図面 (/)

技術 基板処理装置および基板処理方法

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 江頭佳祐五師源太郎丸本洋束野憲人
出願日 2017年3月14日 (3年11ヶ月経過) 出願番号 2017-048132
公開日 2018年9月27日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2018-152479
状態 未登録
技術分野 半導体の洗浄、乾燥
主要キーワード 高圧仕様 降圧処理 昇圧処理 流通処理 乾燥防止用 テープヒータ ウェハ保持機構 酸性薬液
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年9月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (15)

課題

超臨界状態処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすること。

解決手段

実施形態に係る基板処理装置は、超臨界状態の処理流体を用いて、基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置であって、乾燥処理が行われる処理容器と、処理容器内から処理流体を排出する排出流路に設けられる排出バルブと、排出バルブを制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、処理流体が超臨界状態である第1圧力から、第1圧力より低い第2圧力と、第2圧力より低い第3圧力とを経て、大気圧まで処理容器内を減圧する場合において、第2圧力から第3圧力まで等しい減圧速度となるように排出バルブの弁開度を制御する。

概要

背景

従来、基板である半導体ウェハ(以下、ウェハ呼称する。)などの表面を液体で処理した後の乾燥工程において、液体により表面が濡れた状態のウェハを超臨界状態処理流体と接触させることにより、ウェハを乾燥させる方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。

概要

超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすること。実施形態に係る基板処理装置は、超臨界状態の処理流体を用いて、基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置であって、乾燥処理が行われる処理容器と、処理容器内から処理流体を排出する排出流路に設けられる排出バルブと、排出バルブを制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、処理流体が超臨界状態である第1圧力から、第1圧力より低い第2圧力と、第2圧力より低い第3圧力とを経て、大気圧まで処理容器内を減圧する場合において、第2圧力から第3圧力まで等しい減圧速度となるように排出バルブの弁開度を制御する。A

目的

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる基板処理装置および基板処理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

超臨界状態処理流体を用いて、基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置であって、前記乾燥処理が行われる処理容器と、前記処理容器内から前記処理流体を排出する排出流路に設けられる排出バルブと、前記排出バルブを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処理流体が超臨界状態である第1圧力から、前記第1圧力より低い第2圧力と、前記第2圧力より低い第3圧力とを経て、大気圧まで前記処理容器内を減圧する場合において、前記第2圧力から前記第3圧力まで等しい減圧速度となるように前記排出バルブの弁開度を制御する基板処理装置。

請求項2

前記処理流体は、前記第2圧力では超臨界状態であり、前記第3圧力では気体状態である請求項1に記載の基板処理装置。

請求項3

前記制御部は、前記処理容器を前記第1圧力から大気圧まで減圧する場合において、前記弁開度を徐々に小さくし、その後、前記弁開度が徐々に大きくなるように前記排出バルブを制御する請求項1または2に記載の基板処理装置。

請求項4

前記第3圧力は、大気圧と等しい圧力である請求項1〜3のいずれか一つに記載の基板処理装置。

請求項5

前記排出バルブは、前記弁開度が調整可能な可変バルブである請求項1〜4のいずれか一つに記載の基板処理装置。

請求項6

前記排出流路は、少なくとも一部が並列になるように設けられ、前記排出バルブは、並列に設けられる前記排出流路にそれぞれ設けられる複数のバルブで構成される請求項1〜4のいずれか一つに記載の基板処理装置。

請求項7

前記排出流路には、前記排出流路とは異なる流路流体通流させ、前記異なる流路の前記流体の流れを利用して前記処理容器内を減圧するエジェクタがさらに設けられ、前記第3圧力から大気圧まで前記エジェクタを動作させて前記処理容器内を減圧する請求項1〜6のいずれか一つに記載の基板処理装置。

請求項8

超臨界状態の処理流体を用いて、基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理方法であって、前記処理流体が超臨界状態である第1圧力から、前記第1圧力より低い第2圧力まで前記乾燥処理が行われる処理容器内を減圧する第1減圧工程と、前記第2圧力から、前記第2圧力より低い第3圧力まで前記処理容器内を減圧する第2減圧工程と、前記第3圧力から大気圧まで前記処理容器内を減圧する第3減圧工程と、を含み、前記第2減圧工程は、前記処理容器内の圧力が等しい減圧速度となるように行う基板処理方法。

技術分野

0001

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

背景技術

0002

従来、基板である半導体ウェハ(以下、ウェハ呼称する。)などの表面を液体で処理した後の乾燥工程において、液体により表面が濡れた状態のウェハを超臨界状態処理流体と接触させることにより、ウェハを乾燥させる方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2013−12538号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法では、ウェハと処理流体とを接触させた後の処理容器を、弁開度が一定のオリフィスを経由して減圧していることから、処理容器を高圧状態から大気圧まで減圧するのに多くの時間が必要となる。したがって、超臨界状態の処理流体を用いた乾燥処理全体に要する時間が長くなるという課題がある。

0005

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、超臨界状態の処理流体を用いて、基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置であって、前記乾燥処理が行われる処理容器と、前記処理容器内から前記処理流体を排出する排出流路に設けられる排出バルブと、前記排出バルブを制御する制御部と、を備える。そして、前記制御部は、前記処理流体が超臨界状態である第1圧力から、前記第1圧力より低い第2圧力と、前記第2圧力より低い第3圧力とを経て、大気圧まで前記処理容器内を減圧する場合において、前記第2圧力から前記第3圧力まで等しい減圧速度となるように前記排出バルブの弁開度を制御する。

発明の効果

0007

実施形態の一態様によれば、超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、実施形態に係る基板処理システム概略構成を示す模式図である。
図2は、実施形態に係る洗浄処理ユニットの構成を示す断面図である。
図3は、実施形態に係る乾燥処理ユニットの構成を示す外観斜視図である。
図4は、実施形態に係る乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。
図5は、実施形態に係る制御装置機能構成を示すブロック図である。
図6は、実施形態に係るIPAの乾燥メカニズムを説明するための図であり、ウェハが有するパターンを簡略的に示す拡大断面図である。
図7Aは、実施形態に係る乾燥処理全体における時間と処理容器内の圧力との関係の一例を示す図である。
図7Bは、実施形態に係る第1減圧処理、第2減圧処理および第3減圧処理での時間と排出バルブの弁開度との関係の一例を示す図である。
図8は、実施形態に係る基板処理システムの乾燥処理における処理手順を示すフローチャートである。
図9Aは、実施形態の変形例1に係る乾燥処理全体における時間と処理容器内の圧力との関係の一例を示す図である。
図9Bは、実施形態の変形例1に係る第1減圧処理および第2減圧処理での時間と排出バルブの弁開度との関係の一例を示す図である。
図10は、実施形態の変形例1に係る基板処理システムの乾燥処理における処理手順を示すフローチャートである。
図11Aは、実施形態の変形例2にかかる乾燥処理ユニットのシステムの構成例を示す図である。
図11Bは、実施形態の変形例2に係る第1減圧処理、第2減圧処理および第3減圧処理での時間と排出バルブの弁開度との関係の一例を示す図である。

実施例

0009

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

0010

<基板処理システムの概要
最初に、図1を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム1の概略構成について説明する。図1は、実施形態に係る基板処理システム1の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。

0011

図1に示すように、基板処理システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。

0012

搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11には、複数枚の半導体ウェハW(以下、ウェハWと呼称する。)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。

0013

搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウェハWの搬送を行う。

0014

処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数の洗浄処理ユニット16と、複数の乾燥処理ユニット17とを備える。複数の洗浄処理ユニット16と複数の乾燥処理ユニット17とは、搬送部15の両側に並べて設けられる。なお、図1に示した洗浄処理ユニット16および乾燥処理ユニット17の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。

0015

搬送部15は、内部に基板搬送装置18を備える。基板搬送装置18は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置18は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部14と、洗浄処理ユニット16と、乾燥処理ユニット17との間でウェハWの搬送を行う。

0016

洗浄処理ユニット16は、基板搬送装置18によって搬送されるウェハWに対して所定の洗浄処理を行う。洗浄処理ユニット16の構成例については後述する。

0017

乾燥処理ユニット17は、洗浄処理ユニット16によって洗浄処理されたウェハWに対し、上述した乾燥処理を行う。乾燥処理ユニット17の構成例については後述する。

0018

また、基板処理システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部19と記憶部20とを備える。

0019

制御部19は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのCPUは、ROMに記憶されているプログラム読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。

0020

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置4の記憶部20にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスクFD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。

0021

記憶部20は、たとえば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。

0022

上記のように構成された基板処理システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウェハWは、処理ステーション3の基板搬送装置18によって受渡部14から取り出されて、洗浄処理ユニット16へ搬入される。

0023

洗浄処理ユニット16へ搬入されたウェハWは、洗浄処理ユニット16によって洗浄処理が施された後、基板搬送装置18によって洗浄処理ユニット16から搬出される。洗浄処理ユニット16から搬出されたウェハWは、基板搬送装置18によって乾燥処理ユニット17へ搬入され、乾燥処理ユニット17によって乾燥処理が施される。

0024

乾燥処理ユニット17によって乾燥処理されたウェハWは、基板搬送装置18によって乾燥処理ユニット17から搬出され、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウェハWは、基板搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。

0025

<洗浄処理ユニットの概要>
次に、図2を参照しながら、洗浄処理ユニット16の概略構成について説明する。図2は、実施形態に係る洗浄処理ユニット16の構成を示す断面図である。洗浄処理ユニット16は、たとえば、スピン洗浄によりウェハWを1枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄処理ユニットとして構成される。

0026

図2に示すように、洗浄処理ユニット16は、処理空間を形成するアウターチャンバー23内に配置されたウェハ保持機構25にてウェハWをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構25を鉛直軸周りに回転させることによりウェハWを回転させる。そして、洗浄処理ユニット16は、回転するウェハWの上方にノズルアーム26を進入させ、かかるノズルアーム26の先端部に設けられた薬液ノズル26aから薬液リンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハWの表面の洗浄処理を行う。

0027

また、洗浄処理ユニット16には、ウェハ保持機構25の内部にも薬液供給路25aが形成されている。そして、かかる薬液供給路25aから供給された薬液やリンス液によって、ウェハWの裏面洗浄が行われる。

0028

上述のウェハWの洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるSC1液(アンモニア過酸化水素水混合液)によるパーティクル有機性汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水(DeIonized Water:以下、DIWと呼称する。)によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液(Diluted HydroFluoric acid:以下、DHFと呼称する。)による自然酸化膜の除去が行われ、次に、DIWによるリンス洗浄が行われる。

0029

上述の各種薬液は、アウターチャンバー23や、アウターチャンバー23内に配置されるインナーカップ24に受け止められて、アウターチャンバー23の底部に設けられる排液口23aや、インナーカップ24の底部に設けられる排液口24aから排出される。さらに、アウターチャンバー23内の雰囲気は、アウターチャンバー23の底部に設けられる排気口23bから排気される。

0030

上述のウェハWのリンス処理の後には、ウェハ保持機構25を回転させながら、ウェハWの表面および裏面に液体状態のIPA(以下、「IPA液体」と呼称する。)を供給し、ウェハWの両面に残存しているDIWと置換する。その後、ウェハ保持機構25の回転を緩やかに停止する。

0031

こうして洗浄処理を終えたウェハWは、その表面にIPA液体71(図6参照)が液盛りされた状態(ウェハW表面にIPA液体71の液膜が形成された状態)のまま、ウェハ保持機構25に設けられた不図示の受け渡し機構により基板搬送装置18に受け渡され、洗浄処理ユニット16から搬出される。

0032

ここで、ウェハWの表面に液盛りされたIPA液体71は、洗浄処理ユニット16から乾燥処理ユニット17へのウェハWの搬送中や、乾燥処理ユニット17への搬入動作中に、ウェハW表面の液体が蒸発気化)することによってパターン倒れが発生することを防ぐ、乾燥防止用の液体として機能する。

0033

洗浄処理ユニット16での洗浄処理を終え、表面にIPA液体71が液盛りされたウェハWは、乾燥処理ユニット17に搬送される。そして、乾燥処理ユニット17内においてウェハW表面のIPA液体71に超臨界状態の処理流体70(図6参照)を接触させることにより、かかるIPA液体71を超臨界状態の処理流体70に溶解させて除去し、ウェハWを乾燥する処理が行われる。

0034

<乾燥処理ユニットの概要>
以下においては、まず、乾燥処理ユニット17の構成について説明し、その後、乾燥処理ユニット17におけるシステム全体の構成について説明する。図3は、実施形態に係る乾燥処理ユニット17の構成を示す外観斜視図である。なお、以降において、乾燥処理が行われる乾燥処理ユニット17を「処理容器」とも呼称する。

0035

乾燥処理ユニット17は、本体31と、保持板32と、蓋部材33とを有する。筐体状の本体31には、ウェハWを搬入出するための開口部34が形成される。保持板32は、処理対象のウェハWを水平方向に保持する。蓋部材33は、かかる保持板32を支持するとともに、ウェハWを本体31内に搬入したときに、開口部34を密閉する。

0036

本体31は、たとえば直径300mmのウェハWを収容可能な処理空間が内部に形成された容器であり、その壁部には、供給ポート35、36と排出ポート37とが設けられる。供給ポート35、36と排出ポート37とは、それぞれ、乾燥処理ユニット17の上流側と下流側とに設けられる処理流体70(図6参照)を流通させるための供給流路50a(図4参照)と排出流路50b(図4参照)とに接続されている。かかる供給流路50aおよび排出流路50bの構成例については後述する。

0037

供給ポート35は、筐体状の本体31において、開口部34とは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート36は、本体31の底面に接続されている。さらに、排出ポート37は、開口部34の下方側に接続されている。なお、図3には2つの供給ポート35、36と1つの排出ポート37が図示されているが、供給ポート35、36や排出ポート37の数は特に限定されない。

0038

また、本体31の内部には、流体供給ヘッダー38、39と、流体排出ヘッダー40とが設けられる。そして、流体供給ヘッダー38、39には複数の供給口38a、39aがかかる流体供給ヘッダー38,39の長手方向に並んで形成され、流体排出ヘッダー40には複数の排出口40aがかかる流体排出ヘッダー40の長手方向に並んで形成される。

0039

流体供給ヘッダー38は、供給ポート35に接続され、筐体状の本体31内部において、開口部34とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー38に並んで形成される複数の供給口38aは、開口部34側を向いている。

0040

流体供給ヘッダー39は、供給ポート36に接続され、筐体状の本体31内部における底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー39に並んで形成される複数の供給口39aは、上方を向いている。

0041

流体排出ヘッダー40は、排出ポート37に接続され、筐体状の本体31内部において、開口部34側の側面に隣接するとともに、開口部34より下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー40に並んで形成される複数の排出口40aは、上方を向いている。

0042

流体供給ヘッダー38、39は、処理流体70を本体31内に供給する。また、流体排出ヘッダー40は、本体31内の処理流体70を本体31の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー40を介して本体31の外部に排出される処理流体70には、ウェハWの表面から超臨界状態の処理流体70に溶け込んだIPA液体71(図6参照)が含まれる。

0043

上述のように配置される流体供給ヘッダー38、39の供給口38a、39aから本体31内に処理流体70が供給され、また流体排出ヘッダー40の排出口40aを介して処理流体70が本体31内から排出されることによって、本体31の内部には、ウェハWの周囲で所定の向きに流動する処理流体70の層流が形成される。

0044

かかる処理流体70の層流は、たとえば、流体供給ヘッダー38から、ウェハWの上方をウェハWの表面に沿って、開口部34の上部に向かって流れる。さらに、処理流体70の層流は、開口部34の上方で下方側に向きを変え、開口部34の近傍を通り、流体排出ヘッダー40に向かって流れる。

0045

かかる層流の例では、乾燥処理ユニット17の内部において、保持板32におけるウェハWと蓋部材33との間に開孔32aが形成され、かかる開孔32aを処理流体70の層流が通過する。

0046

なお、本体31内部への処理流体70の供給時と、本体31からの処理流体70の排出時とにウェハWに加えられうる負荷を軽減する観点からは、流体供給ヘッダーおよび流体排出ヘッダーは、それぞれ複数個設けられることが好ましい。

0047

乾燥処理ユニット17は、さらに、不図示の押圧機構を備える。かかる押圧機構は、本体31内部の処理空間内に供給された超臨界状態の処理流体70によってもたらされる内圧に抗して、本体31に向けて蓋部材33を押し付け、処理空間を密閉する機能を有する。また、かかる処理空間内に供給された処理流体70が所定の温度を保てるように、本体31の表面には、断熱材やテープヒータなどが設けられていてもよい。

0048

次に、図4を参照しながら、乾燥処理ユニット17のシステム全体の構成について説明する。図4は、実施形態に係る乾燥処理ユニット17のシステム全体の構成例を示す図である。かかるシステム全体には、乾燥処理ユニット17と、乾燥処理ユニット17に処理流体70(図6参照)を供給する供給流路50aと、乾燥処理ユニット17内から処理流体70を排出する排出流路50bとが含まれる。

0049

かかるシステム全体において、乾燥処理ユニット17より上流側には流体供給源51が設けられており、かかる流体供給源51から供給流路50aを経由して乾燥処理ユニット17に処理流体70が供給される。流体供給源51には、たとえば、CO2の処理流体70を発生させるための原料CO2が貯蔵される。

0050

また、供給流路50aにおける流体供給源51と乾燥処理ユニット17との間には、上流側から下流側に向かって、バルブ52aと、オリフィス55aと、フィルタ57と、バルブ52bとが順次設けられる。なお、ここでいう上流側および下流側の用語は、供給流路50a(または排出流路50b)における処理流体70の流れ方向を基準とする。

0051

バルブ52aは、流体供給源51からの処理流体70の供給のオンおよびオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の供給流路50aに処理流体70を流し、閉状態では下流側の供給流路50aに処理流体70を流さない。たとえば、バルブ52aが開状態にある場合、16〜20MPa程度の高圧の処理流体70が、流体供給源51からバルブ52aを介して供給流路50aに供給される。

0052

オリフィス55aは、流体供給源51から供給される処理流体70の圧力を調整する機能を有する。オリフィス55aは、たとえば、かかるオリフィス55aより下流側の供給流路50aに、16MPa程度に圧力が調整された処理流体70を流通させることができる。

0053

フィルタ57は、オリフィス55aから送られてくる処理流体70に含まれる異物を取り除き、クリーンな処理流体70を下流側に流す。

0054

バルブ52bは、乾燥処理ユニット17への処理流体70の供給のオンおよびオフを調整するバルブである。バルブ52bから乾燥処理ユニット17に接続される供給流路50aは、図3に示した供給ポート35に接続され、バルブ52bを流れる処理流体70は、供給ポート35と流体供給ヘッダー38とを介して、本体31内部に供給される。

0055

なお、図4に示す乾燥処理ユニット17のシステム全体では、フィルタ57とバルブ52bとの間で供給流路50aが分岐している。具体的には、フィルタ57とバルブ52bとの間の供給流路50aからは、バルブ52cとオリフィス55bとを介して乾燥処理ユニット17に接続される供給流路50aと、バルブ52dとチェックバルブ58aとを介してパージ装置62に接続される供給流路50aとが分岐して延在する。

0056

バルブ52cとオリフィス55bとを介して乾燥処理ユニット17に接続される供給流路50aは、乾燥処理ユニット17への処理流体70の供給のための補助的な流路である。かかる供給流路50aは、図3に示した供給ポート36に接続され、バルブ52cを流れる処理流体70は、供給ポート36と流体供給ヘッダー39とを介して、本体31内部に供給される。

0057

バルブ52dとチェックバルブ58aとを介してパージ装置62に接続される供給流路50aは、窒素などの不活性ガスを乾燥処理ユニット17に供給するための流路であり、たとえば、流体供給源51からの乾燥処理ユニット17に対する処理流体70の供給が停止している間に活用される。

0058

たとえば、乾燥処理ユニット17を不活性ガスで満たして清浄な状態を保つ場合には、バルブ52dとバルブ52bとが開状態に制御され、パージ装置62から供給流路50aに送られた不活性ガスはチェックバルブ58aと、バルブ52dと、バルブ52bとを介して乾燥処理ユニット17に供給される。

0059

乾燥処理ユニット17のシステム全体において、乾燥処理ユニット17より下流側の排出流路50bには、バルブ52eと、圧力調整バルブ59と、バルブ52fと、排出バルブ60とが、上流側から下流側に向かって順次設けられる。

0060

バルブ52eは、乾燥処理ユニット17からの処理流体70の排出のオンおよびオフを調整するバルブである。乾燥処理ユニット17から処理流体70を排出する場合にはバルブ52eが開状態に制御され、乾燥処理ユニット17から処理流体70を排出しない場合にはバルブ52eが閉状態に制御される。

0061

なお、乾燥処理ユニット17とバルブ52eとの間に延在する排出流路50bは、排出ポート37に接続され、乾燥処理ユニット17の本体31内部の処理流体70は、図3に示した流体排出ヘッダー40と排出ポート37とを介して、バルブ52eに向かって送られる。

0062

圧力調整バルブ59は、乾燥処理ユニット17における処理流体70の圧力を調整するバルブであり、たとえば背圧弁によって構成することができる。圧力調整バルブ59の弁開度は、乾燥処理ユニット17内における処理流体70の所望の圧力に応じて、制御装置4の制御下で適応的に調整される。

0063

バルブ52fは、乾燥処理ユニット17からの処理流体70の外部への排出のオンおよびオフを調整するバルブである。処理流体70を外部に排出する場合にはバルブ52fが開状態に制御され、処理流体70を排出しない場合にはバルブ52fが閉状態に制御される。

0064

排出バルブ60は、乾燥処理ユニット17からの処理流体70の排出量を調整するバルブであり、たとえば弁開度が調整可能な可変バルブにより構成することができる。排出バルブ60の弁開度は、本体31内部からの処理流体70の所望の排出量に応じて、制御装置4の制御下で適応的に調整される。

0065

そして、乾燥処理ユニット17から処理流体70を排出する場合、バルブ52eと、バルブ52fと、圧力調整バルブ59と、排出バルブ60とが開状態に制御される。ここで、乾燥処理ユニット17のシステム全体において、処理流体70の外部への排出を可変バルブである排出バルブ60を介して行うことにより、処理流体70の外部への排出量を細かく制御することができる。

0066

また、上述の供給流路50aおよび排出流路50bの様々な箇所には、処理流体70の圧力を検出する圧力センサと、処理流体70の温度を検出する温度センサとが設置される。図4に示す例では、バルブ52aとオリフィス55aとの間には圧力センサ53aと温度センサ54aとが設けられ、オリフィス55aとフィルタ57との間には圧力センサ53bと温度センサ54bとが設けられる。

0067

また、フィルタ57とバルブ52bとの間には圧力センサ53cが設けられ、バルブ52bと乾燥処理ユニット17との間には温度センサ54cが設けられ、オリフィス55bと乾燥処理ユニット17との間には温度センサ54dが設けられ、乾燥処理ユニット17には圧力センサ53dと温度センサ54eとが設けられる。

0068

さらに、乾燥処理ユニット17とバルブ52eとの間には圧力センサ53eと温度センサ54fとが設けられ、圧力調整バルブ59とバルブ52fとの間には圧力センサ53fと温度センサ54gとが設けられる。

0069

また、乾燥処理ユニット17において処理流体70が流れる任意の箇所には、ヒータHが設けられる。図4に示す例では、乾燥処理ユニット17より上流側の供給流路50aにおいて、バルブ52aとオリフィス55aとの間、オリフィス55aとフィルタ57との間、フィルタ57とバルブ52bとの間、およびバルブ52bと乾燥処理ユニット17との間にヒータHが設けられる。

0070

一方で、乾燥処理ユニット17や、乾燥処理ユニット17より下流側の排出流路50bを含む他の箇所にヒータHが設けられていてもよい。すなわち、流体供給源51から供給される処理流体70が外部に排出されるまでの全流路においてヒータHが設けられていてもよい。

0071

実施形態では、乾燥処理ユニット17に供給する処理流体70の温度を調整する観点から、少なくとも乾燥処理ユニット17より上流側を流れる処理流体70の温度を調整することができる箇所にヒータHが設けられていることが好ましい。

0072

図5は、実施形態に係る制御装置4の機能構成を示すブロック図である。上述のように、制御装置4は、制御部19と記憶部20とを備える。制御装置4は、図4に示した各種要素から計測信号を受信するとともに、図4に示した各種要素に制御指示信号を送信する。

0073

制御装置4は、たとえば、圧力センサ53a〜53fと、温度センサ54a〜54gとの計測結果を受信するとともに、バルブ52a〜52fと、圧力調整バルブ59と、排出バルブ60とに制御指示信号を送信する。なお、制御装置4が送受信可能な信号は特に限定されない。

0074

<超臨界状態の処理流体を用いた乾燥処理の概要>
次に、処理流体70を用いたIPA液体71の乾燥処理の概要について説明する。図6は、実施形態に係るIPA液体71の乾燥メカニズムを説明するための図であり、ウェハWが有するパターンPを簡略的に示す拡大断面図である。

0075

乾燥処理ユニット17においてCO2の処理流体70が乾燥処理ユニット17の本体31内部に導入された当初は、図6(a)に示すように、パターンPの間にはIPA液体71のみが充填されている。

0076

かかるパターンPの間のIPA液体71は、高圧状態(たとえば、16MPa)である超臨界状態の処理流体70と接触することで、徐々に超臨界状態の処理流体70に溶解し、図6(b)に示すように徐々に処理流体70と置き換わる。このとき、パターンPの間には、IPA液体71と超臨界状態の処理流体70とのほかに、IPA液体71と超臨界状態の処理流体70とが混合した状態の混合流体70aが存在する。

0077

さらに、パターンPの間でIPA液体71から超臨界状態の処理流体70への置換が進行するにしたがって、パターンPの間からはIPA液体71が除去され、最終的には図6(c)に示すように、超臨界状態の処理流体70のみによってパターンPの間が満たされる。

0078

パターンPの間からIPA液体71が除去された後に、本体31内の圧力を高圧状態から大気圧まで減圧することによって、図6(d)に示すように、CO2の処理流体70は超臨界状態から気体状態に変化し、パターンPの間は気体のみによって占められる。このようにしてパターンPの間のIPA液体71は除去され、ウェハWの乾燥処理が完了する。

0079

なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてIPA液体71を用い、処理流体70としてCO2を用いているが、IPA以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、CO2以外の流体を処理流体70として用いてもよい。

0080

ここで、超臨界状態の処理流体70は、液体(たとえばIPA液体71)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、超臨界状態の処理流体70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。これにより、上述の超臨界状態の処理流体70を用いた乾燥処理では、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ことから、パターンPのパターン倒れを抑制することができる。

0081

一方で、図6で説明した超臨界状態の処理流体70を用いた乾燥処理において、乾燥処理ユニット17内の圧力を高圧状態から大気圧まで減圧する際に、従来は弁開度が一定のオリフィスを経由して減圧していたことから、乾燥処理ユニット17を大気圧まで減圧するのに多くの時間が必要となっていた。したがって、超臨界状態の処理流体70を用いた乾燥処理全体に要する時間が長くなっていた。

0082

そこで、実施形態に係る基板処理システム1の乾燥処理によれば、所定の減圧処理を行うことにより、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる。

0083

<乾燥処理における減圧処理の詳細>
つづいて、図7Aおよび図7Bを参照しながら、実施形態に係る基板処理システム1の乾燥処理における減圧処理の詳細について説明する。図7Aは、実施形態に係る乾燥処理全体における時間と処理容器内の圧力との関係の一例を示す図である。

0084

乾燥処理ユニット17では、まず、時間T1まで基板搬入処理(ステップS1)が行われる。この基板搬入処理では、IPA液体71が液盛りされたウェハWを、乾燥処理ユニット17の内部に搬入する。したがって、図7Aに示すように、基板搬入処理において乾燥処理ユニット17内の圧力は大気圧(〜0MPa)である。

0085

基板搬入処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、時間T1から時間T2にかけて、処理流体70の流体導入処理(ステップS2)が行われる。かかる流体導入処理により、図7Aに示すように、乾燥処理ユニット17内の圧力は大気圧から第1圧力P1まで昇圧される。

0086

ここで、第1圧力P1は、処理流体70であるCO2が超臨界状態となる臨界圧力PS(約7.2MPa)以上の圧力であり、たとえば、16MPa程度である。したがって、かかる流体導入処理により、乾燥処理ユニット17内の処理流体70は超臨界状態に相変化する。そして、かかる超臨界状態の処理流体70に、ウェハW上のIPA液体71が溶け込み始める。

0087

液体導入処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、時間T2から時間T3にかけて、処理流体70の保持処理(ステップS3)が行われる。かかる保持処理では、まず、乾燥処理ユニット17への処理流体70の導入および排出を停止する。

0088

そして、ウェハWのパターンPの間における混合流体70aのIPA濃度およびCO2濃度が所定の濃度(たとえば、IPA濃度が30%以下、CO2濃度が70%以上)になるまで、乾燥処理ユニット17内の状態(たとえば、圧力)を一定に保持する。

0089

保持処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、時間T3から時間T4にかけて、処理流体70の流通処理(ステップS4)が行われる。かかる流通処理では、乾燥処理ユニット17内の圧力が第1圧力P1で一定になるように圧力調整バルブ59を制御しながら、供給流路50aと排出流路50bとに処理流体70を流通させる。

0090

かかる流通処理では、乾燥処理ユニット17内からはIPA液体71を含んだ処理流体70が排出されるとともに、ウェハW上にはIPA液体71を含まないフレッシュな処理流体70が供給される。したがって、かかる流通処理により、ウェハW上からのIPA液体71の除去が促進される。

0091

流通処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、時間T4から時間T5にかけて、乾燥処理ユニット17内の圧力を第1圧力P1から第2圧力P2まで減圧する第1減圧処理(ステップS5)が行われる。ここで、第2圧力P2は、第1圧力P1より低く、CO2の臨界圧力PSより高い圧力であり、たとえば、8MPa程度である。したがって、第1減圧処理において、乾燥処理ユニット17の内部は超臨界状態に維持される。

0092

図7Bは、実施形態に係る第1減圧処理、第2減圧処理および第3減圧処理での時間と排出バルブ60の弁開度との関係の一例を示す図である。第1減圧処理(ステップS5)において、図7Bに示すように、排出流路50bにおける排出バルブ60の弁開度は、所定の弁開度V1で一定である。なお、第1減圧処理以降において、圧力調整バルブ59はたとえば全開状態に制御され、維持される。

0093

ここで、排出バルブ60の弁開度V1は、従来の排出流路に用いられていたオリフィスの弁開度より大きい。したがって、実施形態によれば、乾燥処理ユニット17の減圧時間を短縮することができる。

0094

第1減圧処理につづいて、図7Aに示すように、乾燥処理ユニット17では、時間T5から時間T6にかけて、乾燥処理ユニット17内の圧力を第2圧力P2から第3圧力P3まで減圧する第2減圧処理(ステップS6)が行われる。ここで、第3圧力P3は、第2圧力P2および処理流体70の臨界圧力PSより低く、大気圧より高い圧力である。したがって、第2減圧処理において、乾燥処理ユニット17内の処理流体70は超臨界状態から気体状態に相変化する(図6(d)参照)。

0095

ここで、第2減圧処理では、排出バルブ60の弁開度を制御することにより、図7Aに示すように、第2圧力P2から第3圧力P3まで等しい減圧速度となるように、乾燥処理ユニット17の内部を減圧する。具体的には、乾燥処理ユニット17内の圧力を圧力センサ53dで測定しながら、可変バルブである排出バルブ60の弁開度を弁開度V1から弁開度V2に徐々に減少させ、その後、弁開度V3まで徐々に増加させるように制御部19で制御することにより(図7B参照)、等しい減圧速度で減圧することができる。

0096

ここで仮に、従来のオリフィスより弁開度が大きい一定の弁開度V1のまま、第1圧力P1から臨界圧力PS以下になるまで減圧した場合、乾燥処理ユニット17内の温度が下がり、乾燥処理ユニット17内の処理流体70が超臨界状態から気体状態に急激に相変化する。これにより、乾燥処理ユニット17内の処理流体70の状態が不安定になる恐れがある。

0097

そして、乾燥処理ユニット17内における処理流体70の状態が不安定になった場合、乾燥処理ユニット17の内部にパーティクルが発生したり、ウェハWのパターンPが倒れたりするなどの不具合が生じる恐れがある。

0098

しかしながら、実施形態では、第2減圧処理において等しい減圧速度となるように乾燥処理ユニット17の内部を減圧する。これにより、乾燥処理ユニット17が臨界圧力PS以下になる際に、乾燥処理ユニット17内の処理流体70の状態を安定に維持することができる。したがって、実施形態によれば、乾燥処理ユニット17内部でのパーティクルの発生や、ウェハWのパターンP倒れなどを抑制することができる。

0099

すなわち、実施形態では、乾燥処理ユニット17内の処理流体70を安定に維持したまま、乾燥処理ユニット17の減圧時間を短縮することができる。したがって、実施形態によれば、超臨界状態の処理流体70を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる。

0100

なお、第2減圧処理における減圧速度は、乾燥処理ユニット17内の処理流体70の状態を安定に維持することができる減圧速度であり、たとえば、0.6MPa/s程度である。

0101

第2減圧処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、時間T6から時間T7にかけて、乾燥処理ユニット17内の圧力を第3圧力P3から大気圧まで減圧する第3減圧処理(ステップS7)が行われる。かかる第3減圧処理では、図7Bに示すように、排出流路50bにおける排出バルブ60の弁開度が所定の弁開度V2で維持される。

0102

そして、第3減圧処理が終了する時間T7において、乾燥処理ユニット17の内部が大気圧に戻り、超臨界状態の処理流体70によるウェハWの乾燥処理が完了する。

0103

ここまで示したように、実施形態における乾燥処理では、乾燥処理ユニット17内の減圧処理(第1減圧処理〜第3減圧処理)において、排出流路50bに設けられる排出バルブ60の弁開度を、第1圧力P1から第2圧力P2までは大きくし、第2圧力P2から徐々に小さくし、その後、大気圧になるまで徐々に大きくするように制御している(図7B参照)。これにより、乾燥処理ユニット17内のCO2を安定に維持したまま、乾燥処理ユニット17の減圧時間を短縮することができる。

0104

また、実施形態では、可変バルブである排出バルブ60を用いて第2減圧処理を実施している。これにより、弁開度を細かく制御しながら減圧することができることから、等しい減圧速度を安定して実現することができる。したがって、実施形態によれば、可変バルブである排出バルブ60を用いることにより、乾燥処理ユニット17内部でのパーティクルの発生や、ウェハWのパターンP倒れなどを効果的に抑制することができる。

0105

なお、実施形態では、図7Aに示したように、流体導入処理(ステップS2)において乾燥処理ユニット17内の圧力を一定の割合で上昇させているが、流体導入処理では乾燥処理ユニット17内の圧力を一定の割合で上昇させなくともよい。

0106

また、実施形態では、図7Bに示したように、第2減圧処理(ステップS6)において排出バルブ60の弁開度を徐々に小さくし、その後、徐々に大きくさせているが、第2減圧処理では排出バルブ60の弁開度を一定の割合で減少させてもよく、乾燥処理ユニット17内の圧力が等しい減圧速度となるように制御すればよい。

0107

さらに、実施形態では、排出流路50bにエジェクタ別途設けてもよい。エジェクタとは、排出流路50bとは異なる流路に液体や気体などの流体を通流させて、かかる異なる流路における流体の流れを利用して、乾燥処理ユニット17内を減圧することができる器具である。かかるエジェクタにより、乾燥処理ユニット17内の処理流体70を強制排気することができる。

0108

ここで、実施形態では、第3減圧処理(ステップS7)の際にエジェクタを動作させて乾燥処理ユニット17内を減圧することにより、処理流体70を強制排気することができることから、第3減圧処理(ステップS7)の減圧時間をさらに短縮することができる。

0109

この場合、たとえば、第3圧力P3を0.3MPa程度に設定することにより、高価な高圧仕様のエジェクタではなく、一般的なエジェクタを用いて第3減圧処理(ステップS7)を実施することができることから、低コストで基板処理システム1の乾燥処理を実施することができる。

0110

図8は、実施形態に係る基板処理システム1の乾燥処理における処理手順を示すフローチャートである。なお、図8に示す基板処理システム1の乾燥処理は、制御装置4の記憶部20に格納されているプログラムを制御部19が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて制御部19が洗浄処理ユニット16や乾燥処理ユニット17などを制御することにより実行される。

0111

まず、基板搬送装置18(図1参照)は、洗浄処理ユニット16にウェハWを搬入する。ウェハWは、パターンPが形成されたおもて面を上方に向けた状態でウェハ保持機構25(図2参照)に保持される。その後、制御部19は、洗浄処理ユニット16を制御して、ウェハWの洗浄処理を行う。

0112

かかる洗浄処理は、たとえば、スピン洗浄により、最初にSC1液によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、DIWによるリンス洗浄が行われる。その後、DHFによる自然酸化膜の除去が行われ、次に、DIWによるリンス洗浄が行われる。最後に、ウェハ保持機構25を回転させながら、ウェハWの表面および裏面にIPA液体71を所定の量供給し、ウェハWの両面に残存しているDIWと置換する。その後、ウェハ保持機構25の回転を緩やかに停止する。

0113

洗浄処理の最後に供給され液盛りされるIPA液体71の量は、たとえば、洗浄処理ユニット16から乾燥処理ユニット17へのウェハWの搬送中や、乾燥処理ユニット17への搬入中に、ウェハW表面のIPA液体71が蒸発することによってパターンPにパターン倒れが発生することを防ぐのに十分な量である。

0114

つづいて、基板搬送装置18は、液盛りされたウェハWを洗浄処理ユニット16から搬出し、乾燥処理ユニット17内に搬入する基板搬入処理を行う(ステップS1)。かかる基板搬入処理では、まず、IPA液体71が液盛りされたウェハWが保持板32(図3参照)に保持される。その後、保持板32と蓋部材33とが、液盛りされたウェハWとともに本体31の内部に収容され、蓋部材33により開口部34が密閉される。

0115

なお、基板搬入処理の際には、図4に示したバルブ52a〜52fと、圧力調整バルブ59と、排出バルブ60とが、すべて閉状態に制御される。

0116

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内に導入する流体導入処理が行われる(ステップS2)。かかる流体導入処理では、制御部19が、バルブ52a、52b、52c、52e、52fと、排出バルブ60とを、閉状態から開状態に変更する。また、制御部19が圧力調整バルブ59の弁開度を制御し、乾燥処理ユニット17内の処理流体70の圧力が所定の第1圧力P1に到達するように調整する。なお、バルブ52dは閉状態が維持される。

0117

流体導入処理において、乾燥処理ユニット17内では、ウェハW上のIPA液体71が超臨界状態の処理流体70に溶け込み始める。そして、超臨界状態の処理流体70とウェハW上のIPA液体71が混ざり始めると、混合流体70aではIPAとCO2とが局所的に様々な比率となり、CO2の臨界圧力も局所的に様々な値となりうる。

0118

しかしながら、実施形態に係る流体導入処理では、乾燥処理ユニット17内への処理流体70の供給圧力が、CO2の全ての臨界圧力より高い圧力(すなわち臨界圧力の最大値より高い圧力)になるように調整している。これにより、混合流体70aのIPA及びCO2の比率に関わらず、乾燥処理ユニット17内の処理流体70は超臨界状態又は液体状態となり、気体状態にはならない。

0119

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内で保持する保持処理が行われる(ステップS3)。かかる保持処理では、制御部19が、バルブ52b、52c、52eを開状態から閉状態に変更し、乾燥処理ユニット17への処理流体70の導入および排出を停止する。なお、バルブ52a、52fと排出バルブ60とは開状態が維持され、バルブ52dは閉状態が維持される。また、圧力調整バルブ59は、乾燥処理ユニット17内の圧力が第1圧力P1となる所定の弁開度に維持される。

0120

かかる保持処理では、処理流体70が超臨界状態を維持できる程度に乾燥処理ユニット17内の圧力が保たれており、実施形態では第1圧力P1に保たれる。そして、ウェハWのパターンPの間の混合流体70aのIPA濃度およびCO2濃度が所定の濃度になるまで、乾燥処理ユニット17内の状態が一定に保持される。

0121

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内に流通させる流通処理が行われる(ステップS4)。かかる流通処理では、制御部19が、バルブ52b、52c、52eを閉状態からふたたび開状態に変更し、乾燥処理ユニット17への処理流体70の導入および排出を再開させる。また、圧力調整バルブ59は、乾燥処理ユニット17内の処理流体70の圧力が第1圧力P1となる弁開度で維持され、バルブ52dは閉状態が維持される。

0122

そして、かかる流通処理は、パターンP間のIPA液体71が処理流体70に置換され、乾燥処理ユニット17内に残留するIPA液体71が十分に低減した段階(たとえば、乾燥処理ユニット17内のIPA濃度が0%〜数%に達した段階)まで実施される。

0123

なお、実施形態では、流通処理を所定の圧力(ここでは第1圧力P1)で一定になるように実施しているが、流通処理における処理流体70の圧力の推移はかかる場合に限られない。

0124

たとえば、流通処理において処理流体70の昇圧処理降圧処理とをくり返すことにより、パターンP間でのIPA液体71から処理流体70への置換を効果的に促すことができることから、乾燥処理を短時間で行うことができる。なお、かかる処理流体70の昇圧処理および降圧処理は、圧力センサ53dで乾燥処理ユニット17内の圧力を測定しながら、圧力調整バルブ59および排出バルブ60の弁開度を適宜制御することにより実施することができる。

0125

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内から排出し、乾燥処理ユニット17内を減圧する第1減圧処理が行われる(ステップS5)。かかる第1減圧処理では、制御部19が、バルブ52a〜52cを開状態から閉状態に変更し、乾燥処理ユニット17への処理流体70の供給を停止する。

0126

また、制御部19が圧力調整バルブ59を全開状態に変更するとともに、排出バルブ60の弁開度を弁開度V1に変更して保持する。かかる弁開度V1は、たとえば、排出バルブ60が全開状態となる弁開度である。なお、バルブ52d、52fは開状態が維持され、バルブ52dは閉状態が維持される。

0127

そして、第1減圧処理は、乾燥処理ユニット17内の圧力が第1圧力P1から所定の第2圧力P2になるまで実施される。

0128

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内から引き続き排出し、乾燥処理ユニット17内をさらに減圧する第2減圧処理が行われる(ステップS6)。かかる第2減圧処理では、バルブ52a〜52fと圧力調整バルブ59との開閉状態が、第1減圧処理における開閉状態のまま維持される。

0129

一方で、乾燥処理ユニット17内の圧力が等しい減圧速度になるよう、制御部19が排出バルブ60の弁開度を調整する。たとえば、図7Bに示すように、制御部19は、排出バルブ60の弁開度が弁開度V1から弁開度V2まで徐々に減少させ、その後、弁開度V3まで徐々に増加するように変化させる。

0130

そして、第2減圧処理は、乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2から所定の第3圧力P3になるまで実施される。

0131

つづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内から引き続き排出し、乾燥処理ユニット17内をさらに減圧する第3減圧処理が行われる(ステップS7)。かかる第3減圧処理では、バルブ52a〜52fと圧力調整バルブ59との開閉状態が、第2減圧処理における開閉状態のまま維持される。また、制御部19が排出バルブ60の弁開度を弁開度V3のまま保持する。

0132

そして、第3減圧処理は、乾燥処理ユニット17内の圧力が第3圧力P3から大気圧になるまで実施される。なお、第3減圧処理では、上述のように、排出流路50bにエジェクタを別途設け、かかるエジェクタを動作させて処理流体70を強制排気してもよい。かかる第3減圧処理が終了すると、乾燥処理ユニット17での乾燥処理が完了する。

0133

<変形例>
以降においては、実施形態に係る基板処理システム1における乾燥処理の各種変形例について説明する。まずは、図9A図9Bおよび図10を参照しながら、乾燥処理の変形例1について説明する。

0134

図9Aは、実施形態の変形例1に係る乾燥処理全体における時間と処理容器内の圧力との関係の一例を示す図である。図9Aに示すように、変形例1では、第2減圧処理(ステップS6)を乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2から第3圧力P3になるまで行うのではなく、乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2から大気圧になるまで行う。

0135

すなわち、変形例1では、時間T5から時間T6aにかけて、乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2から大気圧になるまで、等しい減圧速度で乾燥処理ユニット17内を減圧する。換言すると、実施形態における第3圧力P3は、変形例1では大気圧と等しい圧力である。

0136

変形例1によれば、第2圧力P2から大気圧になるまで等しい減圧速度で乾燥処理ユニット17内を減圧することにより、図9Aに示すように、乾燥処理ユニット17内を大気圧まで素早く減圧することができる。

0137

図9Bは、実施形態の変形例1に係る第1減圧処理(ステップS5)および第2減圧処理(ステップS6)での時間と排出バルブ60の弁開度との関係の一例を示す図である。図9Bに示すように、変形例1では、乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2となる時間T5から、大気圧になる時間T6aまで、制御部19が排出バルブ60の弁開度を弁開度V1から弁開度V2aまで徐々に減少させ、その後、弁開度V1まで徐々に増加させる。これにより、第2減圧処理において、大気圧まで等しい減圧速度で乾燥処理ユニット17内を減圧することができる。

0138

図10は、実施形態の変形例1に係る基板処理システム1の乾燥処理における処理手順を示すフローチャートである。変形例1に係る基板処理システム1の乾燥処理では、実施形態と同様に、基板搬入処理(ステップS1)と、流体導入処理(ステップS2)と、保持処理(ステップS3)と、流通処理(ステップS4)と、第1減圧処理(ステップS5)とが順に行われる。これらの処理については説明を省略する。

0139

第1減圧処理につづいて、乾燥処理ユニット17では、処理流体70を乾燥処理ユニット17内から引き続き排出し、乾燥処理ユニット17内をさらに減圧する第2減圧処理が行われる(ステップS6)。かかる第2減圧処理では、バルブ52a〜52fと圧力調整バルブ59との開閉状態が、第1減圧処理における開閉状態のまま維持される。

0140

一方で、乾燥処理ユニット17内の圧力が等しい減圧速度になるよう、制御部19が排出バルブ60の弁開度を調整する。たとえば、図9Bに示すように、制御部19は、排出バルブ60の弁開度が弁開度V1から弁開度V2aまで徐々に減少させ、その後、弁開度V1まで徐々に増加するように変化させる。

0141

そして、第2減圧処理は、乾燥処理ユニット17内の圧力が第2圧力P2から大気圧になるまで実施される。かかる第2減圧処理が終了すると、変形例1における乾燥処理ユニット17での乾燥処理が完了する。

0142

すなわち、変形例1では、実施形態における第3減圧処理(ステップS7)が省略され、第1減圧処理と第2減圧処理とにより、乾燥処理ユニット17内の圧力が大気圧になるまで減圧される。

0143

つづいて、図11Aおよび図11Bを参照しながら、乾燥処理の変形例2について説明する。図11Aは、実施形態の変形例2にかかる乾燥処理ユニット17のシステムの構成例を示す図である。なお、図11では、乾燥処理ユニット17のシステム全体のうち、乾燥処理ユニット17および下流側の排出流路50bのみを示している。

0144

図11Aに示すように、変形例2において、乾燥処理ユニット17から処理流体70を排出する排出流路50bは、バルブ52fの下流側で並列になるように設けられる。たとえば、図11Aに示すように、バルブ52fの下流側で4並列になるように設けられる。

0145

さらに、かかる4並列に設けられる排出流路50bには、4つのバルブ60a〜60dがそれぞれ設けられる。すなわち変形例2では、排出バルブ60が、並列に設けられる複数のバルブ60a〜60dにより構成されている。

0146

図11Bは、実施形態の変形例2に係る第1減圧処理、第2減圧処理および第3減圧処理での時間と排出バルブ60の弁開度との関係の一例を示す図である。図11Bに示す第1減圧処理(ステップS5)における排出バルブ60の弁開度V1は、4つのバルブ60a〜60dの弁開度の合計値である。すなわち、変形例2において、第1減圧処理では、4つのバルブ60a〜60dがすべて開状態に制御される。

0147

そして、第1減圧処理につづいて行われる第2減圧処理(ステップS6)では、時間T5から時間T6bにかけて、制御部19が、バルブ60a〜60dを所定の組み合わせで開閉することにより、排出バルブ60の弁開度を階段状にV1から減少させ、その後、弁開度V2bまで段階的に増加させる。このように、変形例2では、排出バルブ60の弁開度を階段状に減少させ、その後、段階的に増加させることにより、乾燥処理ユニット17内の圧力を等しい減圧速度で減圧することができる。

0148

さらに、第2減圧処理につづいて行われる第3減圧処理(ステップS7)では、時間T6bから時間T7bにかけて、制御部19が、バルブ60a〜60dのうち所定の1つのバルブを開状態に維持することにより、排出バルブ60の弁開度を弁開度V2bに維持する。

0149

変形例2では、ここまで示したように、排出バルブ60が複数のバルブ60a〜60dで構成されている。これにより、全開または全閉状態のみが制御可能である安価なバルブ60a〜60dを用いて乾燥処理を実施することができる。したがって、低コストで基板処理システム1の乾燥処理を実施することができる。

0150

なお、上述の変形例2では、排出流路50bおよび複数のバルブ60a〜60dが4並列で構成されているが、4並列に限られることはなく、複数並列であればよい。

0151

さらに、上述の変形例2では、第2減圧処理の後に第3減圧処理を実施して乾燥処理ユニット17内を大気圧まで減圧しているが、変形例1に示したように、乾燥処理ユニット17内が大気圧になるまで第2減圧処理を実施してもよい。

0152

実施形態に係る基板処理装置は、超臨界状態の処理流体70を用いて、基板(ウェハW)を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置(基板処理システム1)であって、乾燥処理が行われる処理容器(乾燥処理ユニット17)と、処理容器(乾燥処理ユニット17)内から処理流体70を排出する排出流路50bに設けられる排出バルブ60と、排出バルブ60を制御する制御部19と、を備える。そして、制御部19は、処理流体70が超臨界状態である第1圧力P1から、第1圧力P1より低い第2圧力P2と、第2圧力P2より低い第3圧力P3とを経て、大気圧まで処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧する場合において、第2圧力P2から第3圧力P3まで等しい減圧速度となるように排出バルブ60の弁開度を制御する。これにより、超臨界状態の処理流体70を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる。

0153

また、実施形態に係る基板処理装置において、処理流体70は、第2圧力P2では超臨界状態であり、第3圧力P3では気体状態である。これにより、乾燥処理ユニット17内部でのパーティクルの発生や、ウェハWのパターンP倒れなどを抑制することができる。

0154

また、実施形態に係る基板処理装置において、制御部19は、処理容器(乾燥処理ユニット17)を第1圧力P1から大気圧まで減圧する場合において、弁開度を徐々に小さくし、その後、弁開度が徐々に大きくなるように排出バルブ60を制御する。これにより、乾燥処理ユニット17内のCO2を安定に維持したまま、乾燥処理ユニット17の減圧時間を短縮することができる。

0155

また、実施形態に係る基板処理装置において、第3圧力P3は、大気圧と等しい圧力である。これにより、乾燥処理ユニット17内を大気圧まで素早く減圧することができる。

0156

また、実施形態に係る基板処理装置において、排出バルブ60は、弁開度が調整可能な可変バルブである。これにより、乾燥処理ユニット17内部でのパーティクルの発生や、ウェハWのパターンP倒れなどを効果的に抑制することができる。

0157

また、実施形態に係る基板処理装置において、排出流路50bは、少なくとも一部が並列になるように設けられ、排出バルブ60は、並列に設けられる排出流路50bにそれぞれ設けられる複数のバルブ60a〜60dで構成される。これにより、低コストで基板処理システム1の乾燥処理を実施することができる。

0158

また、実施形態に係る基板処理装置において、排出流路50bには、排出流路50bとは異なる流路に流体を通流させ、かかる異なる流路の流体の流れを利用して処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧するエジェクタがさらに設けられ、第3圧力から大気圧までエジェクタを動作させて処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧する。これにより、第3減圧処理(ステップS7)の減圧時間をさらに短縮することができる。

0159

また、実施形態に係る基板処理方法は、超臨界状態の処理流体70を用いて、基板(ウェハW)を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理方法であって、第1減圧工程(ステップS5)と、第2減圧工程(ステップS6)と、第3減圧工程(ステップS7)と、を含む。第1減圧工程(ステップS5)は、処理流体70が超臨界状態である第1圧力P1から、第1圧力P1より低い第2圧力P2まで乾燥処理が行われる処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧する。第2減圧工程(ステップS6)は、第2圧力P2から、第2圧力P2より低い第3圧力P3まで処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧する。第3減圧工程(ステップS7)は、第3圧力P3から大気圧まで処理容器(乾燥処理ユニット17)内を減圧する。そして、第2減圧工程(ステップS6)は、処理容器(乾燥処理ユニット17)内の圧力が等しい減圧速度となるように行う。これにより、超臨界状態の処理流体を用いた乾燥方法において、乾燥処理全体に要する時間を短くすることができる。

0160

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

0161

Wウェハ
1基板処理システム
4制御装置
16洗浄処理ユニット
17乾燥処理ユニット
19 制御部
50b排出流路
60排出バルブ
60a〜60dバルブ
70処理流体
71IPA液体
P1 第1圧力
P2 第2圧力
P3 第3圧力

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ