(57)【要約】【課題】超臨界流体の急激な流量変化による温度変化に対応して、素早く超臨界流体の温度を一定に保てるようにした洗浄方法、及び洗浄装置を提供する。【解決手段】それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ライン１２、１３を合流させ、それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、合流後の所要温度の超臨界流体により被洗浄物を洗浄する被洗浄物の洗浄を行う。【選択図】図１
2008016669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインを合流させ、
前記それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、前記合流後の所要温度の超臨界流体により被洗浄物を洗浄する
ことを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記被洗浄物に供給される前記超臨界流体の流量が変化したとき、
前記それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、前記超臨界流体の温度を前記所要温度を維持する
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記超臨界流体ラインは高い温度と低い温度の２系統にする
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記各系統の超臨界流体ライン内に循環ラインを設け、前記設定温度の超臨界流体を循環させる
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記各系統の超臨界流体ラインに流れる超臨界流体を、抵抗加熱法を用いてそれぞれの設定温度に加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項６】
前記各系統の超臨界流体ラインに流れる超臨界流体を、電磁誘導加熱法を用いてそれぞれの設定温度に加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項７】
前記超臨界流体に超臨界二酸化炭素を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項８】
超臨界流体の原料を供給する供給手段と、
それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインと、
それぞれの系統の超臨界流体ラインから合流した超臨界流体を供給する洗浄処理室と、
前記それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、前記合流後の超臨界流体を所要温度に制御する制御機構とを備えて成る
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項９】
前記超臨界流体ラインが高い温度と低い温度の２系統以上である
ことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記制御機構は、
前記それぞれの系統の超臨界流体ラインに配置された流量調整弁と温度検出手段と、
前記合流後の超臨界流体の温度を検出して前記流量調整弁の開閉度を制御する温度検出・制御手段とを備えて成る
ことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記各系統の超臨界流体ライン内に超臨界流体の温度設定する加熱手段が設けられ、
前記各系統の超臨界流体ライン内に前記加熱手段を含んで設定温度の超臨界流体を循環させる循環ラインが設けられて成る
ことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１２】
前記加熱手段が抵抗加熱の電気炉である
ことを特徴とする請求項１１記載の洗浄装置。
【請求項１３】
前記加熱手段が電磁誘導加熱手段である
ことを特徴とする請求項１１記載の洗浄装置。
【請求項１４】
前記超臨界流体が超臨界二酸化炭素である
ことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造工程で半導体ウェーハ表面に付着した汚染物質、あるいはフォトマスク、液晶ディスプレイ基板、ＭＥＭＳ（マイクロマシーン）などの表面に付着した汚染物質を除去するための、超臨界流体を用いた洗浄方法及び洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において、デバイス不良や品質、信頼性劣化などを引き起こすパーティクル（微細異物）、金属、有機物などの汚染物質除去のための洗浄工程は、非常に重要である。そこで従来より、ＲＣＡ洗浄や、超音波を印加して行う洗浄方法などが使用されてきた。しかし、これらの水溶液や有機溶剤液を用いた方法では、液体の表面張力によって、被洗浄物の微細パターンが破壊されてしまうという問題点がある。
【０００３】
そのような問題に対し、表面張力がゼロである超臨界流体を利用した洗浄方法が提案されている。超臨界流体は、気体と液体の特性を併せ持っており、半導体洗浄に優位な特性を有する。まず、超臨界流体は表面張力が無いので、パターン破壊を起こすことがない。そして、粘度が気体並みに小さく、微細構造に入りやすい。また、密度が液体並みに大きく、除去した汚染物質の輸送特性が高い。これらの特性を利用して、半導体基板表面の洗浄や微細構造パターン内に残った残渣の除去、銅酸化物の除去、レジストの除去などが行われている。
【０００４】
以上のように、超臨界流体技術は、物質をある温度、ある圧力以上にした場合、前述のような特性を示す物質の状態を用いる技術である。特に、二酸化炭素は、３１℃、７．３８ＭＰａで超臨界となり、工業的には使いやすい物質である為、超臨界流体を用いた洗浄では広く使われている。
【０００５】
そこで、超臨界二酸化炭素を用いた洗浄方法を例に、洗浄工程を説明する。図８は、従来の超臨界流体を用いた洗浄装置を示す概略構成図である。この洗浄装置１００は、二酸化炭素の原料供給手段である液体二酸化炭素を収容したボンベ１０１、この液体二酸化炭素ボンベ１０１からの二酸化炭素を超臨界二酸化炭素（超臨界流体）にするための、昇圧手段である高圧ポンプ１０３及び昇温手段（いわゆる加熱手段）である抵抗加熱による電気炉１０５と、超臨界二酸化炭素に後述する添加剤（薬剤）を加えるための添加剤供給手段であるボンベ１０２と、被洗浄物であるウェーハ（例えば半導体基板）１１５が配置される基板洗浄槽１０６とを備える。
【０００６】
これら液体二酸化炭素ボンベ１０１、高圧ポンプ１０３、電気炉１０５、添加剤供給ボンベ１０２及び基板処理槽１０６は、相互に主配管１１６及び副配管１１７を介して連結される。液体二酸化炭素ボンベ１０１と高圧ポンプ１０３との間の主配管１１６には、冷却器１１０及び温調器１１１が配置される。また高圧ポンプ１０３の下流側及び電気炉１０５の下流側の主配管１１６には、それぞれ圧力制御弁１１２及び１１３が配置される。また、添加剤供給ボンベ１０２に連結された副配管１１７には高圧ポンプ１０４が配置され、この副配管１１７が圧力制御弁１１３の下流側の主配管１１６に連結される。さらに、基板処理槽１０６の超臨界流体排出側には、配管１１９を介して圧力制御弁１１４及び薬剤を回収する薬剤回収器１０６が配置され、薬剤回収器１０６から配管を介して二酸化炭素を排出するための排気手段１０８が配置される。
【０００７】
この洗浄装置１００では、まず、二酸化炭素供給手段１０１である液体二酸化炭素ボンベから冷却器１１０に供給された液体二酸化炭素を冷却し、温調器１１１にて温度を安定させたあと、昇圧手段である高圧ポンプ１０３で７．３８ＭＰａ以上に昇圧する。続いて昇温手段１０５である電気炉で３１℃以上に昇温することで超臨界の状態を作り出す。次に、その超臨界二酸化炭素に添加剤供給ボンベ１０２から高圧ポンプ１０４を介して、洗浄や剥離能力を向上させるための添加剤を加えて、更に温度と圧力の調整を行い超臨界の状態を維持する。
【０００８】
そして、その添加剤を加えた超臨界二酸化炭素を、基板処理層１０６に送り、半導体基板表面の洗浄を行う。その後、超臨界二酸化炭素で汚染物質を基板処理槽１０６外に押し流すリンス工程を行う。このとき、高圧ポンプ１０３をコントロールすることで流量に変化をつけ、除去した汚染物質を確実に流し出す。以上により、基板表面は洗浄され、また、洗浄に使われた超臨界流体は、薬剤と二酸化炭素に分解され、薬剤は薬剤回収器１０６に回収され、二酸化炭素は排気される。なお、圧力制御弁１１２、１１３、１１４は、配管内の圧力が上り過ぎた場合、自動的に開いて圧力を一定に保つという働きをする。このようにして、超臨界流体洗浄では、微細パターンを破壊することなく、基板表面を洗浄することができる。
【０００９】
引用文献１には、超臨界流体を循環させながら、被洗浄物質の洗浄を行うことで、短時間での洗浄を可能とし、被洗浄物質の表面に付着した細かい汚れを除去することを可能とした発明が記載されている。
【特許文献１】特表平８−２０６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のような構成により、超臨界流体洗浄は実施される。しかしながら、その工程において、超臨界状態を保つための超臨界流体の温度と流量変化に問題が生じる。
超臨界流体を用いた洗浄を行う場合、少量の薬品で洗浄を行いたいという要望と、より多くの流量で素早く汚染物質を押し流したいという要望がある。よって、急激な流量変化は、少量の薬品で洗浄性を確保し、除去した汚染物質の輸送特性を高める上で、有効な手段のひとつである。
【００１１】
しかしながら、このような急激な流量変化による、流体の温度変化に、超臨界二酸化炭素の温度制御がついていかない。また、超臨界二酸化炭素の流量を多くし、除去した汚染物質の輸送特性を高めようとした場合、電気炉の処理能力が追いつかず、必要な温度が得られなかったり、温度がふらついて処理条件が変わってしまうという問題がある。現在の抵抗加熱法を用いた電気炉は、加熱機構の熱容量が大きいため、温度変化が遅く、温度を制御する場合の加熱や冷却のコントロールに時間がかかるからである。
【００１２】
また、流体の温度がふらついて、被洗浄物に安定した超臨界流体が供給できないと、超臨界流体洗浄装置の実用化は難しい。今後、超臨界流体を用いた洗浄装置を実用化するには、超臨界流体の急激な流量にも素早く追従できる温度制御機構が必要となる。
【００１３】
本発明は、上述の点に鑑み、超臨界流体の流量変化に対応して素早く超臨界流体の温度制御が行えるようにした洗浄方法及び洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明に係る洗浄方法は、それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインを合流させ、それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、合流後の所要温度の超臨界流体により被洗浄物を洗浄することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る洗浄装置は、超臨界流体を供給する供給手段と、それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインと、それぞれの系統の超臨界流体ラインから合流した超臨界流体を供給する洗浄処理室と、それぞれの系統の超臨界流体ラインからの超臨界流体の流量及び混合比を制御して、合流後の超臨界流体を所要温度に制御する制御機構とを備えて成ることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、それぞれ異なる設定温度の超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインを設け、この複数系統の超臨界流体ラインからの合流で得た所要温度の超臨界流体により被洗浄物に対する洗浄が行われる。そして、合流後の超臨界流体の流量が変化（例えば急激な変化）したときには、各系統ラインの超臨界流体の流量及び混合比を制御することにより、合流後の超臨界流体の温度が前記所要温度に維持される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、それぞれ設定温度の異なる超臨界流体を流す複数系統の超臨界流体ラインを利用して、合流後の超臨界流体の流量変化による温度変化が生じたときには、各系統の超臨界流体ラインの流量、及び合流の混合比を制御するので、急激な流量変化に対応できる。
よって、流量を多くした場合であっても、電気炉の処理能力が不足することなく、流体の温度を常に一定に保つことが可能であるため、安定した超臨界流体を被洗浄物に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図1に、本発明における超臨界流体を用いた洗浄装置の概略構成図を示す。本例では、超臨界流体として超臨界二酸化炭素を適用した場合を示す。本実施の形態に係る洗浄装置３０は、超臨界流体の原料の供給手段である液体二酸化炭素を収容したボンベ１と、この液体二酸化炭素ボンベ１からの二酸化炭素をそれぞれ異なる温度の超臨界二酸化炭素（超臨界流体）にして流す複数の系統の超臨界二酸化炭素ライン、本例では低い温度と高い温度の２系統の超臨界二酸化炭素ライン（以下、低温ラインと高温ラインという）１２及び１３を有する。さらに、洗浄装置３０は、低温ライン１２と高温ライン１３から合流した超臨界流体を供給する洗浄室、すなわち被洗浄物、本例ではウェーハ（半導体基板）２２が配置される基板処理槽８と、２系統の低温ライン１２及び高温ライン１３からの超臨界二酸化炭素の流量及び混合比（流量比）を制御して、合流後の超臨界二酸化炭素を所要温度に制御する制御機構３１を有する。
【００２０】
本実施の形態では、液体二酸化炭素ボンベ１からの液体二酸化炭素を超臨界二酸化炭素にするために、昇圧手段である高圧ポンプ２と、昇温手段、本例では抵抗加熱による電気炉４、５が設けられるが、２系統の低温ライン１２と高温ライン１３に対して高圧ポンプ２を共通として、低温ライン１２に低温電気炉４を配置し、高温ライン１３に高温電気炉５を配置して構成される。
【００２１】
液体二酸化炭素ボンベ１と高圧ポンプ２は、主配管３２を介して連結される。この主配管３２には冷却器１０及び温調器１１が配置される。低温ライン１２及び高温ライン１３は、それぞれ主配管３２から分岐された分岐配管３２１及び３２２を有し、この分岐配管３２１に低温電気炉４が配置され、分岐配管３２２に高温電気炉５が配置される。分岐配管３２１及び３２２は、基板処理槽８側で合流して１本の主配管３３となり基板処理槽８に連結される。
【００２２】
制御機構３１は、一方の分岐配管３２１の低温電気炉４の下流側に配置された低温ライン自動調整弁１８と、他方の分岐配管３２２の高温電気炉５の下流側に配置された高温ライン自動調整弁１９と、合流された主配管３３に配置され合流後の超臨界二酸化炭素の温度を検出してそれぞれの自動調整弁１８及び１９の開閉度を制御する温度検出・制御手段、本例では温調モニター７とから構成される。この温調モニター７は演算機能を有する。
【００２３】
さらに、本実施の形態では、添加剤供給手段である添加剤を収容した添加剤ボンベ６が配置され、この添加剤供給ボンベ６が副配管３４を介して温調モニター７の上流側の主配管３３に連結される。副配管３４には高圧ポンプ３は配置される。
【００２４】
低温電気炉４の上流側の分岐配管３２１には圧力制御弁１６が配置され、高温電気炉５の上流側の分岐配管には圧力制御弁１７が配置される。さらに、低温電気炉４の上流側と下流側の分岐配管３２１に連結された循環ライン、すなわち循環配管１４が連結され、また高温電気炉５の上流側と下流側の分岐配管３２２に連結された循環ライン、すなわち循環配管１５が連結される。
【００２５】
一方、基板処理槽８の超臨界流体排出側には、配管３５を介して圧力制御弁２０及び薬剤を回収する薬剤回収器９が配置され、薬剤回収器９から配管を介して二酸化炭素を排出するための排気手段２１が配置される。排出された二酸化炭素は再利用することも可能である。
【００２６】
次に、図１の洗浄装置３０を用いて半導体基板を洗浄する洗浄方法を、その洗浄プロセスと共に説明する。
【００２７】
まず、被洗浄物であるウェーハ２２を洗浄処理槽８に載置固定する。
液体二酸化炭素ボンベ１から供給される二酸化炭素は、冷却器１０により冷却され、温調器１１で温度を安定にされる。その後、液体二酸化炭素は高圧ポンプ２で７．３８ＭＰａ以上に昇圧され、低温ライン１２と高温ライン１３に分流される。
【００２８】
低温ライン１２と高温ライン１３に分流された二酸化炭素は、夫々の電気炉４、５によって、夫々の設定温度に昇温、保温され、低温超臨界二酸化炭素、高温超臨界二酸化炭素となる。そして、夫々のライン１２、及び１３を経た超臨界二酸化炭素は合流地点で超臨界状態である３１℃以上の所要温度になるように流量比を決められ、合流する。流量比は夫々の自動調整弁１８、１９によって変えられるが、その制御は、合流地点での超臨界二酸化炭素の温度を温調モニター７により検出し、その検出信号に基づき、夫々の低温ライン１２及び高温ライン１３の自動調整弁１８及び１９の開閉度を制御して行われる。
【００２９】
また、添加剤供給ボンベ６からの添加剤すなわち薬剤が合流地点の超臨界二酸化炭素に添加される。この洗浄や、剥離能力を向上させるための薬品を添加した超臨界二酸化炭素によって、基板処理槽内８に配置されたウェーハ２２の表面が洗浄される。薬品は高圧ポンプ３によって添加され、薬液が添加された二酸化炭素も超臨界状態を維持するように圧力、温度設定がなされる。前述したように、少量の薬品で洗浄を行いたいという要望があるため、全体の流量は抑えられる。
【００３０】
次に、薬液を添加した超臨界二酸化炭素によって基板表面から除去された汚染物質を洗い流すリンス工程が行われる。このときは、リンス効果を高めるためにも大量の超臨界二酸化炭素のみで汚染物質を押し流すのが好ましい。
【００３１】
一方、このリンス工程において、大量の超臨界二酸化炭素が供給されることにより、超臨界二酸化炭素の流量がそれまでの洗浄に供した流量より急激に変化する。この急激な流量変化により合流地点での超臨界二酸化炭素の温度が変化する。このときの温度変化は温調モニター７により検出され、その検出信号が低温ライン１２及び高温ライン１３の自動調整弁１８及び１９にフィードバックされて、自動調整弁１８及び１９の開閉度が、温度変化される前の超臨界二酸化炭素となる臨界温度以上の所要温度になるように、制御される。すなわち、温度が低下したならば、低温ライン１２の自動調整弁１８が絞られて低温流体の流量を減らし、高温ライン１３の自動調整弁１９の開き度を広くして高温流体の流量を増し、その流量比（混合比）を制御することにより、合流地点での超臨界二酸化炭素の温度を当初の所要温度に維持することができる。従って、このとき、急激な流量の変化によって温度は変化しない。
圧力制御弁１６、１７、２０は、配管内の圧力が上がりすぎた場合に、自動的に開いて圧力を常時一定に保つ働きをする。
【００３２】
ここで、流量が急激に変化した場合に、温調モニター７で合流地点の超臨界流体の温度変化を検出して、自動調整弁１８及び１９の開き度を制御して温度を制御するが、厳密には過渡期において制御の時間遅れが発生し、瞬間的に温度が低下する虞れがある。各低温ライン１２及び高温ライン１３では、それぞれ循環ライン１４及び１５を有している。この循環ライン１４及び１５は、自動調整弁１８及び１９により開き度が絞られているので、送られてきた超臨界二酸化炭素の一部（流出しない分）を循環させて溜め置くバッファ槽の機能を持っている。この循環ライン１４及び１５により、過渡期の温度低下を出来るだけ防いでいる。本実施の形態の温度制御が働くことにより、瞬間的に温度低下しても、温度は元の所要温度に戻る。
【００３３】
そして、基板処理槽８内を通った薬液及び超臨界二酸化炭素は薬剤回収器９によって分離され、薬液は薬液回収器９に回収され、二酸化炭素は排気手段２１を介して排気される。二酸化炭素は再利用されることもある。
【００３４】
本例では、低温ラインと高温ラインの２系統を設けたが、温度の異なるラインは２つ以上あってもよい。
【００３５】
本実施の形態によれば、温度を一定に保ったままで、超臨界二酸化炭素の流量を変化させることができるので、電気炉の処理能力が追いつかない問題は解消される。
通常の加熱機構による方法では、加熱機構の熱容量やヒーターの容量によって温度変化が緩慢になることは避けられないが、本例の方法を用いることによって、流量の増減、処理温度の変更（昇温、降温）を瞬時に行うことが可能になる。
【００３６】
図２に本発明の他の実施の形態（変化例）の洗浄装置を示す。図２は、さらに別の温調モニターを設けた洗浄装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係る洗浄装置７３は、図１の洗浄装置３０において、さらに、低温ライン１２と高温ライン１３のそれぞれに温調モニター７０、７１を設けると共に、温調モニター７、７０、７１からの検出信号に基づいて、自動調整弁１８、１９を制御する演算機能を有した制御手段７２を設ける。但し、本例の温調モニター７は演算機能を有していない。温調モニター７０、７１は夫々、自動調整弁１８、１９と電気炉４、５の間であって、自動調整弁１８、１９の直前に配置される。温調モニター７０は、低温ライン１２の温度、及び流量の変化を検出し、温調モニター７１は、高温ライン１３の温度、及び、流量の変化を検出する。
【００３７】
本実施の形態では、温調モニター７０、７１で夫々の値を検出することによって、流体の混合後の温度が推定できるので、低温・高温ライン１２、１３の温度を測定することによって、温調モニター７の出力と合わせてフィードフォワード、フィードバック制御を行うようにする。すなわち、温調モニター７０、７１によって低温・高温ライン１２、１３の流量変化に伴う温度変化が検出される。この検出信号が、演算機能を有する制御手段７２に入力され、制御手段７２からの制御信号が、自動調整弁１８、１９にフィードフォワードされる。これによって、低温ライン１２、高温ライン１３の流体の流量の制御が行われる。
また、温調モニター７からも低温ライン１２、高温ライン１３の流体の混合後の温度情報を制御手段７２に入力することで、調整精度を向上させることができる。
このように、フィードフォワード制御手段を設けることは、低温ライン１２、高温ライン１３の合流地点から、基板処理層８や温調モニター７の間が長いときや低温ライン１２、高温ライン１３の流体の温度が変動するときに有効である。
【００３８】
なお、温調モニター７を省略し、温調モニター７０、７１および制御手段７２によって、合流後の温度、流量の制御を行うこともできる。
【００３９】
図３に、図１に係る２系統の超臨界流体ライン３１及び３２を有した洗浄装置３０を用いたときの、流量及び温度の調整の一例を説明する。
【００４０】
例えば、図３Ａに示すように、低温ライン自動調整弁１８、高温ライン自動調整弁１９をそれぞれ５％ずつ開けて合流させ、合流地点での超臨界二酸化炭素の温度を５０℃、流量を１L/minにしたとする。次に、その流量を１０L/minに変化させる場合は、低温ライン自動調整弁１８、高温ライン自動調整弁１９を夫々５０％ずつ開けて合流させればよいことになる（図３Ｂ参照）。また、逆に流量を１０L/minから１L/minに減らす場合は低温ライン自動調整弁１８、高温ライン自動調整弁１９を夫々５０％から５％に絞れば良い。
【００４１】
夫々の自動調整弁１８、１９は、両ラインの合流地点に設置された温調モニター７から送られる制御信号によって制御される。温調モニター７は演算機能を有し、合流地点での流量及び流体の温度を検出し、比較、調整された値を両ラインの自動調整弁１８、１９にフィードバックする。そして、夫々の自動調整弁１８、１９はそのフィードバックされた値により、開閉を行う。この一連の流れによって、合流地点での流量と流体の温度は常に制御されるため、流量が急激に変化しても、温度を一定に保つことが可能になり、温度のふらつきを防止できる。また、急激な流量の増加によって、電気炉による昇温が追いつかず、夫々のライン１２、１３に溜めてある流体が電気炉４、５の設定温度よりも全体的に低い温度になってしまった場合も、低温ライン自動調整弁１８と高温ライン自動調整弁１９の開閉を制御することで、温度の低下をカバーできるようになる。
【００４２】
そして、前述したように、夫々のライン１２、１３では、流出しない分の超臨界流体は電気炉の設定温度に保温された状態で循環させておくことができる。循環ライン１４、１５があることで、ライン内にある程度の溜めができるので、急激な流量変化があっても、ライン内の流体の温度の低下を緩やかにすることができる。
【００４３】
次に、図４〜図７に、図１の超臨界二酸化炭素の昇温手段４、５の他の例を示す。図４の昇温手段４１は、図１の抵抗加熱法を用い電気炉に代えて、インダクションヒータ（電磁誘導加熱法）による構成である。すなわち、このインダクションヒーター４１は、配管３２１、３２２の外側に電磁誘導コイル４２を巻回し、このコイル４２に電流４３を流して配管内を誘導加熱するように構成される。このインダクションヒーター４１は、流量変化に伴う流体温度の変化を防ぐ、本発明のもう一つの手段である。インダクションヒーターによって、超臨界二酸化炭素の配管自体（耐圧力配管、ステンレス製）を加熱することができるので、熱容量の小さな、温度追従性の良い加熱機構を構成することができる。
【００４４】
図５の昇圧手段、すなわちインダクションヒーター４４は、配管３２１、３２２の外側にそれぞれ電磁誘導コイル４３１、４３２を独立に巻回してなる複数、本例では２つのインダクションヒーター４５及び４６を有して構成される。すなわち、このインダクションヒーター４４は、温度の粗い調整と細かな調整のできる、精度の異なる２つのインダクションヒーター４５、４６から成り、一方のコイル４３１が粗く巻回され、他方のコイル４３２が密に巻回される。このとき、配管の上流側に粗い調整、下流側に細かな調整をもってくることが好ましい。精度の異なる２つのインダクションヒーター４５、４６を組み合わせることによって、精度の良い温度制御が可能になる。
【００４５】
図６の昇圧手段、すなわちインダクションヒーター４８は、配管の表面積を増やし精度を上げるために、配管３２１、３２２を折り返して形成し、この折り返し部分の全体に電磁誘導コイル４９を巻回して構成される。
【００４６】
図７の昇温手段、すなわちインダクションヒーター５１は、加熱部分に対応した部分の配管３２１、３２２を断面でみてハニカム状の輪郭形状となるように、複数の開口部分５３を形成し、この配管３２１、３２２の外側に電磁誘導コイル５４を巻回して構成される。配管３２１、３２２をハニカム状にし、その開口部分５３に超臨界二酸化炭素などを流通させるようにして、ヒーターと非加熱流体との接触面積を広くすることで熱交換効率を高くし、温度変化の追従性を高めるようことができる。
【００４７】
このようなインダクションヒーターは、従来の電気炉よりも、温度変化の追従性が高いため、流体の加熱、冷却のコントロールが早くできる。このため、急激な流量変化に伴う温度変化にも素早く対応することができる。
【００４８】
そして、上述のような、低温ラインと高温ラインの２系統以上を設け、それらを温調モニターで制御する機構と、電気炉に換えてインダクションヒーターにより温度の制御を行う機構の、両方の機構を併せ持つことより、より安定した超臨界二酸化炭素を供給できる洗浄装置を得ることができる。
【００４９】
上述した本実施の形態に係る洗浄方法及び、洗浄装置によれば、基板洗浄時に超臨界流体の流量を急激に変化させても、温度変化にすばやく追従し、温度を一定に保つことができる。また、超臨界流体の流量を多くした場合であっても、昇温手段となる加熱手段、例えば電気炉、の処理能力が不足することなく、流体の温度を一定に保つことが可能となる。
このように温度制御が可能になったことで、超臨界流体洗浄の安定性が確保でき、更には実用性も高くなるという効果を得ることができる。
【００５０】
本実施の形態では、流量変化による温度変化が生じるとき、各ライン１２、１３の超臨界二酸化炭素の流量及び、混合比を制御することにより、適切に超臨界二酸化炭素の温度を制御することができ、一定温度に保つことができる。
【００５１】
低温ライン１２及び、高温ライン１３の２系統を設けるときは、洗浄装置の簡素化及び、コスト低減を図ることができる。
【００５２】
各系統のライン１２、及び１３に循環ライン１４、及び１５を設けることにより、設定温度に維持された超臨界二酸化炭素をある程度溜めておくことができるので、温度制御時の過渡期における制御の遅れを可及的に無くすことができる。
【００５３】
上例では、本発明の洗浄方法を半導体ウェーハ表面に付着したパーティクルの除去、洗浄に適用したが、その他、フォトマスク、液晶ディスプレイ基板、ＭＥＭＳ（マイクロマシーン）等の表面に付着したパーティクルを除去、洗浄、あるいはその他の被洗浄物に付着したパーティクルの除去、洗浄に適用することができる。
【００５４】
本発明の洗浄方法及び洗浄装置は、その要旨を逸脱しない範囲で変形、変更などが可能であり、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。 
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る超臨界流体洗浄装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】他の実施の形態における超臨界流体洗浄装置の要部の概略構成図である。
【図３】図１に係る２系統の昇温手段部分における流量の調製例である。
【図４】インダクションヒーターを用いた昇温手段の概略構成図である。
【図５】精度の異なる２つのインダクションヒーターを用いた昇温手段の概略構成である。
【図６】配管を折り返すようにした上に、インダクションヒーターを用いた昇温手段の概略構成図である。
【図７】インダクションヒーターの加熱体をハニカム状にした昇温手段の概略構成図である。
【図８】従来の超臨界流体洗浄装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・二酸化炭素供給手段、２、３・・昇圧手段、４、５・・二系統の昇温手段、６・・添加剤供給手段、７、７０、７１・・温調モニター、８・・基板処理層、９・・薬剤回収器、１０・・冷却器、１１・・温調器、１２・・高温ライン、１３・・低温ライン、１４、１５・・循環ライン、１６、１７・・圧力制御弁、１８、１９・・自動調整弁、２０・・圧力制御弁、２１・・二酸化炭素排気用配管、２２・・ウェーハ、３０・・洗浄装置、３１・・制御装置、３２・・主配管、７２・・制御手段、７３・・洗浄装置の要部、３２１、３２２・・分岐配管、３３・・主配管、３４・・副配管、３５・・配管、４１、４４、４５、４６、４８・・インダクションヒーター、４２、４３１、４３２、４９、５１、５４・・電磁誘導コイル、４３・・電流、５３・・開口部分、１０１・・二酸化炭素供給手段、１０２・・添加剤供給手段、１０３、１０４・・昇圧手段、１０５・・昇温手段、１０６・・基板処理層、１０７・・薬剤回収手段、１０８・・二酸化炭素排気手段、１１０・・冷却器、１１１・・温調器、１１２、１１３、１１４・・圧力制御弁、１１５・・ウェーハ、１１６・・主配管、１１７・・副配管、
【図１】
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【図２】
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【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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