(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、
前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、
この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、
この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、
前記流体供給路における流量調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、
前記処理容器内の圧力を減圧するための減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、
前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去するステップと、次いで、前記遮断部を遮断状態とする一方、前記開閉弁と減圧弁とを開いた状態とすることにより、前記流体供給路と処理容器との内部を減圧するステップと、その後、前記基板を当該処理容器から搬出し、前記開閉弁を閉じるステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、
前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、
この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、
この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、
前記流体供給路における流調調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、
前記遮断部と開閉弁との間の流体供給路から分岐し、当該流体供給路内の流体を排出して減圧するための第１の減圧弁が設けられた分岐路と、
前記処理容器内の圧力を減圧するための第２の減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、
前記第１の減圧弁を閉じる一方、前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去するステップと、次いで、前記遮断部を遮断状態とすると共に開閉弁を閉じる一方、第２の減圧弁を開いた状態とすることにより、前記処理容器の内部を減圧するステップと、前記遮断部が遮断状態となり、開閉弁が閉じられた後、前記第１の減圧弁を開いて、前記流体供給路に残存する流体を分岐路から排出するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
前記高圧流体は、超臨界状態または亜臨界状態の流体であり、前記処理容器には、前記流体供給源から高圧流体が供給されるか、または当該処理容器内で前記原料流体が加熱されて高圧流体となることにより、前記乾燥防止用の液体が当該高圧流体に抽出されて基板の表面から除去される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】
前記処理容器は、基板の表面の乾燥防止用の液体を加熱するための加熱部を備え、
前記高圧流体は、前記乾燥防止用の液体を加熱して超臨界状態または亜臨界状態にしたときに液体にならず、当該乾燥防止用の液体の気化を防止するための加圧用の流体であり、
前記乾燥防止用の液体は、前記高圧流体と接触して加圧された雰囲気下で前記加熱部により加熱され、液体から超臨界状態また亜臨界状態に直接変化することにより基板の表面から除去される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５】
線幅が２０ｎｍ以下のパターンが形成された基板から乾燥防止用の液体を除去する処理が行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載された基板処理装置。
【請求項６】
基板から乾燥防止用の液体を除去する処理を行う際の前記処理容器内の圧力が５ＭＰａ以上であり、当該処理容器内の圧力が大気圧まで減圧され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】
基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、前記流体供給路における当該流量調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、前記処理容器内の圧力を減圧するための減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、を用いた基板処理方法であって、
前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去する工程と、
次いで、前記遮断部を遮断状態とする一方、前記開閉弁と減圧弁とを開いた状態とすることにより、前記流体供給路と処理容器との内部を減圧する工程と、
その後、前記基板を前記処理容器から搬出し、前記開閉弁を閉じる工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、前記流体供給路における流量調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、前記遮断部と開閉弁との間の流体供給路から分岐し、当該流体供給路内の流体を排出して減圧するための第１の減圧弁が設けられた分岐路と、前記処理容器内の圧力を減圧するための第２の減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、を用いた基板処理方法であって、
前記第１の減圧弁を閉じる一方、前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去する工程と、
次いで、前記遮断部を遮断状態とすると共に開閉弁を閉じる一方、第２の減圧弁を開いた状態とすることにより、前記処理容器の内部を減圧する工程と、
遮断部が遮断状態となり、開閉弁が閉じられた後、前記第１の減圧弁を開いて、前記流体供給路に残存する流体を分岐路から排出する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
線幅が２０ｎｍ以下のパターンが形成された基板から乾燥防止用の液体を除去する処理が行われることを特徴とする請求項７または８に記載された基板処理方法。
【請求項１０】
基板から乾燥防止用の液体を除去する処理を行う際の前記処理容器内の圧力が５ＭＰａ以上であり、当該処理容器内の圧力が大気圧まで減圧されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項１１】
基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項７ないし１０のいずれか一つに記載された基板処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧流体を接触させて基板の表面に付着した液体を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）など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】
ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液処理工程にてウエハの表面に付着した液体などを除去する際に、いわゆるパターン倒れと呼ばれる現象が問題となっている。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付着した液体を除去する手法として超臨界状態や亜臨界状態の流体（背景技術の説明では、これらをまとめて超臨界流体という）を用いる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、また液体を抽出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、ウエハ表面に付着した液体を超臨界流体に溶解させたり、置換したりした後、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】
発明者らは、このような超臨界流体を利用してウエハ表面の液体を除去する技術の実用化開発を行っている。この開発実験の過程において、予めクリーニングした処理容器内にて超臨界流体を用いてウエハ表面の液体を除去する実験を行った後、同じ処理容器内で別のウエハに対して同様の処理を行うと、２枚目以降のウエハには、１枚目のウエハと比べて多くのパーティクルが付着する現象が観察された。
【０００６】
ここで特許文献１には、基板上に形成されたパターンに付着したリンス液を液体二酸化炭素と置換し、この二酸化炭素を加温して超臨界状態にしてから気化させることにより基板を乾燥させる方法が記載されている。しかしながら当該特許文献１には、上述のパーティクル付着現象を見出した旨の既述もなく、その解決方法も記載されていない。
【０００７】
またここで上述の特許文献１に記載されているように、基板に付着している液体を除去する処理を終えた後は、反応室（処理容器）に液体二酸化炭素を供給する配管（供給配管）のバルブを閉じてから、排出口側のバルブを開いて反応室内の圧力を低下させる動作が一般に採用される。この場合には、供給側のバルブよりも上流側の配管内には液体二酸化炭素が残っていることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１５８５９１号公報：段落００２９、００３９〜００４０、図１、２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、高圧流体と接触させて基板に付着した液体を除去する処理を実施する過程で、基板にパーティクルが付着しにくい基板処理装置、基板処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る基板処理装置は、基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、
前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、
この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、
この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、
前記流体供給路における流量調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、
前記処理容器内の圧力を減圧するための減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、
前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去するステップと、次いで、前記遮断部を遮断状態とする一方、前記開閉弁と減圧弁とを開いた状態とすることにより、前記流体供給路と処理容器との内部を減圧するステップと、その後、前記基板を当該処理容器から搬出し、前記開閉弁を閉じるステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、他の発明に係わる基板処理装置は、基板の表面の乾燥防止用の液体に高圧流体を接触させて、前記乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる処理容器と、
前記高圧流体またはこの高圧流体の原料流体を、大気圧よりも高圧の状態で供給するための流体供給源と、
この流体供給源と処理容器とを接続する流体供給路と、
この流体供給路に上流側からこの順に設けられた流量調整部及び開閉弁と、
前記流体供給路における流調調整部の上流側に設けられ、または流量調整部を兼用する遮断部と、
前記遮断部と開閉弁との間の流体供給路から分岐し、当該流体供給路内の流体を排出して減圧するための第１の減圧弁が設けられた分岐路と、
前記処理容器内の圧力を減圧するための第２の減圧弁が設けられ、当該処理容器内の流体の排出が行われる排出路と、
前記第１の減圧弁を閉じる一方、前記遮断部を開き、流量調整部により流量を調整した状態で前記開閉弁を開いて処理容器に高圧流体を導入し、または前記原料流体を導入して高圧流体に変化させ、基板の表面から乾燥防止用の液体を除去するステップと、次いで、前記遮断部を遮断状態とすると共に開閉弁を閉じる一方、第２の減圧弁を開いた状態とすることにより、前記処理容器の内部を減圧するステップと、前記遮断部が遮断状態となり、開閉弁が閉じられた後、前記第１の減圧弁を開いて、前記流体供給路に残存する流体を分岐路から排出するステップと、を実行するように制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上述の各基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。  
（ａ）前記高圧流体は、超臨界状態または亜臨界状態の流体であり、前記処理容器には、前記流体供給源から高圧流体が供給されるか、または当該処理容器内で前記原料流体が加熱されて高圧流体となることにより、前記乾燥防止用の液体が当該高圧流体に抽出されて基板の表面から除去されること。
（ｂ）前記処理容器は、基板の表面の乾燥防止用の液体を加熱するための加熱部を備え、前記高圧流体は、前記乾燥防止用の液体を加熱して超臨界状態または亜臨界状態にしたときに液体にならず、当該乾燥防止用の液体の気化を防止するための加圧用の流体であり、前記乾燥防止用の液体は、前記高圧流体と接触して加圧された雰囲気下で前記加熱部により加熱され、液体から超臨界状態また亜臨界状態に直接変化することにより基板の表面から除去されること。  
（ｃ）線幅が２０ｎｍ以下のパターンが形成された基板から乾燥防止用の液体を除去する処理が行われること。  
（ｄ）基板から乾燥防止用の液体を除去する処理を行う際の前記処理容器内の圧力が５ＭＰａ以上であり、当該処理容器内の圧力が大気圧まで減圧されること。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、基板に付着した液体に高圧流体を接触させて、当該液体を除去する処理を終えた後、処理が行われた処理容器、及びこの処理容器に前記高圧流体等を供給する流体供給路の減圧を併せて行うので、流体供給路と処理容器との間に急激な圧力差を発生させずに、処理容器を介して流体供給路内に残存する流体を外部へと排出できる。この結果、流体供給路に残存する流体が処理容器に流れ込む際の圧力低下幅を小さくして、当該流体の密度低下に起因する処理容器内部の汚染の発生を抑制できる。
【００１４】
また他の発明は、基板に付着した液体に高圧流体を接触させて、当該液体を除去する処理を行った処理容器から流体を排出して減圧を行う排出路とは別に、前記処理容器に高圧流体等を供給する流体供給路から分岐させた分岐路を設けている。この結果、処理容器を経由することなく流体供給路内部に残存する流体を排出できるので、当該流体が処理容器に流れ込む際の密度低下に起因する汚染の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】洗浄処理システムの横断平面図である。
【図２】前記洗浄処理システムの外観斜視図である。
【図３】前記洗浄処理システムに設けられている洗浄装置の縦断側面図である。
【図４】実施の形態に係わる超臨界処理装置の構成図である。
【図５】前記超臨界処理装置の処理容器の外観斜視図である。
【図６】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７】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８】前記超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図９】前記超臨界処理装置の作用を示す第４の説明図である。
【図１０】前記超臨界処理装置の作用を示す第５の説明図である。
【図１１】他の実施の形態に係わる超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。
【図１２】前記他の超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。
【図１３】前記他の超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。
【図１４】前記他の超臨界処理装置の作用を示す第４の説明図である。
【図１５】前記他の超臨界処理装置の作用を示す第５の説明図である。
【図１６】実施例の結果を示す説明図である。
【図１７】比較例の結果を示す説明図である。
【図１８】超臨界処理装置から処理後の流体を排出する動作の従来法を示す第１の説明図である。
【図１９】前記処理後の流体を排出する動作の従来法を示す第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係わる基板処理装置の実施の形態である超臨界処理装置の具体的構成を説明する前に、背景技術にて説明したウエハへのパーティクル付着現象の発生原因について説明する。例えば二酸化炭素（ＣＯ２：臨界温度３１℃、臨界圧力（絶対圧）７．４ＭＰａ）を高圧流体として、超臨界状態のＣＯ２をウエハＷ表面の液体と接触させて除去する超臨界処理装置について考える。
【００１７】
例えば図１８、図１９には、ウエハＷに付着した液体を除去する処理を終えた後、高圧流体（超臨界ＣＯ２）を排出する際の超臨界処理装置の従来の動作を示している。図中、３１はウエハＷから液体を除去する処理を行う処理容器、３７は処理容器３１に超臨界状態のＣＯ２を供給する流体供給源、３５１は流体供給源３７から供給された超臨界ＣＯ２を処理容器３１に送る流体供給ライン（流体供給路）、３４１は処理容器３１内の超臨界ＣＯ２を排出する排出ライン（排出路）である。
【００１８】
また流体供給ライン３５１には、超臨界ＣＯ２の供給量を調節する流量調整部である流量調整弁３５４、流体供給源３７に含まれているパーティクルを除去するためのフィルター３５３、流体供給源３７から供給された超臨界ＣＯ２を処理容器３１に導入し、また停止するための開閉弁３５２が上流側からこの順に介設されている。ここで、排出ライン３４１に介設された３４２は処理容器３１の圧力を減圧すると共に、処理容器３１に設けられた後述の圧力計の検出値に基づいて開度を調整し、処理容器３１内の圧力を調整する機能を備えた減圧弁である。
【００１９】
この超臨界処理装置では、ウエハＷ表面の液体に超臨界ＣＯ２を接触させて、当該液体を除去する処理を終えたら、流体供給ライン３５１の流量調整弁３５４、開閉弁３５２を閉じて超臨界ＣＯ２の供給を停止した後、ＣＯ２を排出して処理容器３１内部を減圧し、ウエハＷを取り出す準備を行う（図１８）。
【００２０】
このとき、流体供給ライン３５１の配管内は超臨界ＣＯ２で満たされた高圧雰囲気となっている。しかし、この流体供給ライン３５１内を高圧雰囲気としたまま次の処理を開始するために開閉弁３５２を開くと、当該配管内に残存している超臨界ＣＯ２が、流量調節弁３５４によって流量調整されることなく処理容器３１内に急激に流れ込むことになる。この結果、処理容器３１内のウエハＷの位置がずれてしまったり、ウエハＷを損傷してしまったりするおそれがあるため、処理後は流体供給ライン３５１の超臨界ＣＯ２も排出しておく必要がある。
【００２１】
こうした理由から、処理容器３１内に次のウエハＷが搬入されるまでに流体供給ライン３５１においても大気開放が行われる。このとき図１９に示すように、流体供給ライン３５１の開閉弁３５２、排出ライン３４１の減圧弁３４２を開くことにより、流体供給ライン３５１内のＣＯ２が処理容器３１、排出ライン３４１を介して外部に排出される。
【００２２】
そして背景技術にて説明したように、クリーニングを行った処理容器３１にてウエハＷを処理した後、上記の操作を行い、２枚目のウエハＷを処理すると、１枚目よりも多くのパーティクルが付着する現象が観察される。
【００２３】
図１８、図１９に示すように、超臨界処理装置の流体供給ライン３５１にはフィルター３５３が設けられており、流体供給源３７内の原料に含まれるパーティクルを予め除去してから処理容器３１へと供給されているにも係わらず、パーティクルの付着現象が見られる原因を究明するため、ウエハＷに付着したパーティクルの組成を分析した。分析の結果によれば、流体供給源として市販のＣＯ２ボンベを用いた場合、上記パーティクルの発生源の一つは原料ＣＯ２中に含まれる水分や油分であった。
【００２４】
これらの事実から、発明者らは、原料ＣＯ２中に流体の状態で保持された水分や油分がフィルター３５３を通過した後、何らかの理由により処理容器３１内でミスト化し、ウエハＷに付着するのではないかと考えた。また、１枚目より、２枚目以降に処理したウエハＷに多くのパーティクルが付着することから、これら水分や油分のミスト化は、１枚目のウエハＷの処理を取り出した後、２枚目のウエハＷの処理を開始する前に発生しているものと推定した。
【００２５】
さらに発明者らは、高圧流体であるＣＯ２の密度と水分や油分の保持能力との関係に注目した。一般に流体はその密度が高い程、これらパーティクルの原因物質を保持し易く、その保持能力は「液体＞超臨界流体＞高圧ガス＞大気圧ガス」の順に小さくなる。
【００２６】
このため、高圧流体（液体ＣＯ２や超臨界ＣＯ２、高圧ガスＣＯ２）の密度が急激に低下して大気圧になる領域では、ＣＯ２に保持可能な水分や油分の量が低下して、これらの物質がミスト化することが予想できる。そこで、図１８に示した処理容器３１の大気開放操作において、超臨界ＣＯ２が急激に減圧される減圧弁３４２下流側の排出ライン３４１の配管内面を観察したところ、当該配管内にも多量のパーティクルが付着しており、これらの組成も原料ＣＯ２に含まれる水分や油分であった。ここで発明者らは、大気圧以上の例えば５ＭＰａまで加圧された流体を大気圧まで減圧するといった大きな圧力差が存在する場合に、このようなパーティクルの生成量が顕著になることを把握している。
【００２７】
上述の検討結果から、２枚目以降のウエハＷの処理に際して、１枚目の場合よりも多くのパーティクルが付着する原因は、流体供給ライン３５１内に残存する超臨界ＣＯ２が処理容器３１を介して外部に排出される際に、処理容器３１内で急激に減圧され、処理容器３１内で多量のミスト（パーティクル）が生成されることに起因していると推定した。
【００２８】
また、これら水分や油分の含有量は、同じ純度のＣＯ２を使用した場合であっても製造元毎、ボンベ毎に異なり、原料段階でパーティクルの発生原因を排除することは難しい。従って、ＣＯ２の使用先である超臨界処理装置側にてパーティクルの発生対策を行う必要がある。特にこのようなプロセスで生成するパーティクルには、粒径が４０ｎｍ程度といった微小なサイズのパーティクルが含まれ、例えば線幅の間隔が２０ｎｍ以下といった微細な配線パターンが形成されたウエハＷの洗浄処理、及びその後の乾燥を行う場合に問題となる。
【００２９】
上記の観点から本実施の形態に係わる超臨界処理装置３は、ウエハＷの処理を行った後、流体供給ライン３５１内に残存している高圧流体（超臨界ＣＯ２や液体ＣＯ２、高圧ガスＣＯ２）を排出して大気開放を行う際に、処理容器３１内にて急激な圧力変化を発生させないことにより、ミスト化した水分や油分による処理容器３１の内部の汚染やウエハＷの汚染を防止している。この手法により、２枚目以降の処理時にウエハＷに付着するパーティクルを大幅に低減できることは、後述する実施例にて実験的に確認している。
【００３０】
以下、本実施の形態に係わる超臨界処理装置３、及びこの超臨界処理装置３を備えた洗浄システム１の構成について説明する。  
はじめに、本実施の形態の超臨界処理装置３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、洗浄処理後のウエハＷに付着している乾燥防止用の液体（ＩＰＡ）を超臨界ＣＯ２と接触させて除去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。
【００３１】
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、図２はその外観斜視図であり、これらの図に向かって左側を前方とする。洗浄処理システム１では、載置部１１にＦＯＵＰ１００が載置され、このＦＯＵＰ１００に格納された例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷが、搬入出部１２及び受け渡し部１３を介して後段の洗浄処理部１４、超臨界処理部１５との間で受け渡され、洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入されて洗浄処理や乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる。図中、１２１はＦＯＵＰ１００と受け渡し部１３との間でウエハＷを搬送する第１の搬送機構、１３１は搬入出部１２と洗浄処理部１４、超臨界処理部１５との間を搬送されるウエハＷが一時的に載置されるバッファとしての役割を果たす受け渡し棚である。
【００３２】
洗浄処理部１４及び超臨界処理部１５は、受け渡し部１３との間の開口部から前後方向に向かって伸びるウエハ搬送路１６２に沿って前方からこの順番に設けられている。洗浄処理部１４には、当該ウエハ搬送路１６２を挟んで洗浄装置２が１台ずつ配置されている。一方、超臨界処理部１５には、本実施の形態の基板処理装置である超臨界処理装置３が、ウエハ搬送路１６２を挟んで３台ずつ、合計６台配置されている。
【００３３】
ウエハＷは、ウエハ搬送路１６２に配置された第２の搬送機構１６１によってこれら各洗浄装置２、超臨界処理装置３及び受け渡し部１３の間を搬送される。ここで洗浄処理部１４や超臨界処理部１５に配置される洗浄装置２や超臨界処理装置３の個数は、単位時間当たりのウエハＷの処理枚数や、洗浄装置２、超臨界処理装置３での処理時間の違いなどにより適宜選択され、これら洗浄装置２や超臨界処理装置３の配置数などに応じて最適なレイアウトが選択される。
【００３４】
洗浄装置２は例えばスピン洗浄によりウエハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置２として構成され、図３の縦断側面図に示すように、処理空間を形成するアウターチャンバー２１内に配置されたウエハ保持機構２３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構２３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム２４を進入させ、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハの面の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構２３の内部にも薬液供給路２３１が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面洗浄が行われる。
【００３５】
洗浄処理は、例えばアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。これらの薬液はアウターチャンバー２１内に配置されたインナーカップ２２やアウターチャンバー２１に受け止められて排液口２２１、２１１より排出される。またアウターチャンバー２１内の雰囲気は排気口２１２より排気されている。
【００３６】
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ウエハＷの表面及び裏面にＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を供給し、これらの面に残存している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（ウエハＷ表面にＩＰＡの液膜が形成された状態）のままウエハ保持機構２３に設けられた不図示の受け渡し機構により第２の搬送機構１６１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。
【００３７】
洗浄装置２にてウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡは、洗浄装置２から超臨界処理装置３へのウエハＷの搬送中や、超臨界処理装置３への搬入動作中に当該ＩＰＡ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の役割を果たしている。
【００３８】
洗浄装置２での洗浄処理を終え、表面に乾燥防止用のＩＰＡが液盛りされたウエハＷは、超臨界処理装置３に搬送され、処理容器３１内にてウエハＷ表面のＩＰＡに超臨界ＣＯ２を接触させることにより、当該ＩＰＡを超臨界ＣＯ２に溶解させて除去し、ウエハＷを乾燥する処理が行われる。以下、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の構成について図４、図５を参照しながら説明する。また、図４、図５に示した超臨界処理装置３において、図１８、図１９を用いて説明した従来の超臨界処理装置３と共通の構成要素には、これらの図面にて使用したものと同様の符号を付してある。
【００３９】
本実施の形態に係わる超臨界処理装置３は、ウエハＷ表面に付着した乾燥防止用の液体であるＩＰＡを除去する処理が行われる処理容器３１と、この処理容器３１に高圧流体である超臨界ＣＯ２を供給する流体供給源３７と、を備えている。
【００４０】
図５に示すように処理容器３１は、ウエハＷの搬入出用の開口部３１２が形成された筐体状の容器本体３１１と、処理対象のウエハＷを横向きに保持する保持板３３１と、この保持板３３１を支持すると共に、ウエハＷを容器本体３１１内に搬入したとき前記開口部３１２を密閉する蓋部材３３２とを備えている。
【００４１】
容器本体３１１は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを収容可能な、２００〜１００００ｃｍ３程度の処理空間が形成された容器であり、その壁部には、処理容器３１内に高圧流体を供給するための流体供給ライン３５１（流体供給路）と、処理容器３１内の流体を排出するための排出ライン３４１（排出路）とが接続されている。また、処理容器１には処理空間内に供給された高圧状態の高圧流体から受ける内圧に抗して、容器本体３１１に向けて蓋部材３３２を押し付け、処理空間を密閉するための不図示の押圧機構が設けられている。
【００４２】
処理容器１に接続された流体供給ライン３５１は、処理容器１への高圧流体の供給、停止に合わせて開閉する開閉弁３５２、フィルター３５３及び流量調整弁３５４を介して流体供給源３７に接続されている。流体供給源３７は、例えば液体ＣＯ２を貯留するＣＯ２ボンベと、このＣＯ２ボンベから供給された液体ＣＯ２を昇圧して超臨界状態とするための、シリンジポンプやダイヤフラムポンプなどからなる昇圧ポンプとを備えている。図４等には、これらＣＯ２ボンベや昇圧ポンプを総括的にボンベの形状で示してある。
【００４３】
流体供給源３７から供給された超臨界ＣＯ２は、流量調整弁３５４にて流量を調節され、処理容器３１に供給される。この流量調整弁３５４弁は、例えばニードルバルブなどから構成され、流体供給源３７からの超臨界ＣＯ２の供給を遮断する遮断部としても兼用されている。
【００４４】
また、排出ライン３４１の減圧弁３４２は圧力コントローラー３４３と接続されており、この圧力コントローラー３４３は、処理容器３１に設けられた圧力計３２１から取得した処理容器３１内の圧力の測定結果と、予め設定された設定圧力との比較結果に基づいて開度を調整するフィードバック制御機能を備えている。
【００４５】
以上に説明した構成を備えた洗浄処理システム１や洗浄装置２、超臨界処理装置３は図１、図４に示すように制御部４に接続されている。制御部４は図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはこれら洗浄処理システム１や洗浄装置２、超臨界処理装置３の作用、即ちＦＯＵＰ１００からウエハＷを取り出して洗浄装置２にて洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷを乾燥する処理を行ってからＦＯＵＰ１００内にウエハＷを搬入するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００４６】
特に超臨界処理装置３について制御部４は、処理を終えたウエハＷを取り出す前に、処理容器３１と流体供給ライン３５１とを併せて減圧することにより、流体供給ライン３５１から処理容器３１へ向けて、減圧方向への急激な圧力変化が発生することを避けるように制御信号を出力する機能を備えている。このような観点から、図４に示すように制御部４は、排出ライン３４１に設けられた減圧弁３４２の開度を調節する圧力コントローラー３４３や、流体供給ライン３５１側の開閉弁３５２、流量調整弁３５４と電気的に接続されている。
【００４７】
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３の作用について図６〜図１０の作用図を参照しながら説明する。各図においてバルブ３５４、３５２、３４２に付された「Ｓ」の符号は、その開閉バルブが閉状態となっていることを示し、「Ｏ」の符号は開状態となっていることを示している。
【００４８】
既述のように洗浄装置２における洗浄処理を終え、乾燥防止用のＩＰＡを液盛りしたウエハＷが第２の搬送機構１６１に受け渡されると、第２の搬送機構１６１は、ウエハＷを受け入れ可能な超臨界処理装置３が配置されている筐体内に進入する。
【００４９】
このときウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理装置３は、処理容器３１内を大気開放してから流体供給ライン３５１の開閉弁３５２、排出ライン３４１の減圧弁３４２を閉じた状態で待機している。また、流体供給ライン３５１についても予め大気開放操作が行われており、内部に高圧のＣＯ２が残存していない状態にて開閉弁３５２及び流量調整弁３５４が閉じられている。
【００５０】
上記の状態で待機している処理容器３１内にＩＰＡが液盛りされたウエハＷが搬入されてきたら、図５に示すように容器本体３１１の外に保持板３３１を移動させ、不図示の支持ピンを介して第２の搬送機構１６１の搬送アームから保持板３３１にウエハＷを受け渡す。そして、保持板３３１を移動させて開口部３１２を介してウエハＷを容器本体３１１の内部に搬入し、蓋部材３３２にて開口部３１２を閉じ処理容器３１内を密閉する（図６）。
【００５１】
次いで、流体供給ライン３５１の開閉弁３５２を開くと共に、流量調整弁３５４の開度を調節して、予め定められた流量で超臨界ＣＯ２を処理容器３１に導入する（図７）。このとき、既述のように原料ＣＯ２に含まれていた水分や油分も処理容器３１内に持ち込まれるが、超臨界ＣＯ２を導入することにより、処理容器３１内は大気圧からＣＯ２の臨界圧以上の圧力まで昇圧されるので、これらの水分や油分は超臨界ＣＯ２に保持された状態を維持する。ここで図７等に示す太線の矢印は、流体供給ライン３５１や排出ライン３４１等の配管内を流体が流れていることを示している。
【００５２】
圧力コントローラー３４３には、処理容器３１内の目標圧力が設定されており、処理容器３１内の圧力が前記目標圧力を超えたら、減圧弁３４２を開いて処理容器３１内の超臨界ＣＯ２の一部を排出ライン３４１から抜き出すことにより、処理容器３１内の圧力調整を行う（図８）。このときウエハＷの表面では、ウエハＷに液盛りされたＩＰＡが超臨界ＣＯ２と接触して、超臨界ＣＯ２に抽出されウエハＷの表面からＩＰＡが除去されていく。
【００５３】
やがて超臨界ＣＯ２は、ウエハＷの表面に形成されたパターン内に進入して、当該パターン内のＩＰＡを抽出して除去する。この結果、パターン内を満たしていたＩＰＡは、超臨界ＣＯ２に置換され、ウエハＷの表面から除去される。
【００５４】
このとき図８に示すように、処理容器３１内でＩＰＡを抽出した超臨界ＣＯ２の一部を排出ライン３４１から抜き出し、流体供給ライン３５１からの新たな超臨界ＣＯ２の供給を継続する。これにより、処理容器３１内の超臨界ＣＯ２によるＩＰＡの抽出能力を大きく低下させずに、ＩＰＡを除去する処理を進行させることができる。
【００５５】
こうして、パターン内に入り込んだＩＰＡを抽出し、超臨界ＣＯ２にて置換するのに十分な時間が経過したら、圧力コントローラー３４３による圧力制御を解除して排出ライン３４１の減圧弁３４２を閉じると共に、流量調整弁３５４を閉止して、流体供給源３７からの超臨界ＣＯ２の供給を遮断する（図９）。このとき、処理容器３１及び流体供給ライン３５１の配管内部は超臨界ＣＯ２で満たされた状態となっている。
【００５６】
超臨界ＣＯ２の供給が停止されたら、減圧弁３４２を開いて処理容器３１及び流体供給ライン３５１の配管の内部の超臨界ＣＯ２を排出することにより、処理容器３１と流体供給ライン３５１とを併せて減圧する。この操作において、処理容器３１や流体供給ライン３５１内に残存する超臨界ＣＯ２は、圧力の低下に伴って「超臨界ＣＯ２→高圧ＣＯ２ガス→低圧ＣＯ２ガス」と変化し、水分や油分の保持能力が低下していく。
【００５７】
しかしながら、このとき処理容器３１の内部と流体供給ライン３５１の配管内とを併せて減圧することにより、流体供給ライン３５１-処理容器３１間に大きな圧力差が形成されないようにしながら内部のＣＯ２を排出できる。即ち本例の超臨界処理装置３では、流体供給ライン３５１内のＣＯ２が処理容器３１内に流れ込んだとき、図１９にて説明した従来の超臨界処理装置と比べて急激な減圧を生じない。
【００５８】
この結果、超臨界ＣＯ２に保持されていた水分や油分が処理容器３１でミスト化することを防ぎ、これらの水分や油分を保持した状態のままＣＯ２を外部へ排出することができる。なお、超臨界ＣＯ２に保持されていた水分や油分は、排出ライン３４１の減圧弁３４２の下流側にてミスト化するが、排出ライン３４１から排出されたＣＯ２を処理容器３１へ逆流させなければ、これらのミストは処理容器３１内を汚染する汚染源とはならない。
【００５９】
このように、ＣＯ２に保持された水分や油分が、処理容器３１内にてミスト化しにくい条件下で減圧を行うことにより、処理容器３１内に残存し、また容器本体３１１の内壁面に付着するミストの量を低減し、次に処理するウエハＷへのパーティクルの付着を低減できる。  
そして、大気圧まで減圧された処理容器３１の内部には、パターン内から液体ＩＰＡが除去され、乾燥した状態となったウエハＷを得ることができる。ここで、容器本体３１１にテープヒーターなどの加熱部を設け、処理容器３１内の温度をＩＰＡの露点よりも高い温度に維持し、ＣＯ２の断熱膨張による温度低下に伴うウエハＷ表面へのＩＰＡの結露を防止してもよい。
【００６０】
処理容器３１内を大気開放して乾燥した状態のウエハＷが得られたら、保持板３３１を移動させて処理容器３１からウエハＷを搬出し、第２の搬送機構１６１の搬送アームにウエハＷを受け渡す。しかる後、ウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送機構１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ１００内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。
【００６１】
本実施の形態に係わる超臨界処理装置３によれば以下の効果がある。超臨界ＣＯ２を用いてウエハＷに付着した液体ＩＰＡに超臨界ＣＯ２を接触させて、当該液体ＩＰＡを除去する処理を終えた後、処理が行われた処理容器３１、及びこの処理容器３１に超臨界ＣＯ２を供給する流体供給ライン３５１の減圧を併せて行うので、流体供給ライン３５１と処理容器３１との間に急激な圧力差を発生させずに、処理容器３１を介して流体供給ライン３５１内部の超臨界ＣＯ２を外部へと排出できる。この結果、流体供給ライン３５１に残存する超臨界ＣＯ２が処理容器３１に流れ込む際の圧力低下幅を小さくして、当該超臨界ＣＯ２の密度低下に起因する処理容器３１内部の汚染の発生を抑制できる。
【００６２】
このように、処理容器３１内で超臨界ＣＯ２や高圧ＣＯ２ガスの急激な減圧操作を行わないことにより処理容器３１の内部の汚染を防ぐという考え方によれば、流体供給ライン３５１内の超臨界ＣＯ２の排出ルートは、処理容器３１を介して排出ライン３４１から排出する場合に限定されない。
【００６３】
例えば図１１〜図１５に示した超臨界処理装置３は、流体供給ライン３５１から超臨界ＣＯ２を抜き出す専用の分岐ライン３６１（分岐路）を、当該流体供給ライン３５１から分岐するように設けた点が図４に示した第１の実施の形態の超臨界処理装置３と異なっている。図１１〜図１５に示した超臨界処理装置３において、図４に示した超臨界処理装置３と同じ構成要素には、図４に示したものと同じ符号を付してある。また図１１〜図１５では、圧力計３２１や圧力コントローラー３４３の記載は省略してある。
【００６４】
分岐ライン３６１は、開閉弁３５２と流量調整弁３５４とに挟まれた流体供給ライン３５１の配管から分岐しており、処理容器３１や流体供給源３７から切り離された流体供給ライン３５１の配管内に残存している超臨界ＣＯ２を排出することができる。また分岐ライン３６１には、減圧弁３６２（第１の開閉弁）が介設されている。
【００６５】
ウエハＷの搬入時において、処理容器３１、流体供給ライン３５１、分岐ライン３６１は大気開放された後、各弁３４２、３５２、３５４、３６２を閉じた状態で待機している（図１１）。この処理容器３１に、ＩＰＡが液盛りされた状態のウエハＷが搬入されてきたら、流体供給ライン３５１の開閉弁３５２を開くと共に、流量調整弁３５４の開度を調整して予め設定した量の超臨界ＣＯ２を処理容器３１内に供給する（図１２）。
【００６６】
そして、処理容器３１内の圧力が目標圧力を超えたら、図１３に示すように減圧弁３４２の開度を調整して排出ライン３４１から超臨界ＣＯ２を抜き出しながら、ウエハＷ表面に付着した液体ＩＰＡを超臨界ＣＯ２と置換する点は、図７、図８に示した第１の実施の形態に係わる超臨界処理装置３の動作と同様である。
【００６７】
こうしてウエハＷ表面の液体ＩＰＡを除去したら、流体供給ライン３５１の開閉弁３５２、流量調整弁３５４及び排出ライン３４１の減圧弁３４２（第２の減圧弁）を閉じて超臨界ＣＯ２の供給、排出を停止する。しかる後、図１４に示すように排出ライン３４１の減圧弁３４２を開いて処理容器３１内の超臨界ＣＯ２を排出し、処理容器３１内を大気開放してウエハＷを取り出す準備をする。このとき、流体供給ライン３５１の開閉弁３５２や分岐ライン３６１の減圧弁３６２は「閉」となっているので、流体供給ライン３５１の配管内には超臨界ＣＯ２が残存している。なお、排出ライン３４１の減圧弁３４２を一旦、閉じることなく、流体供給ライン３５１側の開閉弁３５２、流量調整弁３５４のみを閉じて処理容器３１の大気開放を行ってもよい。
【００６８】
処理容器３１の大気開放の後、またはこの操作と並行して、分岐ライン３６１の減圧弁３６２を開き、流体供給ライン３５１の配管内に残存している超臨界ＣＯ２を外部に向かって排出する（図１５）。このとき、分岐ライン３６１を流れる超臨界ＣＯ２や高圧ＣＯ２ガスは、減圧弁３６２を通過するところで急激に減圧され、原料ＣＯ２に含まれる水分や油分がミスト化する可能性があるが、当該ＣＯ２は処理容器３１内を通過しない。このため、流体供給ライン３５１内の超臨界ＣＯ２を排出する際に発生するミスト等が処理容器３１内部に残留したり、処理容器３１の壁面に付着したりすることがなく、次回の処理時にウエハＷを汚染する原因とならない。
【００６９】
第２の実施の形態に係わる超臨界処理装置３によれば以下の効果がある。ウエハＷに付着した液体ＩＰＡに超臨界ＣＯ２を接触させて、当該液体ＩＰＡを除去する処理を行った処理容器３１から流体を排出して減圧を行う排出ライン３４１とは別に、前記処理容器３１に超臨界ＣＯ２を供給する流体供給ライン３５１から分岐させた分岐ライン３６１を設けている。この結果、処理容器３１を経由することなく流体供給ライン３５１内部に残存する超臨界ＣＯ２を排出できるので、当該超臨界ＣＯ２が処理容器に流れ込む際の密度低下に起因する汚染の発生を抑制できる。
【００７０】
ここで上述の各実施の形態では、図８、図１３に示すように、流体供給ライン３５１から超臨界ＣＯ２を連続供給しながら、排出ライン３４１より処理容器３１内の超臨界ＣＯ２を抜き出して、ウエハＷ表面のＩＰＡと置換する場合について説明したが、ＩＰＡの置換法は本法に限定されない。例えば、排出ライン３４１、流体供給ライン３５１の各弁３４２、３５２を閉じてバッチ状態とした処理容器３１内で超臨界流体に乾燥防止用の液体を抽出し、当該液体の置換、除去を行ってもよい。
【００７１】
この他、流体供給源３７に設けられる供給遮断部の構成は、図４や図１１に示した流量調整弁３５４を用いる場合に限定されない。例えば流量調整弁３５４に替えて開閉弁を設けてもよいし、ＣＯ２ボンベから供給された液体ＣＯ２を超臨界状態にするための昇圧ポンプを供給遮断部としてもよい。後者の場合には、シリンジポンプなどの昇圧ポンプの稼働、停止により高圧流体の供給、遮断が切り替えられることになる。
【００７２】
また、既述の各実施の形態では、超臨界ＣＯ２を高圧流体として供給し、ウエハＷ表面の液体を除去する場合について説明したが、流体供給ライン３５１から供給する高圧流体の状態はこれに限られるものではない。例えば、亜臨界状態のＣＯ２を供給してウエハＷ表面の液体と置換してもよい。
【００７３】
また、液体ＣＯ２や高圧ＣＯ２ガスを原料流体として処理容器３１に供給し、当該ＣＯ２を処理容器３１内で加熱して超臨界状態や亜臨界状態にして液体との置換を行ってもよい。大気開放に伴って密度が低下することにより、原料に含まれているパーティクルの原因物質の保持可能量が低下する性質を持つ流体であれば、超臨界状態、亜臨界状態、液体、高圧ガスのいずれの状態で供給された流体に対しても本発明の効果を得ることができる。
【００７４】
そして、高圧流体の種類もＣＯ２に限られず、ＩＰＡやメタノールやエタノールなどの各種アルコール、各種のＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）やアセトンなどの超臨界流体、亜臨界流体、高圧ガスを用いてウエハＷ上の乾燥防止用の液体と置換してもよい。また、乾燥防止用の液体の種類についてもＩＰＡに限られるものではなく、メタノールやエタノールなどの各種アルコール、各種のＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）やアセトン、純水などを用いてもよい。
【００７５】
さらに本発明を適用可能なウエハ処理は、流体供給源３７から高圧流体を超臨界状態や亜臨界状態（これらをまとめて高圧状態という）で供給したり、また高圧流体を処理容器３１内で高圧状態としたりすることにより、ウエハＷ表面の液体を高圧流体に抽出して当該液体を除去する処理に限定されない。例えば、処理容器３１にウエハＷ表面の乾燥防止用の液体を加熱する加熱部を設け、前記液体を高圧状態（超臨界状態または亜臨界状態）に変化させることによりウエハＷの表面から除去するウエハ処理装置に対しても本発明は適用することができる。
【００７６】
但し、この場合にはウエハＷ表面の液体が気体の状態を経由して高圧状態に変化するとパターン倒れが発生してしまう。そこで、処理容器３１内を加圧するための加圧用の高圧流体を流体供給源３７から供給し、処理容器３１内の圧力がウエハＷ表面の液体の蒸気圧よりも高くなるようにしてから加熱を行い、前記液体を直接高圧状態に変化させてウエハＷから除去するとよい。ウエハＷ表面の液体が高圧状態となったら、処理容器３１の温度を前記液体の露点以上に維持しながら処理容器３１を大気開放することにより、乾燥したウエハＷを得ることができる。
【００７７】
ウエハＷ表面の乾燥防止用の液体を高圧状態に直接変化させる手法の具体例を挙げておくと、乾燥防止用の液体としてＩＰＡ（臨界温度２３５℃、臨界圧力４．８ＭＰａ（絶対圧））、加圧流体（高圧流体）として超臨界ＣＯ２（臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ（絶対圧））を用いる場合がある。超臨界ＣＯ２を供給した処理容器３１内で液体ＩＰＡを加熱すると、ＩＰＡの臨界圧力よりも高圧の雰囲気下で加熱が行われるため、気体の状態を経由することなく液体ＩＰＡを超臨界ＩＰＡに直接変化させることができる。また、ＩＰＡの気化を防ぐという観点からすると、加圧流体は超臨界ＣＯ２であることは必要でなく、ＩＰＡの臨界圧力よりも高圧のガスＣＯ２や亜臨界ＣＯ２を供給してもよいことは勿論である。
【００７８】
このような手法によりウエハＷ表面の液体を除去する場合には、前記乾燥防止用の液体が高圧状態となる温度、圧力条件下で液体とならない物質であれば、流体供給源３７から供給される加圧用の高圧流体は、高圧状態で供給してもよいし、大気圧よりも高圧のガス状態で供給してもよい。このような加圧用の高圧流体を流体供給源３７から供給した後においても、図１０に示すように処理容器３１と流体供給ライン３５１とを併せて減圧したり、また、図１４、図１５に示すように処理容器３１と流体供給ライン３５１とを別々のライン３４１、３６１を使って減圧したりすることにより、処理容器３１内におけるウエハＷへのパーティクルの付着を防止できる。
【実施例】
【００７９】
（実験１）
図４に示した超臨界処理装置３にて、超臨界ＣＯ２を用いてウエハＷの表面のＩＰＡを除去する処理を行った後、処理容器３１を大気解放し、処理容器３１を介して流体供給ライン３５１の大気開放を行った場合と、大気開放を行わなかった場合とで、処理容器３１に搬入されたウエハＷへのパーティクルの付着状況を比較した。
【００８０】
Ａ．実験条件  
（参考例１）  
クリーニングされた処理容器３１に、洗浄処理後、ＩＰＡが液盛りされたウエハＷを搬入し、図８に示すように超臨界ＣＯ２を６０分間供給してＩＰＡと置換する処理を行った。この処理の期間中における処理容器３１内の温度は４０℃、圧力は１０ＭＰａ（絶対圧）とした。処理後、処理容器３１を大気開放して、ウエハＷを取り出した。次に、図１９に示すように流体供給ライン３５１の配管内に残存している超臨界ＣＯ２を、処理容器３１を介して排出し、大気開放を行った。しかる後、液体の付着していない２枚目のウエハＷを処理容器３１内に搬入し、６００秒間放置後、当該ウエハＷを取り出し、当該ウエハＷの表面に付着している直径４０ｎｍ以上の大きさのパーティクル数をカウントした。パーティクルのカウントは、ＫＬＡテンコール社製のパーティクル検査装置により行った。
（参考例２）  
１枚目のウエハＷを取り出した後、流体供給ライン３５１の大気開放を行わなかった点以外は（参考例１）と同様の条件で処理容器３１に２枚目のウエハＷを搬入し、取り出したウエハＷ表面に付着している直径４０ｎｍ以上の大きさのパーティクル数をカウントした。
【００８１】
Ｂ．実験結果
（参考例１）の実験において、ウエハＷ表面に付着したパーティクル数は２７１２個、（参考例２）の実験においては６２７個であった。これらの実験の結果から、処理容器３１と流体供給ライン３５１との大気開放を別々に行い、処理容器３１を介して、流体供給ライン３５１の配管内に残存している超臨界ＣＯ２を外部へ排出すると、処理容器３１内に存在するパーティクル数が多くなって、２枚目以降に搬入されたウエハＷの汚染原因となることが確認できる。
【００８２】
（実験２）  
本発明に係わる手法と、従来法とで３枚のウエハＷを連続処理し、処理後のウエハＷに付着しているパーティクル数を比較した。
【００８３】
Ａ．実験条件  
（実施例１）  
クリーニングされた処理容器３１を用い、液体ＩＰＡが液盛りされたウエハＷから当該ＩＰＡを除去する処理を行った後、処理容器３１と流体供給ライン３５１とを併せて減圧し、大気開放を行う処理（図６〜図１０）を３枚のウエハＷに対して連続して行った。処理容器３１内の温度、圧力等、ウエハＷの処理条件は（参考例１）と同様である。処理後の各ウエハＷの表面に付着している直径４０ｎｍ以上の大きさのパーティクル数をカウントした。
（比較例１）  
超臨界ＣＯ２を用いてウエハＷ表面の液体ＩＰＡを除去する処理（図６〜図８）を行った後、図１８、図１９に示すように、処理容器３１及び流体供給ライン３５１の大気開放を別々に行った点以外は、（実施例１）と同様の条件で３枚のウエハＷを連続して処理した。処理後、各ウエハＷに付着している直径４０ｎｍ以上の大きさのパーティクル数をカウントした。
【００８４】
Ｂ．実験結果  
（実施例１）の結果を図１６に示し、（比較例１）の結果を図１７に示す。図１６に示した（実施例１）の結果によれば、ウエハＷに付着している直径４０ｎｍ以上のパーティクルの数は６００〜７００個程度であり、ウエハＷの処理順に係わらず、パーティクルの付着数の大きな変動はなかった。
【００８５】
これに対して、処理容器３１と流体供給ライン３５１とを別々に大気開放した（比較例１）の実験結果では、処理の順番が２、３枚目のウエハＷにおいて、１枚目のウエハＷの４倍以上のパーティクルが付着し、パーティクル汚染が大幅に増大している。これは（参考例１）で確認したように、処理容器３１と流体供給ライン３５１とを別々に大気開放すると共に、流体供給ライン３５１の大気開放を処理容器３１に向けて行うことにより、処理容器３１内にパーティクルが発生し、このパーティクルが原因となって２枚目以降のウエハＷの汚染が引き起こされた結果であると考えられる。
【００８６】
（実施例１）、（比較例１）の実験結果を比較すると、図１０に示すように処理容器３１と流体供給ライン３５１とを併せて減圧し、大気開放を行うことにより、処理容器３１内におけるパーティクルの発生を抑え、後続する処理におけるウエハＷのパーティクル汚染を抑制できることが確認できた。
【００８７】
また先に検討したように、（参考例１）と（参考例２）とを比較したとき、処理容器３１へ向けて流体供給ライン３５１の大気開放を行わない（参考例２）の場合の方が、次に処理容器３１に搬入されたウエハＷへ付着するパーティクルの数が少なかった。この事実から、図１１〜図１５に示すように、流体供給ライン３５１に分岐ライン３６１を設け、処理容器３１を通らないように流体供給ライン３５１の減圧、大気開放を行う手法についても、ウエハＷへのパーティクルの付着を抑制するうえで有効な手法であることが分かる。
【符号の説明】
【００８８】
Ｗ          ウエハ
１          洗浄システム
２          洗浄装置
３          超臨界処理装置
３１        処理容器
３４１      排出ライン
３４２      減圧弁
３５１      流体供給ライン
３５２      開閉弁
３５４      流量調整弁
３６１      分岐ライン
３６２      減圧弁
３７        流体供給源
４          制御部
【図１】
0005522124.tif 000002
【図２】
0005522124.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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