流体加熱装置及び基板処理装置
【課題】流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことができる技術を提供すること。
【解決手段】ハロゲンランプ２１の周囲にスパイラル管４を設け、前記ハロゲンランプ２１とスパイラル管４との間に、ハロゲンランプ２１を覆うように、ハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料により構成された筒状体５を設ける。また、スパイラル管４に向けて冷却液を供給する冷却液ノズルを設ける。スパイラル管４はハロゲンランプ２１により速やかに加熱され、冷却液を直接供給されることにより速やかに冷却される。
【解決手段】ハロゲンランプ２１の周囲にスパイラル管４を設け、前記ハロゲンランプ２１とスパイラル管４との間に、ハロゲンランプ２１を覆うように、ハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料により構成された筒状体５を設ける。また、スパイラル管４に向けて冷却液を供給する冷却液ノズルを設ける。スパイラル管４はハロゲンランプ２１により速やかに加熱され、冷却液を直接供給されることにより速やかに冷却される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を高温高圧状態に加熱し、また高温高圧状態の流体を冷却する装置、及びこの装置を用いた基板処理装置に関する。
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
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高温高圧流体の一種である超臨界状態の流体（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。
【０００５】
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の処理流体（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流体を供給することにより被処理基板の乾燥を行う技術が記載されている。しかしながらこの特許文献１には、処理流体をどのような手法によって超臨界流体にするかについては記載されていない。
【０００６】
また特許文献２には、電気ヒーターの外側に石英管を２重に設け、石英管同士の間が流体の流路として形成された構成が記載されている。しかしながらこの特許文献２には、石英管を冷却する手法については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７１１１８号公報：段落００２５〜００１９、段落００２８〜００３９、図１
【特許文献２】ＵＳ５，５５９，９２４：ＦＩＧ．１（Ａ），ＦＩＧ．１（Ｂ）
【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、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことができる流体加熱装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことにより、スループットの向上を図ることができる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】
本発明に係る流体加熱装置は、
熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る基板処理装置は、
高温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、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された前記流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加熱部を囲むように流体収容部を設け、この流体収容部を加熱部からの輻射熱により加熱すると共に、流体収容部の外面に冷却液を供給して冷却しているので、流体を速やかに加熱し、また流体収容部を速やかに冷却することができる。そして流体収容部と加熱部との間に輻射熱である熱線が透過できる保護カバー体を設けているので、加熱部が冷却液により損傷されることがない。さらに流体の加熱及び流体収容部の冷却を速やかに行うことができることから、この流体を用いて基板処理を行うにあたり、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。
【図２】前記超臨界処理装置に設けられている、前記超臨界処理部を示す斜視図である。
【図３】前記超臨界処理部の分解斜視図である。
【図４】前記超臨界処理装置に設けられている、流体加熱部を示す縦断斜視図である。
【図５】前記流体加熱部の縦断側面図である。
【図６】前記流体加熱部の横断平面図である。
【図７】前記超臨界処理部と前記流体加熱部の供給、排出系統を示す説明図である。
【図８】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９】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１０】前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部の他の例を示す縦断側面図である。
【図１１】前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部のさらに他の例を示す横断平面図である。
【図１２】前記超臨界処理装置の他の構成例を示す説明図である。
【図１３】前記超臨界処理装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図１４】前記流体加熱部に設けられている、流体収容部の他の例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の基板処理装置をなす超臨界処理装置の構成について図１〜図７を参照しながら説明する。この例における超臨界処理装置は、ウエハＷの処理を行う超臨界処理部１と、この超臨界処理部１への超臨界流体の供給を行う流体加熱部２とを備えている。
【００１４】
先ず超臨界処理部１について図１〜図３を参照しながら説明する。この超臨界処理部１は、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる処理チャンバー１１を備えている。この処理チャンバー１１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置１の処理容器に相当し、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１１の内部にはウエハＷを保持するためのウエハホルダー１４を格納することが可能な扁平な処理空間１００（図７参照）が形成されている。処理空間１００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１１の内壁面との間に超臨界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１００内の雰囲気を超臨界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。
【００１５】
処理チャンバー１１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向（図１中Ｘ方向）に細長い開口部１１０が形成されている。また処理チャンバー１１における開口部１１０の上下には、平板状の２枚の突片部１１１が前後方向（図１中Ｙ方向）に突出するように設けられている。各突片部１１１には、後述のロックプレート１５を嵌入させるための嵌入孔１１２が形成されている。なお以降においては、図１及び図３の紙面左側を前後方向の前方側として説明を続ける。
【００１６】
処理チャンバー１１の上下両面には、例えばテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーター１９が設けられており、処理チャンバー１１を加熱することにより処理空間１００内に供給された高温高圧流体、例えば超臨界ＩＰＡの超臨界状態を維持することができる。図７に模式的に示すように、ヒーター１９は電源部１９Ａと接続されており、電源部１９Ａの出力を増減して、処理チャンバー１１本体及び処理空間１００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。ヒーター１９は処理チャンバー１１用の加熱機構に相当する。なお図示の便宜上、図３には上面側のヒーター１９のみを示してある。
【００１７】
また処理チャンバー１１の上下面には、ヒーター１９から周囲の雰囲気を断熱するための上プレート１２及び下プレート１３が設けられている。上プレート１２の上面及び下プレート１３の下面には、これらのプレート１２、１３を冷却するための冷却管１０が配設されており、例えば冷却水などの冷媒を通流させることにより、各プレート１２、１３を冷却することができる。なお図３においては図示の便宜上、上プレート１２側の冷却管１０のみを示してある。各プレート１２、１３の前方側には、既述の突片部１１１に対応する位置に、切り欠き部１２１、１３１が形成されており、これらのプレート１２、１３が、突片部１１１の嵌入孔１１２に嵌入されるロックプレート１５と干渉しないようになっている。
【００１８】
さらに例えば図１及び図３に示すように、本例における上プレート１２及び下プレート１３は、前方から見ると処理チャンバー１１よりも左右方向に幅広に形成されている。前記下プレート１３の両端縁の上面側には、レール１６１が前後方向に伸びるように設けられている。このレール１６１は、ウエハホルダー１４を保持する後述のアーム部材１４２を走行させるものであり、図中１６２はレール１６１上を走行するスライダー、１６３はこのレール１６１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、１６４は駆動機構１６３とスライダー１６２とを連結する連結部材である。
【００１９】
ウエハホルダー１４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー１１の処理空間１００内に配置可能に構成された薄い板状の部材であり、左右方向に伸びる角柱状の蓋部材１４１に接続されている。この蓋部材１４１は、ウエハホルダー１４を処理チャンバー１１内に搬入したときに、上下の突片部１１１の間に嵌り込んで開口部１１０を塞ぐことができるように構成されている。また蓋部材１４１と対向する処理チャンバー１１側の側壁面には、開口部１１０を囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材１４１によって開口部１１０を塞いだときに処理空間１００内の気密が維持されるように構成されている。
【００２０】
蓋部材１４１の左右両端には、前後方向に伸びるアーム部材１４２が設けられており、このアーム部材１４２を既述のスライダー１６２と接続することにより、前記レール１６１上でアーム部材１４２を走行させることができる。そしてスライダー１６２をレール１６１の先端側まで移動させると、図２に示す処理チャンバー１１の外部の受け渡し位置までウエハホルダー１４が引き出される。この受け渡し位置では、ウエハホルダー１４と後述する搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる。一方スライダー１６２をレール１６１の後端側まで移動させると、ウエハホルダー１４が図１に示す処理チャンバー１１（処理空間１００）内の処理位置まで移動する。この処理位置では、ウエハＷに対する超臨界処理が実行される。
【００２１】
前記左右のアーム部材１４２には、その手前側の一端部に上方側へ突起する突起部１４３が設けられている。一方処理チャンバー１１側には、例えば上プレート１２の左右両端の前方領域にロック部材１７が設けられている。このロック部材１７は、ロックシリンダー１７１によって回転自在に構成されており、ロック部材１７の突片を左右方向に開くと突起部１４３が係止状態から開放され（図２参照）、図１に示すように前記突片を下方側に向けると突起部１４３がロック部材１７にて係止された状態となる。
【００２２】
さらに処理チャンバー１１の手前側には、ロックプレート１５が設けられている。このロックプレート１５は、ウエハホルダー１４を処理位置まで移動させたとき、蓋部材１４１を処理チャンバー１１の本体側へ向けて押さえ付ける役割を果たす。このためロックプレート１５は、前記嵌入孔１１２に嵌入して、蓋部材１４１を押さえつけるロック位置（図１）と、このロック位置から下方側に退避して蓋部材１４１を開放する開放位置との間を昇降機構１５１により上下方向に移動するように構成されている。図３に示す１５２は、ロックプレート１５をレール上で走行させてロックプレート１５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１及び図２においてはロックプレート１５や昇降機構１５１等の記載を省略してある。
【００２３】
また図２及び図３に示すように、前記受け渡し位置まで移動したウエハホルダー１４の下方側には、当該ウエハホルダー１４を冷却するための冷却機構３が設けられている。この冷却機構３は、ウエハホルダー１４上に配置されるウエハＷの下面と対向するように配置されたクーリングプレート３１と、このクーリングプレート３１のプレート面に複数個設けられ、例えば冷却用の清浄空気を吐出する吐出孔３１１とを備えている。
【００２４】
前記クーリングプレート３１はドレイン受け皿３２上に保持されており、ウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管３３へ排出することができる。ドレイン受け皿３２及びクーリングプレート３１は昇降機構３４によって昇降自在に構成されており、ウエハホルダー１４が受け渡し位置まで移動したときには、上方側の冷却位置まで上昇してウエハホルダー１４の冷却を実行し、ウエハホルダー１４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するようになっている。なお図示の便宜上、図１においては冷却機構３の記載は省略してある。
【００２５】
このような処理チャンバー１１の側面には、当該処理チャンバー１１に超臨界状態のＩＰＡを供給するための流体流路をなす供給路１８が接続されている。また図２に示す３５は、ウエハホルダー１４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１１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１１内に搬入するようになっている。
【００２６】
以上に説明した構成を備えた処理チャンバー１１には、本発明の流体加熱装置をなす流体加熱部２が接続されている。この例の流体加熱部２は、処理チャンバー１１の処理空間１００に供給されるＩＰＡの超臨界流体（高温高圧流体）を準備する機能と、超臨界処理を終えたあとのＩＰＡを回収する機能とを備えている。以下流体加熱部２について、図１、図４〜図６を参照して説明する。
【００２７】
この流体加熱部２は、熱線を輻射する加熱部をなすハロゲンランプ２１を備えている。このハロゲンランプ２１は直棒状の加熱ランプであり、垂直に伸びるように設けられている。ハロゲンランプ２１は１本以上設けられ、この例では例えば４本のハロゲンランプ２１が互いに離間して同心円状に設けられている。これらハロゲンランプ２１の下端部は例えば共通の電源部２１Ａに接続されており、当該電源部２１Ａから供給される電力によりハロゲンランプ２１が発熱し、加熱部として機能するように構成されている。なお図４では図示の便宜上、電源部２１Ａを省略している。
【００２８】
ハロゲンランプ２１の周囲には、所定の空間を開けて当該ハロゲンランプ２１を囲むように、スパイラル管４が設けられている。このスパイラル管４は流体を収容する流体収容部をなすものである。このスパイラル管４は、ステンレス製の配管を長手方向に螺旋状に巻回させることにより円筒型に形成され、前記長手方向が垂直方向を向くように配置されている。例えばスパイラル管４は、ハロゲンランプ２１から供給される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で塗装され、例えば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状に巻かれている。このように隙間なく螺旋を形成することにより、ハロゲンランプ２１から供給される輻射熱がスパイラル管４同士の隙間から外方へと漏れにくくなる。
【００２９】
さらにスパイラル管４の外面には、複数個例えば４個の熱電対等からなる温度検出部４０が、高さ方向の異なる位置に夫々設けられている。この温度検出部４０により検出されたスパイラル管４の温度は、後述する制御部に出力され、ハロゲンランプ２１への電力を供給する電源部２１Ａに供給電力の調整量としてフィードバックされて各スパイラル管４の加熱温度が調整される。また前記温度検出部４０をスパイラル管４の内部に設けてスパイラル管４内の流体の温度を検出し、この検出値に基づいてスパイラル管４の加熱温度を調整するようにしてもよい。
【００３０】
このスパイラル管４は、筒状体５によりその周囲を覆われている。この筒状体５は例えば横断面形状が環状に構成され、その内壁部は保護カバー体（第１の筒状体）５１をなし、スパイラル管４の内部において、ハロゲンランプ２１が設けられた領域を囲むように例えば円筒状に形成されている。また筒状体５の外壁部（第２の筒状体）５２は、スパイラル管４の外方を囲むように、保護カバー体５１と同心円状の円筒状に形成されている。
【００３１】
前記保護カバー体５１は、後述する冷却液からハロゲンランプ２１を保護するために設けられており、ハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料例えば石英により構成されている。ハロゲンランプ２１の熱線は波長が２ｎＨｚ程度であるので、保護カバー体５１の材料としては、この波長を透過する材料が適宜選択される。
【００３２】
また前記外壁部５２は、スパイラル管４とその外側領域との間を区画しており、例えばステンレスにより構成されている。これら保護カバー体５１と外壁部５２とは、例えばステンレス等の金属により構成された天井部５３及び底面部５４により接続されている。保護カバー体５１と天井部５３との間には、上下に例えばステンレス製の接続部材５５，５６（５６Ａ，５６Ｂ）が夫々設けられ、上側接続部材５５と天井部５３との間にはシール部材をなすＯリング５７が設けられている。また下側接続部材５６は上下２つの接続部材５６Ａ，５６Ｂを組み合わせて構成され、底面部５４と接触する接続部材５６Ａと当該底面部５４との間にもシール部材をなすＯリング５８が設けられている。さらに外壁部５２の上部にはフランジ部５２ａが形成されており、このフランジ部５２ａと天井部５３の裏面側周縁領域とが接続されている。こうしてスパイラル管４の周囲には、筒状体５により区画された密閉空間が形成されることになる。
【００３３】
さらにまた前記筒状体５の外方には外側カバー体６が設けられている。この外側カバー体６はステンレス製の円筒型であり、筒状体５の周囲を所定空間を介して覆うように構成されている。例えば外側カバー体６は、円筒形状の側壁６１の上面及び下面を夫々天井部６２及び底面部６３にて塞ぐように構成されている。こうして筒状体５の周囲には、外側カバー体６により区画された空間が形成され、当該空間に満たされた空気が断熱材として機能することになる。また外側カバー体６の底面部６３の中央側には開口部６３ａが形成されており、この開口部６３ａを介して前記ハロゲンランプ２１と電源部２１Ａとが接続されている。
【００３４】
この外側カバー体６には、前記スパイラル管４の外面に冷却液を吐出するための冷却液供給部をなす冷却液ノズル７が複数本取り付けられている。この冷却液ノズル７は略水平に伸びるように構成され、外側カバー体６の外方から、当該外側カバー体６を貫通して、筒状体５の内部にその先端が突入するように設けられている。前記冷却ノズル７はその先端に吐出口７０を備えており、この吐出口７０から冷却液をスパイラル管４に向けてスプレー状に噴霧するように構成されている。
【００３５】
例えば冷却液ノズル７は、図５及び図６に示すように、スパイラル管４の上方側に冷却液を供給する第１の高さと、スパイラル管４の高さ方向の略中央に冷却液を供給する第２の高さに夫々設けられ、各高さ位置において、外側カバー体６を周方向に略４等分する位置に取り付けられている。図中７１は取り付け部材、７２は冷却液の供給路である。この冷却液ノズル７からスパイラル管４の外面に向けて冷却液を吐出することによりスパイラル管４が冷却されるが、この際温度検出部４０ではスパイラル管４の温度を検出し、後述する制御部ではこの検出値に基づいて冷却液の供給停止のタイミングが決定される。
【００３６】
続いてスパイラル管４に接続される配管系について説明する。この例におけるスパイラル管４は、筒状体５内に天井部５３から垂直に突入し、筒状体５の内部において下方側まで伸びており、ここから上方側に向けて螺旋状に巻回して、再び天井部５３から突出するように構成されている。つまりスパイラル管４の両端部は、筒状体５の天井部５３から上方側に夫々突出しており、一端側の配管４１は２本の配管４１Ａ，４１Ｂに夫々分岐し、他端側の配管４２は３本の配管４２Ａ〜４２Ｃに夫々分岐している。この例では、配管４１が第１の通流ポート、配管４２が第２の通流ポートに夫々相当する。なお筒状体５の天井部５３及び外側カバー体６の天井部６２には、図４及び図５に示すように、配管４１，４２を貫通させるための貫通孔５３ａ，６２ａが夫々形成されている。
【００３７】
前記配管４１Ａは、図７に示すように、開閉バルブＶ１及びポンプＰ１を備えた供給路４３１を介して、流体であるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）液の供給部４４１に接続されている。ここでポンプＰ１の出口側には、流量調節弁及び流量計を備えた不図示の流量調節部が設けられており、ＩＰＡの供給部４４１からスパイラル管４へ供給される液体状のＩＰＡの供給量を調節することができるようになっている。また前記配管４１Ｂの他端側は大気中に開放され、開閉バルブＶ０により開閉自在に構成されている。この開閉バルブＶ０はリリーフ弁であり、常時閉じられていて、何らかの要因でスパイラル管４の内圧が高まったときに開放される。
【００３８】
さらに前記配管４２Ａは、開閉バルブＶ２及びポンプＰ２を備えた供給路１８を介して処理チャンバー１１に接続されている。この例では、配管４２Ａが流体収容部に設けられた通流ポートに相当する。前記配管４２Ｂは、開閉バルブＶ３及びポンプＰ３を備えた供給路４３３を介して不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源４４２に接続されている。さらに前記配管４２Ｃは、開閉バルブＶ４を備えた排気路４５を介して除外設備に接続されている。
【００３９】
また前記冷却液ノズル７は、共通の開閉バルブＶ５及びポンプＰ４を備えた供給路７２により冷却液の供給源７３に接続されている。ここで冷却液としては、例えば２０℃程度に維持された冷却水や、シャーベット状や細かく粉砕された氷等を用いることができる。これら開閉バルブＶ０〜Ｖ５は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐食性材料により構成されると共に、１０ＭＰａ程度の耐圧性及び３００℃程度の耐熱性を備えたものが用いられる。なお図１では図示の便宜上ポンプＰ１〜Ｐ５の記載を省略している。
【００４０】
さらに前記筒状体５の底面部には排出路５９が接続されており、この排出路５９は図示しない排気ポンプを介して例えば外部の排出ラインに接続され、１００Ｐａ程度の減圧雰囲気に維持されている。さらにまた例えば前記供給路１８には図示しない圧力計が設けられており、スパイラル管４を加熱することにより、スパイラル管４内のＩＰＡが超臨界状態となったことを検知することができるように構成されている。
【００４１】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置は、図７に示すように制御部Ｃと接続されている。制御部Ｃ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、記憶部には超臨界処理装置の作用、即ち超臨界処理部１にてウエハＷの超臨界処理を行なうステップや、流体加熱部２にて超臨界状態に調整されたＩＰＡを処理チャンバーに供給し、さらに処理チャンバー１１にて超臨界処理に用いられたＩＰＡを流体加熱部に回収する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。
【００４２】
特に制御部Ｃは、図７に示すように、開閉バルブＶ０〜Ｖ５の開閉タイミングや、電源部１９Ａからヒーター１９、電源部２１Ａからハロゲンランプ２１への電力の給断タイミング並びに供給量、各ポンプＰ１〜Ｐ４による冷却水やＩＰＡの供給タイミングや供給量を制御する役割を果たしている。また制御部Ｃはスパイラル管４に設けられた温度検出部４０や、供給路１８に設けられた不図示の圧力計からスパイラル管４内の温度や圧力を検出した結果を取得し、これらの結果に基づいてスパイラル管４の加熱や冷却を実行する。
【００４３】
続いて本発明の作用について説明する。超臨界処理装置の超臨界処理部１には、図示しない枚葉式の洗浄装置において洗浄処理が実施されたウエハＷが搬送される。この際洗浄装置では、例えば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）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（Delonized 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、最後にウエハ表面にＩＰＡが液盛りされる。そしてこの状態のまま洗浄装置より搬出され、超臨界処理部１へ搬送される。
【００４４】
この超臨界処理部１への搬送は、例えば搬送アーム３６を用いて行われる。この搬送アーム３６は、図３に示すように、水平方向に伸びるアーム部材３６Ａの先端に、ウエハＷを保持するための保持リング３７が設けられており、昇降機構３８Ａによって昇降自在、移動機構３８Ｂ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３７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３９Ａ，３９Ｂが設けられており、搬入時に超臨界処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック３９Ａと、搬出時に超臨界処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック３９Ｂと、を使い分けている。
【００４５】
ところでウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理部１は、図８（ａ）に示すように、処理チャンバー１１の電源部１９Ａをオンの状態にしてヒーター１９によりチャンバー１１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１１の上下に設けられた上プレート１２、下プレート１３は冷却管１０によって冷却された状態となっており、処理チャンバー１１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１４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。
【００４６】
また流体加熱部２では、例えば超臨界処理部１にて最初の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２１の電源部２１Ａはオフとなっており、スパイラル管４は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に調整された状態である。なお図８及び図９では図示の便宜上ハロゲンランプ２１は１本のみ描いている。
【００４７】
そして供給路４３１の開閉バルブＶ１及び排出路４５の開閉バルブＶ４を夫々「開」（図８（ａ）中に「Ｏ」と記してある。以下同じ。）とし、供給路１８、４３３の開閉バルブＶ２，Ｖ３を夫々「閉」（図８（ａ）中に「Ｓ」と記してある。以下同じ。）としてから、ポンプＰ１を作動させると共に既述の流量調節部にて供給量をしながらスパイラル管４へ向けて液体状態のＩＰＡを供給する。スパイラル管４に供給されるＩＰＡの量は、例えば流量調節部にて検出される単位時間当たりの供給量及び供給時間から求めることができる。
【００４８】
こうして予め設定された時間だけＩＰＡの供給を行ってスパイラル管４内をＩＰＡ液で満たしたらポンプＰ１を停止し、図８（ｂ）に示すように、供給路４３１、１８の開閉バルブＶ１、Ｖ２を夫々「閉」とし、供給路４３３の開閉バルブＶ３を「開」、排出路４５の開閉バルブＶを「開」の状態として、ポンプＰ３を作動させ、所定量のＮ２ガスをスパイラル管４内に供給する。これによりスパイラル管４内のＩＰＡがＮ２ガスにより排出路４５に押し出され、スパイラル管４の上部側の空間、及び供給路１８、排出路４５の開閉バルブＶ２，Ｖ４よりもスパイラル管４寄りの空間は、液体のＩＰＡにて満たされていない空洞の状態となる。
【００４９】
スパイラル管４内に所定量の液体ＩＰＡが仕込まれたら、スパイラル管４に設けられた開閉バルブＶ０〜Ｖ４を全て閉止し、電源部２１Ａをオンにしてハロゲンランプ２１を発熱させ、スパイラル管４を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。このときスパイラル管４の内部は密閉雰囲気となっているので、スパイラル管４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４内の圧力が上昇する。
【００５０】
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、スパイラル管４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、流体加熱部２はスパイラル管４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２１Ａの出力を調節しながら待機する。
【００５１】
これらの動作と並行して超臨界処理部１側では、搬送アーム３６が受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー１４に当該ウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー１４の上方位置から退避する。そして図２に示すようにＩＰＡノズル３５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。液盛りされたＩＰＡはウエハＷの乾燥を防止するための膜に相当している。
【００５２】
ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート３１を下方位置まで下降させ、アーム部材１４２をレール１６１上でスライドさせてウエハホルダー１４を処理位置まで移動させる。そしてロック部材１７を回転させて突起部１４３を係止し、蓋部材１４１によって処理チャンバー１１の開口部１１０が塞がれたら、ロックプレート１５を下方位置からロック位置まで上昇させて蓋部材１４１を手前側から押さえる。
【００５３】
この結果、超臨界処理部１側では処理チャンバー１１の処理空間１００内にウエハＷが搬入され、また流体加熱部２側ではスパイラル管４内に超臨界状態のＩＰＡが準備されて、超臨界乾燥を実行する準備が整う。そこで蓋部材１４１のロックを終えたら、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路１８の開閉バルブＶ２を開放してスパイラル管４から処理空間１００に向けて超臨界ＩＰＡを供給する（図９（ａ）参照）。
【００５４】
開閉バルブＶ２が開くと、スパイラル管４内の超臨界ＩＰＡが膨張して供給路１８内を流れ、処理空間１００内に流入していく。このとき、（１）スパイラル管４内に準備する超臨界ＩＰＡ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１１内の処理空間１００の容積及び開閉バルブＶ２よりも処理チャンバー１１側の供給路１８の容積をできるだけ小さくして超臨界ＩＰＡの膨張率を抑えること、さらに（３）ヒーター１９によって処理空間１００内を予め加熱しておき、また開閉バルブＶ２を開放する前後で、スパイラル管４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２１の出力を増大させて等温等圧膨張に近い状態で超臨界ＩＰＡを膨張させること、などにより超臨界状態を保ったままＩＰＡを処理空間１００内に供給することができる。
【００５５】
そして処理空間１００内に供給された超臨界ＩＰＡ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は超臨界ＩＰＡ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から超臨界ＩＰＡ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と超臨界ＩＰＡ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表面の流体を超臨界ＩＰＡに置換することができる。
【００５６】
処理空間１００内に超臨界ＩＰＡを供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡにて置換された状態となったら、図９（ｂ）に示すように電源部２１Ａをオフの状態にしてハロゲンランプ２１によるスパイラル管４の加熱を停止する。そして供給路７２の開閉バルブＶ５を「開」にして、ポンプＰ５を作動させ、冷却液ノズル７からスパイラル管４に向けて、例えば２０℃に温調された冷却水をスプレー状に噴霧する。
【００５７】
このときスパイラル管４の外壁面は約２５０℃程度に加熱されているため、吹き付けられた冷却水は瞬時に気化し、この気化熱によりスパイラル管４が冷却され、その温度が速やかに低下していく。こうしてスパイラル管４の温度がＩＰＡの凝縮温度以下となるように冷却し、当該凝縮温度以下の温度になると、開閉バルブＶ５を「閉」とする。既述の構成では、１分程度でスパイラル管４が前記凝縮温度以下に冷却される。
【００５８】
ここで筒状体５の内部雰囲気は減圧雰囲気の排出路３９を介して、速やかに外部に排出されていく。この際筒状体５の内部雰囲気は、冷却水と、冷却水が気化されることにより発生する水蒸気とが混在した状態になるが、この気液混合物は排出路３９に排出され、例えば気体成分と液体成分とに夫々分離されてから外部の排気設備及び排出設備に夫々排出される。
【００５９】
ところでスパイラル管４を冷却してスパイラル管４内の超臨界ＩＰＡを凝縮させると、ＩＰＡの体積が減少してスパイラル管４内の圧力が低下する一方、ヒーター１９による処理チャンバー１１の加熱は継続しているので、処理空間１００内のＩＰＡはスパイラル管４へ向けて流れていく。この結果、流入したＩＰＡが次々と凝縮し、液体ＩＰＡとなってスパイラル管４内に溜まってゆくことになる。この際、液体ＩＰＡの液面が例えばスパイラル管４内の当初の高さ位置に到達したら、供給路１８の開閉バルブＶ２を「閉」として処理空間１００内のＩＰＡの回収を完了する。
【００６０】
また処理チャンバー１１とスパイラル管４との間の温度、圧力バランス上、回収可能な全量をスパイラル管４内に回収してから開閉バルブＶ２を閉じるようにしてもよい。このときスパイラル管４内のＩＰＡの液面が、予め定めた高さ位置を超えている場合には、排出路４５側の開閉バルブＶ４を開いてＩＰＡの一部を除害設備側へ排出することにより、液面レベルを調整してもよい。これらの例においてＩＰＡの液面の高さ位置は、例えば当該液面の到達する位置の配管の壁面に耐圧性を備えた覗き窓を設け、赤外線式の液面計などによりＩＰＡの液面を検出することなどにより検出することができる。
【００６１】
このようにしてスパイラル管４にＩＰＡが液体の状態で回収されると、処理チャンバー１１内の圧力は次第に低下していく。一方処理空間１００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１００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。
【００６２】
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、処理空間１００に残存している気体のＩＰＡを排出するため、不図示のパージガス供給ラインからＮ２ガスを供給して排気ラインへ向けてパージを行う。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１５を下方位置まで降下させ、ロック部材１７による突起部１４３の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー１４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３６の搬出用ピック３９Ｂで吸着保持し、搬送する。
【００６３】
一方、流体加熱部２側においては、ハロゲンランプ２１を発熱させて、スパイラル管４に回収したＩＰＡを超臨界の状態として処理チャンバー１１に次のウエハＷが搬入されてくるタイミングを待つ。
【００６４】
上述の実施の形態によれば以下の効果がある。流体加熱部２では、ハロゲンランプ２１を囲むようにスパイラル管４を設けることにより、ハロゲンランプ２１の熱線によりスパイラル管４を効率よく急速に加熱することができる。またスパイラル管４の冷却時には、スパイラル管４の外面に冷却水を供給している。既述のように、外壁温度が２５０℃程度のスパイラル管４に冷却液を供給すると、当該冷却水が瞬時に気化し、このときの気化熱によりスパイラル管４から熱が奪われていく。従ってスパイラル管４が効率よく冷却され、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度まで速やかに冷却することができる。
【００６５】
さらにスパイラル管４の内部にハロゲンランプ２１を設けると共に、スパイラル管４に直接冷却液を供給するように構成されているので、大掛かりな構成が不要であり、１台の流体加熱部２にて収納容器の加熱及び冷却を行う場合であっても、装置の大型化を抑えることができ、省スペース化を図ることができる。また簡易な構成であることから、製造コスト及び運転コストが低減される。
【００６６】
この際、ハロゲンランプ２１とスパイラル管４との間には、ハロゲンランプ２１を囲むように保護カバー体５１が設けられているので、スパイラル管４に冷却液を供給するときにも、ハロゲンランプ２１が冷却液から保護され、ハロゲンランプ２１が冷却液により損傷されるおそれがない。またこの保護カバー体５１を石英等のハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料により構成することにより、スパイラル管４への加熱を妨げずに、ハロゲンランプ２１を冷却液から保護することができる。
【００６７】
さらにまたスパイラル管４を囲むように筒状体５を構成することにより、スパイラル管４への冷却液の供給により発生する気化生成物の飛散が抑えられ、当該気化生成物がハロゲンランプ２１に付着することを防止することができる。さらにまたこのように筒状体５内を閉じた空間とすることにより、筒状体５内に存在する冷却液や気化生成物を回収でき、雰囲気の汚染を抑えることができる。
【００６８】
さらにまたこのような流体加熱部２を超臨界処理部１に接続した場合には、流体加熱部２において、スパイラル管４を効率よく加熱及び冷却できるので、これらに要する時間が短縮され、超臨界処理のスループットが向上する。さらにＩＰＡの凝縮によるスパイラル管４内の圧力減少に伴い超臨界処理部１から速やかにスパイラル管４にＩＰＡを回収することができる。これによりＩＰＡを再利用することができるため、ランニングコストが減少する。
【００６９】
ここで流体加熱部２に用いられる冷却液供給部の他の例について図１０を用いて説明する。この例の冷却液供給部は、外側カバー体６の外方から外側カバー体６、筒状体５の外壁を貫通して略水平に伸び、筒状体５の内部におけるスパイラル管４の外側にて、スパイラル管４に沿って下方側に略垂直に伸びる冷却液ノズル７４を備えている。当該冷却液ノズル７４には、略垂直に伸びる部位において、スパイラル管４と対向する面に多数の吐出孔７５が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液ノズル７４は、例えばスパイラル管４の周囲に当該スパイラル管４の周方向に沿って互いに間隔を開けて複数本配置されている。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。このような冷却液ノズル７４では、当該ノズル７４に冷却液が供給されると、吐出孔７５から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその長さ方向に沿って吹き付けられる。
【００７０】
さらに冷却液供給部は図１１に示すように構成してもよい。この例の冷却液供給部は、スパイラル管４と筒状体５の外壁部５２との間に、当該外壁部５２と同心円状に形成された環状の冷却液供給管７６を備えている。この冷却液供給管７６のスパイラル管４と対向する面には、多数の吐出孔７７が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液供給管７６では、冷却液供給路７２，７８を介して冷却液が供給されると、吐出孔７７から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその周方向に沿って吹き付けられる。
【００７１】
さらにまた超臨界処理部１に接続される流体加熱部２は１つに限定されず、例えば図１２に示すように共通の超臨界処理部１に対して２つの流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続してもよい。流体加熱部２Ａ，２Ｂは上述の実施の形態と同様に構成されており、超臨界処理部１は２本の供給路１８Ａ，１８Ｂが接続される点を除いては上述の実施の形態と同様に構成されている。
【００７２】
このように複数の流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続することにより、一方側の流体加熱部２Ａから供給された超臨界ＩＰＡを他方側の流体加熱部２Ｂにて回収し、この他方側の流体加熱部２Ｂで回収されたＩＰＡを超臨界状態として処理空間１００に供給するといったように、流体加熱部２Ａ、２Ｂを交互に使用することができる。これにより一方の流体加熱部２Ａ、２Ｂにて超臨界ＩＰＡを準備し、処理空間１００にてウエハＷの超臨界処理を行う動作と並行して、他方側の流体加熱部２Ａ、２Ｂのスパイラル管４を冷却しておくことにより、ＩＰＡの回収に要する時間を短縮して単位時間当たりのウエハＷの処理枚数を増やすことができる。ここで超臨界ＩＰＡの供給と他方側のスパイラル管４の冷却とを並行して行う場合には、冷却中のスパイラル管４に接続されている供給路１８Ｂの開閉バルブＶ２Ｂは閉の状態としておく。
【００７３】
また図１３に示すように、流体加熱部２はＩＰＡの超臨界化を図るために用い、超臨界処理部１にて使用されたＩＰＡは流体加熱部２とは別の回収容器２００に回収するようにしてもよい。図１３中、２０２は処理空間１００からのＩＰＡの回収路、Ｖ６は回収路２０２に設けられた開閉バルブである。この回収容器２００の周囲には、例えば冷媒を通流させて冷却するための冷却管２０１が設けられている。
【００７４】
このような実施の形態では、流体加熱部２ではスパイラル管４を加熱することによりＩＰＡの超臨界化を行い、こうして得られた超臨界ＩＰＡは処理チャンバー１１に供給されて既述の乾燥処理が実行される。この際回収容器２００は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に冷却しておく。そして乾燥処理が終了すると、開閉バルブＶ２を閉じ、開閉バルブＶ６を開いて、処理チャンバー１１内のＩＰＡを回収路２２を介して回収容器２００に送り込む。
【００７５】
一方流体加熱部２では、処理チャンバー１１内の乾燥処理が終了して開閉バルブＶ２が閉じられると、冷却液ノズル７から冷却水をスパイラル管４に供給して、当該スパイラル管４を凝縮温度以下の温度まで冷却する。そしてスパイラル管４が前記温度まで冷却されると、新たにＩＰＡ液をスパイラル管４内に導入し、次の乾燥処理に用いられるＩＰＡの超臨界化を実施する。
【００７６】
この際回収容器２００にて回収された液体ＩＰＡを流体加熱部２に送り、再び超臨界化するようにしてもよい。この場合には、回収容器２００からスパイラル管４へ移送する手法としては、回収容器２００とスパイラル管４との間を連結し、ポンプにより送液してもよい。また回収容器２００をスパイラル管４よりも高い位置に配置し、高低差を利用して移送を行ってもよい。
【００７７】
この実施の形態によれば、流体加熱部２では超臨界ＩＰＡの供給を停止した後、スパイラル管４に直接冷却水を供給しているので、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度以下の温度まで速やかに冷却することができる。ここでスパイラル管４の温度が高い状態で液体ＩＰＡをスパイラル管４内に導入すると、導入されたＩＰＡが直ちに気化してしまい、スパイラル管４の内圧が高まって所定量の液体ＩＰＡを導入できなくなったり、導入に要する時間が長くなるおそれがある。従って、このようにスパイラル管４を速やかに冷却できれば、次の処理に使用する液体のＩＰＡをスパイラル管４に供給するまでの時間が短縮され、スループットの低下を抑えることができる。
【００７８】
さらに本発明では、流体収容部を図１４に示すように構成してもよい。この構成における流体収容部４５は、配管４６を略垂直に下に向けて所定の長さ分伸ばし、そこから上に向くように屈曲させて所定の長さ分伸ばすというように、配管４６を上下に屈曲させながら円筒体を形成するように構成されている。そして配管４６の一端側（第１の通流ポート）は液体ＩＰＡの供給源４３１に接続され、他端側４７（第２の通流ポート）は処理チャンバー１１に接続されている。
【００７９】
また図２及び図３に示した例では、ウエハホルダー１４はウエハＷが載置される薄板状の部材として構成されているが、当該ウエハホルダー１４を皿形状に構成してこの皿内にＩＰＡの液溜まりを形成し、当該液溜まり中にウエハＷを浸漬する構成としてもよい。既述のように処理空間１００は１００℃〜３００℃程度に予熱されているので、超臨界ＩＰＡによる処理を開始する前にＩＰＡが乾燥してしまう現象の発生を抑えることができる。
【００８０】
このようにＩＰＡ中にウエハＷを浸漬した状態で処理チャンバー１１内に搬入する場合には、ウエハＷは図３に示したように横置きの状態でウエハホルダー１４に保持する場合に限られない。例えば、ウエハＷを縦置きの状態で液体ＩＰＡ中に浸漬することが可能なように、ウエハホルダー１４を縦方向に細長いカップ形状の容器として構成してもよい。この場合には処理チャンバー１１の形状もウエハホルダー１４の形状に合わせて縦長に構成される。さらにこのときウエハホルダー１４にて複数枚のウエハＷを保持するようにしてもよい。
【００８１】
そしてウエハＷの乾燥を行うために用いる高温高圧流体の原料は、ＩＰＡに限定されるものではなく、例えばＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）やＣＯ２（二酸化炭素）を用いてもよい。さらに高温高圧流体状態は、超臨界状態の場合に限られず、原料の液体を亜臨界状態（例えばＩＰＡの場合は、温度１００℃〜３００℃の範囲、圧力１ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲内）として、この亜臨界流体を用いてウエハＷの乾燥を行う場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
さらにまた熱線を輻射する加熱部は、ハロゲンランプに限られず、ＬＥＤランプであってもよい。また、処理チャンバー１１は、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入し、処理チャンバー１１を略水平な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。また、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入した後、処理チャンバー１１を略垂直に傾け、この垂直な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。
【００８３】
さらには、本発明にて実施される超臨界処理はウエハＷの表面の液体を除去する乾燥処理だけに限定されるものではない。例えばレジスト膜を用いてパターニングを行った後のウエハＷを超臨界状態のＩＰＡと接触させて、ウエハＷからレジスト膜を除去する処理と当該ウエハＷを乾燥させる処理とを一括して行う洗浄、乾燥処理にも本発明は適用することができる。
【００８４】
さらにまた、本発明の流体加熱部は、半導体ウエハＷを洗浄する洗浄液等の流体を加熱する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｗ ウエハ
１ 超臨界処理部
１１ 処理チャンバー
１００ 処理空間
１８ 供給路
１９ ヒーター
２，２Ａ，２Ｂ 流体加熱部
２１ ハロゲンランプ
４ スパイラル管
５ 筒状部
５１ 保護カバー体
５２ 外壁部
６ 外側カバー体
Ｖ０〜Ｖ４ 開閉バルブ
Ｃ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を高温高圧状態に加熱し、また高温高圧状態の流体を冷却する装置、及びこの装置を用いた基板処理装置に関する。
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
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高温高圧流体の一種である超臨界状態の流体（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。
【０００５】
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の処理流体（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流体を供給することにより被処理基板の乾燥を行う技術が記載されている。しかしながらこの特許文献１には、処理流体をどのような手法によって超臨界流体にするかについては記載されていない。
【０００６】
また特許文献２には、電気ヒーターの外側に石英管を２重に設け、石英管同士の間が流体の流路として形成された構成が記載されている。しかしながらこの特許文献２には、石英管を冷却する手法については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−７１１１８号公報：段落００２５〜００１９、段落００２８〜００３９、図１
【特許文献２】ＵＳ５，５５９，９２４：ＦＩＧ．１（Ａ），ＦＩＧ．１（Ｂ）
【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、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことができる流体加熱装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことにより、スループットの向上を図ることができる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】
本発明に係る流体加熱装置は、
熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る基板処理装置は、
高温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、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された前記流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加熱部を囲むように流体収容部を設け、この流体収容部を加熱部からの輻射熱により加熱すると共に、流体収容部の外面に冷却液を供給して冷却しているので、流体を速やかに加熱し、また流体収容部を速やかに冷却することができる。そして流体収容部と加熱部との間に輻射熱である熱線が透過できる保護カバー体を設けているので、加熱部が冷却液により損傷されることがない。さらに流体の加熱及び流体収容部の冷却を速やかに行うことができることから、この流体を用いて基板処理を行うにあたり、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。
【図２】前記超臨界処理装置に設けられている、前記超臨界処理部を示す斜視図である。
【図３】前記超臨界処理部の分解斜視図である。
【図４】前記超臨界処理装置に設けられている、流体加熱部を示す縦断斜視図である。
【図５】前記流体加熱部の縦断側面図である。
【図６】前記流体加熱部の横断平面図である。
【図７】前記超臨界処理部と前記流体加熱部の供給、排出系統を示す説明図である。
【図８】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９】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１０】前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部の他の例を示す縦断側面図である。
【図１１】前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部のさらに他の例を示す横断平面図である。
【図１２】前記超臨界処理装置の他の構成例を示す説明図である。
【図１３】前記超臨界処理装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図１４】前記流体加熱部に設けられている、流体収容部の他の例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の基板処理装置をなす超臨界処理装置の構成について図１〜図７を参照しながら説明する。この例における超臨界処理装置は、ウエハＷの処理を行う超臨界処理部１と、この超臨界処理部１への超臨界流体の供給を行う流体加熱部２とを備えている。
【００１４】
先ず超臨界処理部１について図１〜図３を参照しながら説明する。この超臨界処理部１は、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる処理チャンバー１１を備えている。この処理チャンバー１１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置１の処理容器に相当し、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１１の内部にはウエハＷを保持するためのウエハホルダー１４を格納することが可能な扁平な処理空間１００（図７参照）が形成されている。処理空間１００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１１の内壁面との間に超臨界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１００内の雰囲気を超臨界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。
【００１５】
処理チャンバー１１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向（図１中Ｘ方向）に細長い開口部１１０が形成されている。また処理チャンバー１１における開口部１１０の上下には、平板状の２枚の突片部１１１が前後方向（図１中Ｙ方向）に突出するように設けられている。各突片部１１１には、後述のロックプレート１５を嵌入させるための嵌入孔１１２が形成されている。なお以降においては、図１及び図３の紙面左側を前後方向の前方側として説明を続ける。
【００１６】
処理チャンバー１１の上下両面には、例えばテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーター１９が設けられており、処理チャンバー１１を加熱することにより処理空間１００内に供給された高温高圧流体、例えば超臨界ＩＰＡの超臨界状態を維持することができる。図７に模式的に示すように、ヒーター１９は電源部１９Ａと接続されており、電源部１９Ａの出力を増減して、処理チャンバー１１本体及び処理空間１００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。ヒーター１９は処理チャンバー１１用の加熱機構に相当する。なお図示の便宜上、図３には上面側のヒーター１９のみを示してある。
【００１７】
また処理チャンバー１１の上下面には、ヒーター１９から周囲の雰囲気を断熱するための上プレート１２及び下プレート１３が設けられている。上プレート１２の上面及び下プレート１３の下面には、これらのプレート１２、１３を冷却するための冷却管１０が配設されており、例えば冷却水などの冷媒を通流させることにより、各プレート１２、１３を冷却することができる。なお図３においては図示の便宜上、上プレート１２側の冷却管１０のみを示してある。各プレート１２、１３の前方側には、既述の突片部１１１に対応する位置に、切り欠き部１２１、１３１が形成されており、これらのプレート１２、１３が、突片部１１１の嵌入孔１１２に嵌入されるロックプレート１５と干渉しないようになっている。
【００１８】
さらに例えば図１及び図３に示すように、本例における上プレート１２及び下プレート１３は、前方から見ると処理チャンバー１１よりも左右方向に幅広に形成されている。前記下プレート１３の両端縁の上面側には、レール１６１が前後方向に伸びるように設けられている。このレール１６１は、ウエハホルダー１４を保持する後述のアーム部材１４２を走行させるものであり、図中１６２はレール１６１上を走行するスライダー、１６３はこのレール１６１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、１６４は駆動機構１６３とスライダー１６２とを連結する連結部材である。
【００１９】
ウエハホルダー１４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー１１の処理空間１００内に配置可能に構成された薄い板状の部材であり、左右方向に伸びる角柱状の蓋部材１４１に接続されている。この蓋部材１４１は、ウエハホルダー１４を処理チャンバー１１内に搬入したときに、上下の突片部１１１の間に嵌り込んで開口部１１０を塞ぐことができるように構成されている。また蓋部材１４１と対向する処理チャンバー１１側の側壁面には、開口部１１０を囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材１４１によって開口部１１０を塞いだときに処理空間１００内の気密が維持されるように構成されている。
【００２０】
蓋部材１４１の左右両端には、前後方向に伸びるアーム部材１４２が設けられており、このアーム部材１４２を既述のスライダー１６２と接続することにより、前記レール１６１上でアーム部材１４２を走行させることができる。そしてスライダー１６２をレール１６１の先端側まで移動させると、図２に示す処理チャンバー１１の外部の受け渡し位置までウエハホルダー１４が引き出される。この受け渡し位置では、ウエハホルダー１４と後述する搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる。一方スライダー１６２をレール１６１の後端側まで移動させると、ウエハホルダー１４が図１に示す処理チャンバー１１（処理空間１００）内の処理位置まで移動する。この処理位置では、ウエハＷに対する超臨界処理が実行される。
【００２１】
前記左右のアーム部材１４２には、その手前側の一端部に上方側へ突起する突起部１４３が設けられている。一方処理チャンバー１１側には、例えば上プレート１２の左右両端の前方領域にロック部材１７が設けられている。このロック部材１７は、ロックシリンダー１７１によって回転自在に構成されており、ロック部材１７の突片を左右方向に開くと突起部１４３が係止状態から開放され（図２参照）、図１に示すように前記突片を下方側に向けると突起部１４３がロック部材１７にて係止された状態となる。
【００２２】
さらに処理チャンバー１１の手前側には、ロックプレート１５が設けられている。このロックプレート１５は、ウエハホルダー１４を処理位置まで移動させたとき、蓋部材１４１を処理チャンバー１１の本体側へ向けて押さえ付ける役割を果たす。このためロックプレート１５は、前記嵌入孔１１２に嵌入して、蓋部材１４１を押さえつけるロック位置（図１）と、このロック位置から下方側に退避して蓋部材１４１を開放する開放位置との間を昇降機構１５１により上下方向に移動するように構成されている。図３に示す１５２は、ロックプレート１５をレール上で走行させてロックプレート１５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１及び図２においてはロックプレート１５や昇降機構１５１等の記載を省略してある。
【００２３】
また図２及び図３に示すように、前記受け渡し位置まで移動したウエハホルダー１４の下方側には、当該ウエハホルダー１４を冷却するための冷却機構３が設けられている。この冷却機構３は、ウエハホルダー１４上に配置されるウエハＷの下面と対向するように配置されたクーリングプレート３１と、このクーリングプレート３１のプレート面に複数個設けられ、例えば冷却用の清浄空気を吐出する吐出孔３１１とを備えている。
【００２４】
前記クーリングプレート３１はドレイン受け皿３２上に保持されており、ウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管３３へ排出することができる。ドレイン受け皿３２及びクーリングプレート３１は昇降機構３４によって昇降自在に構成されており、ウエハホルダー１４が受け渡し位置まで移動したときには、上方側の冷却位置まで上昇してウエハホルダー１４の冷却を実行し、ウエハホルダー１４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するようになっている。なお図示の便宜上、図１においては冷却機構３の記載は省略してある。
【００２５】
このような処理チャンバー１１の側面には、当該処理チャンバー１１に超臨界状態のＩＰＡを供給するための流体流路をなす供給路１８が接続されている。また図２に示す３５は、ウエハホルダー１４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１１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１１内に搬入するようになっている。
【００２６】
以上に説明した構成を備えた処理チャンバー１１には、本発明の流体加熱装置をなす流体加熱部２が接続されている。この例の流体加熱部２は、処理チャンバー１１の処理空間１００に供給されるＩＰＡの超臨界流体（高温高圧流体）を準備する機能と、超臨界処理を終えたあとのＩＰＡを回収する機能とを備えている。以下流体加熱部２について、図１、図４〜図６を参照して説明する。
【００２７】
この流体加熱部２は、熱線を輻射する加熱部をなすハロゲンランプ２１を備えている。このハロゲンランプ２１は直棒状の加熱ランプであり、垂直に伸びるように設けられている。ハロゲンランプ２１は１本以上設けられ、この例では例えば４本のハロゲンランプ２１が互いに離間して同心円状に設けられている。これらハロゲンランプ２１の下端部は例えば共通の電源部２１Ａに接続されており、当該電源部２１Ａから供給される電力によりハロゲンランプ２１が発熱し、加熱部として機能するように構成されている。なお図４では図示の便宜上、電源部２１Ａを省略している。
【００２８】
ハロゲンランプ２１の周囲には、所定の空間を開けて当該ハロゲンランプ２１を囲むように、スパイラル管４が設けられている。このスパイラル管４は流体を収容する流体収容部をなすものである。このスパイラル管４は、ステンレス製の配管を長手方向に螺旋状に巻回させることにより円筒型に形成され、前記長手方向が垂直方向を向くように配置されている。例えばスパイラル管４は、ハロゲンランプ２１から供給される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で塗装され、例えば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状に巻かれている。このように隙間なく螺旋を形成することにより、ハロゲンランプ２１から供給される輻射熱がスパイラル管４同士の隙間から外方へと漏れにくくなる。
【００２９】
さらにスパイラル管４の外面には、複数個例えば４個の熱電対等からなる温度検出部４０が、高さ方向の異なる位置に夫々設けられている。この温度検出部４０により検出されたスパイラル管４の温度は、後述する制御部に出力され、ハロゲンランプ２１への電力を供給する電源部２１Ａに供給電力の調整量としてフィードバックされて各スパイラル管４の加熱温度が調整される。また前記温度検出部４０をスパイラル管４の内部に設けてスパイラル管４内の流体の温度を検出し、この検出値に基づいてスパイラル管４の加熱温度を調整するようにしてもよい。
【００３０】
このスパイラル管４は、筒状体５によりその周囲を覆われている。この筒状体５は例えば横断面形状が環状に構成され、その内壁部は保護カバー体（第１の筒状体）５１をなし、スパイラル管４の内部において、ハロゲンランプ２１が設けられた領域を囲むように例えば円筒状に形成されている。また筒状体５の外壁部（第２の筒状体）５２は、スパイラル管４の外方を囲むように、保護カバー体５１と同心円状の円筒状に形成されている。
【００３１】
前記保護カバー体５１は、後述する冷却液からハロゲンランプ２１を保護するために設けられており、ハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料例えば石英により構成されている。ハロゲンランプ２１の熱線は波長が２ｎＨｚ程度であるので、保護カバー体５１の材料としては、この波長を透過する材料が適宜選択される。
【００３２】
また前記外壁部５２は、スパイラル管４とその外側領域との間を区画しており、例えばステンレスにより構成されている。これら保護カバー体５１と外壁部５２とは、例えばステンレス等の金属により構成された天井部５３及び底面部５４により接続されている。保護カバー体５１と天井部５３との間には、上下に例えばステンレス製の接続部材５５，５６（５６Ａ，５６Ｂ）が夫々設けられ、上側接続部材５５と天井部５３との間にはシール部材をなすＯリング５７が設けられている。また下側接続部材５６は上下２つの接続部材５６Ａ，５６Ｂを組み合わせて構成され、底面部５４と接触する接続部材５６Ａと当該底面部５４との間にもシール部材をなすＯリング５８が設けられている。さらに外壁部５２の上部にはフランジ部５２ａが形成されており、このフランジ部５２ａと天井部５３の裏面側周縁領域とが接続されている。こうしてスパイラル管４の周囲には、筒状体５により区画された密閉空間が形成されることになる。
【００３３】
さらにまた前記筒状体５の外方には外側カバー体６が設けられている。この外側カバー体６はステンレス製の円筒型であり、筒状体５の周囲を所定空間を介して覆うように構成されている。例えば外側カバー体６は、円筒形状の側壁６１の上面及び下面を夫々天井部６２及び底面部６３にて塞ぐように構成されている。こうして筒状体５の周囲には、外側カバー体６により区画された空間が形成され、当該空間に満たされた空気が断熱材として機能することになる。また外側カバー体６の底面部６３の中央側には開口部６３ａが形成されており、この開口部６３ａを介して前記ハロゲンランプ２１と電源部２１Ａとが接続されている。
【００３４】
この外側カバー体６には、前記スパイラル管４の外面に冷却液を吐出するための冷却液供給部をなす冷却液ノズル７が複数本取り付けられている。この冷却液ノズル７は略水平に伸びるように構成され、外側カバー体６の外方から、当該外側カバー体６を貫通して、筒状体５の内部にその先端が突入するように設けられている。前記冷却ノズル７はその先端に吐出口７０を備えており、この吐出口７０から冷却液をスパイラル管４に向けてスプレー状に噴霧するように構成されている。
【００３５】
例えば冷却液ノズル７は、図５及び図６に示すように、スパイラル管４の上方側に冷却液を供給する第１の高さと、スパイラル管４の高さ方向の略中央に冷却液を供給する第２の高さに夫々設けられ、各高さ位置において、外側カバー体６を周方向に略４等分する位置に取り付けられている。図中７１は取り付け部材、７２は冷却液の供給路である。この冷却液ノズル７からスパイラル管４の外面に向けて冷却液を吐出することによりスパイラル管４が冷却されるが、この際温度検出部４０ではスパイラル管４の温度を検出し、後述する制御部ではこの検出値に基づいて冷却液の供給停止のタイミングが決定される。
【００３６】
続いてスパイラル管４に接続される配管系について説明する。この例におけるスパイラル管４は、筒状体５内に天井部５３から垂直に突入し、筒状体５の内部において下方側まで伸びており、ここから上方側に向けて螺旋状に巻回して、再び天井部５３から突出するように構成されている。つまりスパイラル管４の両端部は、筒状体５の天井部５３から上方側に夫々突出しており、一端側の配管４１は２本の配管４１Ａ，４１Ｂに夫々分岐し、他端側の配管４２は３本の配管４２Ａ〜４２Ｃに夫々分岐している。この例では、配管４１が第１の通流ポート、配管４２が第２の通流ポートに夫々相当する。なお筒状体５の天井部５３及び外側カバー体６の天井部６２には、図４及び図５に示すように、配管４１，４２を貫通させるための貫通孔５３ａ，６２ａが夫々形成されている。
【００３７】
前記配管４１Ａは、図７に示すように、開閉バルブＶ１及びポンプＰ１を備えた供給路４３１を介して、流体であるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）液の供給部４４１に接続されている。ここでポンプＰ１の出口側には、流量調節弁及び流量計を備えた不図示の流量調節部が設けられており、ＩＰＡの供給部４４１からスパイラル管４へ供給される液体状のＩＰＡの供給量を調節することができるようになっている。また前記配管４１Ｂの他端側は大気中に開放され、開閉バルブＶ０により開閉自在に構成されている。この開閉バルブＶ０はリリーフ弁であり、常時閉じられていて、何らかの要因でスパイラル管４の内圧が高まったときに開放される。
【００３８】
さらに前記配管４２Ａは、開閉バルブＶ２及びポンプＰ２を備えた供給路１８を介して処理チャンバー１１に接続されている。この例では、配管４２Ａが流体収容部に設けられた通流ポートに相当する。前記配管４２Ｂは、開閉バルブＶ３及びポンプＰ３を備えた供給路４３３を介して不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源４４２に接続されている。さらに前記配管４２Ｃは、開閉バルブＶ４を備えた排気路４５を介して除外設備に接続されている。
【００３９】
また前記冷却液ノズル７は、共通の開閉バルブＶ５及びポンプＰ４を備えた供給路７２により冷却液の供給源７３に接続されている。ここで冷却液としては、例えば２０℃程度に維持された冷却水や、シャーベット状や細かく粉砕された氷等を用いることができる。これら開閉バルブＶ０〜Ｖ５は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐食性材料により構成されると共に、１０ＭＰａ程度の耐圧性及び３００℃程度の耐熱性を備えたものが用いられる。なお図１では図示の便宜上ポンプＰ１〜Ｐ５の記載を省略している。
【００４０】
さらに前記筒状体５の底面部には排出路５９が接続されており、この排出路５９は図示しない排気ポンプを介して例えば外部の排出ラインに接続され、１００Ｐａ程度の減圧雰囲気に維持されている。さらにまた例えば前記供給路１８には図示しない圧力計が設けられており、スパイラル管４を加熱することにより、スパイラル管４内のＩＰＡが超臨界状態となったことを検知することができるように構成されている。
【００４１】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置は、図７に示すように制御部Ｃと接続されている。制御部Ｃ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、記憶部には超臨界処理装置の作用、即ち超臨界処理部１にてウエハＷの超臨界処理を行なうステップや、流体加熱部２にて超臨界状態に調整されたＩＰＡを処理チャンバーに供給し、さらに処理チャンバー１１にて超臨界処理に用いられたＩＰＡを流体加熱部に回収する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。
【００４２】
特に制御部Ｃは、図７に示すように、開閉バルブＶ０〜Ｖ５の開閉タイミングや、電源部１９Ａからヒーター１９、電源部２１Ａからハロゲンランプ２１への電力の給断タイミング並びに供給量、各ポンプＰ１〜Ｐ４による冷却水やＩＰＡの供給タイミングや供給量を制御する役割を果たしている。また制御部Ｃはスパイラル管４に設けられた温度検出部４０や、供給路１８に設けられた不図示の圧力計からスパイラル管４内の温度や圧力を検出した結果を取得し、これらの結果に基づいてスパイラル管４の加熱や冷却を実行する。
【００４３】
続いて本発明の作用について説明する。超臨界処理装置の超臨界処理部１には、図示しない枚葉式の洗浄装置において洗浄処理が実施されたウエハＷが搬送される。この際洗浄装置では、例えば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）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（Delonized 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、最後にウエハ表面にＩＰＡが液盛りされる。そしてこの状態のまま洗浄装置より搬出され、超臨界処理部１へ搬送される。
【００４４】
この超臨界処理部１への搬送は、例えば搬送アーム３６を用いて行われる。この搬送アーム３６は、図３に示すように、水平方向に伸びるアーム部材３６Ａの先端に、ウエハＷを保持するための保持リング３７が設けられており、昇降機構３８Ａによって昇降自在、移動機構３８Ｂ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３７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３９Ａ，３９Ｂが設けられており、搬入時に超臨界処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック３９Ａと、搬出時に超臨界処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック３９Ｂと、を使い分けている。
【００４５】
ところでウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理部１は、図８（ａ）に示すように、処理チャンバー１１の電源部１９Ａをオンの状態にしてヒーター１９によりチャンバー１１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１１の上下に設けられた上プレート１２、下プレート１３は冷却管１０によって冷却された状態となっており、処理チャンバー１１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１４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。
【００４６】
また流体加熱部２では、例えば超臨界処理部１にて最初の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２１の電源部２１Ａはオフとなっており、スパイラル管４は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に調整された状態である。なお図８及び図９では図示の便宜上ハロゲンランプ２１は１本のみ描いている。
【００４７】
そして供給路４３１の開閉バルブＶ１及び排出路４５の開閉バルブＶ４を夫々「開」（図８（ａ）中に「Ｏ」と記してある。以下同じ。）とし、供給路１８、４３３の開閉バルブＶ２，Ｖ３を夫々「閉」（図８（ａ）中に「Ｓ」と記してある。以下同じ。）としてから、ポンプＰ１を作動させると共に既述の流量調節部にて供給量をしながらスパイラル管４へ向けて液体状態のＩＰＡを供給する。スパイラル管４に供給されるＩＰＡの量は、例えば流量調節部にて検出される単位時間当たりの供給量及び供給時間から求めることができる。
【００４８】
こうして予め設定された時間だけＩＰＡの供給を行ってスパイラル管４内をＩＰＡ液で満たしたらポンプＰ１を停止し、図８（ｂ）に示すように、供給路４３１、１８の開閉バルブＶ１、Ｖ２を夫々「閉」とし、供給路４３３の開閉バルブＶ３を「開」、排出路４５の開閉バルブＶを「開」の状態として、ポンプＰ３を作動させ、所定量のＮ２ガスをスパイラル管４内に供給する。これによりスパイラル管４内のＩＰＡがＮ２ガスにより排出路４５に押し出され、スパイラル管４の上部側の空間、及び供給路１８、排出路４５の開閉バルブＶ２，Ｖ４よりもスパイラル管４寄りの空間は、液体のＩＰＡにて満たされていない空洞の状態となる。
【００４９】
スパイラル管４内に所定量の液体ＩＰＡが仕込まれたら、スパイラル管４に設けられた開閉バルブＶ０〜Ｖ４を全て閉止し、電源部２１Ａをオンにしてハロゲンランプ２１を発熱させ、スパイラル管４を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。このときスパイラル管４の内部は密閉雰囲気となっているので、スパイラル管４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４内の圧力が上昇する。
【００５０】
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、スパイラル管４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、流体加熱部２はスパイラル管４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２１Ａの出力を調節しながら待機する。
【００５１】
これらの動作と並行して超臨界処理部１側では、搬送アーム３６が受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー１４に当該ウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー１４の上方位置から退避する。そして図２に示すようにＩＰＡノズル３５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。液盛りされたＩＰＡはウエハＷの乾燥を防止するための膜に相当している。
【００５２】
ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート３１を下方位置まで下降させ、アーム部材１４２をレール１６１上でスライドさせてウエハホルダー１４を処理位置まで移動させる。そしてロック部材１７を回転させて突起部１４３を係止し、蓋部材１４１によって処理チャンバー１１の開口部１１０が塞がれたら、ロックプレート１５を下方位置からロック位置まで上昇させて蓋部材１４１を手前側から押さえる。
【００５３】
この結果、超臨界処理部１側では処理チャンバー１１の処理空間１００内にウエハＷが搬入され、また流体加熱部２側ではスパイラル管４内に超臨界状態のＩＰＡが準備されて、超臨界乾燥を実行する準備が整う。そこで蓋部材１４１のロックを終えたら、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路１８の開閉バルブＶ２を開放してスパイラル管４から処理空間１００に向けて超臨界ＩＰＡを供給する（図９（ａ）参照）。
【００５４】
開閉バルブＶ２が開くと、スパイラル管４内の超臨界ＩＰＡが膨張して供給路１８内を流れ、処理空間１００内に流入していく。このとき、（１）スパイラル管４内に準備する超臨界ＩＰＡ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１１内の処理空間１００の容積及び開閉バルブＶ２よりも処理チャンバー１１側の供給路１８の容積をできるだけ小さくして超臨界ＩＰＡの膨張率を抑えること、さらに（３）ヒーター１９によって処理空間１００内を予め加熱しておき、また開閉バルブＶ２を開放する前後で、スパイラル管４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２１の出力を増大させて等温等圧膨張に近い状態で超臨界ＩＰＡを膨張させること、などにより超臨界状態を保ったままＩＰＡを処理空間１００内に供給することができる。
【００５５】
そして処理空間１００内に供給された超臨界ＩＰＡ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は超臨界ＩＰＡ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から超臨界ＩＰＡ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と超臨界ＩＰＡ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表面の流体を超臨界ＩＰＡに置換することができる。
【００５６】
処理空間１００内に超臨界ＩＰＡを供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡにて置換された状態となったら、図９（ｂ）に示すように電源部２１Ａをオフの状態にしてハロゲンランプ２１によるスパイラル管４の加熱を停止する。そして供給路７２の開閉バルブＶ５を「開」にして、ポンプＰ５を作動させ、冷却液ノズル７からスパイラル管４に向けて、例えば２０℃に温調された冷却水をスプレー状に噴霧する。
【００５７】
このときスパイラル管４の外壁面は約２５０℃程度に加熱されているため、吹き付けられた冷却水は瞬時に気化し、この気化熱によりスパイラル管４が冷却され、その温度が速やかに低下していく。こうしてスパイラル管４の温度がＩＰＡの凝縮温度以下となるように冷却し、当該凝縮温度以下の温度になると、開閉バルブＶ５を「閉」とする。既述の構成では、１分程度でスパイラル管４が前記凝縮温度以下に冷却される。
【００５８】
ここで筒状体５の内部雰囲気は減圧雰囲気の排出路３９を介して、速やかに外部に排出されていく。この際筒状体５の内部雰囲気は、冷却水と、冷却水が気化されることにより発生する水蒸気とが混在した状態になるが、この気液混合物は排出路３９に排出され、例えば気体成分と液体成分とに夫々分離されてから外部の排気設備及び排出設備に夫々排出される。
【００５９】
ところでスパイラル管４を冷却してスパイラル管４内の超臨界ＩＰＡを凝縮させると、ＩＰＡの体積が減少してスパイラル管４内の圧力が低下する一方、ヒーター１９による処理チャンバー１１の加熱は継続しているので、処理空間１００内のＩＰＡはスパイラル管４へ向けて流れていく。この結果、流入したＩＰＡが次々と凝縮し、液体ＩＰＡとなってスパイラル管４内に溜まってゆくことになる。この際、液体ＩＰＡの液面が例えばスパイラル管４内の当初の高さ位置に到達したら、供給路１８の開閉バルブＶ２を「閉」として処理空間１００内のＩＰＡの回収を完了する。
【００６０】
また処理チャンバー１１とスパイラル管４との間の温度、圧力バランス上、回収可能な全量をスパイラル管４内に回収してから開閉バルブＶ２を閉じるようにしてもよい。このときスパイラル管４内のＩＰＡの液面が、予め定めた高さ位置を超えている場合には、排出路４５側の開閉バルブＶ４を開いてＩＰＡの一部を除害設備側へ排出することにより、液面レベルを調整してもよい。これらの例においてＩＰＡの液面の高さ位置は、例えば当該液面の到達する位置の配管の壁面に耐圧性を備えた覗き窓を設け、赤外線式の液面計などによりＩＰＡの液面を検出することなどにより検出することができる。
【００６１】
このようにしてスパイラル管４にＩＰＡが液体の状態で回収されると、処理チャンバー１１内の圧力は次第に低下していく。一方処理空間１００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１００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。
【００６２】
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、処理空間１００に残存している気体のＩＰＡを排出するため、不図示のパージガス供給ラインからＮ２ガスを供給して排気ラインへ向けてパージを行う。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１５を下方位置まで降下させ、ロック部材１７による突起部１４３の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー１４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３６の搬出用ピック３９Ｂで吸着保持し、搬送する。
【００６３】
一方、流体加熱部２側においては、ハロゲンランプ２１を発熱させて、スパイラル管４に回収したＩＰＡを超臨界の状態として処理チャンバー１１に次のウエハＷが搬入されてくるタイミングを待つ。
【００６４】
上述の実施の形態によれば以下の効果がある。流体加熱部２では、ハロゲンランプ２１を囲むようにスパイラル管４を設けることにより、ハロゲンランプ２１の熱線によりスパイラル管４を効率よく急速に加熱することができる。またスパイラル管４の冷却時には、スパイラル管４の外面に冷却水を供給している。既述のように、外壁温度が２５０℃程度のスパイラル管４に冷却液を供給すると、当該冷却水が瞬時に気化し、このときの気化熱によりスパイラル管４から熱が奪われていく。従ってスパイラル管４が効率よく冷却され、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度まで速やかに冷却することができる。
【００６５】
さらにスパイラル管４の内部にハロゲンランプ２１を設けると共に、スパイラル管４に直接冷却液を供給するように構成されているので、大掛かりな構成が不要であり、１台の流体加熱部２にて収納容器の加熱及び冷却を行う場合であっても、装置の大型化を抑えることができ、省スペース化を図ることができる。また簡易な構成であることから、製造コスト及び運転コストが低減される。
【００６６】
この際、ハロゲンランプ２１とスパイラル管４との間には、ハロゲンランプ２１を囲むように保護カバー体５１が設けられているので、スパイラル管４に冷却液を供給するときにも、ハロゲンランプ２１が冷却液から保護され、ハロゲンランプ２１が冷却液により損傷されるおそれがない。またこの保護カバー体５１を石英等のハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料により構成することにより、スパイラル管４への加熱を妨げずに、ハロゲンランプ２１を冷却液から保護することができる。
【００６７】
さらにまたスパイラル管４を囲むように筒状体５を構成することにより、スパイラル管４への冷却液の供給により発生する気化生成物の飛散が抑えられ、当該気化生成物がハロゲンランプ２１に付着することを防止することができる。さらにまたこのように筒状体５内を閉じた空間とすることにより、筒状体５内に存在する冷却液や気化生成物を回収でき、雰囲気の汚染を抑えることができる。
【００６８】
さらにまたこのような流体加熱部２を超臨界処理部１に接続した場合には、流体加熱部２において、スパイラル管４を効率よく加熱及び冷却できるので、これらに要する時間が短縮され、超臨界処理のスループットが向上する。さらにＩＰＡの凝縮によるスパイラル管４内の圧力減少に伴い超臨界処理部１から速やかにスパイラル管４にＩＰＡを回収することができる。これによりＩＰＡを再利用することができるため、ランニングコストが減少する。
【００６９】
ここで流体加熱部２に用いられる冷却液供給部の他の例について図１０を用いて説明する。この例の冷却液供給部は、外側カバー体６の外方から外側カバー体６、筒状体５の外壁を貫通して略水平に伸び、筒状体５の内部におけるスパイラル管４の外側にて、スパイラル管４に沿って下方側に略垂直に伸びる冷却液ノズル７４を備えている。当該冷却液ノズル７４には、略垂直に伸びる部位において、スパイラル管４と対向する面に多数の吐出孔７５が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液ノズル７４は、例えばスパイラル管４の周囲に当該スパイラル管４の周方向に沿って互いに間隔を開けて複数本配置されている。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。このような冷却液ノズル７４では、当該ノズル７４に冷却液が供給されると、吐出孔７５から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその長さ方向に沿って吹き付けられる。
【００７０】
さらに冷却液供給部は図１１に示すように構成してもよい。この例の冷却液供給部は、スパイラル管４と筒状体５の外壁部５２との間に、当該外壁部５２と同心円状に形成された環状の冷却液供給管７６を備えている。この冷却液供給管７６のスパイラル管４と対向する面には、多数の吐出孔７７が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液供給管７６では、冷却液供給路７２，７８を介して冷却液が供給されると、吐出孔７７から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその周方向に沿って吹き付けられる。
【００７１】
さらにまた超臨界処理部１に接続される流体加熱部２は１つに限定されず、例えば図１２に示すように共通の超臨界処理部１に対して２つの流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続してもよい。流体加熱部２Ａ，２Ｂは上述の実施の形態と同様に構成されており、超臨界処理部１は２本の供給路１８Ａ，１８Ｂが接続される点を除いては上述の実施の形態と同様に構成されている。
【００７２】
このように複数の流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続することにより、一方側の流体加熱部２Ａから供給された超臨界ＩＰＡを他方側の流体加熱部２Ｂにて回収し、この他方側の流体加熱部２Ｂで回収されたＩＰＡを超臨界状態として処理空間１００に供給するといったように、流体加熱部２Ａ、２Ｂを交互に使用することができる。これにより一方の流体加熱部２Ａ、２Ｂにて超臨界ＩＰＡを準備し、処理空間１００にてウエハＷの超臨界処理を行う動作と並行して、他方側の流体加熱部２Ａ、２Ｂのスパイラル管４を冷却しておくことにより、ＩＰＡの回収に要する時間を短縮して単位時間当たりのウエハＷの処理枚数を増やすことができる。ここで超臨界ＩＰＡの供給と他方側のスパイラル管４の冷却とを並行して行う場合には、冷却中のスパイラル管４に接続されている供給路１８Ｂの開閉バルブＶ２Ｂは閉の状態としておく。
【００７３】
また図１３に示すように、流体加熱部２はＩＰＡの超臨界化を図るために用い、超臨界処理部１にて使用されたＩＰＡは流体加熱部２とは別の回収容器２００に回収するようにしてもよい。図１３中、２０２は処理空間１００からのＩＰＡの回収路、Ｖ６は回収路２０２に設けられた開閉バルブである。この回収容器２００の周囲には、例えば冷媒を通流させて冷却するための冷却管２０１が設けられている。
【００７４】
このような実施の形態では、流体加熱部２ではスパイラル管４を加熱することによりＩＰＡの超臨界化を行い、こうして得られた超臨界ＩＰＡは処理チャンバー１１に供給されて既述の乾燥処理が実行される。この際回収容器２００は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に冷却しておく。そして乾燥処理が終了すると、開閉バルブＶ２を閉じ、開閉バルブＶ６を開いて、処理チャンバー１１内のＩＰＡを回収路２２を介して回収容器２００に送り込む。
【００７５】
一方流体加熱部２では、処理チャンバー１１内の乾燥処理が終了して開閉バルブＶ２が閉じられると、冷却液ノズル７から冷却水をスパイラル管４に供給して、当該スパイラル管４を凝縮温度以下の温度まで冷却する。そしてスパイラル管４が前記温度まで冷却されると、新たにＩＰＡ液をスパイラル管４内に導入し、次の乾燥処理に用いられるＩＰＡの超臨界化を実施する。
【００７６】
この際回収容器２００にて回収された液体ＩＰＡを流体加熱部２に送り、再び超臨界化するようにしてもよい。この場合には、回収容器２００からスパイラル管４へ移送する手法としては、回収容器２００とスパイラル管４との間を連結し、ポンプにより送液してもよい。また回収容器２００をスパイラル管４よりも高い位置に配置し、高低差を利用して移送を行ってもよい。
【００７７】
この実施の形態によれば、流体加熱部２では超臨界ＩＰＡの供給を停止した後、スパイラル管４に直接冷却水を供給しているので、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度以下の温度まで速やかに冷却することができる。ここでスパイラル管４の温度が高い状態で液体ＩＰＡをスパイラル管４内に導入すると、導入されたＩＰＡが直ちに気化してしまい、スパイラル管４の内圧が高まって所定量の液体ＩＰＡを導入できなくなったり、導入に要する時間が長くなるおそれがある。従って、このようにスパイラル管４を速やかに冷却できれば、次の処理に使用する液体のＩＰＡをスパイラル管４に供給するまでの時間が短縮され、スループットの低下を抑えることができる。
【００７８】
さらに本発明では、流体収容部を図１４に示すように構成してもよい。この構成における流体収容部４５は、配管４６を略垂直に下に向けて所定の長さ分伸ばし、そこから上に向くように屈曲させて所定の長さ分伸ばすというように、配管４６を上下に屈曲させながら円筒体を形成するように構成されている。そして配管４６の一端側（第１の通流ポート）は液体ＩＰＡの供給源４３１に接続され、他端側４７（第２の通流ポート）は処理チャンバー１１に接続されている。
【００７９】
また図２及び図３に示した例では、ウエハホルダー１４はウエハＷが載置される薄板状の部材として構成されているが、当該ウエハホルダー１４を皿形状に構成してこの皿内にＩＰＡの液溜まりを形成し、当該液溜まり中にウエハＷを浸漬する構成としてもよい。既述のように処理空間１００は１００℃〜３００℃程度に予熱されているので、超臨界ＩＰＡによる処理を開始する前にＩＰＡが乾燥してしまう現象の発生を抑えることができる。
【００８０】
このようにＩＰＡ中にウエハＷを浸漬した状態で処理チャンバー１１内に搬入する場合には、ウエハＷは図３に示したように横置きの状態でウエハホルダー１４に保持する場合に限られない。例えば、ウエハＷを縦置きの状態で液体ＩＰＡ中に浸漬することが可能なように、ウエハホルダー１４を縦方向に細長いカップ形状の容器として構成してもよい。この場合には処理チャンバー１１の形状もウエハホルダー１４の形状に合わせて縦長に構成される。さらにこのときウエハホルダー１４にて複数枚のウエハＷを保持するようにしてもよい。
【００８１】
そしてウエハＷの乾燥を行うために用いる高温高圧流体の原料は、ＩＰＡに限定されるものではなく、例えばＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）やＣＯ２（二酸化炭素）を用いてもよい。さらに高温高圧流体状態は、超臨界状態の場合に限られず、原料の液体を亜臨界状態（例えばＩＰＡの場合は、温度１００℃〜３００℃の範囲、圧力１ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲内）として、この亜臨界流体を用いてウエハＷの乾燥を行う場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
さらにまた熱線を輻射する加熱部は、ハロゲンランプに限られず、ＬＥＤランプであってもよい。また、処理チャンバー１１は、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入し、処理チャンバー１１を略水平な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。また、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入した後、処理チャンバー１１を略垂直に傾け、この垂直な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。
【００８３】
さらには、本発明にて実施される超臨界処理はウエハＷの表面の液体を除去する乾燥処理だけに限定されるものではない。例えばレジスト膜を用いてパターニングを行った後のウエハＷを超臨界状態のＩＰＡと接触させて、ウエハＷからレジスト膜を除去する処理と当該ウエハＷを乾燥させる処理とを一括して行う洗浄、乾燥処理にも本発明は適用することができる。
【００８４】
さらにまた、本発明の流体加熱部は、半導体ウエハＷを洗浄する洗浄液等の流体を加熱する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｗ ウエハ
１ 超臨界処理部
１１ 処理チャンバー
１００ 処理空間
１８ 供給路
１９ ヒーター
２，２Ａ，２Ｂ 流体加熱部
２１ ハロゲンランプ
４ スパイラル管
５ 筒状部
５１ 保護カバー体
５２ 外壁部
６ 外側カバー体
Ｖ０〜Ｖ４ 開閉バルブ
Ｃ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
前記流体収容部は、前記加熱部の周囲を巻回するように設けたスパイラル管であることを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記保護カバー体は筒状に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記冷却液供給部は、前記流体収容部の周囲から当該流体収容部に冷却液を吐出する冷却液ノズルであ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流体加熱装置。
【請求項５】
前記スパイラル管の外方を囲むように設けられた筒状の外壁部と、筒状に構成された前記保護カバー体とを含み、前記スパイラル管の周囲を囲むように設けられた筒状体を備え、
前記冷却液ノズルは前記筒状体の内側に冷却液を吐出するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の流体加熱装置。
【請求項６】
前記加熱部は、流体収容部内の流体を加熱して超臨界流体とするためのものであ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流体加熱装置。
【請求項７】
高温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、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された請求項１ないし６のいずれか一つに記載の流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
前記流体収容部内の液体状態である流体が高温高圧状態になった後、前記開閉バルブを開いて当該流体を前記処理容器へ供給し、その後前記冷却液供給部からの冷却液により、前記流体収容部を流体の凝縮温度以下に冷却するように制御信号を出力する制御部を設けたことを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記高温高圧流体は超臨界流体であることを特徴とする請求項７又は８記載の基板処理装置。
【請求項１】
熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
前記流体収容部は、前記加熱部の周囲を巻回するように設けたスパイラル管であることを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記保護カバー体は筒状に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記冷却液供給部は、前記流体収容部の周囲から当該流体収容部に冷却液を吐出する冷却液ノズルであ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流体加熱装置。
【請求項５】
前記スパイラル管の外方を囲むように設けられた筒状の外壁部と、筒状に構成された前記保護カバー体とを含み、前記スパイラル管の周囲を囲むように設けられた筒状体を備え、
前記冷却液ノズルは前記筒状体の内側に冷却液を吐出するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の流体加熱装置。
【請求項６】
前記加熱部は、流体収容部内の流体を加熱して超臨界流体とするためのものであ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流体加熱装置。
【請求項７】
高温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、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された請求項１ないし６のいずれか一つに記載の流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
前記流体収容部内の液体状態である流体が高温高圧状態になった後、前記開閉バルブを開いて当該流体を前記処理容器へ供給し、その後前記冷却液供給部からの冷却液により、前記流体収容部を流体の凝縮温度以下に冷却するように制御信号を出力する制御部を設けたことを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記高温高圧流体は超臨界流体であることを特徴とする請求項７又は８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１３】
【図１４】
【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】
【公開番号】特開２０１２−８７９８３（Ｐ２０１２−８７９８３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４６７０（Ｐ２０１０−２３４６７０）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【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５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【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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