基板処理装置
【課題】パターン倒れや汚染の発生を抑えつつ被処理基板を乾燥することの可能な基板処理装置等を提供する。
【解決手段】載置部４２には、パターンの形成された面を上面として、当該上面が液体により濡れた状態で被処理基板Ｗが横向きに載置され、基板搬送機構４１は、載置台４２からこの被処理基板Ｗを受け取って、液槽３２内の液体中に浸漬するにあたり、前記パターンの形成領域の上端が当該液体に接触した時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液体が残るように当該被処理基板Ｗを縦向きの状態に変換してから液体に浸漬する。処理容器３１では、この液槽３２を内部に格納した状態で、当該液槽３２内の液体を超臨界状態の流体に置換することにより、被処理基板Ｗを乾燥する処理が行われる。
【解決手段】載置部４２には、パターンの形成された面を上面として、当該上面が液体により濡れた状態で被処理基板Ｗが横向きに載置され、基板搬送機構４１は、載置台４２からこの被処理基板Ｗを受け取って、液槽３２内の液体中に浸漬するにあたり、前記パターンの形成領域の上端が当該液体に接触した時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液体が残るように当該被処理基板Ｗを縦向きの状態に変換してから液体に浸漬する。処理容器３１では、この液槽３２を内部に格納した状態で、当該液槽３２内の液体を超臨界状態の流体に置換することにより、被処理基板Ｗを乾燥する処理が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄などの処理が行われた被処理基板を搬送し、超臨界状態の流体を利用して乾燥する技術に関する。
【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）の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液処理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例えば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、例えば純水などによるリンス洗浄によりに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、超臨界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超臨界流体と置換し、しかる後、超臨界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、被処理基板を搬送室に搬入して搬送用のロボットに受け渡し、しかる後、乾燥処理室に移送してから超臨界流体による乾燥を実行するので、処理が開始されるまでの間に被処理基板表面の液体が乾燥してしまいパターン倒れが発生してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：段落００２５〜００２９、図１
【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、その目的は、パターン倒れや汚染の発生を抑えつつ被処理基板を乾燥することの可能な基板処理装置を提供することにある。
【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、パターンが形成された被処理基板を、このパターンが形成された面を上面として、当該面が液体により濡れた状態で横向きに保持する載置部と、
液体が収容され、前記被処理基板を当該液体中に浸漬した状態で縦向きに保持するための液槽と、
この液槽が内部に格納された状態で、当該液槽内の液体を超臨界状態の流体に置換して前記被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
前記載置部から被処理基板を受け取り、前記被処理基板のパターンの形成領域の上端が前記液槽内の液体に接触する時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液膜が残っているように当該被処理基板を縦向きの状態に変換して当該液体に浸漬させる基板搬送機構と、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）前記基板搬送機構は、前記液槽の開口部よりも高い位置に配置されていること。
（ｂ）前記液槽の開口部の面積が、被処理基板を平面視したときの面積よりも小さいこと。
（ｃ）前記基板搬送機構は、被処理基板に上方向の加速度を加えた後、または加えながら当該被処理基板の姿勢を縦向きの状態に変換すること。
（ｄ）前記基板搬送機構は、被処理基板の上面を濡らしている液体がこの被処理基板側へと押し付けられる方向への慣性力を働かせるために、当該被処理基板の中央よりも下方側の高さ位置を水平方向に伸びる回転軸を中心として回転させることにより、被処理基板を縦向きの状態に変換すること。
（ｅ）前記被処理基板の上面に、液体を液盛りする機構と、液体が液盛りされた被処理基板を前記載置部へと搬送する他の基板搬送機構と、を備えていること。
（ｆ）前記載置部は、被処理基板の上面に液体を供給する液供給機構を備えていること。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パターンの形成されている面が液体により濡れた状態の被処理基板を横向きから縦向きに変換しながら液体中に浸漬するにあたって、当該パターン形成領域の上端の板面に液膜を残したまま浸漬を完了するので、パターンの形成された面が自然乾燥する前にこれらの動作を終えることができる。しかる後、当該液体を超臨界状態の流体と置換することにより、パターン倒れの発生を抑えつつ、被処理基板を乾燥することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の洗浄システムの平面図である。
【図２】前記洗浄システム内の洗浄処理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部及びウエハの受け渡し機構の一例を示す斜視図である。
【図４】前記超臨界処理部の外観構成を示す一部破断斜視図である。
【図５】前記超臨界処理部に設けられている内チャンバーの構成を示す一部破断斜視図である。
【図６】前記超臨界処理部への各種の処理流体の供給、排出系統を示す説明図である。
【図７】前記超臨界処理部へのウエハの搬入動作を示す第１の説明図である。
【図８】前記ウエハの搬入動作を示す第２の説明図である。
【図９】前記超臨界処理部の作用を示す第１の説明図である。
【図１０】前記超臨界処理部の作用を示す第２の説明図である。
【図１１】前記超臨界処理部の作用を示す第３の説明図である。
【図１２】記超臨界処理部に設けられた内チャンバーの変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、超臨界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。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は、例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷを収納したＦＯＵＰ７が載置される載置ブロック１１と、ＦＯＵＰ７と洗浄処理システム１との間でのウエハＷの搬入出が行われる搬入出ブロック１２と、搬入出ブロック１２と後段のウエハ処理ブロック１４との間でのウエハＷの受け渡しが行われる受け渡しブロック１３と、ウエハＷを洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入して洗浄処理や超臨界処理が行われるウエハ処理ブロック１４と、を前方からこの順番に接続した構造となっている。
【００１４】
載置ブロック１１は、例えば４個のＦＯＵＰ７が載置可能な載置台として構成され、載置台上に載置された各ＦＯＵＰ７を搬入出ブロック１２に接続する。搬入出ブロック１２では、各ＦＯＵＰ７との接続面に設けられた不図示の開閉機構により、ＦＯＵＰ７の開閉扉が取り外され、例えば前後方向に進退自在、左右方向に移動自在、及び回動、昇降自在に構成された第１の搬送部１２１によって、ＦＯＵＰ７内と受け渡しブロック１３との間でウエハＷが搬送される。前後を搬入出ブロック１２とウエハ処理ブロック１４とに挟まれた受け渡しブロック１３には、例えば８枚のウエハＷを載置可能なバッファとしての役割を果たす受け渡し棚１３１が設けられており、この受け渡し棚１３１を介して、搬入出ブロック１２とウエハ処理ブロック１４との間をウエハＷが搬送される。
【００１５】
ウエハ処理ブロック１４には、受け渡しブロック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が設けられている。そしてこのウエハ搬送路１４２の手前側から見て左手には、例えば３台の洗浄装置２が当該ウエハ搬送路１４２に沿って列設されており、同じく右手には、本実施の形態の基板処理装置である例えば２台の超臨界処理装置３が列設されている。ウエハ搬送路１４２内には、ウエハ搬送路１４２に沿って移動可能、左右の洗浄装置２、超臨界処理装置３に向けて進退可能、そして回動、昇降可能に構成された第２の搬送部１４１が設けられており、既述の受け渡し棚１３１と各洗浄装置２、超臨界処理装置３との間でウエハＷを搬送することができる。ここでウエハ処理ブロック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、上述の例に限定されるものではなく、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、またこれら洗浄装置２や超臨界処理装置３のレイアウトも図１に示した例とは異なる配置を採用してもよい。
【００１６】
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、例えば図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Ｗの表面（上面）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。
【００１７】
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この順に行われる。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。
【００１８】
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の搬送部１４１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。これらの観点から薬液ノズル２４１は、本実施の形態の超臨界処理装置３においてウエハＷの上面に液体であるＩＰＡを液盛りする機構に相当し、また第２の搬送部１４１はＩＰＡが液盛りされたウエハＷを載置台である後述の搬入棚４２へと搬送する他の基板搬送機構に相当している。
【００１９】
洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＩＰＡの液盛りがされた状態のまま超臨界処理装置３に搬送され、超臨界流体を利用して表面の液体を除去し、ウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる。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６を参照しながら説明する。図３〜図１１においては、図に向かって左側を前方として説明を行う。
【００２０】
超臨界処理装置３は、ウエハＷに対する超臨界処理を実行する超臨界処理部３０と、超臨界処理前の、超臨界処理部３０へと搬入されるウエハＷが専用に載置される搬入棚４２と、超臨界処理を終え、超臨界処理部３０から搬出されたウエハＷが専用に載置される搬出棚４３と、これらの搬入、搬出棚４２、４３と超臨界処理部３０との間でウエハＷを搬送する、本実施の形態の基板搬送機構である受け渡しアーム４１と、を共通の筐体４０１内に設けた構造となっている。図３は、各超臨界処理部３０が格納されている筐体４０１内の様子を示す一部破断斜視図である。
【００２１】
超臨界処理部３０は各筐体４０１内の例えば床面上に配置されており、その上方側の空間には、既述の受け渡しアーム４１、搬入棚４２、搬出棚４３が設けられていて、超臨界処理部３０と既述の第２の搬送部１４１との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し機構が構成されている。
【００２２】
受け渡しアーム４１は、先端部に設けられたフォーク４１１によってウエハＷの側周面を把持することなどにより、当該ウエハＷを１枚ずつ保持して、当該ウエハＷを垂直軸周り及び水平軸周りに回転させながら、搬入、搬出棚４２、４３及び超臨界処理部３０の間で搬送することが可能な多関節型の６軸アームである。この受け渡しアーム４１は、例えば筐体４０１内の底部に配置されている超臨界処理部３０の上方側、後方寄りの位置に配置されており、当該超臨界処理部３０に設けられている後述の内チャンバー３２の開口部よりも高い位置に配置されている。ここで内チャンバー３２は、その上部側である上面に開口部が設けられているため、当該開口部よりも高い位置に受け渡しアーム４１を配することにより、開口部からのウエハＷの搬入出を容易にしている。また、この受け渡しアーム４１の本体を超臨界処理部３０の外チャンバー３１上方位置に配し、これら受け渡しアーム４１と超臨界処理部３０とが上下に並ぶようにすることにより、超臨界処理装置３全体のフットプリントを低減している。
【００２３】
また受け渡しアーム４１は、仕切板４０６によって仕切られた空間内に設けられており、受け渡しアーム４１の作動によって発生するパーティクルなどがウエハＷの搬送される空間へ進入しにくくなるようにしている。図中、４０５はウエハＷの受け渡しを行う空間に受け渡しアーム４１を進入させるためのアクセス口である。
【００２４】
搬入棚４２及び搬出棚４３は、例えば超臨界処理部３０の上方側、前方寄りの位置にこれらの棚４２、４３が上下に並ぶように設けられており、超臨界処理前のウエハＷが置かれる搬入棚４２を下方側に、超臨界処理後のウエハＷが置かれる搬出棚４３を上方側に配置した構成となっている。この配置関係は、例えばＩＰＡが液盛りされた状態で搬送される超臨界処理前のウエハＷから滴下したＩＰＡによって、超臨界処理を終えた後の乾燥したウエハＷを濡らしてしまわないためである。
【００２５】
これら搬入、搬出棚４２、４３は、例えばウエハＷを１枚ずつ横向き（水平）に保持することが可能な載置棚として構成され、各棚４２、４３に設けられた３本の昇降ピンを介して第２の搬送部１４１及び受け渡しアーム４１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。搬入棚４２は、本実施の形態のウエハＷの載置部の役割を果たす。
【００２６】
さらに搬入棚４２は、液体を満たすことが可能な皿形状に構成され、ＩＰＡ供給ノズルとこのノズルに接続されたＩＰＡ貯留部並びにポンプや開閉弁などからなる不図示の液供給機構を備えている。この液供給機構より供給されたＩＰＡによって、ウエハＷの上面が濡れた状態を維持することにより、ウエハＷ表面の自然乾燥を防いで、超臨界処理前のパターン倒れの発生を抑えている。
【００２７】
そして超臨界処理装置３を手前側から見ると、これら搬入棚４２、搬出棚４３は、内チャンバー３２の上方側、側方寄りの位置に配置されている。これにより、上面に向けて開口する内チャンバー３２へのウエハＷの搬送経路が確保され、搬入棚４２や搬出棚４３と干渉することなく迅速にウエハＷを搬送することができる。
【００２８】
図３中、４０３は洗浄装置２にて洗浄処理を終えたウエハＷが搬入される搬入口、４０４は超臨界処理を終えたウエハＷが搬出される搬出口であり、第２の搬送部１４１は、これらの搬入、搬出口４０３、４０４を介して筐体４０１内に進入する。また図３中、４０２は筐体４０１内に清浄空気のダウンフローを形成するためのＦＦＵ（Fan Filter Unit）、４０７は当該ダウンフローの排気口である。
【００２９】
各筐体４０１内に設けられた例えば超臨界処理部３０は、互いにほぼ同様の構成を備えており、超臨界流体を利用してウエハＷ表面に気液界面を形成せずにウエハＷを乾燥する超臨界処理を実行する役割を果たす。図４に示すように超臨界処理部３０は、超臨界処理が行われる処理容器である外チャンバー３１と、ウエハＷをＩＰＡ中に浸漬した状態のまま前記外チャンバー３１内に格納される内チャンバー３２とを備えている。内チャンバー３２は、本実施の形態の液槽に相当している。
【００３０】
図４の各図に示すように外チャンバー３１は、縦方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されており、図６に示すように、その内部には内チャンバー３２を格納することが可能な処理空間３１０が形成されている。図１に示すように例えば外チャンバー３１は、幅の狭い面をウエハ搬送路１４２の方向に向けて配置されており、その前面には内チャンバー３２を搬入出するための開口部３１１が設けられている（図４（ａ））。
【００３１】
また図６に示すように外チャンバー３１には例えば抵抗発熱体からなるヒーター３１２が設けられていて、電源部３１３からの給電により、外チャンバー３１の本体を加熱し、これにより処理空間３１０内に供給された例えば液体ＣＯ２を超臨界状態にすることができる。ヒーター３１２は本実施の形態のエネルギー供給部に相当する。
【００３２】
さらに図４に示すように、例えば外チャンバー３１の本体側面の底部寄りの位置にはＣＯ２供給ライン５１１が接続されていて、このＣＯ２供給ライン５１１は、図６に示すようにバルブＶ１と、フィルター及びポンプからなる送液機構５１２とを介してＣＯ２貯留部５１に接続されている。ＣＯ２貯留部５１には液体ＣＯ２が貯留されており、これらＣＯ２供給ライン５１１、送液機構５１２及びＣＯ２貯留部５１は、外チャンバー３１の処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給するための流体供給部を構成している。
【００３３】
また図４、図６に示す、例えば外チャンバー３１本体の天井面に設けられた５３１は排気ラインであり、処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給する際に処理空間３１０内の雰囲気を排気し、また超臨界処理を終えた後の超臨界状態のＣＯ２を排気して処理容器３１内を減圧するために、バルブＶ４の開閉により処理空間３１０内を排気、密閉することができる。ここでバルブＶ４は圧力調整弁の役割も果たしており、処理空間３１０内の圧力を調整しながら処理空間３１０内の雰囲気を排気することができる。また、処理後の超臨界状態のＣＯ２を排気するという観点において、排気ライン５３１は本実施の形態の排気部に相当している。
【００３４】
図４（ａ）、図５に示すように内チャンバー３２は例えば２枚のウエハＷを縦向きに格納することが可能な容器であり、乾燥防止用の液体であるＩＰＡ中に浸漬した状態でウエハＷを保持する役割を果たす。内チャンバー３２は、処理空間３１０より幅の狭い、縦方向に扁平な形状に形成されており、内チャンバー３２を処理空間内３１０に格納したとき、外チャンバー３１の内面と内チャンバー３２の外面との間には、処理空間３１０に供給された液体ＣＯ２や超臨界状態のＣＯ２を通流させるための空間が形成されるうになっている。本例に係る内チャンバー３２は、超臨界流体を扱う処理空間３１０の容積をできるだけ小さくする必要性と、洗浄処理システム１全体のウエハＷの処理スピードとの兼ね合いから、例えば２枚のウエハＷを格納する構成とした。但し、内チャンバー３２に格納可能なウエハＷの枚数はこれに限られるものではなく、１枚のみまたは３枚以上のウエハＷを格納する構成としてもよい。また、内チャンバー３２に複数枚のウエハＷを格納する場合には、例えば隣り合うウエハＷにて、パターンが形成される面同士を対向させるように配置することにより当該面へのパーティクル等の付着を避けるようにするとよい。ウエハＷの枚数が奇数枚の場合には、残る１枚のウエハＷは、パターンの形成面を他のウエハＷ側に向け、内チャンバー３２の壁面に対向させないようにすることが好ましい。
【００３５】
図５に示すように内チャンバー３２の上面には開口部が設けられており、受け渡しアーム４１に保持されたウエハＷはこの開口部を介して内チャンバー３２内に搬入される。ここで本例では、内チャンバー３２の開口部の面積は、ウエハＷを平面視したときの面積よりも小さくなっており、搬入棚４２から横向きの状態で受け渡しアーム４１に受け渡されたウエハＷは、縦向きの方向に傾けないと、この開口部を通過することができない。
【００３６】
また内チャンバー３２の開口部には例えば鋸歯状の切り欠き部３２２が形成されており、処理空間３１０内の超臨界流体を内チャンバー３２内へと流れ込みやすくしている。但し図示の便宜上、図４（ａ）、図５、図６以外の図では内チャンバー３２の切り欠き部３２２の記載は省略してある。
【００３７】
また内チャンバー３２の底部はウエハＷの形状に沿って湾曲した形状となっており、その内部側の底面には２枚のウエハＷを保持するためのウエハ保持部材３２３が設けられている。ウエハ保持部材３２３には、ウエハＷの形状に沿った溝が形成されており、ウエハＷの周縁部をこの溝内に嵌合させてウエハＷを縦向きに保持することができる。またウエハ保持部材３２３は、内チャンバー３２に供給されたＩＰＡが各ウエハＷの表面に十分に接触し、且つ、ウエハＷを保持したフォーク４１１が内チャンバー３２内に進入しても、ウエハＷやフォーク４１１が他のウエハＷや内チャンバー３２本体と干渉しないように溝の配置位置や溝同士の間隔が調整されている。
【００３８】
図５に示すように例えば内チャンバー３２の底面には、ウエハ保持部材３２３の形成されていない領域が設けられており、ここには内チャンバー３２内にＩＰＡを供給し、また排出するための排液部である通液口３２４が設けられている。この通液口３２４はＩＰＡの供給・排液ライン５２４と接続されており、当該供給・排液ライン５２４は後述の蓋部材３２１の内部を通って切替弁５２５に接続されている（図６）。後述するように内チャンバー３２は前後方向に移動可能に構成されているので、供給・排液ライン５２４は例えば耐圧性を備えたフレキシブル配管などにより構成され、内チャンバー３２の移動に伴って変形することができる。図６中、Ｖ３はバルブである。
【００３９】
切替弁５２５は、内チャンバー３２にＩＰＡを供給するためのＩＰＡ供給ライン５２１、内チャンバー３２から排出されたＩＰＡを回収するための回収ライン５２３及び上述の供給・排液ライン５２４と接続されている。ＩＰＡ供給ライン５２１は、開閉バルブＶ２、フィルター及びポンプからなる送液機構５２２を介してＩＰＡを貯留したＩＰＡ貯留部５２に接続されている。一方、回収ライン５２３は内チャンバー３２から排出されたＩＰＡを回収可能なようにＩＰＡ貯留部５２に直接接続されている。
【００４０】
図５に示すように内チャンバー３２は、例えば幅の狭い側面部にて厚板状の蓋部材３２１に固定されている。そしてこの蓋部材３２１を横方向に前後に移動させることによって、受け渡しアーム４１との間でのウエハＷの受け渡しが行われる外チャンバー３１外部の受け渡し位置と、処理空間３１０内の処理位置との間で内チャンバー３２を搬送することができる。また図６に破線で示すように、処理位置に内チャンバー３２を搬送した蓋部材３２１は外チャンバー３１の開口部３１１を塞ぐ役割も果たしている。外チャンバー３１の開口部３１１の周囲には、当該開口部３１１を取り囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材３２１は、このＯリングを押しつぶして処理空間３１０内を密閉する。
【００４１】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように蓋部材３２１は台座部３５に支持されており、この台座部３５には内チャンバー３２を搬送する方向に沿って当該台座部３５を切り抜いた走行軌道３５１が形成されている。一方、蓋部材３２１の下端部には、当該走行軌道３５１内に向けて下方側に伸びだした走行部材３２５が設けられている。そして図４（ａ）、図６に示すように、この走行部材３２５には走行軌道３５１に沿って掛け渡されたボールネジ３５３が貫通していて、これら走行部材３２５とボールネジ３５３とはボールネジ機構を構成している。
【００４２】
そしてボールネジ３５３の一端に設けられた駆動部３５２により当該ボールネジ３５３を左右いずれかの方向に回転させ、走行軌道３５１内で走行部材３２５を走行させることにより蓋部材３２１を移動させて、内チャンバー３２を受け渡し位置から処理位置まで搬送する。また内チャンバー３２を処理位置から受け渡し位置まで搬送する際には、ボールネジ３５３を反対方向に回転させる。但し蓋部材３２１を移動させる機構は、上述のボールネジ機構の例に限定されるものではなく、例えばリニアモータや伸縮アーム、エアシリンダーなどを用いて移動させてもよい。
【００４３】
また図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように超臨界処理部３０には、蓋部材３２１や内チャンバー３２が移動する領域を側面から覆うように周囲壁３３が設けられている。周囲壁３３は蓋部材３２１の走行方向に沿って伸びる２枚の側壁部材３３１と、外チャンバー３１の開口部３１１と対向するように設けられた前方壁部材３３２とから構成されている。そして前記２枚の側壁部材３３１の外チャンバー３１側の一端が当該外チャンバー３１の側壁面に強固に固定されていることにより、周囲壁３３は外チャンバー３１と一体になっている。
【００４４】
また超臨界処理部３０は、処理空間３１０内でＣＯ２を超臨界状態とすることなどにより蓋部材３２１が受ける内圧に抗して、蓋部材３２１を外チャンバー３１側へ向けて押さえつけるための固定板３４を備えている。この固定板３４は、内チャンバー３２及び蓋部材３２１が移動する領域から退避した退避位置と、蓋部材３２１を外チャンバー３１側へ向けて手前側から固定する固定位置との間を、不図示の駆動機構により左右方向に移動可能に構成されている。
【００４５】
一方、各側壁部材３３１には、左右方向に移動する前記固定板３４を貫通させることが可能な嵌入孔３３３が形成されており、周囲壁３３（側壁部材３３１）の外方の待機位置で待機している固定板３４は、一方側の側壁部材３３１の嵌入孔３３３を通り抜けて固定位置へと移動することができる。また固定位置まで移動した固定板３４は、その左右両端部が各側壁部材３３１の嵌入孔３３３に嵌め込まれた状態となり、この結果、固定板３４が「かんぬき」のように側壁部材３３１に係止され、処理空間３１０内の圧力に抗して蓋部材３２１を外チャンバー３１に向けて押さえつけることができる（図１の超臨界処理部３０及び図４（ｂ）参照）。
【００４６】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理部３０を含む洗浄処理システム１は、図１、図６に示すように制御部６と接続されている。制御部６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ＦＯＵＰ７からウエハＷを取り出して洗浄装置２に搬送し洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷの超臨界処理を行ってからＦＯＵＰ７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。
【００４７】
特に超臨界処理装置３について制御部６は、受け渡しアーム４１による搬入棚４２、搬出棚４３と超臨界処理部３０との間でのウエハＷの搬送に係る動作を制御する役割を果たす。また図６に示すように制御部６はＣＯ２供給ライン５１１及びＩＰＡ供給ライン５２１の各送液機構５１２、５２２に接続されて液体ＣＯ２やＩＰＡの供給タイミングを調節し、さらに外チャンバー３１に設けられた不図示の圧力計の検出値に基づいて送液機構５１２の吐出圧を調節することができるようになっている。そして制御部６は各バルブＶ１〜Ｖ４の開閉タイミングの調節や、駆動部３５２よるボールネジ３５３の回転タイミングや回転方向、回転量の調節、切替弁５２５に接続されるライン（ＩＰＡ供給ライン５２１、回収ライン５２３）の切り替えなども行うことができる。このほか、制御部６は、不図示の温度計からの処理空間３１０内の温度の検出結果に基づいて、電源部３１３からヒーター３１２へ供給される電力を増減し処理空間３１０内の温度を予め設定した温度に調節する役割も果たしている。
【００４８】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理部３０の作用について説明する。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が液盛りされたウエハＷが第２の搬送部１４１に受け渡されたら、第２の搬送部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、何れか一方の筐体４０１内に搬入口４０３を介して進入し、当該ウエハＷを搬入棚４２の昇降ピンに受け渡す。
【００４９】
超臨界処理部３０の内チャンバー３２へと直ちにウエハＷを搬入することが可能な場合には、受け渡しアーム４１は、第２の搬送部１４１からウエハＷを受け取って、昇降ピンに保持されたままのウエハＷの下方にフォーク４１１を進入させる。次いで昇降ピンを降下させることにより搬入棚４２からフォーク４１１にウエハＷが受け渡される（図７（ａ））。このとき、ウエハＷの上面には、洗浄装置２で供給されたＩＰＡが液盛りされて濡れた状態となっている。また、内チャンバー３２にウエハＷを搬入するまでに待ち時間が発生する場合には、昇降ピンを降下させて皿状の搬入棚４２上にウエハＷを載置し、ウエハＷの表面にＩＰＡを供給して乾燥を防ぐ。そして内チャンバー３２側の準備が整ったら昇降ピンを上昇させてフォーク４１１にウエハＷを受け渡す。この場合にもウエハＷの上面は、搬入棚４２で供給されたＩＰＡが液盛りされて濡れた状態となっている。
【００５０】
一方、内チャンバー３２は、図７（ａ）、図９（ａ）に示すように内チャンバー３２内にＩＰＡを満たした状態で待機位置にて待機している。搬入棚４２からウエハＷを受け取った受け渡しアーム４１は、図７（ｂ）に示すように搬入棚４２から内チャンバー３２へ向けてウエハＷを搬送すると共に、フォーク４１１の先端が、内チャンバー３２の移動方向（前後方向）と直交する方向を向くようにフォーク４１１を回転させて内チャンバー３２内にウエハＷを搬送する準備姿勢をとる。
【００５１】
ウエハＷを搬入する準備が整い（図８（ａ））、フォーク４１１の先端が内チャンバー３２の開口部の近傍に到達したら、図８（ｂ）に示すように水平姿勢を保ったままフォーク４１１を上昇させて上向きの加速度を加えた後、この上昇動作を停止し、しかる後、フォーク４１１の先端が下方側を向くようにウエハＷの姿勢変換を開始する（図８（ｃ））。このように、一旦、フォーク４１１に加速度を加えた後、ウエハＷの姿勢変換を開始すると、当該ウエハＷの上面にＩＰＡを液盛りして形成された液溜まりには、上向きの慣性力が働き、当該液溜まりに加わる重力が弱まった状態となる。そこで、このとき液溜まりがウエハＷの表面から浮かないようにしつつウエハＷを縦向きに姿勢変換すると、この動作を行わない場合に比べてウエハＷの表面に残存しているＩＰＡの量を増やすことができる。
【００５２】
ここで受け渡しアーム４１は、例えばフォーク４１１の後端側を先端側よりも上方へ持ち上げることにより、ウエハＷの回転軸の位置が、当該ウエハＷを縦向きにしたときの下端部またはこれより下方の位置となるように姿勢変換を行う。かかる位置に回転軸を設定することにより、ウエハＷ上面のＩＰＡには、ウエハＷによって押されるように角加速度が加えられ、この反力としてウエハＷに押し付けられる方向に慣性力が働くので、この作用によってもＩＰＡがウエハＷの上面から流れ落ちにくくなる。
【００５３】
ただし、例えばウエハＷの回転軸は、上述の如くウエハＷを縦向きにしたときの下端部またはこれより下方の位置に設定する場合に限定されず、例えばウエハＷの下端からウエハＷの中心までの高さ位置に設定してもよい。このような場合であっても回転軸より上方側の領域に液盛りされているＩＰＡに、ウエハＷ側へ押し付けられる方向への慣性力を働かせることができる。回転軸の下方側の領域は、ウエハＷの姿勢変換を開始してから比較的短い時間で内チャンバー３２のＩＰＡに到達するので、ウエハＷの回転に起因する慣性力が働かずに液盛りされたＩＰＡが自然に流下しても、当該領域のＩＰＡが乾燥する前にウエハＷをＩＰＡ中に浸漬することができる場合がある。
【００５４】
こうしてウエハＷの表面にできるだけＩＰＡを残存させる動作を行いながらウエハＷの姿勢変換を実行し、さらにこれらの動作と並行しながらフォーク４１１を内チャンバー３２の開口部の上方位置に移動させる。そしてウエハＷが前記開口部を通過することが可能な程度にまで傾けられたら、図８（ｄ）に示すようにウエハＷの姿勢変換を継続しつつフォーク４１１を下方側へ降下させてウエハＷを内チャンバー３２に進入させる。
【００５５】
内チャンバー３２に進入したウエハＷは、その下端部側から内チャンバー３２内のＩＰＡ中に浸漬されることにより自然乾燥が防止される。一方、ＩＰＡ中に浸漬されていない、ウエハＷの上方側の領域では、ウエハＷが傾けられると共に、ＩＰＡの液溜まりが流下していく。しかしこのとき受け渡しアーム４１は、既述の如くウエハＷを一旦上昇させたり、姿勢変換を行う際の回転軸の位置をウエハＷの下端よりも下方側に設定したりしながら当該ウエハＷを内チャンバー３２内に進入させているので、これらの動作を実行しない場合に比べてウエハＷの表面には比較的多くのＩＰＡが残存している。
【００５６】
このため、例えばＩＰＡの液溜まりが流下してしまった後でも、ウエハＷの表面にはＩＰＡの薄膜が比較的多く残っており、この薄膜がウエハＷの表面に形成されたパターンの凹凸を覆っている状態が維持されていれば、パターン倒れの発生は抑制できる。そこで、例えばウエハＷの姿勢変換に係る動作を開始してから、ウエハＷのパターン形成領域の全体が内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬されるまでの時間を十分に短くして、例えば上記パターン形成領域の上端がＩＰＡ中に浸漬される時点において当該上端部に数十μｍ〜数百μｍ程度のＩＰＡの液膜が残存する程度の時間を予め実験やシミュレーションで把握しておく。そしてこの設定時間内でウエハＷを内チャンバー３２に進入させれば、ウエハＷの姿勢変換に起因するパターン倒れの発生を抑制することができる。
【００５７】
そこで本例に係る超臨界処理装置３０では、ウエハＷの姿勢変換を開始してから当該ウエハＷの上端が内チャンバー３２のＩＰＡに浸漬されるまでの時間が上述の設定時間である例えば数秒〜十数秒となるように、受け渡しアーム４１の動作パターン及びその動作速度を設定してパターン倒れの発生を抑えている。さらにこのとき、既述のようにウエハＷの姿勢変換を行いながら、ウエハＷを降下させることにより、例えばこれらの動作を別々のタイミングで行い、ウエハＷの姿勢変換を終え、ＩＰＡの液溜まりが流下してしまってからウエハＷの降下を開始する場合に比べて、ウエハＷの表面に残存するＩＰＡの液膜を厚くすることができる。
【００５８】
こうしてウエハＷの全体が内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬されたら、フォーク４１１をさらに降下させる。そしてウエハＷの下端部がウエハ保持部材３２３の溝の内側に嵌って保持されたら、フォーク４１１によるウエハＷの保持を解除して受け渡しアーム４１を上昇させ、当該フォーク４１１を内チャンバー３２から退避させる。しかる後、２枚のウエハＷに対して上述の受け渡し動作を繰り返し、図９（ｂ）に模式的に示すように２枚のウエハＷが内チャンバー３２に格納され、ＩＰＡに浸漬された状態になったら、駆動部３５２によりボールネジ３５３を駆動させて内チャンバー３２を処理位置まで移動させる（図９（ｃ））。このとき内チャンバー３２からＩＰＡが排出されないように供給・排液ライン５２４のバルブＶ３は閉となっており（図９（ｃ）中に「Ｓ」と記してある。以下同じ）、また外チャンバー３１側においてもＣＯ２供給ライン５１１及び排気ライン５３１のバルブＶ１、Ｖ４は閉となっている。
【００５９】
そして図４（ｂ）に示すように固定板３４を待機位置から固定位置まで移動させたら、ＣＯ２供給ライン５１１側の送液機構５１２のバルブＶ１を開とし（図１０（ａ）中に「Ｏ」と記してある。以下同じ）、ポンプを作動させて処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給する。例えば大気圧雰囲気となっている処理空間３１０内に液体ＣＯ２が供給されると、液体ＣＯ２の一部が気化して処理空間３１０内の圧力が上昇し、気相側の雰囲気が液体ＣＯ２と平衡状態になる。
【００６０】
しかる後、処理空間３１０内の雰囲気が例えば６ＭＰａ〜９ＭＰａの範囲内の例えば７．５ＭＰａとなるように開度を調節しながらバルブＶ４を開くと、ＣＯ２供給ライン５１１から供給されるＣＯ２の液体の状態が保たれたまま気相側の雰囲気が追い出され、処理空間３１０内が液体ＣＯ２で置換されていく（図１０（ａ））。そして液体ＣＯ２の液面の位置が、図５に示した内チャンバー３２の切り欠き部３２２の下端程度の位置まで到達し、液体ＣＯ２が内チャンバー３２に流れ込むことが可能な状態となったら、ＣＯ２供給ライン５１１及び排気ライン５３１のバルブＶ１、Ｖ４を閉じて外チャンバー３１を密閉する（図１０（ｂ））。
【００６１】
しかる後、図１０（ｃ）に示すように電源部３１３よりヒーター３１２に電力を供給し、処理空間３１０内の温度が例えば３０℃〜９０℃の範囲の４０℃となるように加熱を行う。ＣＯ２の臨界点は、７．３８ＭＰａ、３１．１℃であるので、この加熱操作により液体ＣＯ２が超臨界状態に変化し、ＣＯ２の気液界面が消失して処理空間３１０内が超臨界状態のＣＯ２で満たされた状態となる。
【００６２】
ここで大気圧におけるＩＰＡの沸点は８２．４℃であるので、７．５ＭＰａ、４０℃の処理空間３１０内においては内チャンバー３２内のＩＰＡは液体の状態を保っており、ＩＰＡに浸漬されたウエハＷの表面も濡れた状態となっている。このとき図１１（ａ）に示すように供給・排液ライン５２４のバルブＶ３を開くと、内チャンバー３２内のＩＰＡは内チャンバー３２の開口部を介して超臨界状態のＣＯ２によって押され、また重力が働いて供給・排液ライン５２４に向けて流れていく。この際に図６に示した切替弁５２５を回収ライン５２３側に切り替えておくことにより、内チャンバー３２から流れ出たＩＰＡはＩＰＡ貯留部５２に回収される。
【００６３】
内チャンバー３２の底面に接続された供給・排液ライン５２４からＩＰＡが流出していくと、処理空間３１０内の超臨界状態のＣＯ２が膨張し、上面側の開口部を介して内チャンバー３２内へと進入する。この結果、内チャンバー３２内のＩＰＡが上方側から下方側へ向けて超臨界状態のＣＯ２へと置換されていくことになるが、超臨界状態のＣＯ２は表面張力が働かないため、パターン倒れを殆ど引き起こすことなくウエハＷ表面の雰囲気を液体のＩＰＡから超臨界状態のＣＯ２に置換することができる。
【００６４】
またこのとき内チャンバー３２の上方側から下方側へ向けてＩＰＡを超臨界状態のＣＯ２へと置換していくことにより、ＩＰＡの排出時にウエハＷから飛散したごみを内チャンバー３２の底部側の通液口３２４へ向けてＩＰＡと共に押し流していくので、これらのごみの巻き上げを抑制し、ウエハＷへの再付着を低減することができる。
【００６５】
ここで既述のように内チャンバー３２は２枚のウエハＷを格納することが可能な程度の大きさであるので、その容積は比較的小さい。このため、超臨界状態のＣＯ２の温度及び圧力を臨界点よりも十分に高い状態としておき、膨張に伴う温度や圧力低下を見越した量のＣＯ２を処理空間３１０内に予め供給しておけば、ＣＯ２の超臨界状態を十分に維持することができる。また例えば、内チャンバー３２内のＩＰＡが押し出され、超臨界状態のＣＯ２が膨張してもその超臨界状態が維持されるようにヒーター３１２の出力を増加させてもよい。
【００６６】
こうして内チャンバー３２内のＩＰＡが排出され、処理空間３１０の系内の雰囲気が全て超臨界状態のＣＯ２に置換されたら、供給・排液ライン５２４のバルブＶ３を閉じ（図１１（ｂ））、排気ライン５３１のバルブＶ４を開いて処理空間３１０内を大気圧まで脱圧する。この結果、超臨界状態のＣＯ２が気体の状態に変化することになるが、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（図１１（ｃ））。
【００６７】
このとき内チャンバー３２にはウエハＷが立て向きに保持されているので、例えばウエハＷに付着していたパーティクルなどのごみがＩＰＡや超臨界状態のＣＯ２に流れに乗って飛散した場合であっても、これらのごみが重力によって沈降する位置にウエハＷの表面が存在しないことからウエハＷの再汚染が発生しにくい。
【００６８】
ここで図１１（ｃ）に示した例では、液体ＣＯ２の供給時に外チャンバー３１内の雰囲気を排気する既述の排気ライン５３１を利用して処理空間３１０内の脱圧を行う例を示したが、この脱圧操作時に処理空間３１０内にＣＯ２の上昇流が形成されることに起因するごみの巻上げを抑えるため、例えば外チャンバー３１の底部側に脱圧時専用の排気ラインを設けて処理空間３１０内に下降流が形成されるようにしながら脱圧を行ってもよい。また、内チャンバー３２の底面に接続された供給・排液ライン５２４を利用して脱圧を行ってもよい。そして処理空間３１０内を脱圧する際には、ＣＯ２の膨張により処理空間３１０内の温度が低下して超臨界状態のＣＯ２中に溶解していたＩＰＡがウエハＷ表面で凝縮したりしないように、ヒーター３１２によって処理空間３１０内部の温度を上げるようにしてもよい。
【００６９】
以上のプロセスにより、ウエハＷの超臨界処理を終えたら、固定板３４を退避位置まで退避させ、蓋部材３２１を前方側へ移動させて内チャンバー３２を受け渡し位置まで引き出し、内チャンバー３２内にフォーク４１１を進入させて処理を終えたウエハＷを一枚ずつ取り出す。この際にはウエハＷの表面は既に乾燥した状態となっているので、搬入時とは異なり、ウエハＷの姿勢変換を行うタイミングや搬出動作などに特段の限定はない。
【００７０】
内チャンバー３２からウエハＷが取り出されると、切替弁５２５の接続先をＩＰＡ供給ライン５２１側に切り替えて送液機構５２２を作動させてＩＰＡ貯留部５２よりＩＰＡを供給し、内チャンバー３２にＩＰＡが満たされた状態で次のウエハＷが搬入されるまで待機する。
一方、取り出されたウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送部１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ７内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。
【００７１】
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。パターンの形成されている面がＩＰＡにより濡れた状態のウエハＷを横向きから縦向きに変換しながら内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬するにあたって、当該パターン形成領域の上端の板面に液膜を残したまま浸漬を完了するので、パターンの形成された面が自然乾燥する前にこれらの動作を終えることができる。しかる後、内チャンバー３２のＩＰＡを超臨界状態のＣＯ２と置換することにより、パターン倒れの発生を抑えつつウエハＷを乾燥することが可能となる。
【００７２】
この結果、姿勢の変換動作に伴ってウエハＷの上面を濡らしているＩＰＡがこぼれ落ちたとしても、まだＩＰＡがウエハＷ上に例えば液膜の状態で残っているうちにウエハＷの全体を内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬することが可能となり、搬送中におけるウエハＷの自然乾燥を防いでパターン倒れの発生を抑制することができる。
【００７３】
ここで、内チャンバー３２へウエハＷを進入させる際に、ウエハＷの表面にできるだけ多くのＩＰＡを残存させるための動作として、図８（ｂ）では水平の姿勢に保ったままフォーク４１１を上昇させて加速度を加えた後、ウエハＷの姿勢変換を行う例について示したが、これらの動作を並行して同時に行ってもよい。この場合にはウエハＷ表面に液盛りされているＩＰＡには、下向きの慣性力が働き、この慣性力のうちウエハＷの表面に垂直に働く成分がＩＰＡをウエハＷの表面に押し付けて、ＩＰＡがウエハＷの表面から流れ落ちにくくなるという効果を得ることができる。
【００７４】
また図４〜図１１などでは、内チャンバー３２に満たされたＩＰＡ内にウエハＷを浸漬し、この内チャンバー３２を外チャンバー３１内に搬入してから超臨界処理を行う、いわば２重容器型の超臨界処理部３０の例について説明したが、本発明を適用可能な超臨界処理装置はこの例に限られない。例えば内チャンバー３２を設けずに、処理容器である外チャンバー３１に液槽の役割を一体に兼用させて、当該外チャンバー３１内にウエハＷを縦向きに保持する単体容器型の超臨界処理装置も、液槽を内部に格納した状態でウエハＷの乾燥を行う処理容器に含まれている。以下の説明では処理容器と液槽とが一体となった容器を「チャンバー３１」とし、他の構成要素については、図３〜図６にて示したものと同じ符号を用いて示す。
【００７５】
この場合には、例えばチャンバー３１の開口部３１１を開閉自在に構成し、当該開口部３１１を例えばチャンバー３１の上面に設ける一方、当該チャンバー３１の底部にはウエハ保持部材３２３を設けておき、予めＩＰＡを満たした状態でウエハＷを搬入する。この際にも、ウエハＷを縦向きにする際に、ウエハＷ表面にできるだけ多くのＩＰＡが残存するようにウエハＷを傾ける受け渡しアーム４１の動作パターンや、ウエハＷの姿勢変換を開始してからウエハＷのパターン形成領域の上端がチャンバー３１内のＩＰＡ中に浸漬されるまでの時間を適正な値に設定することにより、超臨界処理を開始するまでのウエハＷの自然乾燥に起因するパターン倒れの発生を抑制することができる。チャンバー３１が処理容器及び液槽の役割を兼ねている場合には、当該チャンバー３１に外部から直接超臨界流体を供給してＩＰＡと置換することなどにより超臨界処理が行われる。
【００７６】
さらにまた上述の各実施の形態では、ウエハＷが浸漬される液体としてＩＰＡ、この液体と置換される超臨界状態の流体としてＣＯ２を採用した例について説明したが、各流体の例はこれに限定されるものではない。例えば洗浄処理後のウエハＷに乾燥防止用のＩＰＡを供給する場合に替えて、ウエハＷをリンス液（洗浄液）であるＤＩＷに浸漬したまま超臨界流体と置換してもよい。また例えば超臨界流体としてＨＦＥ（Hydro FluoroEther）を利用する場合などに、液体のＨＦＥ中に浸漬した状態で外チャンバー３１内にウエハＷを配置し、この液体ＨＦＥを超臨界状態のＨＦＥと置換してもよい。また超臨界状態の流体としてはＩＰＡなども利用することができる。
【００７７】
このほか、超臨界処理の前後のウエハＷが載置される搬入棚４２や搬出棚４３は必ずしも設けなくてもよい。この場合には、例えば第２の搬送部１２１と、受け渡しアーム４１との間で直接、ウエハＷの受け渡しが行われる。したがって洗浄装置２での洗浄処理を終えた後、上面にＩＰＡが液盛りされた状態でウエハＷを搬送してくる第２の搬送部１２１は、搬入棚４２に替わって載置部としての役割を果たすことになる。
【００７８】
さらには、本実施の形態に係る超臨界処理装置３では、例えば６軸の多関節アームのような汎用的な受け渡しアーム４１を利用して基板搬送機構を構成した例を示したが、基板搬送機構はこの構成例に限定されるものではないことは勿論である。例えば、搬入棚４２と内チャンバー３２の開口部上方の位置との間に搬送路を掛け渡し、この搬送路上を走行可能なシャトル状の搬送アームを設けて基板搬送機構を構成してもよい。この場合には、内チャンバー３２の開口部の上方位置にて、例えば搬送アームがウエハＷを横向きの状態から縦向きの状態にウエハＷの姿勢変換を行いながら開口部を通過して内チャンバー３２に進入することなどによりウエハＷをＩＰＡ中に浸漬する動作を実行する場合などが考えられる。
【００７９】
また、内チャンバー３２の開口部は、その上面側に設ける場合に限定されるものではない。例えば図１２に示すように内チャンバー３２の上部にフード３２６を設け、このフード３２６の側面に設けられた開口部を通過する際にウエハＷを横向きの状態から縦向きの状態に姿勢を変換する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ウエハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄装置
３ 超臨界処理装置
３０、３０ａ
超臨界処理部
３１ 外チャンバー
３１０ 処理空間
３２ 内チャンバー
４１ 受け渡しアーム
４１１ フォーク
４２ 搬入棚
４３ 搬出棚
５１１ ＣＯ２供給ライン
５２１ ＩＰＡ供給ライン
５２４ 供給・排液ライン
５３１ 排気ライン
５９１ 超臨界流体供給ライン
５９２ 液体排出ライン
６ 制御部
７ ＦＯＵＰ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄などの処理が行われた被処理基板を搬送し、超臨界状態の流体を利用して乾燥する技術に関する。
【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）の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液処理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例えば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、例えば純水などによるリンス洗浄によりに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、超臨界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超臨界流体と置換し、しかる後、超臨界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、被処理基板を搬送室に搬入して搬送用のロボットに受け渡し、しかる後、乾燥処理室に移送してから超臨界流体による乾燥を実行するので、処理が開始されるまでの間に被処理基板表面の液体が乾燥してしまいパターン倒れが発生してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７２１１８号公報：段落００２５〜００２９、図１
【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、その目的は、パターン倒れや汚染の発生を抑えつつ被処理基板を乾燥することの可能な基板処理装置を提供することにある。
【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、パターンが形成された被処理基板を、このパターンが形成された面を上面として、当該面が液体により濡れた状態で横向きに保持する載置部と、
液体が収容され、前記被処理基板を当該液体中に浸漬した状態で縦向きに保持するための液槽と、
この液槽が内部に格納された状態で、当該液槽内の液体を超臨界状態の流体に置換して前記被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
前記載置部から被処理基板を受け取り、前記被処理基板のパターンの形成領域の上端が前記液槽内の液体に接触する時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液膜が残っているように当該被処理基板を縦向きの状態に変換して当該液体に浸漬させる基板搬送機構と、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）前記基板搬送機構は、前記液槽の開口部よりも高い位置に配置されていること。
（ｂ）前記液槽の開口部の面積が、被処理基板を平面視したときの面積よりも小さいこと。
（ｃ）前記基板搬送機構は、被処理基板に上方向の加速度を加えた後、または加えながら当該被処理基板の姿勢を縦向きの状態に変換すること。
（ｄ）前記基板搬送機構は、被処理基板の上面を濡らしている液体がこの被処理基板側へと押し付けられる方向への慣性力を働かせるために、当該被処理基板の中央よりも下方側の高さ位置を水平方向に伸びる回転軸を中心として回転させることにより、被処理基板を縦向きの状態に変換すること。
（ｅ）前記被処理基板の上面に、液体を液盛りする機構と、液体が液盛りされた被処理基板を前記載置部へと搬送する他の基板搬送機構と、を備えていること。
（ｆ）前記載置部は、被処理基板の上面に液体を供給する液供給機構を備えていること。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パターンの形成されている面が液体により濡れた状態の被処理基板を横向きから縦向きに変換しながら液体中に浸漬するにあたって、当該パターン形成領域の上端の板面に液膜を残したまま浸漬を完了するので、パターンの形成された面が自然乾燥する前にこれらの動作を終えることができる。しかる後、当該液体を超臨界状態の流体と置換することにより、パターン倒れの発生を抑えつつ、被処理基板を乾燥することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の洗浄システムの平面図である。
【図２】前記洗浄システム内の洗浄処理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部及びウエハの受け渡し機構の一例を示す斜視図である。
【図４】前記超臨界処理部の外観構成を示す一部破断斜視図である。
【図５】前記超臨界処理部に設けられている内チャンバーの構成を示す一部破断斜視図である。
【図６】前記超臨界処理部への各種の処理流体の供給、排出系統を示す説明図である。
【図７】前記超臨界処理部へのウエハの搬入動作を示す第１の説明図である。
【図８】前記ウエハの搬入動作を示す第２の説明図である。
【図９】前記超臨界処理部の作用を示す第１の説明図である。
【図１０】前記超臨界処理部の作用を示す第２の説明図である。
【図１１】前記超臨界処理部の作用を示す第３の説明図である。
【図１２】記超臨界処理部に設けられた内チャンバーの変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、超臨界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。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は、例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷを収納したＦＯＵＰ７が載置される載置ブロック１１と、ＦＯＵＰ７と洗浄処理システム１との間でのウエハＷの搬入出が行われる搬入出ブロック１２と、搬入出ブロック１２と後段のウエハ処理ブロック１４との間でのウエハＷの受け渡しが行われる受け渡しブロック１３と、ウエハＷを洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入して洗浄処理や超臨界処理が行われるウエハ処理ブロック１４と、を前方からこの順番に接続した構造となっている。
【００１４】
載置ブロック１１は、例えば４個のＦＯＵＰ７が載置可能な載置台として構成され、載置台上に載置された各ＦＯＵＰ７を搬入出ブロック１２に接続する。搬入出ブロック１２では、各ＦＯＵＰ７との接続面に設けられた不図示の開閉機構により、ＦＯＵＰ７の開閉扉が取り外され、例えば前後方向に進退自在、左右方向に移動自在、及び回動、昇降自在に構成された第１の搬送部１２１によって、ＦＯＵＰ７内と受け渡しブロック１３との間でウエハＷが搬送される。前後を搬入出ブロック１２とウエハ処理ブロック１４とに挟まれた受け渡しブロック１３には、例えば８枚のウエハＷを載置可能なバッファとしての役割を果たす受け渡し棚１３１が設けられており、この受け渡し棚１３１を介して、搬入出ブロック１２とウエハ処理ブロック１４との間をウエハＷが搬送される。
【００１５】
ウエハ処理ブロック１４には、受け渡しブロック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が設けられている。そしてこのウエハ搬送路１４２の手前側から見て左手には、例えば３台の洗浄装置２が当該ウエハ搬送路１４２に沿って列設されており、同じく右手には、本実施の形態の基板処理装置である例えば２台の超臨界処理装置３が列設されている。ウエハ搬送路１４２内には、ウエハ搬送路１４２に沿って移動可能、左右の洗浄装置２、超臨界処理装置３に向けて進退可能、そして回動、昇降可能に構成された第２の搬送部１４１が設けられており、既述の受け渡し棚１３１と各洗浄装置２、超臨界処理装置３との間でウエハＷを搬送することができる。ここでウエハ処理ブロック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、上述の例に限定されるものではなく、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、またこれら洗浄装置２や超臨界処理装置３のレイアウトも図１に示した例とは異なる配置を採用してもよい。
【００１６】
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、例えば図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Ｗの表面（上面）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。
【００１７】
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この順に行われる。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。
【００１８】
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の搬送部１４１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。これらの観点から薬液ノズル２４１は、本実施の形態の超臨界処理装置３においてウエハＷの上面に液体であるＩＰＡを液盛りする機構に相当し、また第２の搬送部１４１はＩＰＡが液盛りされたウエハＷを載置台である後述の搬入棚４２へと搬送する他の基板搬送機構に相当している。
【００１９】
洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＩＰＡの液盛りがされた状態のまま超臨界処理装置３に搬送され、超臨界流体を利用して表面の液体を除去し、ウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる。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６を参照しながら説明する。図３〜図１１においては、図に向かって左側を前方として説明を行う。
【００２０】
超臨界処理装置３は、ウエハＷに対する超臨界処理を実行する超臨界処理部３０と、超臨界処理前の、超臨界処理部３０へと搬入されるウエハＷが専用に載置される搬入棚４２と、超臨界処理を終え、超臨界処理部３０から搬出されたウエハＷが専用に載置される搬出棚４３と、これらの搬入、搬出棚４２、４３と超臨界処理部３０との間でウエハＷを搬送する、本実施の形態の基板搬送機構である受け渡しアーム４１と、を共通の筐体４０１内に設けた構造となっている。図３は、各超臨界処理部３０が格納されている筐体４０１内の様子を示す一部破断斜視図である。
【００２１】
超臨界処理部３０は各筐体４０１内の例えば床面上に配置されており、その上方側の空間には、既述の受け渡しアーム４１、搬入棚４２、搬出棚４３が設けられていて、超臨界処理部３０と既述の第２の搬送部１４１との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し機構が構成されている。
【００２２】
受け渡しアーム４１は、先端部に設けられたフォーク４１１によってウエハＷの側周面を把持することなどにより、当該ウエハＷを１枚ずつ保持して、当該ウエハＷを垂直軸周り及び水平軸周りに回転させながら、搬入、搬出棚４２、４３及び超臨界処理部３０の間で搬送することが可能な多関節型の６軸アームである。この受け渡しアーム４１は、例えば筐体４０１内の底部に配置されている超臨界処理部３０の上方側、後方寄りの位置に配置されており、当該超臨界処理部３０に設けられている後述の内チャンバー３２の開口部よりも高い位置に配置されている。ここで内チャンバー３２は、その上部側である上面に開口部が設けられているため、当該開口部よりも高い位置に受け渡しアーム４１を配することにより、開口部からのウエハＷの搬入出を容易にしている。また、この受け渡しアーム４１の本体を超臨界処理部３０の外チャンバー３１上方位置に配し、これら受け渡しアーム４１と超臨界処理部３０とが上下に並ぶようにすることにより、超臨界処理装置３全体のフットプリントを低減している。
【００２３】
また受け渡しアーム４１は、仕切板４０６によって仕切られた空間内に設けられており、受け渡しアーム４１の作動によって発生するパーティクルなどがウエハＷの搬送される空間へ進入しにくくなるようにしている。図中、４０５はウエハＷの受け渡しを行う空間に受け渡しアーム４１を進入させるためのアクセス口である。
【００２４】
搬入棚４２及び搬出棚４３は、例えば超臨界処理部３０の上方側、前方寄りの位置にこれらの棚４２、４３が上下に並ぶように設けられており、超臨界処理前のウエハＷが置かれる搬入棚４２を下方側に、超臨界処理後のウエハＷが置かれる搬出棚４３を上方側に配置した構成となっている。この配置関係は、例えばＩＰＡが液盛りされた状態で搬送される超臨界処理前のウエハＷから滴下したＩＰＡによって、超臨界処理を終えた後の乾燥したウエハＷを濡らしてしまわないためである。
【００２５】
これら搬入、搬出棚４２、４３は、例えばウエハＷを１枚ずつ横向き（水平）に保持することが可能な載置棚として構成され、各棚４２、４３に設けられた３本の昇降ピンを介して第２の搬送部１４１及び受け渡しアーム４１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。搬入棚４２は、本実施の形態のウエハＷの載置部の役割を果たす。
【００２６】
さらに搬入棚４２は、液体を満たすことが可能な皿形状に構成され、ＩＰＡ供給ノズルとこのノズルに接続されたＩＰＡ貯留部並びにポンプや開閉弁などからなる不図示の液供給機構を備えている。この液供給機構より供給されたＩＰＡによって、ウエハＷの上面が濡れた状態を維持することにより、ウエハＷ表面の自然乾燥を防いで、超臨界処理前のパターン倒れの発生を抑えている。
【００２７】
そして超臨界処理装置３を手前側から見ると、これら搬入棚４２、搬出棚４３は、内チャンバー３２の上方側、側方寄りの位置に配置されている。これにより、上面に向けて開口する内チャンバー３２へのウエハＷの搬送経路が確保され、搬入棚４２や搬出棚４３と干渉することなく迅速にウエハＷを搬送することができる。
【００２８】
図３中、４０３は洗浄装置２にて洗浄処理を終えたウエハＷが搬入される搬入口、４０４は超臨界処理を終えたウエハＷが搬出される搬出口であり、第２の搬送部１４１は、これらの搬入、搬出口４０３、４０４を介して筐体４０１内に進入する。また図３中、４０２は筐体４０１内に清浄空気のダウンフローを形成するためのＦＦＵ（Fan Filter Unit）、４０７は当該ダウンフローの排気口である。
【００２９】
各筐体４０１内に設けられた例えば超臨界処理部３０は、互いにほぼ同様の構成を備えており、超臨界流体を利用してウエハＷ表面に気液界面を形成せずにウエハＷを乾燥する超臨界処理を実行する役割を果たす。図４に示すように超臨界処理部３０は、超臨界処理が行われる処理容器である外チャンバー３１と、ウエハＷをＩＰＡ中に浸漬した状態のまま前記外チャンバー３１内に格納される内チャンバー３２とを備えている。内チャンバー３２は、本実施の形態の液槽に相当している。
【００３０】
図４の各図に示すように外チャンバー３１は、縦方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されており、図６に示すように、その内部には内チャンバー３２を格納することが可能な処理空間３１０が形成されている。図１に示すように例えば外チャンバー３１は、幅の狭い面をウエハ搬送路１４２の方向に向けて配置されており、その前面には内チャンバー３２を搬入出するための開口部３１１が設けられている（図４（ａ））。
【００３１】
また図６に示すように外チャンバー３１には例えば抵抗発熱体からなるヒーター３１２が設けられていて、電源部３１３からの給電により、外チャンバー３１の本体を加熱し、これにより処理空間３１０内に供給された例えば液体ＣＯ２を超臨界状態にすることができる。ヒーター３１２は本実施の形態のエネルギー供給部に相当する。
【００３２】
さらに図４に示すように、例えば外チャンバー３１の本体側面の底部寄りの位置にはＣＯ２供給ライン５１１が接続されていて、このＣＯ２供給ライン５１１は、図６に示すようにバルブＶ１と、フィルター及びポンプからなる送液機構５１２とを介してＣＯ２貯留部５１に接続されている。ＣＯ２貯留部５１には液体ＣＯ２が貯留されており、これらＣＯ２供給ライン５１１、送液機構５１２及びＣＯ２貯留部５１は、外チャンバー３１の処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給するための流体供給部を構成している。
【００３３】
また図４、図６に示す、例えば外チャンバー３１本体の天井面に設けられた５３１は排気ラインであり、処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給する際に処理空間３１０内の雰囲気を排気し、また超臨界処理を終えた後の超臨界状態のＣＯ２を排気して処理容器３１内を減圧するために、バルブＶ４の開閉により処理空間３１０内を排気、密閉することができる。ここでバルブＶ４は圧力調整弁の役割も果たしており、処理空間３１０内の圧力を調整しながら処理空間３１０内の雰囲気を排気することができる。また、処理後の超臨界状態のＣＯ２を排気するという観点において、排気ライン５３１は本実施の形態の排気部に相当している。
【００３４】
図４（ａ）、図５に示すように内チャンバー３２は例えば２枚のウエハＷを縦向きに格納することが可能な容器であり、乾燥防止用の液体であるＩＰＡ中に浸漬した状態でウエハＷを保持する役割を果たす。内チャンバー３２は、処理空間３１０より幅の狭い、縦方向に扁平な形状に形成されており、内チャンバー３２を処理空間内３１０に格納したとき、外チャンバー３１の内面と内チャンバー３２の外面との間には、処理空間３１０に供給された液体ＣＯ２や超臨界状態のＣＯ２を通流させるための空間が形成されるうになっている。本例に係る内チャンバー３２は、超臨界流体を扱う処理空間３１０の容積をできるだけ小さくする必要性と、洗浄処理システム１全体のウエハＷの処理スピードとの兼ね合いから、例えば２枚のウエハＷを格納する構成とした。但し、内チャンバー３２に格納可能なウエハＷの枚数はこれに限られるものではなく、１枚のみまたは３枚以上のウエハＷを格納する構成としてもよい。また、内チャンバー３２に複数枚のウエハＷを格納する場合には、例えば隣り合うウエハＷにて、パターンが形成される面同士を対向させるように配置することにより当該面へのパーティクル等の付着を避けるようにするとよい。ウエハＷの枚数が奇数枚の場合には、残る１枚のウエハＷは、パターンの形成面を他のウエハＷ側に向け、内チャンバー３２の壁面に対向させないようにすることが好ましい。
【００３５】
図５に示すように内チャンバー３２の上面には開口部が設けられており、受け渡しアーム４１に保持されたウエハＷはこの開口部を介して内チャンバー３２内に搬入される。ここで本例では、内チャンバー３２の開口部の面積は、ウエハＷを平面視したときの面積よりも小さくなっており、搬入棚４２から横向きの状態で受け渡しアーム４１に受け渡されたウエハＷは、縦向きの方向に傾けないと、この開口部を通過することができない。
【００３６】
また内チャンバー３２の開口部には例えば鋸歯状の切り欠き部３２２が形成されており、処理空間３１０内の超臨界流体を内チャンバー３２内へと流れ込みやすくしている。但し図示の便宜上、図４（ａ）、図５、図６以外の図では内チャンバー３２の切り欠き部３２２の記載は省略してある。
【００３７】
また内チャンバー３２の底部はウエハＷの形状に沿って湾曲した形状となっており、その内部側の底面には２枚のウエハＷを保持するためのウエハ保持部材３２３が設けられている。ウエハ保持部材３２３には、ウエハＷの形状に沿った溝が形成されており、ウエハＷの周縁部をこの溝内に嵌合させてウエハＷを縦向きに保持することができる。またウエハ保持部材３２３は、内チャンバー３２に供給されたＩＰＡが各ウエハＷの表面に十分に接触し、且つ、ウエハＷを保持したフォーク４１１が内チャンバー３２内に進入しても、ウエハＷやフォーク４１１が他のウエハＷや内チャンバー３２本体と干渉しないように溝の配置位置や溝同士の間隔が調整されている。
【００３８】
図５に示すように例えば内チャンバー３２の底面には、ウエハ保持部材３２３の形成されていない領域が設けられており、ここには内チャンバー３２内にＩＰＡを供給し、また排出するための排液部である通液口３２４が設けられている。この通液口３２４はＩＰＡの供給・排液ライン５２４と接続されており、当該供給・排液ライン５２４は後述の蓋部材３２１の内部を通って切替弁５２５に接続されている（図６）。後述するように内チャンバー３２は前後方向に移動可能に構成されているので、供給・排液ライン５２４は例えば耐圧性を備えたフレキシブル配管などにより構成され、内チャンバー３２の移動に伴って変形することができる。図６中、Ｖ３はバルブである。
【００３９】
切替弁５２５は、内チャンバー３２にＩＰＡを供給するためのＩＰＡ供給ライン５２１、内チャンバー３２から排出されたＩＰＡを回収するための回収ライン５２３及び上述の供給・排液ライン５２４と接続されている。ＩＰＡ供給ライン５２１は、開閉バルブＶ２、フィルター及びポンプからなる送液機構５２２を介してＩＰＡを貯留したＩＰＡ貯留部５２に接続されている。一方、回収ライン５２３は内チャンバー３２から排出されたＩＰＡを回収可能なようにＩＰＡ貯留部５２に直接接続されている。
【００４０】
図５に示すように内チャンバー３２は、例えば幅の狭い側面部にて厚板状の蓋部材３２１に固定されている。そしてこの蓋部材３２１を横方向に前後に移動させることによって、受け渡しアーム４１との間でのウエハＷの受け渡しが行われる外チャンバー３１外部の受け渡し位置と、処理空間３１０内の処理位置との間で内チャンバー３２を搬送することができる。また図６に破線で示すように、処理位置に内チャンバー３２を搬送した蓋部材３２１は外チャンバー３１の開口部３１１を塞ぐ役割も果たしている。外チャンバー３１の開口部３１１の周囲には、当該開口部３１１を取り囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材３２１は、このＯリングを押しつぶして処理空間３１０内を密閉する。
【００４１】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように蓋部材３２１は台座部３５に支持されており、この台座部３５には内チャンバー３２を搬送する方向に沿って当該台座部３５を切り抜いた走行軌道３５１が形成されている。一方、蓋部材３２１の下端部には、当該走行軌道３５１内に向けて下方側に伸びだした走行部材３２５が設けられている。そして図４（ａ）、図６に示すように、この走行部材３２５には走行軌道３５１に沿って掛け渡されたボールネジ３５３が貫通していて、これら走行部材３２５とボールネジ３５３とはボールネジ機構を構成している。
【００４２】
そしてボールネジ３５３の一端に設けられた駆動部３５２により当該ボールネジ３５３を左右いずれかの方向に回転させ、走行軌道３５１内で走行部材３２５を走行させることにより蓋部材３２１を移動させて、内チャンバー３２を受け渡し位置から処理位置まで搬送する。また内チャンバー３２を処理位置から受け渡し位置まで搬送する際には、ボールネジ３５３を反対方向に回転させる。但し蓋部材３２１を移動させる機構は、上述のボールネジ機構の例に限定されるものではなく、例えばリニアモータや伸縮アーム、エアシリンダーなどを用いて移動させてもよい。
【００４３】
また図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように超臨界処理部３０には、蓋部材３２１や内チャンバー３２が移動する領域を側面から覆うように周囲壁３３が設けられている。周囲壁３３は蓋部材３２１の走行方向に沿って伸びる２枚の側壁部材３３１と、外チャンバー３１の開口部３１１と対向するように設けられた前方壁部材３３２とから構成されている。そして前記２枚の側壁部材３３１の外チャンバー３１側の一端が当該外チャンバー３１の側壁面に強固に固定されていることにより、周囲壁３３は外チャンバー３１と一体になっている。
【００４４】
また超臨界処理部３０は、処理空間３１０内でＣＯ２を超臨界状態とすることなどにより蓋部材３２１が受ける内圧に抗して、蓋部材３２１を外チャンバー３１側へ向けて押さえつけるための固定板３４を備えている。この固定板３４は、内チャンバー３２及び蓋部材３２１が移動する領域から退避した退避位置と、蓋部材３２１を外チャンバー３１側へ向けて手前側から固定する固定位置との間を、不図示の駆動機構により左右方向に移動可能に構成されている。
【００４５】
一方、各側壁部材３３１には、左右方向に移動する前記固定板３４を貫通させることが可能な嵌入孔３３３が形成されており、周囲壁３３（側壁部材３３１）の外方の待機位置で待機している固定板３４は、一方側の側壁部材３３１の嵌入孔３３３を通り抜けて固定位置へと移動することができる。また固定位置まで移動した固定板３４は、その左右両端部が各側壁部材３３１の嵌入孔３３３に嵌め込まれた状態となり、この結果、固定板３４が「かんぬき」のように側壁部材３３１に係止され、処理空間３１０内の圧力に抗して蓋部材３２１を外チャンバー３１に向けて押さえつけることができる（図１の超臨界処理部３０及び図４（ｂ）参照）。
【００４６】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理部３０を含む洗浄処理システム１は、図１、図６に示すように制御部６と接続されている。制御部６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ＦＯＵＰ７からウエハＷを取り出して洗浄装置２に搬送し洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷの超臨界処理を行ってからＦＯＵＰ７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。
【００４７】
特に超臨界処理装置３について制御部６は、受け渡しアーム４１による搬入棚４２、搬出棚４３と超臨界処理部３０との間でのウエハＷの搬送に係る動作を制御する役割を果たす。また図６に示すように制御部６はＣＯ２供給ライン５１１及びＩＰＡ供給ライン５２１の各送液機構５１２、５２２に接続されて液体ＣＯ２やＩＰＡの供給タイミングを調節し、さらに外チャンバー３１に設けられた不図示の圧力計の検出値に基づいて送液機構５１２の吐出圧を調節することができるようになっている。そして制御部６は各バルブＶ１〜Ｖ４の開閉タイミングの調節や、駆動部３５２よるボールネジ３５３の回転タイミングや回転方向、回転量の調節、切替弁５２５に接続されるライン（ＩＰＡ供給ライン５２１、回収ライン５２３）の切り替えなども行うことができる。このほか、制御部６は、不図示の温度計からの処理空間３１０内の温度の検出結果に基づいて、電源部３１３からヒーター３１２へ供給される電力を増減し処理空間３１０内の温度を予め設定した温度に調節する役割も果たしている。
【００４８】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理部３０の作用について説明する。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が液盛りされたウエハＷが第２の搬送部１４１に受け渡されたら、第２の搬送部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、何れか一方の筐体４０１内に搬入口４０３を介して進入し、当該ウエハＷを搬入棚４２の昇降ピンに受け渡す。
【００４９】
超臨界処理部３０の内チャンバー３２へと直ちにウエハＷを搬入することが可能な場合には、受け渡しアーム４１は、第２の搬送部１４１からウエハＷを受け取って、昇降ピンに保持されたままのウエハＷの下方にフォーク４１１を進入させる。次いで昇降ピンを降下させることにより搬入棚４２からフォーク４１１にウエハＷが受け渡される（図７（ａ））。このとき、ウエハＷの上面には、洗浄装置２で供給されたＩＰＡが液盛りされて濡れた状態となっている。また、内チャンバー３２にウエハＷを搬入するまでに待ち時間が発生する場合には、昇降ピンを降下させて皿状の搬入棚４２上にウエハＷを載置し、ウエハＷの表面にＩＰＡを供給して乾燥を防ぐ。そして内チャンバー３２側の準備が整ったら昇降ピンを上昇させてフォーク４１１にウエハＷを受け渡す。この場合にもウエハＷの上面は、搬入棚４２で供給されたＩＰＡが液盛りされて濡れた状態となっている。
【００５０】
一方、内チャンバー３２は、図７（ａ）、図９（ａ）に示すように内チャンバー３２内にＩＰＡを満たした状態で待機位置にて待機している。搬入棚４２からウエハＷを受け取った受け渡しアーム４１は、図７（ｂ）に示すように搬入棚４２から内チャンバー３２へ向けてウエハＷを搬送すると共に、フォーク４１１の先端が、内チャンバー３２の移動方向（前後方向）と直交する方向を向くようにフォーク４１１を回転させて内チャンバー３２内にウエハＷを搬送する準備姿勢をとる。
【００５１】
ウエハＷを搬入する準備が整い（図８（ａ））、フォーク４１１の先端が内チャンバー３２の開口部の近傍に到達したら、図８（ｂ）に示すように水平姿勢を保ったままフォーク４１１を上昇させて上向きの加速度を加えた後、この上昇動作を停止し、しかる後、フォーク４１１の先端が下方側を向くようにウエハＷの姿勢変換を開始する（図８（ｃ））。このように、一旦、フォーク４１１に加速度を加えた後、ウエハＷの姿勢変換を開始すると、当該ウエハＷの上面にＩＰＡを液盛りして形成された液溜まりには、上向きの慣性力が働き、当該液溜まりに加わる重力が弱まった状態となる。そこで、このとき液溜まりがウエハＷの表面から浮かないようにしつつウエハＷを縦向きに姿勢変換すると、この動作を行わない場合に比べてウエハＷの表面に残存しているＩＰＡの量を増やすことができる。
【００５２】
ここで受け渡しアーム４１は、例えばフォーク４１１の後端側を先端側よりも上方へ持ち上げることにより、ウエハＷの回転軸の位置が、当該ウエハＷを縦向きにしたときの下端部またはこれより下方の位置となるように姿勢変換を行う。かかる位置に回転軸を設定することにより、ウエハＷ上面のＩＰＡには、ウエハＷによって押されるように角加速度が加えられ、この反力としてウエハＷに押し付けられる方向に慣性力が働くので、この作用によってもＩＰＡがウエハＷの上面から流れ落ちにくくなる。
【００５３】
ただし、例えばウエハＷの回転軸は、上述の如くウエハＷを縦向きにしたときの下端部またはこれより下方の位置に設定する場合に限定されず、例えばウエハＷの下端からウエハＷの中心までの高さ位置に設定してもよい。このような場合であっても回転軸より上方側の領域に液盛りされているＩＰＡに、ウエハＷ側へ押し付けられる方向への慣性力を働かせることができる。回転軸の下方側の領域は、ウエハＷの姿勢変換を開始してから比較的短い時間で内チャンバー３２のＩＰＡに到達するので、ウエハＷの回転に起因する慣性力が働かずに液盛りされたＩＰＡが自然に流下しても、当該領域のＩＰＡが乾燥する前にウエハＷをＩＰＡ中に浸漬することができる場合がある。
【００５４】
こうしてウエハＷの表面にできるだけＩＰＡを残存させる動作を行いながらウエハＷの姿勢変換を実行し、さらにこれらの動作と並行しながらフォーク４１１を内チャンバー３２の開口部の上方位置に移動させる。そしてウエハＷが前記開口部を通過することが可能な程度にまで傾けられたら、図８（ｄ）に示すようにウエハＷの姿勢変換を継続しつつフォーク４１１を下方側へ降下させてウエハＷを内チャンバー３２に進入させる。
【００５５】
内チャンバー３２に進入したウエハＷは、その下端部側から内チャンバー３２内のＩＰＡ中に浸漬されることにより自然乾燥が防止される。一方、ＩＰＡ中に浸漬されていない、ウエハＷの上方側の領域では、ウエハＷが傾けられると共に、ＩＰＡの液溜まりが流下していく。しかしこのとき受け渡しアーム４１は、既述の如くウエハＷを一旦上昇させたり、姿勢変換を行う際の回転軸の位置をウエハＷの下端よりも下方側に設定したりしながら当該ウエハＷを内チャンバー３２内に進入させているので、これらの動作を実行しない場合に比べてウエハＷの表面には比較的多くのＩＰＡが残存している。
【００５６】
このため、例えばＩＰＡの液溜まりが流下してしまった後でも、ウエハＷの表面にはＩＰＡの薄膜が比較的多く残っており、この薄膜がウエハＷの表面に形成されたパターンの凹凸を覆っている状態が維持されていれば、パターン倒れの発生は抑制できる。そこで、例えばウエハＷの姿勢変換に係る動作を開始してから、ウエハＷのパターン形成領域の全体が内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬されるまでの時間を十分に短くして、例えば上記パターン形成領域の上端がＩＰＡ中に浸漬される時点において当該上端部に数十μｍ〜数百μｍ程度のＩＰＡの液膜が残存する程度の時間を予め実験やシミュレーションで把握しておく。そしてこの設定時間内でウエハＷを内チャンバー３２に進入させれば、ウエハＷの姿勢変換に起因するパターン倒れの発生を抑制することができる。
【００５７】
そこで本例に係る超臨界処理装置３０では、ウエハＷの姿勢変換を開始してから当該ウエハＷの上端が内チャンバー３２のＩＰＡに浸漬されるまでの時間が上述の設定時間である例えば数秒〜十数秒となるように、受け渡しアーム４１の動作パターン及びその動作速度を設定してパターン倒れの発生を抑えている。さらにこのとき、既述のようにウエハＷの姿勢変換を行いながら、ウエハＷを降下させることにより、例えばこれらの動作を別々のタイミングで行い、ウエハＷの姿勢変換を終え、ＩＰＡの液溜まりが流下してしまってからウエハＷの降下を開始する場合に比べて、ウエハＷの表面に残存するＩＰＡの液膜を厚くすることができる。
【００５８】
こうしてウエハＷの全体が内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬されたら、フォーク４１１をさらに降下させる。そしてウエハＷの下端部がウエハ保持部材３２３の溝の内側に嵌って保持されたら、フォーク４１１によるウエハＷの保持を解除して受け渡しアーム４１を上昇させ、当該フォーク４１１を内チャンバー３２から退避させる。しかる後、２枚のウエハＷに対して上述の受け渡し動作を繰り返し、図９（ｂ）に模式的に示すように２枚のウエハＷが内チャンバー３２に格納され、ＩＰＡに浸漬された状態になったら、駆動部３５２によりボールネジ３５３を駆動させて内チャンバー３２を処理位置まで移動させる（図９（ｃ））。このとき内チャンバー３２からＩＰＡが排出されないように供給・排液ライン５２４のバルブＶ３は閉となっており（図９（ｃ）中に「Ｓ」と記してある。以下同じ）、また外チャンバー３１側においてもＣＯ２供給ライン５１１及び排気ライン５３１のバルブＶ１、Ｖ４は閉となっている。
【００５９】
そして図４（ｂ）に示すように固定板３４を待機位置から固定位置まで移動させたら、ＣＯ２供給ライン５１１側の送液機構５１２のバルブＶ１を開とし（図１０（ａ）中に「Ｏ」と記してある。以下同じ）、ポンプを作動させて処理空間３１０内に液体ＣＯ２を供給する。例えば大気圧雰囲気となっている処理空間３１０内に液体ＣＯ２が供給されると、液体ＣＯ２の一部が気化して処理空間３１０内の圧力が上昇し、気相側の雰囲気が液体ＣＯ２と平衡状態になる。
【００６０】
しかる後、処理空間３１０内の雰囲気が例えば６ＭＰａ〜９ＭＰａの範囲内の例えば７．５ＭＰａとなるように開度を調節しながらバルブＶ４を開くと、ＣＯ２供給ライン５１１から供給されるＣＯ２の液体の状態が保たれたまま気相側の雰囲気が追い出され、処理空間３１０内が液体ＣＯ２で置換されていく（図１０（ａ））。そして液体ＣＯ２の液面の位置が、図５に示した内チャンバー３２の切り欠き部３２２の下端程度の位置まで到達し、液体ＣＯ２が内チャンバー３２に流れ込むことが可能な状態となったら、ＣＯ２供給ライン５１１及び排気ライン５３１のバルブＶ１、Ｖ４を閉じて外チャンバー３１を密閉する（図１０（ｂ））。
【００６１】
しかる後、図１０（ｃ）に示すように電源部３１３よりヒーター３１２に電力を供給し、処理空間３１０内の温度が例えば３０℃〜９０℃の範囲の４０℃となるように加熱を行う。ＣＯ２の臨界点は、７．３８ＭＰａ、３１．１℃であるので、この加熱操作により液体ＣＯ２が超臨界状態に変化し、ＣＯ２の気液界面が消失して処理空間３１０内が超臨界状態のＣＯ２で満たされた状態となる。
【００６２】
ここで大気圧におけるＩＰＡの沸点は８２．４℃であるので、７．５ＭＰａ、４０℃の処理空間３１０内においては内チャンバー３２内のＩＰＡは液体の状態を保っており、ＩＰＡに浸漬されたウエハＷの表面も濡れた状態となっている。このとき図１１（ａ）に示すように供給・排液ライン５２４のバルブＶ３を開くと、内チャンバー３２内のＩＰＡは内チャンバー３２の開口部を介して超臨界状態のＣＯ２によって押され、また重力が働いて供給・排液ライン５２４に向けて流れていく。この際に図６に示した切替弁５２５を回収ライン５２３側に切り替えておくことにより、内チャンバー３２から流れ出たＩＰＡはＩＰＡ貯留部５２に回収される。
【００６３】
内チャンバー３２の底面に接続された供給・排液ライン５２４からＩＰＡが流出していくと、処理空間３１０内の超臨界状態のＣＯ２が膨張し、上面側の開口部を介して内チャンバー３２内へと進入する。この結果、内チャンバー３２内のＩＰＡが上方側から下方側へ向けて超臨界状態のＣＯ２へと置換されていくことになるが、超臨界状態のＣＯ２は表面張力が働かないため、パターン倒れを殆ど引き起こすことなくウエハＷ表面の雰囲気を液体のＩＰＡから超臨界状態のＣＯ２に置換することができる。
【００６４】
またこのとき内チャンバー３２の上方側から下方側へ向けてＩＰＡを超臨界状態のＣＯ２へと置換していくことにより、ＩＰＡの排出時にウエハＷから飛散したごみを内チャンバー３２の底部側の通液口３２４へ向けてＩＰＡと共に押し流していくので、これらのごみの巻き上げを抑制し、ウエハＷへの再付着を低減することができる。
【００６５】
ここで既述のように内チャンバー３２は２枚のウエハＷを格納することが可能な程度の大きさであるので、その容積は比較的小さい。このため、超臨界状態のＣＯ２の温度及び圧力を臨界点よりも十分に高い状態としておき、膨張に伴う温度や圧力低下を見越した量のＣＯ２を処理空間３１０内に予め供給しておけば、ＣＯ２の超臨界状態を十分に維持することができる。また例えば、内チャンバー３２内のＩＰＡが押し出され、超臨界状態のＣＯ２が膨張してもその超臨界状態が維持されるようにヒーター３１２の出力を増加させてもよい。
【００６６】
こうして内チャンバー３２内のＩＰＡが排出され、処理空間３１０の系内の雰囲気が全て超臨界状態のＣＯ２に置換されたら、供給・排液ライン５２４のバルブＶ３を閉じ（図１１（ｂ））、排気ライン５３１のバルブＶ４を開いて処理空間３１０内を大気圧まで脱圧する。この結果、超臨界状態のＣＯ２が気体の状態に変化することになるが、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（図１１（ｃ））。
【００６７】
このとき内チャンバー３２にはウエハＷが立て向きに保持されているので、例えばウエハＷに付着していたパーティクルなどのごみがＩＰＡや超臨界状態のＣＯ２に流れに乗って飛散した場合であっても、これらのごみが重力によって沈降する位置にウエハＷの表面が存在しないことからウエハＷの再汚染が発生しにくい。
【００６８】
ここで図１１（ｃ）に示した例では、液体ＣＯ２の供給時に外チャンバー３１内の雰囲気を排気する既述の排気ライン５３１を利用して処理空間３１０内の脱圧を行う例を示したが、この脱圧操作時に処理空間３１０内にＣＯ２の上昇流が形成されることに起因するごみの巻上げを抑えるため、例えば外チャンバー３１の底部側に脱圧時専用の排気ラインを設けて処理空間３１０内に下降流が形成されるようにしながら脱圧を行ってもよい。また、内チャンバー３２の底面に接続された供給・排液ライン５２４を利用して脱圧を行ってもよい。そして処理空間３１０内を脱圧する際には、ＣＯ２の膨張により処理空間３１０内の温度が低下して超臨界状態のＣＯ２中に溶解していたＩＰＡがウエハＷ表面で凝縮したりしないように、ヒーター３１２によって処理空間３１０内部の温度を上げるようにしてもよい。
【００６９】
以上のプロセスにより、ウエハＷの超臨界処理を終えたら、固定板３４を退避位置まで退避させ、蓋部材３２１を前方側へ移動させて内チャンバー３２を受け渡し位置まで引き出し、内チャンバー３２内にフォーク４１１を進入させて処理を終えたウエハＷを一枚ずつ取り出す。この際にはウエハＷの表面は既に乾燥した状態となっているので、搬入時とは異なり、ウエハＷの姿勢変換を行うタイミングや搬出動作などに特段の限定はない。
【００７０】
内チャンバー３２からウエハＷが取り出されると、切替弁５２５の接続先をＩＰＡ供給ライン５２１側に切り替えて送液機構５２２を作動させてＩＰＡ貯留部５２よりＩＰＡを供給し、内チャンバー３２にＩＰＡが満たされた状態で次のウエハＷが搬入されるまで待機する。
一方、取り出されたウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送部１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ７内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。
【００７１】
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。パターンの形成されている面がＩＰＡにより濡れた状態のウエハＷを横向きから縦向きに変換しながら内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬するにあたって、当該パターン形成領域の上端の板面に液膜を残したまま浸漬を完了するので、パターンの形成された面が自然乾燥する前にこれらの動作を終えることができる。しかる後、内チャンバー３２のＩＰＡを超臨界状態のＣＯ２と置換することにより、パターン倒れの発生を抑えつつウエハＷを乾燥することが可能となる。
【００７２】
この結果、姿勢の変換動作に伴ってウエハＷの上面を濡らしているＩＰＡがこぼれ落ちたとしても、まだＩＰＡがウエハＷ上に例えば液膜の状態で残っているうちにウエハＷの全体を内チャンバー３２のＩＰＡ中に浸漬することが可能となり、搬送中におけるウエハＷの自然乾燥を防いでパターン倒れの発生を抑制することができる。
【００７３】
ここで、内チャンバー３２へウエハＷを進入させる際に、ウエハＷの表面にできるだけ多くのＩＰＡを残存させるための動作として、図８（ｂ）では水平の姿勢に保ったままフォーク４１１を上昇させて加速度を加えた後、ウエハＷの姿勢変換を行う例について示したが、これらの動作を並行して同時に行ってもよい。この場合にはウエハＷ表面に液盛りされているＩＰＡには、下向きの慣性力が働き、この慣性力のうちウエハＷの表面に垂直に働く成分がＩＰＡをウエハＷの表面に押し付けて、ＩＰＡがウエハＷの表面から流れ落ちにくくなるという効果を得ることができる。
【００７４】
また図４〜図１１などでは、内チャンバー３２に満たされたＩＰＡ内にウエハＷを浸漬し、この内チャンバー３２を外チャンバー３１内に搬入してから超臨界処理を行う、いわば２重容器型の超臨界処理部３０の例について説明したが、本発明を適用可能な超臨界処理装置はこの例に限られない。例えば内チャンバー３２を設けずに、処理容器である外チャンバー３１に液槽の役割を一体に兼用させて、当該外チャンバー３１内にウエハＷを縦向きに保持する単体容器型の超臨界処理装置も、液槽を内部に格納した状態でウエハＷの乾燥を行う処理容器に含まれている。以下の説明では処理容器と液槽とが一体となった容器を「チャンバー３１」とし、他の構成要素については、図３〜図６にて示したものと同じ符号を用いて示す。
【００７５】
この場合には、例えばチャンバー３１の開口部３１１を開閉自在に構成し、当該開口部３１１を例えばチャンバー３１の上面に設ける一方、当該チャンバー３１の底部にはウエハ保持部材３２３を設けておき、予めＩＰＡを満たした状態でウエハＷを搬入する。この際にも、ウエハＷを縦向きにする際に、ウエハＷ表面にできるだけ多くのＩＰＡが残存するようにウエハＷを傾ける受け渡しアーム４１の動作パターンや、ウエハＷの姿勢変換を開始してからウエハＷのパターン形成領域の上端がチャンバー３１内のＩＰＡ中に浸漬されるまでの時間を適正な値に設定することにより、超臨界処理を開始するまでのウエハＷの自然乾燥に起因するパターン倒れの発生を抑制することができる。チャンバー３１が処理容器及び液槽の役割を兼ねている場合には、当該チャンバー３１に外部から直接超臨界流体を供給してＩＰＡと置換することなどにより超臨界処理が行われる。
【００７６】
さらにまた上述の各実施の形態では、ウエハＷが浸漬される液体としてＩＰＡ、この液体と置換される超臨界状態の流体としてＣＯ２を採用した例について説明したが、各流体の例はこれに限定されるものではない。例えば洗浄処理後のウエハＷに乾燥防止用のＩＰＡを供給する場合に替えて、ウエハＷをリンス液（洗浄液）であるＤＩＷに浸漬したまま超臨界流体と置換してもよい。また例えば超臨界流体としてＨＦＥ（Hydro FluoroEther）を利用する場合などに、液体のＨＦＥ中に浸漬した状態で外チャンバー３１内にウエハＷを配置し、この液体ＨＦＥを超臨界状態のＨＦＥと置換してもよい。また超臨界状態の流体としてはＩＰＡなども利用することができる。
【００７７】
このほか、超臨界処理の前後のウエハＷが載置される搬入棚４２や搬出棚４３は必ずしも設けなくてもよい。この場合には、例えば第２の搬送部１２１と、受け渡しアーム４１との間で直接、ウエハＷの受け渡しが行われる。したがって洗浄装置２での洗浄処理を終えた後、上面にＩＰＡが液盛りされた状態でウエハＷを搬送してくる第２の搬送部１２１は、搬入棚４２に替わって載置部としての役割を果たすことになる。
【００７８】
さらには、本実施の形態に係る超臨界処理装置３では、例えば６軸の多関節アームのような汎用的な受け渡しアーム４１を利用して基板搬送機構を構成した例を示したが、基板搬送機構はこの構成例に限定されるものではないことは勿論である。例えば、搬入棚４２と内チャンバー３２の開口部上方の位置との間に搬送路を掛け渡し、この搬送路上を走行可能なシャトル状の搬送アームを設けて基板搬送機構を構成してもよい。この場合には、内チャンバー３２の開口部の上方位置にて、例えば搬送アームがウエハＷを横向きの状態から縦向きの状態にウエハＷの姿勢変換を行いながら開口部を通過して内チャンバー３２に進入することなどによりウエハＷをＩＰＡ中に浸漬する動作を実行する場合などが考えられる。
【００７９】
また、内チャンバー３２の開口部は、その上面側に設ける場合に限定されるものではない。例えば図１２に示すように内チャンバー３２の上部にフード３２６を設け、このフード３２６の側面に設けられた開口部を通過する際にウエハＷを横向きの状態から縦向きの状態に姿勢を変換する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ウエハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄装置
３ 超臨界処理装置
３０、３０ａ
超臨界処理部
３１ 外チャンバー
３１０ 処理空間
３２ 内チャンバー
４１ 受け渡しアーム
４１１ フォーク
４２ 搬入棚
４３ 搬出棚
５１１ ＣＯ２供給ライン
５２１ ＩＰＡ供給ライン
５２４ 供給・排液ライン
５３１ 排気ライン
５９１ 超臨界流体供給ライン
５９２ 液体排出ライン
６ 制御部
７ ＦＯＵＰ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された被処理基板を、このパターンが形成された面を上面として、当該面が液体により濡れた状態で横向きに保持する載置部と、
液体が収容され、前記被処理基板を当該液体中に浸漬した状態で縦向きに保持するための液槽と、
この液槽が内部に格納された状態で、当該液槽内の液体を超臨界状態の流体に置換して前記被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
前記載置部から被処理基板を受け取り、前記被処理基板のパターンの形成領域の上端が前記液槽内の液体に接触する時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液膜が残っているように当該被処理基板を縦向きの状態に変換して当該液体に浸漬させる基板搬送機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板搬送機構は、前記液槽の開口部よりも高い位置に配置され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】
前記液槽の開口部の面積が、被処理基板を平面視したときの面積よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板搬送機構は、被処理基板に上方向の加速度を加えた後、または加えながら当該被処理基板の姿勢を縦向きの状態に変換することを特徴とする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】
前記基板搬送機構は、被処理基板の上面を濡らしている液体がこの被処理基板側へと押し付けられる方向への慣性力を働かせるために、当該被処理基板の中央よりも下方側の高さ位置を水平方向に伸びる回転軸を中心として回転させることにより、被処理基板を縦向きの状態に変換す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６】
前記被処理基板の上面に、液体を液盛りする機構と、液体が液盛りされた被処理基板を前記載置部へと搬送する他の基板搬送機構と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記載置部は、被処理基板の上面に液体を供給する液供給機構を備えてい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１】
パターンが形成された被処理基板を、このパターンが形成された面を上面として、当該面が液体により濡れた状態で横向きに保持する載置部と、
液体が収容され、前記被処理基板を当該液体中に浸漬した状態で縦向きに保持するための液槽と、
この液槽が内部に格納された状態で、当該液槽内の液体を超臨界状態の流体に置換して前記被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
前記載置部から被処理基板を受け取り、前記被処理基板のパターンの形成領域の上端が前記液槽内の液体に接触する時点において、このパターン形成領域の上端の板面に液膜が残っているように当該被処理基板を縦向きの状態に変換して当該液体に浸漬させる基板搬送機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板搬送機構は、前記液槽の開口部よりも高い位置に配置され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】
前記液槽の開口部の面積が、被処理基板を平面視したときの面積よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板搬送機構は、被処理基板に上方向の加速度を加えた後、または加えながら当該被処理基板の姿勢を縦向きの状態に変換することを特徴とする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】
前記基板搬送機構は、被処理基板の上面を濡らしている液体がこの被処理基板側へと押し付けられる方向への慣性力を働かせるために、当該被処理基板の中央よりも下方側の高さ位置を水平方向に伸びる回転軸を中心として回転させることにより、被処理基板を縦向きの状態に変換す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６】
前記被処理基板の上面に、液体を液盛りする機構と、液体が液盛りされた被処理基板を前記載置部へと搬送する他の基板搬送機構と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記載置部は、被処理基板の上面に液体を供給する液供給機構を備えてい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。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２２２６７６（Ｐ２０１１−２２２６７６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８９５０（Ｐ２０１０−８８９５０）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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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