(57)【要約】    【課題】  本発明の目的は、基板上のリンス液を排出させる際に基板外周に残存するリンス液を最小限になるように排出させることのできる微細構造乾燥処理方法及びその装置を提供することにある。    【解決手段】  本発明は、リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体によって前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理方法において、前記基板上の前記リンス液に部材を接触させ前記リンス液を前記流体の上部又は下部に集め前記高圧処理容器内より排出させることを特徴とする。【選択図】図１
2005277230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下で液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理方法において、前記高圧処理容器内に前記流体を導入後、前記基板上の前記リンス液に部材を接触させ前記リンス液を前記流体の上部又は下部に集め前記高圧処理容器内より排出させることを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項２】
リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内の基板設置台に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下で液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理方法において、前記高圧処理容器内に前記流体を導入後、前記基板上の前記リンス液に部材を接触させる工程及び前記基板を前記基板設置台と共に回転させる工程の少なくとも一方を有し、前記高圧処理容器内の前記リンス液と流体との比重差によって前記リンス液を前記流体の上部又は下部に集め前記高圧処理容器内より排出させることを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記高圧処理容器内に前記流体を導入後、前記高圧処理容器を傾斜させて、前記リンス液を前記流体の上部又は下部に集め前記高圧処理容器内より排出させることを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内の基板設置台に設置する工程と、前記高圧処理容器内に常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を液体又は超臨界状態で設定圧力まで導入する工程と、前記リンス液を前記排出させる工程と、前記流体の臨界圧力以上に保ったまま前記流体の温度を臨界温度以上に昇温させる工程と、前記流体の温度を臨界温度以上に保ったまま前記流体を前記高圧処理容器内より排出する工程とを順次有することを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかにおいて、前記リンス液を排出させる工程と前記臨界状態の流体を排出させる工程との間に、前記基板設置台に設けられた加熱手段によって前記基板を局部的に温度制御し、前記リンス液及び流体に密度変化による渦流又は対流を発生させ、前記流体とリンス液との置換を促進させることを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかにおいて、前記流体が液化二酸化炭素であり、その密度を０．６５から０．９５ｇ／ｍｌの所定の密度に変化させることを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかにおいて、前記流体より比重の大きいリンス液と、前記流体より比重の小さいリンス液とを同時又は個別に使用し、前記流体の比重差により、前記リンス液を傾斜した前記高圧処理容器の上部又は下部に集め排出することを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかにおいて、前記高圧処理容器内への前記流体の導入と停止とを繰り返す工程を有することを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかにおいて、前記リンス液を排出させる工程と前記流体を排出させる工程との間に、前記流体に振動又は攪拌を与える工程を有することを特徴とする微細構造乾燥処理方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかにおいて、前記流体より比重の大きいリンス液と、前記流体より比重の小さいリンス液とを同時に使用し、前記流体の比重差により前記高圧処理容器の上部と下部に集め排出することを特徴とする微細構造乾燥方法。
【請求項１１】
リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理装置において、前記リンス液に部材を接触させる接触手段を有することを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１２】
リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内の基板設置台に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理装置において、前記高圧処理容器に設けられ前記流体を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、前記リンス液に部材を接触させる接触手段及び前記基板を前記基板設置台と共に回転させる基板設置台回転手段の少なくとも一方とを有することを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、前記高圧処理容器を傾斜させる傾斜手段と、前記基板上の前記リンス液を前記傾斜した前記高圧処理容器内の上部及び下部の少なくとも一方に設けられた排出口とを有することを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれかにおいて、リンス液に浸漬又は濡れた状態の基板を基板設置台に設置する高圧処理容器と、常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を液体又は超臨界状態で貯蔵する流体貯蔵容器と、前記高圧処理容器内の流体の温度及び圧力の少なくとも一方を変化させ流体の比重を変化させる温度又は圧力調整手段と、前記流体を前記高圧処理容器内に圧送するポンプと、前記基板の上側及び下側の少なくとも一方に設けられ前記基板の温度を制御する温度調整器と、前記高圧処理容器内の前記流体の圧力を制御する圧力制御装置と、前記高圧処理容器内への前記流体導入時の昇圧速度を制御する昇圧速度制御手段とを有することを特徴とする微細構造乾燥装置。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれかにおいて、前記接触手段は液切りピンであり、前記高圧処理容器の蓋に上下に移動可能に設けられ、前記基板のオリフラ、Ｖノッチ及びガラス基板のいずれかの各コーナーのエッジ位置に設置されるように設けられていることを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記液切りピンの先端部形状が半球状、平坦及び鋭角なエッジのいずれかを有することを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれかにおいて、前記温度調整器は、前記基板を局部的又は全体を温度制御でき、前記基板を5から60℃で制御可能であることを特徴とする微細構造乾燥処理装置。
【請求項１８】
請求項１１から１７のいずれかにおいて、前記高圧処理容器内への前記流体の導入と停止とを繰り返す制御手段を有することを特徴とする微細構造乾燥装置。
【請求項１９】
請求項１１から１８のいずれかにおいて、前記流体を振動又は攪拌させる手段を有することを特徴とする微細構造乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な微細構造乾燥処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大規模で高密度、高性能デバイスを製造するには、シリコンウェハ上に成膜したレジストに対して露光、現像、リンス洗浄及び乾燥を経てパターンを形成した後、コーティング、エッチング、リンス洗浄、乾燥等のプロセスを経て製造される。特に、レジストは、光、Ｘ線、電子線などに感光する高分子材料であり、各工程において、現像、リンス洗浄工程では現像液、リンス液等の薬液を使用しているため、リンス洗浄工程後は乾燥工程が必須である。
【０００３】
この乾燥工程において、基板上に形成したレジストパターン間のスペース幅が１００ｎｍ程度以下になるとパターン間に残存する薬液の表面張力の作用により、パターン間にラプラス力（毛細管力）が作用してパターン倒れが発生する問題が生ずる。他方では、例えば加速センサーやアクチュエータ等の可動部を持つ三次元微細構造部品のＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）部品の製造は、フッ酸等のエッチング液で可動部位を含む微細構造を形成する工程と、純水リンスでエッチング液を洗浄除去する工程と乾燥工程を含んでいる。この乾燥工程においてもレジストパターンと同様に微細構造間に残る薬液による表面張力が作用して、可動部が基板に張り付く現象が発生している。この微細構造間に残存する薬液の表面張力の作用によるパターン倒れや張付きを防止するために、微細構造物間に作用する表面張力を軽減する乾燥プロセスとして、特許文献１から３に示す所定の圧力容器を用いると共に、二酸化炭素等の超臨界流体を用いた方法がある。
【０００４】
これらの従来の二酸化炭素等の超臨界流体を用いた乾燥法は、以下の基本工程を有する。
（１）液体又は超臨界状態の流体に可溶でない試料中の例えば水等の残存液体は、予め流体に可溶な例えばエタノールや２−プロパノール等の有機溶剤と置換しておく工程。
（２）リンス液に浸漬、又は濡れた状態、具体的には基板上にリンス液が載った状態で乾燥室となる高圧処理容器に水平に搬送して設置する工程。
（３）高圧処理容器を密閉する工程。
（４）液体状態又は超臨界状態の流体を高圧処理容器に導入し、所定の圧力まで昇圧する工程。
（５）高圧処理容器内に導入した液体又は超臨界状態の流体とリンス液を置換させる工程。
（６）高圧処理容器に液体の流体を導入した場合は、液体の流体とリンス液の置換後に高圧処理容器を臨界点以上に昇圧及び昇温させる工程。
（７）高圧処理容器から超臨界状態の流体を排出させる工程。
（８）高圧処理容器から基板を取り出す工程。
【０００５】
また、特許文献４には、超臨界状態においてウエハ表面に残存する液体の大部分を遠心力によって除去することが示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０９９３３号公報
【特許文献２】特開平０９−１３９３７４号公報
【特許文献３】特開平０５−３１５２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１から４のいずれにおいても、従来の超臨界流体を用いた乾燥法は、数十分程度から1時間以上の乾燥時間を要し、特に、直径１００ｍｍ以上の大口径基板上に一様に形成した微細構造に対して、均一にパターン倒れや張り付きが無く、乾燥することができなかった。これは、大口径基板上に載ったリンス液が数百ｍｌ以上もあり、液体又は超臨界流体との置換が短時間で均一に行えないことによるものであった。
【０００８】
本発明の目的は、基板上のリンス液を排出させる際に基板外周に残存するリンス液を最小限にするように排出させることのできる微細構造乾燥処理方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施態様によれば、リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理方法において、前記高圧処理容器内に前記流体を導入後、前記基板上の前記リンス液に部材を接触させ前記リンス液を記高圧処理容器内より排出させるものであり、又、前記高圧処理容器内に前記流体を導入後、前記基板上の前記リンス液に部材を接触させる工程及び前記基板を前記基板設置台と共に回転させる工程の少なくとも一方を有し、前記高圧処理容器内の前記リンス液と流体との比重差により前記リンス液を前記流体の上部又は下部に集め前記高圧処理容器内より排出させるものである。
【００１０】
即ち、本発明の実施態様においては、リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内の保持手段に設置し、高圧処理容器内に常温及び常圧では気体で、高圧下では液体となる流体を液体又は超臨界状態で設定圧力まで導入して、リンス液を排出させる前に流体の温度及び圧力の少なくとも一方を変化させ流体の比重を変化させ、比重の変化により高圧処理容器内のリンス液と流体との比重差を形成し、高圧処理容器を傾斜させ基板上のリンス液を傾斜した高圧処理容器内の上側又は下側に集める。集められたリンス液は傾斜した高圧処理容器内の上側又は下側に設けられた少なくとも一方の排出口より排出させ、更に、基板外周や保持手段と基板との円周方向の接触部近傍に残存するリンス液を効率よく分離させるために、高圧処理容器の蓋に移動可能な液切りピンを設け、基板外周や基板と保持手段との円周方向で接触した部位に残存したリンス液面に接触させて、残ったリンス液を基板外周及び保持手段外周より効率良くリンス液を切り離す。その後、流体の臨界圧力以上に保ったまま流体の温度を臨界温度以上に昇温させ、流体の温度を臨界温度以上に保ったまま流体を排出させるものである。
【００１１】
又、本発明の実施態様においては、流体より比重の大きいリンス液と、流体より比重の小さいリンス液とを同時またはいずれか一方を使用でき、傾斜した高圧容器の上側と下側に各々集めて排出することができる。流体の比重変化を繰り返す工程と、高圧容器内の流体の流れを抑えるプロセスとポンプで置換流体を導入する工程とを順次繰り返すリンス液と流体との置換工程とを有することはＭＥＭＳ部品のような立体構造を乾燥する場合は特に有効である。
【００１２】
更に、本発明の実施態様によれば、リンス液に浸漬又は濡れた状態の微細構造を有する基板を高圧処理容器内に設置して前記基板上の前記リンス液を常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を用いて前記高圧処理容器内より排出する微細構造乾燥処理装置において、前記リンス液に部材を接触させる接触手段を有するものであり、又、前記高圧処理容器に設けられ前記流体を加熱又は冷却する、好ましくは前記リンス液と流体との比重差を形成させる加熱冷却手段と、前記リンス液に部材を接触させる接触手段及び前記基板を前記基板設置台と共に回転させる基板設置台回転手段の少なくとも一方とを有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、基板上のリンス液を排出させる際に基板外周に残存するリンス液を最小限に排出させることのできる微細構造乾燥処理方法及びその装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的な実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の微細構造乾燥処理装置の一例を示す断面図である。乾燥処理室である高圧処理容器１０３は上部の蓋１０５及び下部容器１２４から構成され、蓋１０５を開放してシリコン又はガラスからなる基板１０１を基板設置台１０４に設置する。高圧処理容器１０３は、図１に示す状態の水平から垂直まで傾斜できる傾斜手段を持つ。高圧処理容器１０３には下部容器１２４の両側に紙面に対して垂直に傾斜用のギアを有する回転軸が設けられ、モータによって紙面に対して左右のいずれにも水平から９０度まで左右両側に傾斜できるものである。フィルタ１１２、バルブ１１３は下部容器１２４に固定され、圧力制御装置１２３との間が高圧フレキシブル配管によって接続され、更に、背圧制御バルブ１０９、バルブ１１０が蓋１０５に接続され、バルブ１１７、圧力制御バルブ１１８が下部容器１２４に固定され、それらの先がいずれも高圧フレキシブル配管によって接続される。
【００１６】
基板１０１は基板設置台１０４及び局部温度調整器１０６と共に基板設置台回転機構１４０によって回転される。接触手段としての液切りピン１３０は高圧処理容器１０３上部の蓋１０５に上下に駆動可能に設けられ、リンス液に対して親和性を有する材料が用いられる。高圧処理容器１０３、基板設置台１０４、液切りピン１３０は、いずれも非磁性ステンレス鋼によって構成される。
【００１７】
液切りピン１３０は、高圧処理容器１０３の蓋１０５に上下に移動可能に設けられ、基板１０１のオリフラ、Ｖノッチ及びガラス基板のいずれかの各コーナーのエッジ位置に設置されるように設けられ、又、その先端部形状が半球状、平坦及び鋭角なエッジのいずれかを有する。
【００１８】
局部温度調整器１０６は基板１０１を局部的又は全体を温度制御でき、基板１０１を５から６０℃で制御可能である。高圧処理容器１０３内への流体の導入と停止とを繰り返す制御手段を有すること、流体を振動又は攪拌させる手段を有することが好ましい。基板１０１を設置する基板設置台１０４に温度制御の為の局部温度調整器１０６を装備して基板１０１近傍のみを温度調整することにより高圧処理容器１０３への熱伝導を最小にすることができる。
【００１９】
又、局部温度調整器１０６は、基板１０１を順次局部的な加熱によって温度制御することによりリンス液１２１を排出させる工程で基板１０１上のリンス液１２１及び流体に密度変化よる渦流又は対流による状態変化を発生させ、流体とリンス液１２１の置換を促進させることができる。
【００２０】
図２は、図１の微細構造乾燥処理装置を図２に示すように回転させた本発明の微細構造乾燥処理装置の断面図である。基板１０１は露光後の現像及びリンスの工程を経て表面に微細構造が形成されており、その表面にはリンス液１０２が全面に載った状態であり、高圧容器１０３に設けられた基板設置台１０４に設置される。基板設置台１０４には、基板１０１の設置面に局部的な加熱手段が複数個均等に配置された局部温度調整器１０６によって順次局部的に加熱又は全体を均一に温度制御可能である。高圧容器１０３には、バルブ１１３を介してポンプ１１４及び液体二酸化炭素容器１１５が配管によって接続される。高圧容器１０３は、その上部にバルブ１１０及び下部にバルブ１０７を介して背圧制御バルブ１０９、１０８がそれぞれ接続され、設定圧力を超えると排出口１１９又は排出口１２０より高圧容器内の流体又はリンス液が排出される。
【００２１】
高圧容器１０３はその容器構成材内部に形成された熱媒体の循環による温度調整機能を持ち、０から６０℃の範囲で流体の温度を制御でき、また、基板１０１の近傍、特に微細構造を有する面側の温度差による対流を最小限抑えるため、基板設置台１０４に、基板１０１の搭載面に対して局部的な加熱手段が設けられ、その加熱手段を順次起動して局部的に温度制御又は基板１０１の全体を均一に温度制御可能な局部温度調整器１０６を備える。以下、本実施例の乾燥工程を説明する。
【００２２】
（１）直径２００ｍｍのＬＳＩシリコン基板上にＥＢレジスト（ＺＥＰ−７０００：日本ゼオン製）を２２０ｎｍの膜厚で製膜、乾燥した後、電子線でパターンを６０ｎｍ以下のパターン幅で描画してから酢酸ノルマルヘキシルで数十秒現像、２−プロパノールで数十秒リンスし、表面に微細構造が形成された基板１０１を、蓋１０５と下部容器１２４とからなる高圧処理容器１０３の基板設置台１０４に設置する。このとき、基板１０１の上には液体二酸化炭素１１６又は超臨界二酸化炭素に可溶なリンス液である２−プロパノール１０２が厚さ数ｍｍで基板全面に載った状態であるか、基板１０１が２−プロパノール１０２に浸漬した状態である。二酸化炭素はその密度を０.６５から０.９５ｇ/ｍｌの所定の密度に変化させることができる。
【００２３】
（２）基板１０１を高圧処理容器１０３内の基板設置台１０４に設置する際は、高圧処理容器１０３が水平の状態で蓋１０５を開け、設置後蓋１０５を閉じて高圧処理容器１０３を気密状態とする。この時、バルブ１１７、１０７、１１０は閉じている。
【００２４】
（３）バルブ１１３を開放すると液体二酸化炭素１１６が高圧容器１０３に導入される。このとき圧力制御装置１２３により基板１０１上に形成された微細構造が破損しないように、且つリンス液１０２と液体二酸化炭素の混濁を最小限に抑えるため、液体二酸化炭素容器１１５の定常圧力の５ＭＰａ程度まで1ＭＰａ/数秒程度の傾きで導入する。高圧処理容器１０３に導入される液体二酸化炭素はフィルタ１１２を通過し不純物が除去される。液体二酸化炭素容器１１５の定常圧力まで導入した後、プランジャポンプ又は、ダイアフラムポンプなどのポンプ１１４を作動させ設定圧力(７．５から１３ＭＰａ程度)まで液体二酸化炭素１１６を圧縮して送出する。
【００２５】
液体二酸化炭素１２２の導入時に少なからず生ずる液体二酸化炭素１２２とリンス液１２１の混濁を短時間で収束させるため、液体二酸化炭素１２２をポンプ１１４で圧送する流量をゼロにして、高圧処理容器１０３内の液体二酸化炭素１２２の流速を最小、特にゼロにする工程を有することにより液体二酸化炭素１２２とリンス液１２１の混濁した状態での対流を最小にでき、短時間でリンス液１２１の混濁状態を収束させて、大部分のリンス液１２１を傾斜した高圧処理容器１０３の上側又は下側に集めて排出することができる。
【００２６】
（４）図２に示すように、高圧処理容器１０３を傾斜させる。高圧処理容器１０３を傾斜手段によって傾斜させることにより、基板１０１に載った２−プロパノール１０２の大半が基板１０１表面から離れ、高圧容器１０３内に充填した液体状態の二酸化炭素１１６と殆ど溶けずに混ざり合い混濁状態となる。リンス液との比重差が大きい時は混濁状態が比較的早く安定するので早く傾斜させることができる。又、水平/傾斜を繰り返すことによって効果的に置換、排出を行うことができる。
【００２７】
高圧処理容器１０３を傾斜させた後、液体二酸化炭素１１６の導入を停止し、高圧処理容器１０３内の液体二酸化炭素１１６の流れを止めること、又、液体二酸化炭素１１６を高圧処理容器内１０３への導入時に、その昇圧速度を制御し、液体二酸化炭素１１６とリンス液１２１との混濁及び液体二酸化炭素１１６による基板１０１への圧力衝撃を抑えることが好ましい。
【００２８】
（５）高圧処理容器１０３の温度を高圧処理容器１０３に設けられた熱媒体循環経路に熱媒体を循環させるによって下げ、５℃程度に制御すると、液体二酸化炭素の比重が０.９５ｇ/ｍｌになり、リンス液である２−プロパノール１０２の比重０.８０ｇ/ｍｌとの比重差が約０.１５ｇ/ｍｌ程度になるため、図２に示すように、２−プロパノール１０２は傾斜した高圧処理容器１０３内の上部に集まる。設定圧力(７．５から１３ＭＰａ程度)までの昇圧及び５℃までの降温は同時に移行させても良い。
【００２９】
（６）圧力が設定圧力(７．５から１３ＭＰａ程度)に達したら、液体二酸化炭素と２−プロパノール１０２の混濁状態を収束させるため、数十秒間、ポンプ１１４で液体二酸化炭素１１６を圧送することを停止して、高圧処理容器１０３内に液体二酸化炭素１１６の流れを生じないようにする。同時に、液体二酸化炭素１２２の対流を最小に抑えるため高圧処理容器１０３内の基板設置台１０４にある局部温度調整器１０６を５℃に制御する。
【００３０】
（７）２−プロパノール１２１と液体二酸化炭素１１６の混濁が収束したら、再度、ポンプ１１４で液体二酸化炭素１１６の圧送を開始する。バルブ１１０を開放すると、傾斜した高圧処理容器１０３内の上部に集めた２−プロパノール１２１は排出口１１９を経て背圧制御バルブ１０９より選択的に排出することができる。
【００３１】
（８）この時、図２に示すように、２−プロパノール１２１は傾斜した高圧処理容器１０３内の上部に集まり、バルブ１１０と背圧制御バルブ１０９から排出できるが、基板１０１の外周及び基板設置台１０４の外周部に、２−プロパノールの残存したリンス液３００が残存している。この残存したリンス液３００を基板１０１の外周及び基板設置台１０４の外周部から分離、切り離すために、図３に示すように液切りピン１３０を高圧処理容器１０３上部の蓋１０５から、矢印１３１のように基板１０１へ下降(接近)させ、残存したリンス液３００へ接触させる。この接触によって液切りピン１３０にリンス液３００が濡れ、液体状態の二酸化炭素１１６より容易に分離される。又、リンス液３００がこの状態で基板設置台１０４を回転させるための設置台回転機構１４０により回転させることにより、基板１０１の外周及び基板設置台１０４に残存したリンス液３００を順次分離、切り離す。残存したリンス液３００は、液切りピン１３０を伝わって高圧処理容器１０３の上部に集められ、排出口１１０より排出される。回転は少なくとも半回転ゆっくり行う。
【００３２】
（９）基板設置台１０４に内蔵される局部温度調整器１０６を順次５℃から６０℃の範囲で温度制御を行うことで、微細構造物近傍に残存するリンス液と液体二酸化炭素を温度制御し、リンス液及び液体二酸化炭素の密度変化により渦流又は対流の状態変化を発生させ、液体二酸化炭素とリンス液の置換を促進させることも置換時間短縮に有用である。局部温度調整器１０６は基板１０１の円平面の中心から三角形状に複数個に独立にＯＮ及びＯＦＦ制御できるように配置されており、加熱部分の位置を変えることによって液体状態の二酸化炭素１１６の渦流又は対流を形成することができる。
【００３３】
（１０）ポンプ１１４での液体二酸化炭素の圧送を停止させ、高圧容器１０３の温度を３５℃に昇温させる。高圧容器１０３内の圧力は昇圧するが、設定圧力(７．５から１３ＭＰａ程度)を超えると背圧制御バルブ１０９から排出され、高圧容器１０３内は設定圧力(７．５から１３ＭＰａ程度)に保たれる。この温度変化で、高圧容器１０３内の液体二酸化炭素は超臨界状態へと状態が変化する。この状態の変化では、液体二酸化炭素の表面張力を微細構造に作用させることが無い。
【００３４】
（１１）次いで、バルブ１１３、１１０を閉じ、バルブ１１７を開放し、温度を３５℃に保ったまま圧力制御バルブ１１８より超臨界二酸化炭素を排出する。高圧容器内の圧力が７.３８ＭＰａ以下になると高圧容器１０３内を満たしている二酸化炭素は気体へと状態が変化する。更に圧力制御バルブ１1８で排出を続け高圧容器１０３内の圧力が大気圧になった時点で乾燥が終了する。基板１０１は高圧容器１０３が傾斜したままでも取り出せるが、元に戻して取り出す。
【００３５】
本実施例は、微細構造乾燥のために利用する流体として比較的低い温度、低い圧力で超臨界状態となる二酸化炭素の臨界圧力は７.３８MPa、臨界温度は３１℃である場合の例を示した。そして、温度を５℃から６０℃、圧力を３ＭＰａから１０ＭＰａに可変させることで液体二酸化炭素の密度を０.６５から０.９５ｇ/ｍｌに変化させることができ、本実施例に示す２−プロパノールをリンス液として用いた場合の、短時間かつ均一な結果を得ることができる乾燥プロセスを達成できるものである。
【００３６】
以上のように、本実施例は、露光、現像又は薬液によるエッチング、リンス後のレジストパターンやガラスマスク、ＭＥＭＳ部品等の微細構造を有する基板を設置した乾燥処理室となる高圧容器に、リンス液の置換溶媒として二酸化炭素等の常温及び常圧では気体で高圧下では液体となる流体を液体の状態で導入し、導入する液体状態の流体の溶解性によるリンス液の置換効果を利用するレジストの乾燥処理において、基板が設置された高圧容器を傾斜することにより、置換流体に溶けずに基板上に載ったリンス液を傾斜した高圧容器内の上側又は下側に集めて、リンス液を選択的に高圧容器外に排出すること、更には、基板外周や基板の保持手段外周に傾斜や比重差により分離した後に残ったリンス液を、高圧容器のフタへ設置した移動可能な液切りピンを接触させながら回転させることにより基板や保持手段外周より分離し、高圧容器内や微細構造間に残存するリンス液の量を最小にできるものである。
【００３７】
そして、置換溶媒のリンス液に対する濃度を最小に維持できるため、溶解度の低下も最小にでき、溶媒の微細構造物間に残存するリンス液に対する溶解度の低下を抑えることにより、高い置換効率を得ることができると共に、置換プロセスを短縮することができる。又、種々のリンス液の使用が可能となる。
【００３８】
更に、本実施例によれば、従来の臨界点乾燥法が乾燥処理時間が長いこと、又、大口径基板に対しては均一な乾燥結果を得ることができないという欠点が解決できるものである。そして、本実施例によれば、ＬＳＩ等を大規模に製作するための露光、現像、リンス後のレジスト等のパターン幅が１００ｎｍ以下、更にパターン幅７０ｎｍ以下、特にパターン幅（スペース幅）３０ｎｍ以下の表面微細構造を持ち、直径１００ｍｍ以上の大口径基板の乾燥処理をパターン倒れ無く、短時間で均一に乾燥できるものである。そのためデバイス製造ラインへの適用が可能な処理速度を有するものである。
【００３９】
更に、本実施例においては、リンス液の排出口を高圧処理容器の上部及び下部に装備することにより、置換流体より比重の大きいリンス液と、置換流体より比重の小さいリンス液を２種類以上同時に使用する場合にも、流体に溶けずに高圧処理容器内に残るリンスを選択的に排出することができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例１の（４）の工程において、高圧容器１０３の温度を高圧容器１０３の側壁自身内を熱媒体が循環できる構造とし、その中に熱媒体を循環させることによって、２８℃程度に制御すると、液体二酸化炭素の比重は０.７０ｇ/ｍｌになり、リンス液である２−プロパノールの比重０.８０ｇ/ｍｌとの比重差が約０.１０程度になるため、２−プロパノールは傾斜した高圧容器１０３内の下部に集まる。
【００４１】
下部に集まったリンス液を実施例１と同様に傾斜によって排出口１２０に集められ、排出口１２０より実施例１の（５）の工程以降と同様に操作することによって選択的に排出させ、その後は、実施例１と同じプロセスを経て大気圧まで降圧させて乾燥を終了させる。
【００４２】
本実施例においては、温度を５℃から２８℃に変えることで液体二酸化炭素の密度を０.６５から０.８０ｇ/ｍｌに変化させることができ、本実施例に示す２−プロパノールをリンス液として用いた場合、実施例１と同様の効果を有すると共に、短時間かつ均一な乾燥プロセスを達成できるものである。
【実施例３】
【００４３】
本実施例は、ＭＥＭＳサンプルのようなフッ酸エッチングで微細構造を有するパターンが形成され、純水でリンス処理した後の乾燥工程を行うものである。フッ酸エッチングによるパターン形成においては、レジストパターンと同様に表面張力の作用によりシリコン三次元構造体の可動部が基板（ベース部）と貼りつく現象が生じ、デバイス不良の要因となるが、本実施例においてはこの現象を防止することができる。
【００４４】
リンス液の純水は液体又は超臨界状態の二酸化炭素に殆ど溶けないため、サンプルを予め二酸化炭素に可溶なリンス液に浸漬させて置換しておく。本実施例のＭＥＭＳサンプルのリンス液としては、炭化水素系洗浄剤（ＨＣＦＣ）とエタノールを５：１に混合したものである。ＨＣＦＣは比重１.５５ｇ/ｍｌであるので、二酸化炭素の比重を制御しても基板上に載ったＨＣＦＣを高圧容器１０３の上側に集めることができないが、本実施例では実施例２と同様に高圧容器１０３を傾斜させて基板１０１上に載ったリンス液１０２を傾斜した高圧容器１０３下部に集めて選択的に排出させ、その後は、実施例１と同じプロセスを経て大気圧まで降圧させて乾燥を終了させることにより短時間で且つ均一な乾燥結果を得ることができる。本実施例のＨＣＦＣとエタノールの混合液をリンス液としたのは、エタノールは水を置換するためであり、ＨＣＦＣは二酸化炭素と置換するために使用するものである。
【００４５】
以上のように、本実施例においても、実施例１と同様な効果が得られ、そのためＭＥＭＳ部品のようなデバイスに対しても１００ｍｍ以上の大口径基板に形成した微細構造の可動部が張り付くことなく均一で、短時間での乾燥ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一例を示す微細構造乾燥処理装置の断面図である。
【図２】本発明の高圧容器を傾斜させた後の微細構造乾燥処理装置の断面図である。
【図３】本発明の高圧容器内のリンス液を排出させた後に基板及び基板設置台外周に残存するリンス液を分離する際の微細構造乾燥処理装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１…基板、１０２、１２１…リンス液、１０３…高圧処理容器、１０４…基板設置台、１０５…蓋、１０６…局部温度調整器、１０７、１１０、１１３、１１７…バルブ、１０８、１０９…背圧制御バルブ、１１２…フィルタ、１１４…ポンプ、１１５…液体二酸化炭素容器、１１６、１２２…液体二酸化炭素、１１８…背圧制御バルブ、１１９、１２０…排出口、１２３…圧力制御装置、１２４…下部容器、１２５…傾斜回転方向、１３０…液切りピン、１４０…基板設置台回転機構、３００…残存したリンス液。
【図１】
2005277230.tif 000003
【図２】
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【図３】
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