(57)【要約】【課題】レジスト等の微細構造物の乾燥工程において、リンス液の排出を液化炭酸ガスの排出経路となる排出ダクト及び各弁を介さずに排出させることにより、減圧弁等の故障・劣化が無く、リンス液の残存が少なく、リンス液を効率良く排出させると共に、微細構造物の破壊を防止することが可能な乾燥装置及び乾燥方法を提供する。【解決手段】微細構造物を液化ガスによって乾燥する試料室と、試料室に液化ガスを供給する液化ガス供給手段と、試料室内の液化ガスを加圧させる圧送ポンプと、リンス液に満たされ微細構造物を収納する試料ホルダを試料室に搬送する搬送装置と、試料室に供給された液化ガスを加熱する加熱装置と、試料室に供給された液化ガスを試料室外に排出させる液化ガス排出配管と、液化ガス排出配管とは別個に配設された試料ホルダ内の前記リンス液を試料室外に排出するリンス液排液配管とを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造物を液化ガスによって乾燥する試料室と、該試料室に前記液化ガスを供給する液化ガス供給手段と、リンス液に満たされ前記微細構造物を収納する試料ホルダを前記試料室に搬送する搬送装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを加熱する加熱装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを前記試料室外に排出させる液化ガス排出経路と、該液化ガス排出経路とは別個に配設された前記試料ホルダ内の前記リンス液を前記試料室外に排出するリンス液排液経路とを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、前記リンス液廃液経路が前記試料ホルダの底部に設けられた凹部又は傾斜部底部に達して配設された配管であることを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記リンス液廃液経路は、開閉弁を介して前記試料室の外部に設けられた廃液容器に接続されていることを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記リンス廃液経路は、開閉弁と該開閉弁に接続された圧送ポンプとを有し、該圧送ポンプによって前記試料室の外部に設けられた廃液容器に前記リンス液を排出することを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項５】
微細構造物を液化ガスによって乾燥する試料室と、該試料室に前記液化ガスを供給する液化ガス供給手段と、リンス液に満たされ前記微細構造物を収納する試料ホルダを前記試料室に搬送する搬送装置と、前記試料室に供給される前記液化ガスを加熱する加熱装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを前記試料室外に排出させる液化ガス廃液経路と、前記試料ホルダ内の前記リンス液が前記試料室内に排出するように前記試料ホルダを回転させる回転手段と、前記液化ガス排出経路とは別個に配設された前記試料室に排出された前記リンスを前記試料室外に排出させるリンス液排出経路とを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記液化ガス排出経路は、減圧弁、開閉弁、流量制御弁及び流量表示装置を有することを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記試料ホルダ及び試料室の前記液化ガス及びリンス液に接する面が、撥水性材料で形成されていることを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、前記試料室に供給される前記液化ガスを加圧させる圧送ポンプを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置。
【請求項９】
リンス液に満たされた微細構造物が収納された試料ホルダを試料室に搬送する搬送工程と、前記リンス液に満たされた微細構造物が収納された前記試料室を密閉状態にする密閉工程と、前記試料室の前記リンス液をリンス液排出経路を通して前記リンス液を排出する排出工程と、前記リンス液を排出後の前記試料室に液化ガスを供給し該ガスの臨界点以上に加圧すると共に臨界点以上の温度に加熱保持する乾燥工程と、前記リンス液排出経路とは別個に設けられた液化ガス排出経路を通して減圧し前記液化ガスを外部に排出する液化ガス排出工程とを有することを特徴とする微細構造物乾燥方法。
【請求項１０】
請求項８において、前記リンス液廃液経路に接続された圧送ポンプにより前記リンス液を前記試料室外に排出させることを特徴とする微細構造物乾燥方法。
【請求項１１】
請求項８において、前記リンス液排出経路に接続された開閉弁を開放し、前記液化ガスの供給による前記試料室内の内圧を上昇さることにより前記リンス液を前記試料室外に排出させることを特徴とする微細構造物乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路（ＬＳＩ）のレジスト等の層間絶縁膜を有する微細構造物を超臨界流体によって乾燥する新規な微細構造物乾燥装置及びその乾燥方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−８７３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３０２号公報
ウエットエッチング等により成形されたＳｉウエハ上のレジスト等の微細構造物を超臨界流体を用いた乾燥装置によって乾燥させる装置、その方法が、
【特許文献１】、【特許文献２】で知られている。この場合、反応槽又は圧力容器内にリンス液が付着した微細構造物を入れ、置換媒体として例えば液化炭酸ガスを用いリンス液を除去させる。この後、置換媒体を超臨界状態にするために、試料室内を臨界点圧力・温度以上に昇圧・昇温させる。超臨界状態になった後、臨界温度を維持しながら置換媒体を徐々に排出し、大気圧になった時点で乾燥終了とする。
【０００３】
これらの公知例には、反応槽又は圧力容器内に微細構造物を入れる搬送装置に
ついては示されていない。しかし、
【特許文献２】においては、搬送経路は、大気中を通過するため、表面張力による微細構造物の破壊の可能性があり、この破壊を改善するために、溶媒であるリンス液で満たされた状態で搬送されることが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにリンス液で満たされた状態での乾燥では、リンス液の溜めることができる形状・機構にし、ウエット状態で搬送が行われる。しかし、リンス液（２−プロパノール等）を大量に搬送し、試料室内から排出しなければならない。このリンス液の排出は、液化炭酸ガスの排出経路となる排出ダクト及び各弁を介して排出するため、減圧弁等の故障・劣化の原因となる。また、リンス液が大量に残存していると置換媒体による置換が不完全となり、効率良く排出させることができず、微細構造物の破壊につながる。
【０００５】
即ち、露光後のレジストを現像液に浸すことにより、露光された部分のレジストを溶出させる。その現像を止める工程では、レジストをリンス液に浸し、現像液をリンス液で置換する。置換後、乾燥を行なうと、リンス液の残存による表面張力が生じ、吸引力が発生する。特に、レジストの微細構造物では、レジストのパターン間の距離が１００ｎｍ以下と小さいので、そのパターン倒れが起こる。
【０００６】
本発明の目的は、レジスト等の微細構造物の製造プロセスにおける乾燥工程において、リンス液の排出を液化炭酸ガスの排出経路となる排出ダクト及び各弁を介さずに排出させることにより、減圧弁等の故障・劣化が無く、更にリンス液の残存が少なく、リンス液を効率良く排出させると共に、微細構造物の破壊を防止することが可能な微細構造物乾燥装置及びその乾燥方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、微細構造物を液化ガスによって乾燥する試料室と、該試料室に前記液化ガスを供給する液化ガス供給手段と、リンス液に満たされ前記微細構造物を収納する試料ホルダを前記試料室に搬送する搬送装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを加熱する加熱装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを前記試料室外に排出させる液化ガス排出経路と、前記液化ガス排出経路と別個に配設された前記試料ホルダ内の前記リンス液を前記試料室外に排出するリンス液排出経路とを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置にある。
【０００８】
又、本発明は前述の微細構造物乾燥装置において、前記試料ホルダ内の前記リンス液を排出するリンス液廃液経路が前記試料ホルダの底部に設けられた凹部又は傾斜部内に達して配設されている配管であることを特徴とする。
【０００９】
前記リンス液排出経路は開閉弁を介して前記試料室の外部に設けられた廃液容器に接続され、前記開閉弁を開放し、前記試料室内の内圧を上昇さることにより、前記リンス液を前記廃液容器に排出することを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明は前述の微細構造物乾燥装置において、前記試料ホルダ内の前記リンス液を排出するリンス液排出経路が前記試料ホルダの底部に設けられた凹部内又は傾斜部内に達して前記試料室内に配設された配管を有し、その配管に前記リンス液を排出する圧送ポンプを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、微細構造物を液化ガスによって乾燥する試料室と、該試料室に前記液化ガスを供給する液化ガス供給手段と、リンス液に満たされ前記微細構造物を収納する試料ホルダを前記試料室に搬送する搬送装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを加熱する加熱装置と、前記試料室に供給された前記液化ガスを前記試料室外に排出させる液化ガス排出経路と、前記試料ホルダ内の前記リンス液を前記試料室に排出するように回転させる回転手段と、前記液化ガス排出経路と別個に配設された前記試料ホルダ内の前記リンス液を前記試料室外に排出するリンス液排出配管とを有することを特徴とする微細構造物乾燥装置にある。
【００１２】
前記液化ガス排出経路は、減圧弁、開閉弁、流量制御弁及び流量表示装置を有すること、外部から試料室内に配管を挿入し、リンス液を排出するためのポンプを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、液化ガス供給手段と試料室との間の経路に、前記試料室に供給される前記液化ガスを臨界点以上に加圧する圧送ポンプを設けることが好ましい。
【００１４】
試料ホルダ及び試料室壁内は、例えばポリテトラフルオロエチレン材に見られるような撥水性の材料を使用したことを特徴とする。
【００１５】
又、本発明は、リンス液に満たされた微細構造物が収納された試料ホルダを試料室に搬送する搬送工程と、前記リンス液に満たされた微細構造物が収納された前記試料室を密閉状態にする密閉工程と、前記試料室の前記リンス液をリンス液排出経路を通して前記リンス液を排出する排出工程と、前記リンス液を排出後の前記試料室に液化ガスを供給し該ガスの臨界点以上に加圧すると共に臨界点以上の温度に加熱保持する乾燥工程と、前記リンス液排出経路とは別途設けられた液化ガス廃液経路を通して減圧し前記液化ガスを外部に排出する液化ガス排出工程とを有することを特徴とする微細構造物乾燥方法にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例に係る直径２インチ盤Ｓｉウエハ微細構造物の乾燥装置の構成を示す図である。リンス液２４で満たされＳｉウエハ２５が収納された試料ホルダ１が搬送装置２により試料室１２に運ばれ、試料室１２を密閉状態にする。特に、本実施例においては、Ｓｉウエハ２５に形成された幅１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下、高さ１００ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上のライン及びスペースを有する微細構造に対して有効な乾燥ができるものである。
【００１７】
その後、液化炭酸ガスボンベ３を開放すると、液化炭酸ガスボンベの内部圧力により、液化炭酸ガスが圧送ポンプ４に向かって流れる。圧送ポンプ４は、運転を停止している際は逆止弁として作用するため、液化炭酸ガスは圧送ポンプ４を通過し、安全弁５、開閉弁６及び開閉弁７に向かって流れる。更に開閉弁６を開放すると、液化炭酸ガスは、試料室１２へ流れ込む。液化炭酸ガスの試料室１２への流入は、試料室１２の内部圧力が液化炭酸ガスボンベの内部圧力と等しい圧力になることで終了する。
【００１８】
更に、圧送ポンプ４を運転して試料室１２に内部圧力が液化炭酸ガスの臨界点である７．３８ＭＰａ以上の値になるまで送り込む。試料室１２の内部圧力は圧力表示・計測器１１で確認される。次に、試料室温度表示・計測器１１で試料室１２の温度を計測しながら、試料室温度制御ユニット１０で試料室１２の温度を液化炭酸ガスの臨界点温度である３１．１℃以上になるよう昇温させる。ここまでの操作で、試料室１２内部の液化炭酸ガスは、超臨界状態になっている。
【００１９】
この後、試料室１２の温度を３１．１℃以上の値を保ちながら、超臨界状態の液化炭酸ガスを、液化ガス排出配管２６に接続された減圧弁１４により減圧してから開閉弁１５を開放して、流量表示器１７で適当な流量となるよう流量制御弁１６により流量を調節することで、徐々に排出していく。排出が進み、圧力表示・計測器１１が０．１ＭＰａを表示するようになると、液化炭酸ガスの排出が終了し、即ち乾燥終了となる。この排出経路のみの場合では、全てのリンス液が減圧弁１４、開閉弁１５、流量制御弁１６、流量表示器１７を通過して、排出されることになる。
【００２０】
図２は、排気用配管を挿入した場合での、圧送ポンプ２２を使用した時のフロー、図３はポンプ無しの時のフローを示す。リンス液２４はリンス液廃液配管２１を用いることで、通常の廃液系路である減圧弁１４、開閉弁１５、流量制御弁１６、流量表示器１７を通過しない。
【００２１】
図２の手順は、リンス液２４に満たされＳｉウエハ２５を収納する試料ホルダ１を試料室１２に搬送する２１０、搬送後、試料室を密閉状態にする２１１、開閉弁２３を開放する一ポンプを用いリンス液廃液配管２１を経由してリンス液２４を排出する２１３、直後（数秒後）に開閉弁２３を閉じ、通常乾燥処理を行なう２１４を有するものである。
【００２２】
図３の手順は、リンス液２４に満たされＳｉウエハ２５を収納する試料ホルダ１を試料室１２に搬送する３１０、搬送後、試料室を密閉状態にする３１１、開閉弁１９を開放する３１２、液体二酸化炭素ボンベを開放（試料室内に液化ガスを導入しリンス液を排出）する３１３、開閉弁１９を閉じ、通常乾燥処理を行なう３１４を有するものである。
【００２３】
試料ホルダ１の形状は、図４の平坦な構造では、リンス液２４が多量に残存してしまうが、図５のようにその底部の一部に凹部又は傾斜部を有する形状とすることにより、図４の形状よりリンス液２４の残存量を少なくすることが可能になる。
【００２４】
本実施例によれば、レジスト等の微細構造物の乾燥装置において、試料ホルダ１内のリンス液２４を減圧弁等を通過させずに排出することで、減圧弁等の劣化及びクロスコンタミネーションを防止し、又、多量のリンス液を効率良く排出させることができ、リンス液から置換媒体への置換効率を改善することができる。
【００２５】
（実施例２）
図６及び図７は、試料室１２内にリンス液２４を排出するリンス液廃液配管２１を試料室１２下部に設けた場合の試料室及び試料ホルダの断面図である。図６は、試料ホルダ１を試料室１２に搬送後、試料室１２を密閉させた状態を示している。図７は、その状態から回転手段を有する試料ホルダ１をリンス液２４が排出するように回転させ、試料ホルダ１内のリンス液２４を試料室１２底部に排出させた状態を示している。直後、開閉弁２を開放して液化炭酸ガスを試料室１２よりリンス液２４を排出させる。その後開放弁２を閉じ、開放弁１を開放し実施例１と同様に液化炭酸ガスを導入させて通常乾燥を行なう。試料室１２の底面は、試料ホルダ１同様リンス液が残存しないようにその底部を傾斜させた構造にして排出し易い構造になっている。開閉弁１には、図１と同様に減圧弁、開閉弁、流量制御弁及び流量表示装置が配設されている。
【００２６】
本実施例によれば、レジスト等の微細構造物の乾燥装置において、試料ホルダ１内のリンス液２４を減圧弁等を通過させずに排出することで、減圧弁等の劣化及びクロスコンタミネーションを防止し、又、リンス液２４を予め排出することで、リンス液２４から置換媒体への置換効率を改善することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、レジスト等の微細構造物の乾燥装置において、試料ホルダ内のリンス液を減圧弁等を通過させずに排出することで、減圧弁等の劣化及びクロスコンタミネーションを防止し、又、リンス液を予め排出することで、リンス液から置換媒体への置換効率を改善することができる微細構造物の乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微細構造物の乾燥装置の構成図である。
【図２】本発明の廃液用配管及びポンプを使用した場合のフロー図である。
【図３】本発明の廃液用配管のみ場合（ポンプ未使用）のフロー図である。
【図４】比較の試料ホルダ形状を示す断面図である。
【図５】本発明の試料ホルダ形状を示す断面図である。
【図６】本発明の試料室内形状及び試料ホルダ回転機構を示す断面図である。
【図７】図６の試料ホルダ回転後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…試料ホルダ、２…搬送装置、３…液化炭酸ガスボンベ、４、２２…圧送ポンプ、５、１３…安全弁、６、７、１５、１９、２３、２８、２９…開閉弁、８…圧力表示・計測器、９…試料室温度表示・計測器、１０…試料室温度ユニット、１１…圧力表示・計測器、１２…試料室、１４…減圧弁、１６…流量制御弁、１７…流量表示器、１８…制御部、２０…廃棄容器、２１、２７…リンス液廃液配管、２４…リンス液、２５…Ｓｉウエハ、２６…液化ガス廃出配管、３０…回転軸。
【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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