燥容器２２内全体、言い替えると洗浄槽２１内及びこの洗浄槽２１の周囲の空間全体が洗浄液で満たされた状態とする。このとき気体流路２６１を外部雰囲気に連通させることにより、超臨界乾燥容器２２内の気体を外部に排出して洗浄液で置換することができる。
【００７９】
そして図１６（ａ）に示すように、超臨界乾燥容器２２内が洗浄液で満たされたら、気体流路２６１を閉じて洗浄液の供給量と排出量とをバランスさせ、洗浄液供給路２７１から供給する液体をＳＣ１液→ＤＩＷ→ＤＨＦ液→ＤＩＷの順に切り替えて洗浄処理を実行する。本例では、洗浄液及びリンス液が洗浄槽２１からオーバーフローし、洗浄槽２１の側壁と超臨界乾燥容器２２の側壁との間の空間を通流して排出路２７３から排出される。このため、これらの洗浄液、リンス液と接する洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２の部材表面を洗浄して、清浄な環境下でウエハＷの乾燥処理を開始することができる。
【００８０】
洗浄処理を終えたら、超臨界乾燥容器２２内をＩＰＡで置換し、さらにＩＰＡをＨＦＥで置換する。そして気体流路２６１を一時的に開放して外部雰囲気を取り込んでＨＦＥの液レベルを調節し、超臨界乾燥容器２２の内部容積の８割程度がＨＦＥで満たされた状態とする（図１６（ｂ））。しかる後、全ての流路２７１、２７３、２６１を閉じ、給電部４１より電力を供給してヒーター２２４により超臨界乾燥容器２２及び洗浄槽２１内を加熱すると、ＨＦＥが超臨界状態となってウエハＷが乾燥した状態となる（図１６（ｃ））。しかる後、各排出路２７３を開いてＨＦＥを排出して、乾燥したウエハＷを取り出すことが可能となる（図１６（ｄ））。
本例では洗浄液供給路２７１が超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを供給する流体供給部の機能を兼ね備えており、排出路２７３が流体排出部に相当する。
【００８１】
これら図１５（ａ）〜図１５（ｄ）、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）に示した例によれば、超臨界乾燥容器２２内に洗浄槽２１が固定されているので、洗浄槽２１全体を移動させる大掛かりな駆動機構を設けずに済む。また、これらの例では洗浄槽２１内にウエハＷを横置きに収容する例を示したが、図６に示したようにウエハＷを縦置きに収容する洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定してもよい。
【００８２】
以上に説明した各実施の形態においては、超臨界乾燥処理に用いる超臨界流体あるいは超臨界流体を得るための液体として、ＣＯ２やＨＦＥを採用した例を示したが、当該処理に適用可能な流体はこれらの例に限定されるものではない。また上述の例では、流体を超臨界状態とするため、またはその超臨界状態を維持するために、昇圧ポンプ５３２（加圧部）を用いて洗浄槽２１内を加圧したり、ヒーター２１６、２２４（加熱部）により洗浄槽２１内を加熱したりする例を示したが、これら加圧部や加熱部を組み合わせて流体を超臨界状態とし、またその状態を維持してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｗ ウエハ
１ ウエハ処理システム
１２０ ウエハ処理室
２ ウエハ処理装置
２１ 洗浄槽
２１４ ウエハ保持部
２２ 超臨界乾燥容器
３ ウエハ搬送機構
４ 制御部
５３ ＣＯ２供給部
５３１ ＣＯ２供給路
５３２ 昇圧ポンプ
５４ アルカリ性薬液供給部
５５ 酸性薬液供給部
５６ ＤＩＷ供給部
５７ 切り替え弁
５７１ 洗浄液供給路
５８１ 第１の流路
６ ＦＯＵＰ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にパターンが形成された半導体ウエハなど基板に対して洗浄処理などの液処理を行ったあと、この基板に対して超臨界処理をする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜などを薬液などの洗浄液により除去する洗浄工程が設けられている。
【０００３】
この洗浄工程に用いられる基板処理装置の一つである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例えばアルカリ性や酸性の洗浄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に残った液体（洗浄液）は例えば純水などによるリンス洗浄を行った後、ウエハを回転させることによる振切乾燥などによって除去される。
【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と、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の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。超臨界流体は、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、液体-気体間の界面が存在しない。そこで、液体の付着した状態のウエハを超臨界流体と接触させ、ウエハ表面の液体を超臨界流体に溶解させると、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基板搬送ロボットにより乾燥装置内に搬送し、この乾燥装置内にて基板を超臨界流体と接触させて基板表面に付着している洗浄液を除去する技術が記載されている。この特許文献１に記載の技術では、洗浄部と乾燥装置とが別々に構成されているため、これらの設備間で基板を搬送する動作が必要となり、洗浄部及び乾燥装置を備えた基板の処理システム全体のスループットを向上させる上での制約となる。また例えば基板を搬送している間に洗浄液が蒸発してしまうと、乾燥装置へ基板を搬入する前にパターン倒れが発生してしまうおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：００２９段落〜００３３段落、００４２段落、図１、図６、図７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スループットの向上に貢献すると共に、大気雰囲気にパターンを露出せずに超臨界流体による処理を行うことが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置は、基板を収容し、洗浄液を通流させて当該基板を洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽を収容し、前記基板に対して超臨界流体による処理を行うための処理容器と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記洗浄槽内に超臨界流体を得るための液体または超臨界流体を供給する流体供給部と、前記洗浄槽内の流体を排出するための流体排出部と、を備えたこと。
（ｂ）前記超臨界流体を得るための液体を加熱することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加熱することにより超臨界状態を維持する加熱部を備えたこと。
（ｃ）前記超臨界流体を得るための液体を加圧することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加圧することにより超臨界状態を維持する加圧部を備えたこと。
【００１１】
（ｄ）前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態と処理容器の内部に位置する状態との一方を選択するために洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させる駆動部を備えたこと。
（ｅ）前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で基板の洗浄が行われること。
（ｆ）前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で基板の洗浄が行われ、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で当該洗浄槽に対して基板の受け渡しが行われること。
（ｇ）前記洗浄槽には前記処理容器を閉じるための蓋部が取り付けられ、
前記駆動部は、洗浄槽を処理容器内に搬入して前記蓋部により処理容器を閉じ、また洗浄槽を処理容器内から引き出して処理容器を開放するように、当該洗浄槽と処理容器とを相対的に駆動するものであること。
（ｈ）前記洗浄槽は処理容器の内部に設けられ、前記処理容器には、仕切り部材で開閉される搬入出口が形成され、この搬入出口を介して処理容器の外部と洗浄槽との間で基板の受け渡しが行われること。
（ｉ）前記洗浄槽は、上面が開口し、基板を縦置きで収容するように構成されていること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、洗浄槽内で基板の洗浄を行い、その後この洗浄槽内に基板を収容したまま処理容器内にて基板に対する超臨界流体を用いた処理を行うので、当該処理を開始するまでの間に基板表面に気液界面が形成されることなく、パターン倒れを発生させずに超臨界流体を用いた基板の処理、例えば基板表面に付着した洗浄液を乾燥させる処理を行うことができる。そして例えば洗浄処理及び超臨界流体による処理を別々の装置にて実施する場合と比較して装置間での基板の受け渡しや基板の搬送といった動作が必要ないのでスループットの向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るウエハ処理装置を備えたウエハ処理システムの横断平面図である。
【図２】前記ウエハ処理システムの縦断側面図である。
【図３】前記ウエハ処理装置の縦断側面図である。
【図４】前記ウエハ処理装置の外観構成を示す第１の斜視図である。
【図５】前記ウエハ処理装置の外観構成を示す第２の斜視図である。
【図６】前記ウエハ処理装置内の洗浄槽の構成を示す一部破断斜視図である。
【図７】前記ウエハ処理装置の洗浄液などの供給・排出系を示す説明図である。
【図８】前記ウエハ処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図９】前記ウエハ処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図１０】前記ウエハ処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図１１】超臨界乾燥容器と洗浄槽とが縦方向に移動するウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１２】洗浄槽内にウエハを横置きに収容するウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１３】超臨界乾燥容器内に洗浄槽を収容した状態で洗浄処理を行うウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１４】超臨界流体を得るための液体としてＨＦＥを用いるウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１５】洗浄槽を超臨界乾燥容器の内部に固定したウエハ処理装置の例を示す説明図である。
【図１６】洗浄槽を超臨界乾燥容器の内部に固定したウエハ処理装置の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態として、表面にパターンが形成されたウエハの表面をアルカリ性薬液及び酸性薬液にて洗浄した後、超臨界状態の二酸化炭素（ＣＯ２）を用いて乾燥を行うウエハ処理装置について説明する。図１はこのウエハ処理装置を備えたウエハ処理システム１の横断平面図であり、図２は当該システム１の縦断側面図である。以下ウエハ処理システム１全体の説明においては、図１、図２に向かって左側を前方として説明する。ウエハ処理システム１は、ＦＯＵＰ６の搬入出が行われる搬入出部１１と、ウエハＷの洗浄処理並びに乾燥処理を実行するウエハ処理部１２とを手前側からこの順に設けた構成となっている。
【００１５】
搬入出部１１は、例えばＯＨＴ（Overhead Hoist Transport）などの図示しない搬送ロボットにより工場内を搬送され、複数枚のウエハＷを収納したＦＯＵＰ６が載置される載置台１１１と、載置台１１１に載置されたＦＯＵＰ６が搬送される搬送室１１０とを備えている。載置台１１１はウエハ処理システム１の外装体を形成する筐体１０の前面に例えば３個設置されており、これら載置台１１の上面には載置トレイ１１２が設けられている。載置トレイ１１２は搬入出部１１上を前後方向にスライド可能に構成され、筐体１０の前面に設けられた開口部１１３を介して搬送室１１０との間でＦＯＵＰ６を搬入出することができる。図２中、１１４はＦＯＵＰ６が搬入出される開口部１１３を開閉する開閉扉である。
【００１６】
搬送室１１０内には、後段のウエハ処理部１２との間でのＦＯＵＰ６から取り出されたウエハＷの受け渡しが行われるウエハ受け渡し部１１５と、搬送室１１０内にスライドしてきた載置トレイ１１２とウエハ受け渡し部１１５との間でＦＯＵＰ６を搬送するＦＯＵＰ搬送機構１１９とが設けられている。ウエハ受け渡し部１１５は、ＦＯＵＰ６が載置される載置トレイとして構成されており、ウエハ受け渡し部１１５に対向する隔壁部１１８には後述のウエハ処理室１２０に向けて開口する開口部１１６が設けられている。開口部１１６には、ＦＯＵＰ６に対向する位置と、その下方側の退避位置との間で昇降可能な開閉扉１１７が設けられており、開閉扉１１７は、ウエハＷの取り出しや収納を行うために、ＦＯＵＰ６の側面に設けられた蓋体を開閉する機能を備えている。
【００１７】
ＦＯＵＰ搬送機構１１９は、図２に示すようにＦＯＵＰ６のトップフランジを把持してＦＯＵＰ６を持ち上げ、図１に示すように前後方向及び左右方向にＦＯＵＰ６を自在に搬送することができる。
【００１８】
搬送室１１０の後段には、隔壁部１１８を介してウエハ処理部１２が設けられており、ウエハ処理部１２内にはウエハＷの洗浄処理及びその後の乾燥処理が行われる例えば４台のウエハ処理装置２と、ウエハ受け渡し部１１５上のＦＯＵＰ６と各ウエハ処理装置２との間でウエハＷを搬送するウエハ搬送機構３とが配置されたウエハ処理室１２０が設けられている。
【００１９】
図１、図２に示すようにウエハ処理室１２０内には、４台のウエハ処理装置２が例えば筐体１０の床面上に、前後方向に１列に並べて配置されている。以下、ウエハ処理装置２及びウエハ搬送機構３の説明にあたっては、搬入出部１１側から見て右側を前方、左側を後方として説明する。
【００２０】
ウエハ搬送機構３はウエハ処理装置２の後部側の上段位置に架け渡された支持台３６上に設けられており、支持台３６上に配置された走行路３７上を走行して各ウエハ処理装置２の上方位置まで移動し、ウエハＷの搬入出を行うことができる。
【００２１】
ウエハ搬送機構３は、例えば図３（ａ）に示すように垂直軸周りに回転可能に構成された基台部３１を備えており、この基台部３１を基端側とすると、第１のアーム部３２、第２のアーム部３３、第３のアーム部３４及びピック３５が基端側からこの順に接続されている。
【００２２】
第１〜第３のアーム部３２〜３４は支持台３６や走行路３７と平行な方向に伸びる水平軸周りに回動することができる。また、先端部に設けられたピック３５は、例えば図２に示すように扁平な薄板状の部材として構成されその先端部には不図示の真空チャックが設けられていてウエハＷを吸着保持することができるようになっている。そしてピック３５は、例えば図３（ａ）、図８（ａ）に示すように支持台３６や走行路３７と直行する方向に伸びる水平軸周りに回転することが可能であり、ＦＯＵＰ６内に水平方向に進入してウエハＷを搬入出することができる。
【００２３】
ウエハ処理室１２０内に設けられた例えば４台のウエハ処理装置２は、互いにほぼ同様の構成を備えており、ウエハＷ表面に気液界面を形成することなくウエハＷの洗浄処理、並びに超臨界乾燥処理を一つの装置内で実行することができる。以下、ウエハ処理装置２の詳細な構成について説明すると、ウエハ処理装置２は、ウエハＷをほぼ垂直な縦置きの状態で保持し、ウエハＷの洗浄処理が行われる洗浄槽２１と、ウエハＷの洗浄処理を終え、洗浄槽２１内のウエハＷの乾燥処理が行われる処理容器である超臨界乾燥容器２２とを備えている。
【００２４】
図３（ａ）、図４並びに図６に示すように、洗浄槽２１は例えば１枚のウエハＷをほぼ垂直な状態で収容可能な扁平な直方体形状の筐体として構成されており、その上面側はウエハ処理室１２０内の雰囲気に開口している。ウエハ処理装置２の手前側から見て、洗浄槽２１の左右方向の厚さは例えば十数ｍｍ〜数ｃｍ程度となっており、ウエハＷを吸着保持したウエハ搬送機構３のピック３５が上面側の開口部を介して洗浄槽２１内に進入しウエハＷを搬入出することが可能となっている。
【００２５】
図６に示すように洗浄槽２１内の底面部には、ウエハＷの形状に沿って切り欠かれた板状のウエハ保持部２１４が設けられている。ウエハ保持部２１４には、切り欠かれた面に沿って溝部が形成されており、洗浄槽２１内に搬入されたウエハＷの下方側周縁部をこの溝部内に嵌め込むことにより、ウエハＷをほぼ垂直な状態で保持することができる。
【００２６】
洗浄槽２１の手前側の側壁面には、図１、図４に示すように、当該側壁の両翼方向に広がるフランジ部２１１が設けられている。フランジ部２１１は、例えばその厚さが数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚を持った扁平な直方体形状の部材として構成されており、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に格納して超臨界乾燥処理を行う際の耐圧性能を確保する役割を果たす。言い替えると、フランジ部２１１は、超臨界乾燥容器２２を閉じるための蓋部としての役割も果たしている。フランジ部２１１の後ろ側の側壁面には、後述する超臨界乾燥容器２２側のフランジ部２２２と突合して超臨界乾燥容器２２の内部を気密に維持するためのフランジ面が形成されている。
【００２７】
図６に示すように洗浄槽２１の底板内及びフランジ部２１１の中央部下方位置には、一端が洗浄槽２１内の底面に開口し、他端が後述の第１の流路５８１に接続される内部流路２１２が形成されている。
【００２８】
洗浄槽２１は、例えば図１に示すようにその開口部の長手方向をウエハ処理装置２の前後方向と一致させ、フランジ部２１１が手前側となるようにウエハ処理室１２０内に配置されている。
【００２９】
超臨界乾燥容器２２は、図３（ａ）、図４に示すように洗浄槽２１全体を格納可能な格納空間２２１を備えた扁平な直方体形状の容器として構成され、耐圧性確保などの観点から、例えば数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚の部材により構成されている。超臨界乾燥容器２２は幅の狭い一方側の側壁面に前記格納空間２２１の開口部を備えている。超臨界乾燥容器２２は、左右方向に広がる平板状の支持部材２３によって左右の側壁面を挟まれるように支持され、格納空間２２１の開口部を洗浄槽２１側に向けてウエハ処理室１２０の床面上に固定されている。
【００３０】
支持部材２３によって支持された側壁面よりも手前側の超臨界乾燥容器２２の最前面には、格納空間２２１の開口部を中心に左右方向に広がるフランジ部２２２が形成されている。このフランジ部２２２についても洗浄槽２１側のフランジ部２１１と同様に、例えばその厚さが数ｃｍ〜十数ｃｍ程度の肉厚を持った扁平な直方体形状の部材として構成されていて、超臨界乾燥容器２２の開口部側にはフランジ面が形成されている。
【００３１】
また超臨界乾燥容器２２の天井板には、図３（ａ）、図７などに示すように、当該天井板を上下方向に貫通する内部流路２２３が設けられている。内部流路２２３の下端は、超臨界乾燥容器２２内に開口する一方、その上端側は後述の第２の流路５２１に接続されている。
【００３２】
以上に説明した構成を備えた洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２において、洗浄槽２１は、図３（ａ）、図４に示すように洗浄槽２１全体が超臨界乾燥容器２２の手前側に引き出され、超臨界乾燥容器２２が開放された状態となる洗浄処理位置と、図３（ｂ）、図５に示すように洗浄槽２１全体を超臨界乾燥容器２２内に格納し、超臨界乾燥容器２２を閉じた状態となる乾燥処理位置との間で前後へ水平方向（横方向）に移動することができるようになっている。
【００３３】
洗浄槽２１を水平方向にスライドさせるため洗浄槽２１には、その前面に設けられたフランジ部２１１を前後方向に向けて１本のボールネジ２５２が貫通している。また、フランジ部２１１の正面側から見て四隅の位置には、洗浄槽２１のスライド方向を案内する４本のガイド部材２５１が、上述のボールネジ２５２と同じ方向に向けて当該フランジ部２１１を貫通している。そしてこれらボールネジ２５２及びガイド部材２１１によって洗浄槽２１及びフランジ部２１１の全体がウエハ処理室１２０の床面から浮いた状態で支持されている。例えば図３（ａ）に示すようにこれらのボールネジ２５２及びガイド部材２１１の一端は例えばウエハ処理室１２０の筐体１０（ウエハ処理システム１の筐体１０でもある）の側壁にて支持され、その他端は超臨界乾燥容器２２側のフランジ部２２２に支持されている。
【００３４】
筐体１０の側壁に支持されたボールネジ２５２はこの側壁を貫通し、例えば図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように当該側壁の外壁面に設けられたモーター２５３に接続されている。またボールネジ２５２及びこのボールネジ２５２が貫通するフランジ部２１１の貫通孔には、各々図示しない雌雄のネジが切ってあり、これらボールネジ２５２、フランジ部２１１、モーター２５３によってボールネジ機構が形成されている。
【００３５】
そして回転方向及び回転量を同期させてボールネジ２５２を回転させることにより、洗浄槽２１を前後方向にスライドさせ、既述の洗浄処理位置と乾燥処理位置との間で洗浄槽２１を移動させることができる。上述のボールネジ機構は本実施の形態に係る洗浄槽２１及びフランジ部２１１の駆動部に相当する。但し洗浄槽２１及びフランジ部２１１を移動させる駆動部は、上述したようにボールネジ機構により構成する場合に限定されるものではない。例えばボールネジ機構に替えてリニアモータを用いて洗浄槽２１及びフランジ部２１１を移動させてもよいし、伸縮アームやエアシリンダーを用いて移動させてもよい。また図３（ａ）、図３（ｂ）以外の図においては便宜上、モーター２５３の記載は省略してある。
【００３６】
ここで図４、図５に示した２４は、格納空間２２１、２２２を互い押さえつけて両フランジ面を密着させる押さえ部材である。これらの押さえ部材２４は走行路２４１を左右に走行して、洗浄槽２１が乾燥処理位置まで移動した後、これらの格納空間２２１、２２２を押さえつける位置と、洗浄槽２１が洗浄処理位置まで移動する際に、左右に退避して２つの格納空間２２１、２２２を開放する位置との間を移動することができるようになっている。
【００３７】
次に、洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２への洗浄液及び超臨界乾燥用のＣＯ２の供給排出系の構成について説明する。図７に示すように洗浄槽２１の底板内からフランジ部２１１にかけて形成されている内部流路２１２は第１の流路５８１に接続されており、この第１の流路５８１は耐圧性を備えた開閉弁５８３を介して切り替え弁５８に接続されている。第１の流路５８１の例えばウエハ処理室１２０内に配置されている領域は、例えば耐圧性を備えたフレキシブルホースなどによって構成されており、洗浄槽２１の移動に伴って変形することが可能となっている。
【００３８】
この切り替え弁５８は、第１の流路５８１を洗浄液供給路５７１、排出路５８２の２本の流路に切り替えて接続する機能を備えている。洗浄液供給路５７１は切り替え弁５７を介してさらに４本の流路に分岐しており、アルカリ性薬液供給部５４に接続されたアルカリ性薬液供給路５４１は、ウエハＷ表面のパーティクルや有機性の汚染物質を除去するアルカリ性薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）を洗浄槽２１へと供給し、酸性薬液供給部５５に接続された酸性薬液供給路５５１はウエハＷ表面の自然酸化膜を除去する酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid）液という）を洗浄槽２１へ供給する役割を果たす。
【００３９】
またＤＩＷ供給部５６に接続されたＤＩＷ供給路５６１は、各種薬液による処理を終えた後のウエハＷのリンス洗浄を行うための脱イオン水（以下ＤＩＷ（DeIonized Water）またはリンス液という）を洗浄槽２１に供給する役割を果たす。そして、ＩＰＡ供給部５９に接続されたＩＰＡ供給路５９１は、リンス洗浄を終えたウエハＷがＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）に浸漬された状態で超臨界乾燥容器２２内へと搬入されるように、ＩＰＡを洗浄槽２１へと供給する機能を備えている。
【００４０】
ここで本実施の形態に係るウエハ処理装置２は、超臨界流体としてＣＯ２を用いるが、リンス洗浄を終えてウエハＷを浸漬させた状態のＤＩＷに超臨界状態のＣＯ２を供給すると、炭酸が生成されてウエハＷに影響を与えるおそれがある。このため、本例に係るウエハ処理装置２では、リンス洗浄を終えた後、洗浄槽２１内の液体をＩＰＡに置換して、超臨界乾燥処理時における炭酸の発生を抑えている。
また切り替え弁５８に接続されたもう一本の流路である排出路５８２は洗浄槽２１内部の流体をウエハ処理装置２の装置外へと排出するための流路である。
【００４１】
一方、超臨界乾燥容器２２の天井板を貫通する内部流路２２３についても耐圧性を備えたフレキシブルホースを含む第２の流路５２１に接続されており、この第２の流路５２１はやはり耐圧性を備えた開閉弁５２３を介して切り替え弁５２に接続されている。切り替え弁５２は第２の流路５２１をパージガス供給路５１１、ＣＯ２供給路５３１の２本の流路に切り替えて接続する機能を備え、パージガス供給路５１１に接続されたパージガス供給部５１からは洗浄槽２１内の雰囲気を排気するパージガスが供給される。またＣＯ２供給路５３１は昇圧ポンプ５３２を介してＣＯ２供給部５３に接続されており、昇圧ポンプ５３２は例えば１０ＭＰａまでＣＯ２を昇圧し、超臨界の状態で洗浄槽２１に向けて供給する役割を果たす。これらＣＯ２供給部５３やＣＯ２供給路５３１は本実施の形態に係るウエハ洗浄装置２の流体供給部に相当する。また昇圧ポンプ５３２はＣＯ２供給部５３から供給されるＣＯ２を加圧して超臨界状態とすると共に、その超臨界状態が維持されるように洗浄槽２１内を加圧する加圧部の役割も果たす。
【００４２】
さらにウエハ処理室１２０の筐体１０（ウエハ処理システム１の筐体１０）の床面にも排出ライン１０１が接続されており、当該ウエハ処理室１２０の床面に流下した液体を外部に排出することができる。これら各種のガスや液の供給部５１、５３、５４、５５、５６や各種供給路５１１、５３１、５４１、５５１、５６１などは、例えばウエハ処理装置２の後方側の領域（ウエハ処理システム１の搬入出部１１側から見て左手側の領域）に格納されている。
【００４３】
以上の構成を備えたウエハ処理装置２を含むウエハ処理システム１には、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図７に示すように制御部４が接続されている。制御部４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、記憶部にはこれらウエハ処理システム１やウエハ搬送機構３、ウエハ処理装置２の作用、即ち搬入出部１１内を搬送されたＦＯＵＰ６からウエハＷを取り出し、各ウエハ処理装置２内に搬入して洗浄処理、超臨界乾燥処理を行ってから、ウエハＷを搬出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。この制御部４についても例えばウエハ処理装置２の後方側の領域に設けられている。
【００４４】
以上の構成を備えたウエハ処理システム１の作用について説明する。いずれかの搬入出部１１上にＦＯＵＰ６が載置されると、載置トレイ１１２がスライドしてＦＯＵＰ６を搬送室１１０内に取り込む。搬送室１１０内に取り込まれたＦＯＵＰ６はＦＯＵＰ搬送機構１１９によってトップフランジを把持されて持ち上げられ、ウエハ受け渡し部１１５まで搬送室１１０内を搬送される。
【００４５】
ウエハ受け渡し部１１５上にＦＯＵＰ６が載置されると開閉扉１１７がＦＯＵＰ６の蓋体を取り外して下方に退避する。そして図８（ａ）に示すようにウエハ搬送機構３はピック３５がほぼ水平となってウエハＷの吸着保持面が上面を向くように当該ピック３５を回転させた後、基台部３１を搬送室１１０側に移動させてピック３５をＦＯＵＰ６内に進入させ処理対象のウエハＷの下方に位置させる。
【００４６】
しかる後、ピック３５を上昇させることにより、ＦＯＵＰ６からウエハ搬送機構３へとウエハＷが受け渡され、搬送室１１０とは反対方向に基台部３１を移動させてＦＯＵＰ６内からピック３５を退出させる。こうして処理対象のウエハＷを取り出したら、当該ウエハＷに対する洗浄処理が実行されるウエハ処理装置２まで基台部３１を移動させる。
【００４７】
ウエハ処理装置２側においては、図３（ａ）に示すように内部が空の状態の洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２から引き出した洗浄処理位置にて待機させており、当該洗浄槽２１の上方位置までウエハＷを搬送したら、ウエハ搬送機構３はピック３５を回転させて図３（ａ）、図８（ｂ）に示すようにウエハＷをほぼ垂直な状態で保持すると共に、このウエハＷの下端を洗浄槽２１の開口部に対向する位置まで移動させる。
【００４８】
こうして洗浄槽２１内にウエハＷを搬入可能な状態となったら、各アーム３２〜３４を作動させてピック３５及びウエハＷを洗浄槽２１内に進入させる。そしてウエハＷの下方側周縁部がウエハ保持部２１４の切り欠き部の内周面に形成された溝部内に保持されたら、ピック３５によるウエハＷの吸着保持を解除し、図８（ｃ）に示すようにピック３５を洗浄槽２１内から退避させる。
【００４９】
以上の動作によりウエハ処理装置２においては、図９（ａ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示すように洗浄処理位置まで移動した洗浄槽２１内にウエハＷが縦置きで収容された状態となっている。洗浄槽２１内にウエハＷが搬入されたら、図９（ｂ）に示すようにウエハ処理装置２は開閉弁５８３を開（図９（ｂ）中に「Ｏ」と表示してある）としてアルカリ性薬液供給部５４からアルカリ性薬液（ＳＣ１液）を供給する。なお、図９、図１０の各図においては、ウエハ搬送機構３やボールネジ２５２、洗浄槽２１内のウエハ保持部２１４などを適宜省略して表示してある。
【００５０】
アルカリ性薬液供給部５４から供給されたアルカリ性薬液は、内部流路２１２を通って洗浄槽２１の底面からウエハＷの保持されている空間内に導入され、その液位が徐々に上昇し、やがてアルカリ性薬液は洗浄槽２１上面の開口部からオーバーフローする。このようにアルカリ性薬液が洗浄槽２１の底面側から供給され、開口部からのオーバーフローによって排出されることにより、洗浄槽２１内には下方側から上方側へ流れるアルカリ性薬液の上昇流が形成され、ウエハＷの表面がこの流れと接触することによってパーティクルや有機性の汚染物質の除去が促進される。即ち、当該動作においては、洗浄槽２１の開口部が当該洗浄槽２１内の洗浄液を排出するための液体排出部の役割を果たしていることになる。
【００５１】
洗浄槽２１からオーバーフローしたアルカリ性薬液はウエハ処理室１２０の筐体１０底面の排出ライン１０１より外部へ排出される。ここで図９（ｂ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示した右上がりの斜線のハッチは、洗浄槽２１にアルカリ性薬液や酸性薬液などの洗浄液が満たされている様子を模式的に示している。
【００５２】
こうしてアルカリ性薬液によるウエハＷの洗浄を終えたら、洗浄槽２１に供給する洗浄液をＤＩＷ供給部５６からのＤＩＷに切り替えて、洗浄槽２１内をＤＩＷで置換し、ウエハＷ表面のリンス洗浄を行う。このリンス洗浄においても洗浄槽２１内のＤＩＷの上昇流によってウエハＷ表面のリンス洗浄が促進される。またこのように洗浄槽２１内が液体で満たされた状態のまま洗浄液の切り替えが行われるので、ウエハＷ表面は気体に晒されることがなく、気液界面でのパターン倒れが発生しない。さらには、本実施の形態に係るウエハ処理装置２では、上述のように洗浄槽２１内の液体を置換して洗浄液の切り替えが行われるので、洗浄槽２１内の空間の容積をできるだけ小さくすることにより洗浄液の迅速な切り替えが可能となる。
【００５３】
所定時間リンス洗浄を実行したら、今度は洗浄槽２１へ供給される洗浄液を酸性薬液供給部５５からの酸性薬液（ＤＨＦ液）に切り替えてウエハＷ表面の自然酸化膜を除去する。酸性薬液が洗浄槽２１の開口部からオーバーフローし、洗浄槽２１内に上昇流が形成される点、洗浄槽２１内にＤＩＷが満たされた状態のまま酸性薬液への切り替えが行われる点はアルカリ性薬液の供給動作と同様である。
【００５４】
そして所定時間酸性薬液による洗浄処理が行われたら、洗浄槽２１へ供給する洗浄液を再度ＤＩＷに切り替えてウエハＷのリンス洗浄を行った後ＤＩＷの供給を停止して、洗浄槽２１内をＩＰＡにて置換し一連の洗浄処理を終了する（第１の流路５８１の開閉弁を閉「Ｓ」）。本実施の形態に係るウエハ処理装置２においては、このようにウエハＷの洗浄処理が超臨界乾燥容器２２の外で行われることにより、ウエハＷの最終的な処理である超臨界乾燥処理が行われる超臨界乾燥容器２２内がパーティクルや汚れなどを含む各種の洗浄液で汚染されずに済む。ウエハＷの洗浄処理を終えたタイミングにおいては、洗浄槽２１内はＩＰＡで満たされ、ウエハＷは当該ＩＰＡ内に浸漬された状態となっている。
【００５５】
こうしてウエハＷの洗浄処理を終えたら、図９（ｃ）に示すように洗浄槽２１をスライドさせて超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１内に洗浄槽２１を進入させ、両フランジ部２１１、２２２のフランジ面を密着させて超臨界乾燥容器２２内を閉じ、気密な状態とする。このとき例えば格納空間２２１の開口部の手前にエアナイフなどを設けて、オーバーフローの際に洗浄槽２１の外壁面に付着した洗浄液を除去してから洗浄槽２１を格納空間２２１内に進入させてもよい。ここで図９（ｃ）の洗浄槽２１の縦断側面図に示した右下がりの斜線のハッチは、洗浄槽２１にＩＰＡが満たされている様子を模式的に示している。
【００５６】
超臨界乾燥容器２２が気密な状態となったら、超臨界乾燥容器２２の天井板側の内部流路２２３に接続された第２の流路５２１の開閉弁５２３を開「Ｏ」とし、切り替え弁５２の接続先をＣＯ２供給路５３１に切り替えてＣＯ２供給部５３より超臨界状態のＣＯ２を洗浄槽２１内に供給する一方、第１の流路５２１側の開閉弁５８３を再び開「Ｏ」として洗浄槽２１内の液体を排出する。このとき、第１の流路５８１の下流の切り替え弁５８は排出路５８２に切り替えられており、洗浄槽２１の上面側から供給された超臨界状態のＣＯ２によって、洗浄槽２１内のＩＰＡを下方側へと押し出す力が加わる。この結果、ＩＰＡは洗浄槽２１の底板内に設けられた内部流路２１２を介して排出路５８２へ流出し、外部へと排出される。即ちこの操作においては第１の流路５８１や排出路５８２が洗浄槽２１内のＩＰＡを排出する液体排出部となっている。
【００５７】
そしてこの操作により図１０（ａ）に示すように洗浄槽２１内には、下方側のＩＰＡの相（右下がりのハッチで塗りつぶした領域）と、上方側の超臨界ＣＯ２の相（砂状のパターンで塗りつぶした領域）との２つの相が形成される。そして超臨界ＣＯ２の供給及びＩＰＡの排出によってこれら２つの相の界面が次第に下方側へと移動し、ウエハＷの表面がＩＰＡから超臨界ＣＯ２に置換されることによりウエハＷ表面から液体が除去される。ここで例えば開閉弁５８３は、絞り弁としての機能も備えており、洗浄槽２２内の圧力がＣＯ２の超臨界状態を維持可能な圧力に保たれるような抜き出し量にてＩＰＡを抜き出すように開閉弁５８３の開度が調節されている。
【００５８】
こうして図１０（ｂ）に示すように、洗浄槽２１内の超臨界ＣＯ２への置換が完了したら、第２の流路５２１側の開閉弁５２３を閉「Ｓ」として超臨界ＣＯ２の供給を停止する一方、第１の流路５８１からはＣＯ２の排出を開始する。ＣＯ２を排出すると洗浄槽２１内の圧力が次第に低下し、やがてＣＯ２は気体の状態となって排出されていく。このとき図１０（ｃ）に示すように第２の流路５２１側の切り替え弁５２をパージガス供給路５１１に切り替えて洗浄槽２１内にパージガスを供給し、洗浄槽２１内のＣＯ２の排出を促進してもよい。この操作においては、第１の排出路５８３は、洗浄槽２１内から超臨界流体を排出する（圧力が低下して気体の状態で排出される場合も含む）超臨界流体排出部として機能している。ここでＣＯ２が断熱膨張することによる温度低下に伴う結露を防止するため、洗浄槽２１や超臨界乾燥容器２２に不図示のヒーターを設けておき、洗浄槽２１内が所定の温度以上に保たれるようにＣＯ２の排出を行ってもよい。
【００５９】
このように本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハＷを液体（ＩＰＡ）に浸漬された状態で収容する洗浄槽２１内を超臨界流体（超臨界状態のＣＯ２）で置換し、次いでこの超臨界流体を減圧して気体としている。このため、ウエハＷの表面は、液体→超臨界流体→気体の順に置換され、気液界面が形成されずに乾燥した状態となる。
【００６０】
超臨界乾燥を終えたら洗浄槽２１を液処理位置までスライドさせ、ウエハ搬送機構３によりウエハＷを取り出して、処理後のウエハＷをＦＯＵＰ６内に搬入する。こうして４台のウエハ処理装置２を利用してＦＯＵＰ６内の全ウエハＷについての洗浄処理、超臨界乾燥処理を終えたら、搬入時とは逆の経路でＦＯＵＰ６を搬入出部１１まで搬送し、一連の処理を終える。
【００６１】
本実施の形態に係るウエハ処理装置２よれば以下の効果がある。洗浄槽２１内でウエハＷの洗浄を行い、その後この洗浄槽２１内にウエハＷを収容したまま超臨界状態のＣＯ２を供給してウエハＷを乾燥させるので、乾燥状態となるまでの間にウエハＷ表面に気液界面が形成されることなく、パターン倒れを発生させずにウエハＷの洗浄処理、超臨界乾燥処理を行うことができる。そして例えば洗浄処理及び超臨界乾燥処理を別々の装置にて実施する場合と比較して装置間でのウエハの受け渡しやウエハの搬送といった動作が必要ないのでスループットの向上に貢献できる。
【００６２】
ここで上述の例においては、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、洗浄処理位置と超臨界乾燥処理位置との間の移動については洗浄槽２１を動かすことによって行っているが超臨界乾燥容器２２側を移動させてもよく、またこれらの移動方向も横方向に限られない。例えば図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように洗浄槽２１の底面にフランジ部２１１を設け、超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１の開口部を下方側に向けて洗浄槽２１と超臨界乾燥容器２２とを相対的に上下方向に移動させて洗浄処理位置と超臨界処理位置との間での移動を行ってもよい。
【００６３】
また洗浄処理、超臨界乾燥処理を行う際に、ウエハＷは縦置きにて保持されている場合に限定されず、図１２に示すようにウエハＷが横置きの状態で各種の処理が行われるようにウエハ処理装置２を構成してもよい。図１２に示した例では、洗浄液などの排出を専用に行う排出路５８２（流体排出部）が洗浄槽２１に直接接続されており、洗浄槽２１の開口部から洗浄液などをオーバーフローさせる手法に替えて、この排出路５８２から洗浄液などを排出する構成となっている。こうした構成を採用することにより、超臨界乾燥容器２２内に洗浄槽２１を収容した状態にてウエハＷの洗浄処理を行うことができる。
【００６４】
前記のウエハ処理装置２と同様に、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に収容した状態でウエハＷの洗浄処理を行う方式のウエハ処理装置２につき、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）を参照しながら説明しておく。これらの図に示したウエハ処理装置２は、図１〜図１０に示したウエハ処理装置２とほぼ同様の構成を備えており、ウエハＷを縦置きで収容して洗浄処理や超臨界乾燥処理を実行するようになっている。但し、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示したウエハ処理装置２の洗浄槽２１には、フランジ部２１１及び洗浄槽２１の側壁の上方位置を貫通するように内部流路２１３が設けられており、当該内部流路２１３には洗浄液やリンス液を供給するための第１の供給路５２１が接続されている点と、洗浄槽２１の底板側の内部流路２１２には、洗浄液や超臨界ＣＯ２の排出専用の排出路５８２（流体排出部）が接続されている点とが既述のウエハ処理装置２とは異なっている。
【００６５】
本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハ搬送機構３からウエハＷを受け取って洗浄槽２１内に収容した後、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内にスライドさせる。そして図１３（ａ）に示すように第１の流路５８１及び排出路５８２の各開閉弁５８３、５８４を開「Ｏ」として第１の流路５８１からＳＣ１を供給し、ウエハＷの洗浄処理を開始する。このとき洗浄槽２１内がＳＣ１液で満たされた状態となるように、第１の流路５８１からのＳＣ１液の供給量を排液路５８２からの抜き出し量よりも多くし、且つ、例えば第２の流路５２１を一次的に大気側へ開放して空気抜きをするとよい。
【００６６】
そして洗浄槽２１内がＳＣ１液で満たされた状態となったら、第１の流路５８１からの供給量と排液路５８２からの抜き出し量とをバランスさせ、第２の流路５２１の開閉弁５２３を閉「Ｓ」としてアルカリ性薬液洗浄を継続する。この後、ＤＩＷ→ＤＨＦ液→ＤＩＷの順に洗浄槽２１内を各種薬液及びリンス液で置換しながら洗浄処理を実行し、最後に洗浄槽２１内をＩＰＡで置換した状態で洗浄処理を終える。
【００６７】
洗浄処理を終えたら、図１３（ｂ）に示すように第１の流路５８１の開閉弁５８３を閉「Ｓ」とする一方、第２の流路５２１の開閉弁５２３を開「Ｏ」として超臨界状態のＣＯ２を供給し、洗浄槽２１内のＩＰＡを排出路５８２側へ押し出してウエハＷの超臨界乾燥処理を実行する。洗浄槽２１内の超臨界ＣＯ２への置換が完了したら、第２の流路５２１側の開閉弁５２３を閉「Ｓ」として超臨界ＣＯ２の供給を停止する一方、排出路５８２から超臨界ＣＯ２を排出して超臨界乾燥処理を終える（図１３（ｃ））。本例に係るウエハ処理装置２によれば、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に収容した状態で洗浄処理を実行するので、洗浄槽２１の外壁面を洗浄液やリンス液と接触させず、洗浄槽２１の汚染を防止することができる。
【００６８】
以上に説明した各例ではＣＯ２を超臨界の状態で供給し、ウエハＷを浸漬した液体（例えばＩＰＡ）と置換することにより乾燥した状態のウエハＷを得ているが、超臨界乾燥処理に用いられる超臨界流体はＣＯ２の例に限定されない。例えばハイドロフルオロエーテル（Hydrofluoroethers：以下、ＨＦＥという）を用いてもよい。
【００６９】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、超臨界流体としてＨＦＥを用いるウエハ処理装置２の例を示している。これらの図に示したウエハ処理装置２は、図１〜図１０に示したウエハ処理装置２とほぼ同様の構成を備えているが、ＨＦＥが第１の流路５８１から液体の状態で供給される点と、超臨界乾燥容器２２側の内部流路２２３は排出路５８２（流体排出部）に接続されている点とが異なっている。この観点において第１の流路５８１は、超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを洗浄槽２１へと供給する流体供給部の役割を果たしている。また、例えば洗浄槽２１の底板や側壁には、洗浄槽内のＨＦＥを加熱するためのヒーター２１６が設けられている。ヒーター２１６は、液体のＨＦＥを超臨界状態とし、その超臨界状態を維持するための加熱部に相当している。
【００７０】
本例に係るウエハ処理装置２は、図１４（ａ）に示すように洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の手前に引き出した洗浄処理位置にて各種薬液やリンス液をオーバーフローさせながらアルカリ性薬液洗浄（ＳＣ１液）→リンス洗浄（ＤＩＷ）→酸性薬液洗浄（ＤＨＦ液）→リンス洗浄（ＤＩＷ）→ＩＰＡ置換が行なわれる。そしてＩＰＡで満たされた洗浄槽２１に第１の流路からＨＦＥが液体の状態で供給され、ＨＦＥにて満たされた状態で洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に移動させる。
【００７１】
図示の便宜上、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）には示していないが、本例における超臨界乾燥容器２２の格納空間２２１は、洗浄槽２１よりも大きく形成されている。そして洗浄槽２１を格納空間２２１内に格納すると、洗浄槽２１の上方側には、格納空間２２１の容積全体の例えば２割程度の大きさの隙間が形成されるようになっている。この状態でヒーター２１６を作動させると洗浄槽２１及び格納空間２２１内が高温、高圧となってＨＦＥが超臨界状態となり、ウエハＷの超臨界乾燥処理が実行される（図１４（ｂ））。
【００７２】
しかる後、排出路５８２の開閉弁５８４を開「Ｏ」とし超臨界状態のＨＦＥを排出することにより、乾燥した状態のウエハＷを取り出すことが可能となる（図１４（ｃ））。このとき第１の流路５８１からパージガスを供給してもよい。超臨界流体としてＨＦＥを用いる本例においては、ウエハＷの表面は、超臨界流体を得るための液体（液体ＨＦＥ）→超臨界流体（超臨界ＨＦＥ）の順に周囲の状態が変化し、気液界面が形成されずに乾燥した状態となる。
【００７３】
以上に説明した各実施の形態においては、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の外側に引き出し可能な構成としたが、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２の内部に収容した状態で固定した構造としてもよい。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）の例においては、ウエハＷを横置きの状態で収容する洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定したウエハ処理装置２の例を示している。
【００７４】
図１５（ａ）に示すように本例に係るウエハ処理装置２では例えば洗浄液供給路２７１から洗浄液やリンス液の供給を行い、排出路２７２から洗浄液の排出を行うことによって超臨界乾燥容器２２内に洗浄液などをオーバーフローさせずに洗浄処理を行う。
【００７５】
また洗浄処理を行っている期間中は、洗浄槽２１並びに超臨界乾燥容器２２の上面を開放した状態とし、超臨界乾燥容器２２の開口部から例えば清浄空気のダウンフローを取り込み、洗浄槽２１の側壁と超臨界乾燥容器２２の側壁との間の空間を通流させ、超臨界乾燥容器２２の底面に設けられた排出路２７３より排気する。このように洗浄槽２１の周囲にダウンフローが形成されていることにより、洗浄槽２１に供給される薬液蒸気の周囲への拡散を防止することができる。
【００７６】
こうして洗浄処理を終えたら洗浄槽２１内をＩＰＡで置換し、さらにこのＩＰＡをＨＦＥにて置換し、洗浄液供給路２７１、排出路２７２、２７３を閉「Ｓ」とすると共に、仕切り部材である開閉蓋２６にて超臨界乾燥容器２２を密閉する（図１５（ｂ））。次いで、例えば超臨界乾燥容器２２の側壁面及び底板に設けられたヒーター２２４に給電部４１より電力を供給して超臨界乾燥容器２２及び洗浄槽２１内を加熱して、ＨＦＥを超臨界状態にしてウエハＷを乾燥させる（図１５（ｃ））。しかる後、各排出路２７２、２７３を開「Ｏ」としてＨＦＥを排出して、乾燥したウエハＷを取り出すことが可能となる（図１５（ｄ））。
本例では洗浄液供給路２７１が超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを供給する流体供給部の機能を兼ね備えており、排出路２７２、２７３が流体排出部に相当する。
【００７７】
一方、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は、洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定したウエハ処理装置２の例において、洗浄槽２１並びに超臨界乾燥容器２２内を洗浄液やリンス液で満たした状態で洗浄処理を行う場合の例を示している。本例では、洗浄槽２１の底面に洗浄液供給路２７１が設けられており、また開閉蓋２６には超臨界乾燥容器２２の外部の雰囲気と連通した気体流路２６１が設けられ、排出路２７３は例えば超臨界乾燥容器２２の底面のみに設けられている点が図１５の各図に示したウエハ処理装置２と異なっている。
【００７８】
本例に係るウエハ処理装置２では、ウエハＷを洗浄槽２１内に収容したら、開閉蓋２６を閉じてから薬液（例えばＳＣ１液）の供給を開始する。そして洗浄槽２１から薬液をオーバーフローさせると共に、排出路２７３の薬液の排出量を調節して超臨界乾燥容器２２内全体、言い替えると洗浄槽２１内及びこの洗浄槽２１の周囲の空間全体が洗浄液で満たされた状態とする。このとき気体流路２６１を外部雰囲気に連通させることにより、超臨界乾燥容器２２内の気体を外部に排出して洗浄液で置換することができる。
【００７９】
そして図１６（ａ）に示すように、超臨界乾燥容器２２内が洗浄液で満たされたら、気体流路２６１を閉じて洗浄液の供給量と排出量とをバランスさせ、洗浄液供給路２７１から供給する液体をＳＣ１液→ＤＩＷ→ＤＨＦ液→ＤＩＷの順に切り替えて洗浄処理を実行する。本例では、洗浄液及びリンス液が洗浄槽２１からオーバーフローし、洗浄槽２１の側壁と超臨界乾燥容器２２の側壁との間の空間を通流して排出路２７３から排出される。このため、これらの洗浄液、リンス液と接する洗浄槽２１及び超臨界乾燥容器２２の部材表面を洗浄して、清浄な環境下でウエハＷの乾燥処理を開始することができる。
【００８０】
洗浄処理を終えたら、超臨界乾燥容器２２内をＩＰＡで置換し、さらにＩＰＡをＨＦＥで置換する。そして気体流路２６１を一時的に開放して外部雰囲気を取り込んでＨＦＥの液レベルを調節し、超臨界乾燥容器２２の内部容積の８割程度がＨＦＥで満たされた状態とする（図１６（ｂ））。しかる後、全ての流路２７１、２７３、２６１を閉じ、給電部４１より電力を供給してヒーター２２４により超臨界乾燥容器２２及び洗浄槽２１内を加熱すると、ＨＦＥが超臨界状態となってウエハＷが乾燥した状態となる（図１６（ｃ））。しかる後、各排出路２７３を開いてＨＦＥを排出して、乾燥したウエハＷを取り出すことが可能となる（図１６（ｄ））。
本例では洗浄液供給路２７１が超臨界流体を得るための液体であるＨＦＥを供給する流体供給部の機能を兼ね備えており、排出路２７３が流体排出部に相当する。
【００８１】
これら図１５（ａ）〜図１５（ｄ）、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）に示した例によれば、超臨界乾燥容器２２内に洗浄槽２１が固定されているので、洗浄槽２１全体を移動させる大掛かりな駆動機構を設けずに済む。また、これらの例では洗浄槽２１内にウエハＷを横置きに収容する例を示したが、図６に示したようにウエハＷを縦置きに収容する洗浄槽２１を超臨界乾燥容器２２内に固定してもよい。
【００８２】
以上に説明した各実施の形態においては、超臨界乾燥処理に用いる超臨界流体あるいは超臨界流体を得るための液体として、ＣＯ２やＨＦＥを採用した例を示したが、当該処理に適用可能な流体はこれらの例に限定されるものではない。また上述の例では、流体を超臨界状態とするため、またはその超臨界状態を維持するために、昇圧ポンプ５３２（加圧部）を用いて洗浄槽２１内を加圧したり、ヒーター２１６、２２４（加熱部）により洗浄槽２１内を加熱したりする例を示したが、これら加圧部や加熱部を組み合わせて流体を超臨界状態とし、またその状態を維持してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｗ ウエハ
１ ウエハ処理システム
１２０ ウエハ処理室
２ ウエハ処理装置
２１ 洗浄槽
２１４ ウエハ保持部
２２ 超臨界乾燥容器
３ ウエハ搬送機構
４ 制御部
５３ ＣＯ２供給部
５３１ ＣＯ２供給路
５３２ 昇圧ポンプ
５４ アルカリ性薬液供給部
５５ 酸性薬液供給部
５６ ＤＩＷ供給部
５７ 切り替え弁
５７１ 洗浄液供給路
５８１ 第１の流路
６ ＦＯＵＰ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容し、洗浄液を通流させて当該基板を洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽を収容し、前記基板に対して超臨界流体による処理を行うための処理容器と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記洗浄槽内に超臨界流体を得るための液体または超臨界流体を供給する流体供給部と、
前記洗浄槽内の流体を排出するための流体排出部と、を備えた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】
前記超臨界流体を得るための液体を加熱することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加熱することにより超臨界状態を維持する加熱部を備えた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】
前記超臨界流体を得るための液体を加圧することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加圧することにより超臨界状態を維持する加圧部を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態と処理容器の内部に位置する状態との一方を選択するために洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させる駆動部を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で基板の洗浄が行われることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で基板の洗浄が行われ、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で当該洗浄槽に対して基板の受け渡しが行われることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記洗浄槽には前記処理容器を閉じるための蓋部が取り付けられ、
前記駆動部は、洗浄槽を処理容器内に搬入して前記蓋部により処理容器を閉じ、また洗浄槽を処理容器内から引き出して処理容器を開放するように、当該洗浄槽と処理容器とを相対的に駆動するものであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記洗浄槽は処理容器の内部に設けられ、
前記処理容器には、仕切り部材で開閉される搬入出口が形成され、この搬入出口を介して処理容器の外部と洗浄槽との間で基板の受け渡しが行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記洗浄槽は、上面が開口し、基板を縦置きで収容するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項１１】
基板を収容した洗浄槽に洗浄液を通流させて当該基板を洗浄する工程と、
前記洗浄槽を処理容器内に収容した状態で、前記基板に対して超臨界流体による処理を行う工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１２】
前記基板を洗浄する工程は、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で行われ、当該基板を洗浄する工程の次に、これら洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させて、当該洗浄槽を処理容器の内部に位置させる工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記基板を洗浄する工程は、前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で行なわれることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１】
基板を収容し、洗浄液を通流させて当該基板を洗浄するための洗浄槽と、
この洗浄槽を収容し、前記基板に対して超臨界流体による処理を行うための処理容器と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記洗浄槽内に超臨界流体を得るための液体または超臨界流体を供給する流体供給部と、
前記洗浄槽内の流体を排出するための流体排出部と、を備えた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】
前記超臨界流体を得るための液体を加熱することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加熱することにより超臨界状態を維持する加熱部を備えた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】
前記超臨界流体を得るための液体を加圧することにより当該液体を超臨界状態とし、または前記超臨界流体を加圧することにより超臨界状態を維持する加圧部を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態と処理容器の内部に位置する状態との一方を選択するために洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させる駆動部を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で基板の洗浄が行われることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で基板の洗浄が行われ、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で当該洗浄槽に対して基板の受け渡しが行われることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記洗浄槽には前記処理容器を閉じるための蓋部が取り付けられ、
前記駆動部は、洗浄槽を処理容器内に搬入して前記蓋部により処理容器を閉じ、また洗浄槽を処理容器内から引き出して処理容器を開放するように、当該洗浄槽と処理容器とを相対的に駆動するものであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記洗浄槽は処理容器の内部に設けられ、
前記処理容器には、仕切り部材で開閉される搬入出口が形成され、この搬入出口を介して処理容器の外部と洗浄槽との間で基板の受け渡しが行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記洗浄槽は、上面が開口し、基板を縦置きで収容するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項１１】
基板を収容した洗浄槽に洗浄液を通流させて当該基板を洗浄する工程と、
前記洗浄槽を処理容器内に収容した状態で、前記基板に対して超臨界流体による処理を行う工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１２】
前記基板を洗浄する工程は、前記洗浄槽が処理容器の外部に位置する状態で行われ、当該基板を洗浄する工程の次に、これら洗浄槽と処理容器とを相対的に移動させて、当該洗浄槽を処理容器の内部に位置させる工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記基板を洗浄する工程は、前記洗浄槽が処理容器の内部に位置する状態で行なわれることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１４７０６（Ｐ２０１１−１４７０６Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５７２５５（Ｐ２００９−１５７２５５）
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【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２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【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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