(57)【要約】【課題】乾燥防止用の液体と超臨界流体とが十分に置換しない場合であっても、確実にパターン倒れを防止する。また、乾燥防止用の液体を超臨界流体と置換するために要する時間を短縮することできる。【解決手段】基板処理方法は前工程で洗浄されたウエハＷの表面に対してシリル化剤を供給してシリル化処理を施す工程と、シリル化処理が施されたウエハＷの表面にＩＰＡを供給してＩＰＡの液盛りする工程と、ＩＰＡの液盛りが形成されたウエハを基板処理容器３１内に搬入し、超臨界処理を施す工程とを備える。
2017150038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理する工程と、
前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする工程と、
乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板を超臨界処理用の基板処理容器内に搬入する工程と、
前記基板処理容器内において前記基板に対して超臨界処理を施す工程と、を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記乾燥防止用の液体としてＩＰＡを用いることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記乾燥防止用の液体としてＩＰＡより低い表面張力を有する液体を用いることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項４】
パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理するシリル化処理部と、
前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする液体供給部と、
乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板に対して超臨界処理を施す超臨界処理用の基板処理容器と、
前記基板を前記液体供給部から前記基板処理容器内に搬入する基板搬入機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
コンピュータに基板処理方法を実行させるための記憶媒体において、
前記基板処理方法は、パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理する工程と、
前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする工程と、
乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板を超臨界処理用の基板処理容器内に搬入する工程と、
前記基板処理容器内において前記基板に対して超臨界処理を施す工程と、を備えた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】
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、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）を用いる超臨界処理方法が知られている。  【０００４】
具体的には、ウエハに対して超臨界流体を用いて超臨界処理を施す場合、まず前工程でウエハに対して例えばＩＰＡからなる乾燥防止用の液体が供給されてこの乾燥防止用の液体がウエハ表面に液盛りされる。次に乾燥防止用の液体が液盛りされたウエハが超臨界処理用の基板処理容器内に搬入され、この基板処理容器内で超臨界流体を用いてウエハに対して超臨界処理が施される。【０００５】
しかしながらウエハ表面上において、乾燥防止用の液体が十分に超臨界流体と置換されないと、結局パターン倒れを回避することができない。また、乾燥防止用の液体が十分に超臨界流体と置換されるまでには長い時間を要するため処理時間の短縮が求められている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、超臨界処理用の基板処理容器内において基板に対して超臨界処理を施した際、乾燥防止用の液体と超臨界流体が十分に置換されていない場合でも確実にパターン倒れを防止することができ、かつ、乾燥防止用の液体を超臨界流体と置換するために要する時間を短縮することできる基板処理装置、基板処理方法および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】
【０００８】
本発明は、パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理する工程と、前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする工程と、乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板を超臨界処理用の基板処理容器内に搬入する工程と、前記基板処理容器内において前記基板に対して超臨界処理を施す工程と、を備えたことを特徴とする基板処理方法である。【０００９】
本発明は、パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理するシリル化処理部と、前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする液体供給部と、乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板に対して超臨界処理を施す超臨界処理用の基板処理容器と、前記基板を前記液体供給部から前記基板処理容器内に搬入する基板搬入機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置である。【００１０】
本発明は、コンピュータに基板処理方法を実行させるための記憶媒体において、前記基板処理方法は、パターンが形成された基板の表面にシリル化剤を供給して被処理体の表面をシリル化処理する工程と、前記基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して前記基板の表面に乾燥防止用の液体の液盛りする工程と、乾燥防止用の液体が液盛りされた前記基板を超臨界処理用の基板処理容器内に搬入する工程と、前記基板処理容器内において前記基板に対して超臨界処理を施す工程と、を備えたことを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、乾燥防止用の液体と超臨界流体が十分に置換されない場合でも、確実にパターン倒れを防止することができる。また、乾燥防止用の液体を超臨界流体と置換するために要する時間を短縮することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本実施の形態による洗浄処理システムの横断平面図。
【図２】図２は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。
【図３】図３は超臨界処理装置の構成図。
【図４】図４は超臨界処理装置の基板処理容器の外観斜視図。
【図５】図５（ａ）〜（ｈ）は本実施の形態の作用を示す図。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は本実施の形態の作用を示す図。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は比較例の作用を示す図。
【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は変形例の作用を示す図。
【図９】図９は弾性復元エネルギーと接着エネルギーの関係を示すモデルを示す図。
【図１０】図１０はラプラス圧を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施の形態に係わる超臨界処理装置３を備えた洗浄処理システム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。
【００１４】
図１は洗浄処理システム１の全体構成を示す横断平面図であり、この図に向かって下側を前方とする。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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２の縦断側面図に示すように、処理空間を形成するアウターチャンバー２１内に配置されたウエハ保持機構２３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構２３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム２４を進入させ、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハ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。
【００１８】
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。
【００１９】
薬液による洗浄処理を終えたら、ウエハＷの表面にノズルアーム２４の薬液ノズル２４１からシリル化剤を供給し、ウエハＷの表面に対してシリル化処理を施す。ウエハＷの表面に対してシリル化処理を施した後、ウエハＷの表面を再度Ｄ／Ｗでリンス洗浄する。次にウエハ保持機構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。
【００２０】
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。
【００２１】
このように洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷに対してその表面にシリル化剤が供給され、ウエハＷ表面にシリル化処理が施される。次にウエハＷの表面に乾燥防止用のＩＰＡが液盛りされ、その後ウエハＷは、超臨界処理装置３に搬送され、基板処理容器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、超臨界処理装置３の構成について図３、図４を参照しながら説明する。
【００２２】
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基板処理容器３１と、この基板処理容器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。
【００２３】
図４に示すように基板処理容器３１は、側面にウエハＷの搬入出用の開口部３１ａが形成された筐体状の容器本体３１Ａと、開口部３１ａを密閉する蓋装置４０とを備えている。このうち蓋装置４０はウエハＷを容器本体３１Ａ内に搬入したとき前記開口部３１ａを密閉する蓋部材４１と、この蓋部材４１に連結され処理対象のウエハＷを横向きに保持する保持板（保持部材）４２とを有する。
【００２４】
容器本体３１Ａは、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを収容可能な、処理空間が形成された容器であり、その壁部には、基板処理容器３１内に高圧流体を供給するための流体供給ライン３５（流体供給路）と、基板処理容器３１内の流体を排出するための排出ライン３４（排出路）とが接続されている。また、基板処理容器３１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３１Ａに向けて蓋部材４１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。
【００２５】
基板処理容器３１に接続された流体供給ライン３５は、基板処理容器３１への高圧流体の供給、停止に合わせて開閉する開閉弁３５ａ、フィルター３５ｂ及び流量調整弁３５ｃ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３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。
【００２６】
流体供給源３７から供給された超臨界ＣＯ２は、流量調整弁３５ｃにて流量を調節され、基板処理容器３１に供給される。この流量調整弁３５ｃ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。
【００２７】
また、排出ライン３４の減圧弁３４ａは圧力コントローラー３４ｂと接続されており、この圧力コントローラー３４ｂは、基板処理容器３１に設けられた圧力計３８から取得した基板処理容器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。
【００２８】
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３に示すように制御部４に接続されている。制御部４はＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータ４ａ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４ｂ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。
【００２９】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について図５（ａ）〜（ｆ）および図６（ａ）〜（ｄ）により述べる。  
まず図５（ａ）に示すように、洗浄装置２において、パターンＷＰを有するウエハＷを回転させ、このウエハＷの上方にノズルアーム２４が進入し、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１からＳＣ１およびＤＨＦ等の薬液およびＤＩＷからなるリンス液が予め定められた順に供給され、ウエハＷに対して洗浄処理が行われる。またウエハ保持機構２３の内部の薬液供給路２３１からＳＣ１およびＤＨＦ等の薬液及びＤＩＷからなるリンス液を供給することにより、ウエハＷの裏面洗浄も行われる。
【００３０】
薬液及びリンス液による洗浄処理が終了した段階で、ウエハＷを回転させながらウエハＷの表面にノズルアーム２４の薬液ノズル２４１からＩＰＡが供給され、ウエハＷ上のＤＩＷがＩＰＡと置換される。
【００３１】
その後ウエハＷを引き続き回転させながら、ノズルアーム２４の薬液ノズル２３４１から液体状のシリル化剤をウエハＷに供給し、ウエハＷ上のＩＰＡをシリル化剤で置換する。ＩＰＡはシリル化剤に対しても相溶性を有しているので、ウエハＷのパターンＷＰ内に入り込んだＩＰＡがシリル化剤に置換される。このシリル化剤により、パターンＷＰの凹部の表面を含むウエハＷの表面を疎水化（シリル化）するシリル化処理が行われる。このように、洗浄装置２はシリル化処理部として機能する。
【００３２】
シリル化剤について、たとえばトリメチルシリルジメチルアミン（ＴＭＳＤＭＡ）、ブチルジメチルシリルジメチルアミン（ＢＤＭＳＤＭＡ）、及びオクチルジメチルシリルジメチルアミン（ＯＤＭＳＤＭＡ）などを用いることができる。
【００３３】
このようにウエハＷに対してシリル化剤を供給することにより、ウエハＷに対してシリル化処理を施すことができ、このことによりウエハＷの表面に疎水性（撥水性）をもたせることができ、かつウエハＷの表面の表面エネルギーを低減することができる。
【００３４】
次にウエハＷの表面を再度ＤＩＷでリンス洗浄し、次にウエハ保持機構２３の回転を停止してからウエハＷの表面及び裏面にＩＰＡを供給し、これらの面に残存しているＤＩＷと置換する。このように、洗浄装置２は乾燥防止用の液体としてのＩＰＡを供給する液体供給部として、機能する。
【００３５】
この場合、ウエハＷの表面はＩＰＡが液盛りされた状態（ウエハ表面にＩＰＡの液膜が形成された状態）となる（図５（ｂ）および図６（ａ）参照）。またＩＰＡはウエハＷ表面のパターンＷＰ内まで入り込んでいる。
【００３６】
このように洗浄装置２における洗浄処理を終え、表面に乾燥防止用のＩＰＡが液盛りされたウエハＷは、ウエハ保持機構２３から第２の搬送機構１６１に受け渡される。次に第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。
【００３７】
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、基板処理容器３１内を大気開放してから流体供給ライン３５の開閉弁３５ａ、排出ライン３４の減圧弁３４ａを閉じた状態で待機している。また、流体供給ライン３５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３５ａ及び流量調整弁３５ｃが閉じられている。
【００３８】
上記の状態で待機している基板処理容器３１にＩＰＡが液盛りされたウエハＷが搬入されてきたら、図４に示すように容器本体３１Ａの外方に蓋装置４０の保持板４２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４２にウエハＷを受け渡す。そして、保持板４２を移動させて開口部３１ａを介してウエハＷを容器本体３１Ａの内部に搬入し、蓋部材４１にて開口部３１ａを閉じ基板処理容器３１内を密閉する（図５（ｃ）および図６（ｂ）参照）。
【００３９】
次いで、流体供給ライン３５の開閉弁３５ａを開くと共に、流量調整弁３５ｃの開度を調節して、予め定められた流量で３１℃、７．５ＭＰａ以上に加熱、加圧された超臨界ＣＯ２を基板処理容器３１内に導入する（図５（ｄ）および図６（ｃ）参照）。このとき、原料ＣＯ２に含まれていた水分や油分も基板処理容器３１内に持ち込まれるが、超臨界ＣＯ２を導入することにより、基板処理容器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（図５（ｅ）および図６（ｃ）参照）。この場合、ウエハＷのパターンＷＰ内には、ＩＰＡと超臨界ＣＯ２が入り込む。
【００４０】
圧力コントローラー３４ｂには、基板処理容器３１内の目標圧力が設定されており、基板処理容器３１内の圧力が前記目標圧力を超えたら、減圧弁３４ａを開いて基板処理容器３１内の超臨界ＣＯ２の一部を排出ライン３４から抜き出すことにより、基板処理容器３１内の圧力調整を行う（図５（ｆ）参照）。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。
【００４１】
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ＷＰ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ＷＰ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。
【００４２】
このとき、基板処理容器３１内でＩＰＡを抽出した超臨界ＣＯ２の一部を排出ライン３４から抜き出し、流体供給ライン３５からの新たな超臨界ＣＯ２の供給を継続する。これにより、基板処理容器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。
【００４３】
こうして、パターンＷＰ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３４ｂによる圧力制御を解除して排出ライン３４の減圧弁３４ａを閉じると共に、流量調整弁３５ｃ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。このとき、基板処理容器３１及び流体供給ライン３５の配管内部は超臨界ＣＯ２で満たされた状態となっている。
【００４４】
超臨界ＣＯ２の供給が停止されたら、減圧弁３４ａを開いて基板処理容器３１及び流体供給ライン３５の配管の内部の超臨界ＣＯ２を排出することにより、基板処理容器３１と流体供給ライン３５とを併せて大気圧まで減圧する（図５（ｆ）および図６（ｄ）参照）。この操作において、基板処理容器３１や流体供給ライン３５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。
【００４５】
このようにして、大気圧まで減圧された基板処理容器３１の内部において、パターンＷＰ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３１Ａにテープヒーターなどの加熱部を設け、基板処理容器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。
【００４６】
基板処理容器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、蓋装置４０の保持板４２を移動させて基板処理容器３１の容器本体３１Ａ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はバッファ１３１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。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、ウエハＷ表面に対してシリル化剤を供給し、ウエハＷ表面に疎水性（撥水性）をもたせ、かつウエハＷの表面の表面エネルギーを低減させた後、ウエハＷ上にＩＰＡを供給しウエハＷ上にＩＰＡを液盛りする。その後ＩＰＡが液盛りされたウエハＷを基板処理容器３１内に搬入した後、基板処理容器３１内において超臨界流体（超臨界ＣＯ２）を用いて超臨界処理を施す。このため基板処理容器３１内のウエハＷ上において、ＩＰＡが超臨界ＣＯ２と十分に置換しない場合であっても、ウエハＷのパターンＷＰ内において、その表面が疎水性をもち、かつ表面エネルギーが低減するため、パターンＷＰ内において残留ＩＰＡの表面張力によってパターンＷＰが倒壊することはない。
【００４８】
すなわち、ウエハＷに対してシリル化剤を供給するシリル化処理を施すことなく、洗浄装置２においてウエハＷにＩＰＡを供給してＩＰＡを液盛りし（図７（ａ）参照）、ＩＰＡが液盛りされたウエハＷを基板処理容器３１内に搬入し（図７（ｂ）参照）、次に基板処理容器３１内において超臨界ＣＯ２を用いてウエハＷに対して超臨界処理を施す場合（図７（ｃ）参照）、ウエハＷ上においてＩＰＡが超臨界ＣＯ２と十分に置換しない場合、パターンＷＰ内において残留ＩＰＡの表面張力によってパターンＷＰが倒壊する可能性もある（図７（ｄ）参照）。
【００４９】
これに対して本願発明によれば、ウエハＷに対してシリル化処理を施して、ウエハＷの表面を疎水化し、かつ表面エネルギーを低下させることにより、パターンＷＰ内にＩＰＡが残っていても、パターンＷＰが倒壊することはない。
【００５０】
ここでウエハＷのパターンＷＰが倒壊する原理を図９により説明する。
【００５１】
図９に示すように、ウエハＷのパターンＷＰに関し、弾性復元エネルギーＵＥおよび接着エネルギーＵＳは以下のようになる。
【数１】
2017150038.tif 000003
ここでＥ：ヤング率
Ｉ：断面２次モーメント
ＹＳ：固体の表面エネルギー
ｔ：パターン幅
ｗ：パターン長さ
ｓ：スペース（１／２）
Ｌ：パターン高さ
ｈ：接着部の長さ
そして全エネルギーＵＴは
ＵＴ＝ＵＥ＋ＵＳとなり、ＵＴが０より大きい場合（ＵＥ＞ＵＳ）、パターン接着はしない。
【００５２】
以上のことから判るように、ウエハＷの表面エネルギーを小さく抑えることにより、パターン倒れを防ぐことができる。
【００５３】
次に本発明の変形例について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＩＰＡで液盛りされたウエハＷを基板処理容器３１内に搬入し、この基板処理容器３１内において超臨界ＣＯ２を用いて超臨界処理を施す例を示したが（図５（ｄ）〜（ｆ）参照）、これに限らず、図５（ａ）〜（ｃ）および図５（ｇ）〜（ｈ）に示すように、基板処理容器３１内において２３５℃以上４．８ＭＰａ以上に加熱、加圧されたＩＰＡを用いて超臨界処理することもできる。
【００５４】
次に図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）〜図１０により他の変形例について説明する。  
図１乃至図６に示す実施の形態において、洗浄装置２によりウエハＷに対してシリル化剤を供給してシリル化処理を施し、次にウエハＷ上にＩＰＡを供給してウエハＷ上にＩＰＡを液盛りする例を示したが、これに限らずウエハＷ上にＩＰＡより低い表面張力をもつ乾燥防止用の液体、例えばＰＦＣあるいはＨＦＥを供給してウエハＷ上に乾燥防止用の液体の液盛りしてもよい。
【００５５】
例えば図８（ａ）に示すように、洗浄装置２において、ウエハＷに対してシリル化剤を供給することによりシリル化処理が施され、次にシリル化処理が施されたウエハＷに乾燥防止用の液体、例えばＰＥＣあるいはＨＦＥが供給されてウエハＷ上に乾燥防止用の液体の液盛りされる（図８（ａ）参照）。
【００５６】
次に乾燥防止用の液体が液盛りされたウエハＷは基板処理容器３１内に搬入され（図８（ｂ）参照）、その後基板処理容器３１内に超臨界ＣＯ２が供給されて、ウエハＷのパターンＷＰ内において乾燥防止用の液体が超臨界ＣＯ２と置換される（図８（ｃ）参照）。
【００５７】
その後、基板処理容器３１内が大気圧まで減圧され、パターンＷＰ内の超臨界ＣＯ２が基板処理容器３１から外方へ放出される（図８（ｄ）参照）。
【００５８】
この場合、乾燥防止用の液体としてＩＰＡより低い表面張力をもつ液体を用いるため、ウエハＷのパターンＷＰ内に超臨界ＣＯ２と置換されない乾燥防止用の液体が残っていても、この乾燥防止用の液体の表面張力はＩＰＡより低いため、パターン倒れが生じることはない。また、乾燥防止用の液体を超臨界流体と十分に置換されなくともよく処理時間を短縮することできる。
【００５９】
ここでウエハＷのパターンＷＰが倒壊する原理を図１０により説明する。
【００６０】
図１０に示すように、ウエハＷのパターンＷＰ間の液体からパターンＷＰに加わるラプラス圧は以下のようになる。
【数２】
2017150038.tif 000004
ここでＹ：パターンＷＰ間の液体の表面張力
θ：接触角
ｓ：スペース
【００６１】
以上のことから判るように、ウエハＷのパターンＷＰ間の乾燥防止用の液体について、その表面張力が小さくなれば、この液体からパターンＷＰに加わるラプラス圧が小さくなり、パターン倒れが生じにくくなる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｗ          ウエハ
ＷＰ        パターン
１          洗浄システム
２          洗浄装置
３          超臨界処理装置
４          制御部
４ｂ        記憶媒体
３１        基板処理容器
３４        排出ライン
３４ａ      減圧弁
３５        流体供給ライン
３５ａ      開閉弁
３５ｃ      流量調整弁
３７        流体供給源
４０        蓋装置
４１        蓋部材
４２        保持部材
【図１】
2017150038.tif 000005
【図２】
2017150038.tif 000006
【図３】
2017150038.tif 000007
【図４】
2017150038.tif 000008
【図５】
2017150038.tif 000009
【図６】
2017150038.tif 000010
【図７】
2017150038.tif 000011
【図８】
2017150038.tif 000012
【図９】
2017150038.tif 000013
【図１０】
2017150038.tif 000014
【国際調査報告】
2017150038.tif 000015
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