(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部が処理チャンバーとなっている圧力容器と、
前記処理チャンバー内で複数の基板を収容可能な基板収容手段と、
前記基板表面の乾燥を防止するための乾燥防止液または該乾燥防止液の蒸気を前記処理チャンバーに供給して乾燥防止雰囲気を形成する雰囲気形成手段と、
前記処理チャンバーから前記乾燥防止雰囲気を除去する雰囲気除去手段と、
高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として前記処理チャンバーに導入する処理流体導入手段とを備え、
前記処理チャンバーに１枚ずつ搬送されてくる基板を複数枚前記基板収容手段に順次収容する間、前記処理チャンバー内に前記乾燥防止雰囲気を形成し続けて前記基板収容手段に収容された基板を前記乾燥防止雰囲気で待機させた後、前記複数枚の基板が前記基板収容手段に収容されると前記雰囲気除去手段が前記処理チャンバーから前記乾燥防止雰囲気を除去し、さらに前記処理流体導入手段が前記処理チャンバーに処理流体を導入して前記基板収容手段に収容される前記複数の基板を一括して高圧乾燥させることを特徴とする高圧乾燥装置。
【請求項２】
その表面が所定の液体で濡らされた状態で前記処理チャンバーに搬送される基板を複数枚一括して高圧乾燥させる請求項１記載の高圧乾燥装置であって、
前記雰囲気形成手段は前記乾燥防止液として前記所定の液体と同一成分の液体を用いる高圧乾燥装置。
【請求項３】
前記雰囲気形成手段は、前記乾燥防止液を前記処理チャンバーに供給して前記乾燥防止液の液溜りを前記乾燥防止雰囲気として形成する請求項１または２記載の高圧乾燥装置。
【請求項４】
前記雰囲気除去手段は前記乾燥防止雰囲気を構成する乾燥防止液を回収することで前記乾燥防止雰囲気を前記処理チャンバーから除去するとともに、その回収した乾燥防止液を前記雰囲気形成手段に送って再利用に供する請求項３記載の高圧乾燥装置。
【請求項５】
前記雰囲気形成手段は、前記乾燥防止液の蒸気を前記処理チャンバーに供給して蒸気雰囲気を前記乾燥防止雰囲気として形成する請求項１または２記載の高圧乾燥装置。
【請求項６】
前記雰囲気除去手段は前記乾燥防止雰囲気を構成する乾燥防止液の蒸気を回収することで前記乾燥防止雰囲気を前記処理チャンバーから除去するとともに、その回収物を前記雰囲気形成手段に送って再利用に供する請求項５記載の高圧乾燥装置。
【請求項７】
前記基板収容手段は水平姿勢で前記処理チャンバーに搬送されてくる基板をその水平姿勢のまま受け取り、収容保持する請求項１ないし６のいずれかに記載の高圧乾燥装置。
【請求項８】
前記基板収容手段は前記乾燥防止雰囲気の上面に対して鋭角姿勢で前記処理チャンバーに搬送されてくる基板を受け取り可能となっている請求項１ないし６のいずれかに記載の高圧乾燥装置。
【請求項９】
前記処理チャンバーに搬送されてくる基板を受け取る基板受取位置と、高圧乾燥を実行する乾燥位置との間で前記基板収容手段を昇降移動させる昇降駆動手段と、
前記昇降駆動手段を前記処理チャンバーから隔離しながら、前記基板収容手段の昇降動作に連動して伸縮するベローズと、
前記基板収容手段に取り付けられて前記基板収容手段が前記乾燥位置に位置した際に前記圧力容器の内周面と密接して前記ベローズを前記処理チャンバーから隔離するシール部材と
をさらに備えた請求項１ないし８のいずれかに記載の高圧乾燥装置。
【請求項１０】
圧力容器の処理チャンバーに基板表面の乾燥を防止するための乾燥防止液または該乾燥防止液の蒸気を供給して前記処理チャンバー内に乾燥防止雰囲気を形成する第１工程と、
前記処理チャンバーに１枚ずつ搬送されてくる基板を順次受け取り、前記乾燥防止雰囲気で待機させる第２工程と、
前記第２工程を複数回繰り返した後、複数枚の基板が前記処理チャンバーに収容されると前記処理チャンバーから前記乾燥防止雰囲気を除去するとともに、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として前記処理チャンバーに導入して前記複数の基板を一括して高圧乾燥させる第３工程と
を備え、
前記第１工程では、前記第２工程が複数回繰り返される間、前記処理チャンバー内に前記乾燥防止雰囲気を形成し続けることを特徴とする高圧乾燥方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の高圧乾燥装置と同一構成の高圧乾燥ユニットと、
各基板ごとに処理液を該基板に供給して所定の湿式表面処理を枚葉的に施す複数の湿式処理ユニットと、
前記湿式処理ユニットにより湿式表面処理が施された基板を前記高圧乾燥装置にウェット搬送する基板搬送ユニットと
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体とし、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）に処理流体を供給して高圧乾燥させる高圧乾燥装置、高圧乾燥方法および該高圧乾燥装置を装備する基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスなどの電子部品の微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。例えば、基板上に塗布されたレジストをパターニングして微細パターンを形成する場合、現像処理、リンス処理および乾燥処理をこの順序で行う。ここで、基板に塗布されたレジストを現像するアルカリ現像処理では、不要なレジストを除去するためにアルカリ性水溶液が使用され、リンス処理ではそのアルカリ性水溶液を除去するために（現像を停止するために）純水などのリンス液が使用され、乾燥処理では基板を回転させることにより基板上に残っているリンス液に遠心力を作用させて基板からリンス液を除去し、乾燥させる（スピン乾燥）。このうち乾燥において、乾燥の進展とともにリンス液と気体との界面が基板上に現れ、半導体デバイスの微細パターンの間隙にこの界面が現れると、微細パターン同士がリンス液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。
【０００３】
加えて、この微細パターンの倒壊には、リンス液を振り切る際の流体抵抗や、リンス液が微細パターンから排出される時に生じる印圧や、３０００ｒｐｍ超の高速回転による空気抵抗や遠心力も関与していると考えられている。
【０００４】
この問題の解決のために、基板を圧力容器内で保持し、低粘性、高拡散性でかつ表面張力がない性質を持つ超臨界流体（以下、「ＳＣＦ」という）を該圧力容器に導入して基板を超臨界乾燥する超臨界乾燥処理が従来より提案されている。その従来技術として、例えば特開２０００−２２３４６７号公報に記載された超臨界乾燥装置がある。この超臨界乾燥装置は、現像処理およびリンス処理が施された基板を反応室内で保持可能となっており、基板を保持した状態でポンプユニットを作動させて一定量の液化二酸化炭素をボンベから反応室に圧送するとともに、反応室内の二酸化炭素の圧力を圧力制御バブルで自動制御することにより、反応室内の二酸化炭素の圧力を７．３８〜８ＭＰａにし、反応室内の二酸化炭素を超臨界流体としている。その後、超臨界二酸化炭素を反応室から放出することにより反応室内を減圧して、基板を乾燥している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した超臨界乾燥装置は乾燥処理のみを行う枚葉式の乾燥装置であり、該超臨界乾燥装置とは異なる別の現像装置により現像処理およびリンス処理が１枚の基板に対して施された後、その１枚の基板は搬送装置により超臨界乾燥装置に搬送されて乾燥処理が施される。このように、従来の基板処理装置は現像装置、搬送装置および超臨界乾燥装置を設け、現像装置および超臨界乾燥装置の各々において基板を１枚ずつ処理していた。つまり、現像装置および超臨界乾燥装置のいずれも枚葉式となっている。
【０００６】
ここで、現像装置と超臨界乾燥装置とについて１ロット当たりの処理時間を比較すると、超臨界乾燥装置では超臨界乾燥を行うために反応室内の圧力を高めて超臨界流体を形成した後、その超臨界流体を反応室から放出して反応室内を減圧するという動作が必要となることから、超臨界乾燥装置の処理時間は現像装置の処理時間よりも相対的に長くなってしまい、超臨界乾燥工程が基板処理装置全体のスループットを律速することとなっている。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れたスループットで基板に対して高圧乾燥処理を行うことができる高圧乾燥装置、高圧乾燥方法および基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる高圧乾燥装置は、上記目的を達成するため、その内部が処理チャンバーとなっている圧力容器と、処理チャンバー内で複数の基板を収容可能な基板収容手段と、基板表面の乾燥を防止するための乾燥防止液または該乾燥防止液の蒸気を処理チャンバーに供給して乾燥防止雰囲気を形成する雰囲気形成手段と、処理チャンバーから乾燥防止雰囲気を除去する雰囲気除去手段と、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバーに導入する処理流体導入手段とを備え、処理チャンバーに１枚ずつ搬送されてくる基板を複数枚基板収容手段に順次収容する間、処理チャンバー内に乾燥防止雰囲気を形成し続けて基板収容手段に収容された基板を乾燥防止雰囲気で待機させた後、複数枚の基板が基板収容手段に収容されると雰囲気除去手段が処理チャンバーから乾燥防止雰囲気を除去し、さらに処理流体導入手段が処理チャンバーに処理流体を導入して基板収容手段に収容される複数の基板を一括して高圧乾燥させている。
【０００９】
また、この発明にかかる高圧乾燥方法は、上記目的を達成するため、圧力容器の処理チャンバーに基板表面の乾燥を防止するための乾燥防止液または該乾燥防止液の蒸気を供給して処理チャンバー内に乾燥防止雰囲気を形成する第１工程と、処理チャンバーに１枚ずつ搬送されてくる基板を順次受け取り、乾燥防止雰囲気で待機させる第２工程と、第２工程を複数回繰り返した後、複数枚の基板が処理チャンバーに収容されると処理チャンバーから乾燥防止雰囲気を除去するとともに、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバーに導入して複数の基板を一括して高圧乾燥させる第３工程とを備え、第１工程では、第２工程が複数回繰り返される間、処理チャンバー内に乾燥防止雰囲気を形成し続けている。
【００１０】
このように構成された発明（高圧乾燥装置および高圧乾燥方法）では、処理チャンバーに搬送されてくる基板が複数枚基板収容手段に収容された状態で一括して高圧乾燥されるので、枚葉処理していた従来装置に比べてスループットが格段に向上している。
【００１１】
このように複数の基板を一括して高圧乾燥させる、いわゆるバッチ方式で処理する場合、次の点に留意する必要がある。すなわち、複数の基板を一括して高圧乾燥する前に、１枚ずつ搬送されてくる基板を順次基板収容手段に収容させる間、既に収容される基板が自然乾燥してしまうと、微細パターン同士が乾燥防止液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊してしまい、高圧乾燥を行う意味がなくなってしまう。これに対し、この発明では、予め処理チャンバー内に乾燥防止雰囲気が形成されており、高圧乾燥処理を受ける前に各基板は該乾燥防止雰囲気で待機される。このため、その待機中に基板が自然乾燥するのを防止している。
【００１２】
また、この発明では、同一の処理チャンバー内で自然乾燥させることなく各基板を待機させた後に高圧乾燥処理を行っているため、フットプリントおよびコストの低減を効果的に図ることが可能となる。その理由は以下のとおりである。ここで、単に高圧乾燥処理前に基板の自然乾燥を防止するためには、高圧乾燥処理を行う前まで液体を貯留した待機槽内で基板を待機させるとともに、必要に応じて待機槽から複数の基板を一括して処理チャンバーに搬送して高圧乾燥処理を施すように構成することが考えられる。しかしながら、この場合、待機槽および搬送機構を別途設ける必要があり、その結果、これらの追加構成を設けるための床面積が余分に必要となるとともに、追加構成の分だけ装置コストの増大を招いてしまう。これに対し、この発明では、これらの追加構成を全く必要としないため、フットプリントおよび装置コストの面で有利なものとなっている。
【００１３】
なお、基板を処理チャンバーに搬送する際、該基板表面の自然乾燥を防止すために所定の液体（例えば高圧乾燥処理の前工程で使用される純水やアルコール液などのリンス液や置換液）により基板が濡らされている、つまりウェット搬送されることが多い。このような場合、乾燥防止液として、その液体と同一成分の液体を用いることができ、乾燥防止雰囲気で基板を良好に待機させることができる。
【００１４】
また、この乾燥防止雰囲気については、乾燥防止液を処理チャンバーに供給して液溜りを形成したり、乾燥防止液の蒸気を処理チャンバーに供給して蒸気雰囲気を形成し、これらを乾燥防止雰囲気として機能させるようにしてもよい。そして、高圧乾燥処理を行う際には乾燥防止雰囲気を処理チャンバーから除去するが、その除去された乾燥防止液および／または該乾燥防止液の蒸気を回収し、その回収物を雰囲気形成手段に送って再利用に供するように構成してもよい。こうすることで乾燥防止液や該乾燥防止液の蒸気の利用効率が高まり、ランニングコストの低減を図ることが可能となる。
【００１５】
なお、本発明において、用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができるためであり、特に超臨界流体にした場合には、気体と液体の中間の性質を有するようになって微細なパターン部分にもより一層浸透することができ、しかも表面張力が発生しないためである。また、高圧流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大量の添加剤（薬剤）を含むことができる。
【００１６】
また、本発明における高圧流体とは、１ＭＰａ以上の圧力の流体である。好ましく用いることのできる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素を超臨界流体とするには３１゜Ｃ、７．１ＭＰａ以上とすればよく、特に乾燥工程には、５〜３０ＭＰａの亜臨界（高圧流体）または超臨界流体を用いることが好ましく、７．１〜２０ＭＰａでこれらの処理を行うことがより好ましい。
【００１７】
また、上記のように高圧流体のみを処理流体として用いる以外に、乾燥防止液成分が高圧流体に非相溶である場合には、この乾燥防止液成分を二酸化炭素に溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を薬剤として用いる、つまり超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として用いることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる高圧乾燥装置の第１実施形態たる高圧乾燥ユニットを装備する基板処理装置を示す図である。この基板処理装置では、インデクサ１と、インデクサ１の一方側に隣接して配置された処理モジュール２とが設けられている。インデクサ１は、複数枚の基板Ｗをそれぞれ収容できる複数のカセット１１が載置されるカセット載置部１２、およびＹ方向に沿って長いインデクサ搬送路１３上を移動でき、カセット１１との間で基板Ｗの搬入／搬出を行うためのインデクサロボット１４を備えている。処理モジュール２は、Ｙ方向に垂直なＸ方向に沿って長い主搬送路２１上を移動して基板Ｗを搬送する主搬送ロボット（基板搬送ユニット）２２と、主搬送路２１の両側に配置されたユニット列２３，２４とを備えている。
【００１９】
これらのユニット列２３，２４には、それぞれ、処理ユニット２３１〜２３３，２４１〜２４３がＸ方向に配列されている。この実施形態では、処理ユニット２３２，２３３，２４２，２４３が処理液として現像液を基板Ｗの表面に供給して現像処理を実行した後にリンス液を供給してリンス処理する現像ユニット（本発明の「湿式処理ユニット」に相当）で構成されている。一方、残りの処理ユニット２３１，２４１は、現像処理およびリンス処理が施された基板Ｗを高圧乾燥する高圧乾燥ユニットであり、これらの高圧乾燥ユニット２３１，２４１が本発明の高圧乾燥装置の第１実施形態に相当している。
【００２０】
図２は、図１の基板処理装置の高圧乾燥ユニットの概略構成を示す図である。高圧乾燥ユニット２３１，２４１はともに同一構成を有しており、現像ユニット２３２，２３３，２４２，２４３から１枚ずつ搬送されてくる基板を順次収容待機させていき、所定枚数に達すると、待機中の複数の基板Ｗに対して高圧乾燥処理を一括して施す。以下、図２を参照しつつ高圧乾燥ユニット２３１，２４１の構成について説明する。
【００２１】
高圧乾燥ユニットは、基板Ｗを圧力容器３の内部、つまり処理チャンバー３１内に配置された基板ボート５に収容保持する。より具体的には、図２に示すように、圧力容器３は高圧乾燥ユニットの架台（図示省略）に固定配置された容器本体３２と、容器本体３２の上方側で容器本体３２に対して昇降移動可能に設けられた上蓋３３とで構成されている。また、上蓋３３には上蓋昇降駆動部３４が連結されており、高圧乾燥ユニット全体を制御する制御部４からの動作指令に応じて上蓋昇降駆動部３４が作動することで上蓋３３が昇降移動される。例えば、上蓋昇降駆動部３４により上蓋３３を下降させると、上蓋３３の下周縁部に取り付けられたシール部材３５を挟んで上蓋３３が容器本体３２の上周縁部と当接する（後で説明する図４参照）。これによって容器本体３２の上面中央部に形成された凹部と、上蓋３３の下面中央部に形成された凹部とが一体化されて密閉された処理チャンバー３１が形成される。一方、上蓋昇降駆動部３４により上蓋３３を上昇させると、図１に示すように上蓋３３が容器本体３２から上方に離れ、処理チャンバー３１内に位置する基板ボート５に対して基板Ｗの搬入出が可能となる。
【００２２】
この基板ボート５は、その断面が略コ字状となっており、その開口が主搬送路２１を向いた状態でボート保持台５１上に固定保持されている。これら基板ボート５とボート保持台５１は一体的に処理チャンバー３１内で上下方向に昇降自在に設けられており、制御部４からの動作指令に応じてボート昇降駆動部５２が作動することで基板ボート５が上下方向に位置決めされる。すなわち、この実施形態では、基板ボート５とボート保持台５１とで本発明の「基板収容手段」が構成されており、同図に示すように基板ボート５の一部が容器本体３２の上周縁面から突き出た状態で基板ボート５への基板Ｗの受取が可能となる。つまり、同図に示す位置が基板受取位置となっている。また、ボート保持台５１を容器本体３２の内底部まで下降移動させると、図４（ａ）および（ｅ）に示すように、基板ボート５がすっぽりと処理チャンバー３１内に収まり、高圧乾燥を実行可能な位置、つまり乾燥位置に位置決めされる。なお、この実施形態では、ボート昇降駆動部５２は基板ボート５およびボート保持台５１を上記した２つの位置に位置決めするのみならず、その中間位置（図４（ｂ）および（ｄ））にも位置決めするように構成しているが、その理由については後で詳述する。
【００２３】
このボート昇降駆動部５２は、容器本体３２の底中央部を貫通して配置された昇降シャフト５３によってボート保持台５１と連結されている。そして、制御部４からの動作指令に応じてボート昇降駆動部５２が昇降シャフト５３を上下方向に進退移動させることで基板ボート５を位置決めしている。このように本実施形態では、ボート昇降駆動部５２および昇降シャフト５３により本発明の「昇降駆動手段」が構成されている。
【００２４】
また、昇降シャフト５３を容器本体３２に貫通して配置するのに対応してベローズ５４が設けれ、基板ボート５およびボート保持台５１の昇降移動に連動して伸縮する。このベローズ５４は図１に示すように昇降シャフト５３を外装するように容器本体３２の貫通孔周辺とボート保持台５１とを連結することでボート昇降駆動部５２および昇降シャフト５３を処理チャンバー３１から隔離する。これによって、処理チャンバー３１内の液体成分、流体成分や蒸気成分が漏れるのを防止するとともに、上記昇降移動時に発生する汚染物質（塵や埃など）が処理チャンバー３１に混入するのを防止している。
【００２５】
この実施形態では、ベローズ５４が一般的に耐圧性の面で劣っていることを考慮してボート保持台５１の下面にシール部材５５が取り付けられている。このため、基板ボート５およびボート保持台５１を乾燥位置に位置決めすると、シール部材５５が容器本体３２の内周面と密接してベローズ５４が処理チャンバー３１から隔離される。その結果、高圧乾燥を行う際に高温高圧のＳＣＦがベローズ５４に接触するのを回避することができ、従来より多用されているベローズをそのまま使用することができる。
【００２６】
圧力容器３では、図面への図示を省略しているが、容器本体３２に対して処理チャンバー３１に連通する３つの貫通孔が設けられている。これらの貫通孔はいずれも容器本体３２の下方側で、基板ボート５およびボート保持台５１が最下位置（乾燥位置）に位置決めされた際にも基板ボート５よりも下方に位置するように設けられている。そして、ひとつの貫通孔にバルブ６１を介して乾燥防止液供給源６２が接続されており、制御部４からの開閉指令に基づきバルブ６１を開くことで乾燥防止液を処理チャンバー３１に供給して液溜りＬを形成可能となっている。このように本実施形態ではバルブ６１および乾燥防止液供給源６２で本発明の「雰囲気形成手段」が構成されている。
【００２７】
この実施形態では乾燥防止液の供給位置を処理チャンバー３１の底側に設定していることから乾燥防止液の供給開始初期に液ハネが生じるのを効果的に防止することができるとともに、その後においても液溜りの液面ＬＬを静かに上昇させることができる。また、ここでは乾燥防止液として処理ユニット２３２，２３３，２４２，２４３で用いられるリンス液と同一成分の液体を用いて乾燥防止雰囲気として液溜りＬを形成している。
【００２８】
また、残りの貫通孔については、同図に示すように、それぞれバルブ７１，７２を介して排液回収部７３が接続されており、制御部４からの開閉指令に基づき、バルブ７１を開くことで処理チャンバー３１の最底部から乾燥防止液を排出可能となり、またバルブ７２を開くことで最底部より若干高いシール接触位置から乾燥防止液を排出可能となっている。このシール接触位置とは、基板ボート５およびボート保持台５１が乾燥位置に位置決めされた際にシール部材５５が容器本体３２の内周面と密接する位置に相当しており、このように基板ボート５およびボート保持台５１が乾燥位置に位置決めされた状態（図４（ｅ））でシール部材５５の近傍に液溜りが発生したとしても、バルブ７２を開くことでその液溜りから乾燥防止液を確実に排出することができるように構成されている。このように、この実施形態では、バルブ７１，７２と排液回収部７３とが本発明の「雰囲気除去手段」として機能し、適当なタイミングで処理チャンバー３１から乾燥防止雰囲気を除去する。
【００２９】
このシール接触位置に設けられた貫通孔には、さらにバルブ７４を介してＳＣＦ回収部７５が接続されており、制御部４からの開閉指令に基づき、バルブ７４を開くことで処理チャンバー３１からＳＣＦを回収可能となっている。
【００３０】
一方、圧力容器３の上蓋３３には処理チャンバー３１に連通する貫通孔（図示省略）が設けられており、処理チャンバー３１にＳＣＦを導入するＳＣＦ導入部８が接続されている。このＳＣＦ導入部８は液化二酸化炭素を貯留するタンク８１を有しており、このタンク８１から供給される液化二酸化炭素を昇圧器８２で加圧して高圧液化二酸化炭素を得るとともに、高圧液化二酸化炭素を加熱器８３およびバルブ８４を介して圧力容器３に圧送する。また、この貫通孔にはバルブ８５を介してＳＣＦと同一成分の常圧ガス、つまり二酸化炭素ガスの供給源（図示省略）が接続されている。このため、制御部４からの開閉指令に基づきバルブ８４を開くとともにバルブ８５を閉じることで処理チャンバー３１にＳＣＦを導入して高圧乾燥を行うことができる一方、バルブ８４を閉じるとともにバルブ８５を開くことで処理チャンバー３１に常圧ガスを導入して処理チャンバー３１内に残留する液体成分や蒸気成分をパージ可能となっている。
【００３１】
なお、この実施形態では処理流体として超臨界二酸化炭素のＳＣＦを使用するが、超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバー３１に導入するようにしてもよく、乾燥処理に適した薬剤としては乾燥防止液の成分をＳＣＦに溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を用いることが好ましく、乾燥防止液成分をＳＣＦと相溶化させることができれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、いわゆる界面活性剤であるジメチルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましいものとして挙げられる。
【００３２】
次に上記のように構成された高圧乾燥ユニット２３１，２４１を装備する基板処理装置の全体動作、および高圧乾燥ユニット２３１，２４１の動作について説明する。この基板処理装置では、カセット１１に収容されている基板Ｗは、インデクサロボット１４により搬出された後、さらに主搬送ロボット２２に受け渡される。そして、未処理の基板Ｗを受け取った主搬送ロボット２２は現像ユニット２３２，２３３，２４２，２４３のうちいずれかの処理ユニットの前まで移動し、当該処理ユニットに基板Ｗを搬入する。そして、各現像ユニット２３２，２３３，２４２，２４３で基板Ｗに対して現像処理およびリンス処理が行われた後、処理済みの基板Ｗがリンス液で濡れた状態のまま主搬送ロボット２２により１枚ずつ高圧乾燥ユニット２３１，２４１の一方にウエット搬送される。一方、各高圧乾燥ユニット２３１，２４１では、次に説明するようにして複数の基板Ｗに対して一括して高圧乾燥処理である超臨界乾燥処理を実行する。そして、乾燥処理が完了すると、主搬送ロボット２２は、基板Ｗを高圧乾燥ユニット２３１，２４１から取り出し、インデクサロボット１４に受け渡す。そして、インデクサロボット１４は、受け渡された基板Ｗを元々収容されていたカセット１１に収容する。
【００３３】
図３は図２の高圧乾燥ユニットの動作を示すタイミングチャートであり、図４は図２の高圧乾燥ユニットの動作を示す模式図である。この高圧乾燥ユニットの初期状態では、図４（ａ）に示すように、上蓋３３は下降して処理チャンバー３１が密閉されている。また、その処理チャンバー３１では、基板ボート５は最下位置Ｐ1（同図（ａ）の位置）に位置決めされている。なお、全てのバルブ６１，７１，７２，７４，８４，８５は閉じられている。
【００３４】
そして、適当なタイミングＴ1で基板処理装置のホストコンピュータ（図示省略）から高圧乾燥ユニットに対して動作開始指令が与えられると、この指令を受けて制御部４はユニット各部を以下のように制御して基板Ｗに対する超臨界乾燥を実行する。
【００３５】
まず、タイミングＴ1で、図４（ｂ）に示すように、上蓋３３を上昇させるとともに、基板ボート５およびボート保持台５１を上昇移動させて中間位置Ｐ2に位置決めする。また同時に、バルブ６１を開いて処理チャンバー３１への乾燥防止液の供給を開始して処理チャンバー３１内に液溜りＬを形成する。そして、時間経過とともに液溜りＬの液面ＬＬが徐々に上昇していき、その液面ＬＬが所定位置、例えば容器本体３２の上周縁部直下に達すると（タイミングＴ2）、バルブ７１を開いて処理チャンバー３１への乾燥防止液の供給流量とほぼ同じ流量の乾燥防止液を処理チャンバー３１の最下部から排出して液溜りＬの液面ＬＬが一定に保たれるように調整している。ここで、タイミングＴ2でバルブ７１を開く代わりに、バルブ６１を閉じて乾燥防止液の供給を停止するようにしてもよい。いずれのシーケンスを採用した場合にも、処理チャンバー３１内に所定の液面レベルの液溜りＬが乾燥防止雰囲気として形成されることとなる。
【００３６】
こうして、液溜りＬが形成されると、現像ユニットから基板Ｗが搬送されてくるのを待つ（液中待機）。そして、現像ユニットから主搬送ロボット２２（図１）によって基板Ｗが搬送されてくると（タイミングＴ3）、一時的に基板ボート５およびボート保持台５１を上昇移動させて基板受取位置Ｐ3に位置決めした後、主搬送ロボット２２から基板Ｗが基板ボート５に搬入される（図４（ｃ）参照）。こうして基板搬入が完了すると（タイミングＴ4）、基板ボート５およびボート保持台５１を下降移動させて再び中間位置Ｐ2に位置決めする。これによって、主搬送ロボット２２によりウエット搬送されてきた基板Ｗは直ちに乾燥防止雰囲気たる液溜りＬ中に浸漬されることとなり、基板Ｗの表面が自然乾燥するのを効果的に防止することができる。
【００３７】
また、上記した「液中待機」および「基板搬入」動作は予め決められた枚数分だけ繰り返されていく。この間、既に基板ボート５に収容された基板Ｗは常時液中待機しており、この待機中においても基板Ｗの自然乾燥が確実に防止される。
【００３８】
そして、所定枚数の基板Ｗが基板ボート５に収容されると（タイミングＴ5）と、図４（ｄ）に示すように、上蓋３３を下降移動させて処理チャンバー３１を密閉するとともに、２段階の液抜き処理（「液抜き１」および「液抜き２」）を実行して処理チャンバー３１から乾燥防止雰囲気を除去する。具体的には、バルブ６１を閉じて処理チャンバー３１への乾燥防止液の供給を停止すると同時に、バルブ７２をさらに開いてシール接触位置からも乾燥防止液の排出を開始する。こうして、処理チャンバー３１から２つの貫通孔を介して乾燥防止液が排出されて液抜き処理（「液抜き１」）が実行される。また、この実施形態ではタイミングＴ5でバルブ８５を開いて常圧の二酸化炭素ガスを処理チャンバー３１に導入して液抜きの促進を図るとともに、処理チャンバー３１をＳＣＦと同一成分、つまり二酸化炭素雰囲気に置換している。
【００３９】
これに続いて、タイミングＴ6で基板ボート５およびボート保持台５１をさらに下降移動させて最下位置（乾燥位置）Ｐ1に位置決めするとともに、バルブ７１を閉じる一方、バルブ７２を開いたまま維持してシール接触位置から乾燥防止液の排出を続ける（「液抜き２」）。これは、基板ボート５およびボート保持台５１が最下位置Ｐ1に位置決めされた際にシール接触位置に微量ながらも乾燥防止液が残留することがあるため、これを確実に排出するために行っている。ここで、シール接触位置に残留する乾燥防止液をさらに確実に除去するためには、シール接触位置に接続される配管系にエジェクタなどの吸引手段を設置するのが望ましい。
【００４０】
こうして処理チャンバー３１が乾燥防止雰囲気から二酸化炭素雰囲気に置換されると（タイミングＴ7）、バルブ７２も閉じて処理チャンバー３１内を気密するとともに、バルブ８５を閉じる一方、バルブ８４を開いて処理チャンバー３１へのＳＣＦの注入を開始する（図４（ｅ））。そして、処理チャンバー３１内の圧力が所定値に達するまで（タイミングＴ8まで）ＳＣＦ注入を継続した後、バルブ８４を閉じてＳＣＦ注入を停止させる。その後、所定時間が経過すると、バルブ７４を一定時間だけ開いて処理チャンバー３１内のＳＣＦをＳＣＦ回収部７５に回収して処理チャンバー３１内を減圧する。こうして、複数の基板Ｗが一括して超臨界乾燥される。なお、こうして回収されたＳＣＦについては、気体成分（二酸化炭素）と液体成分とに気液分離した後、気体成分を再利用に供することで二酸化炭素のリサイクル効率を向上させてランニングコストの低減を図ることができる。また、ここで、ＳＣＦを注入した後に処理チャンバー３１を完全密閉しているが、この密閉状態でＳＣＦ排出側で調圧しながらＳＣＦ注入とＳＣＦ排出とを継続させるようにしてもよい。
【００４１】
こうして超臨界乾燥処理が完了すると、図４（ｆ）に示すように、上蓋３３を上昇させるとともに、基板ボート５およびボート保持台５１を上昇させて全基板Ｗを搬出可能な位置（搬出位置）に位置決めする。そして、主搬送ロボット２２によって乾燥処理された基板Ｗが全て搬出されると、再び初期状態に戻る。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、処理チャンバー３１内で複数の基板Ｗを一括して超臨界乾燥する、つまりバッチ方式で超臨界乾燥しているため、枚葉処理していた従来装置に比べてスループットを格段に向上させることができる。
【００４３】
また、予め処理チャンバー３１内に乾燥防止雰囲気として液溜りＬを形成しておき、この液溜りＬに浸漬させた状態で基板Ｗを待機させているため、待機中に基板Ｗが自然乾燥するのを防止してバッチ方式の超臨界乾燥を可能としている。
【００４４】
また、同一の処理チャンバー３１内で基板Ｗの待機処理と超臨界乾燥処理とを行うことが可能となっているため、フットプリントおよび装置コストの面で有利なものとなっている。
【００４５】
図５は、この発明にかかる高圧乾燥装置の第２実施形態たる高圧乾燥ユニットを示す図である。この高圧乾燥ユニットが先の第１実施形態と大きく相違する点は、この第２実施形態ではボート保持台５１と昇降シャフト５３とが水平軸５７を有する連結部５６を介して連結されて基板ボート５が固定角度θだけ傾いて設置されている点であり、その他の構成は同一である。
【００４６】
そして、基板ボート５を基板搬入のために基板受取位置に位置決めすると、基板ボート５の開口側（同図の左手側）が上方を向くように基板ボート５を角度θだけ傾斜させている。一方、主搬送ロボット２２（図１）はこの傾斜方向（同図の１点鎖線）に沿って基板Ｗを基板ボート５に向けて搬送する。こうして搬入した後、基板ボート５が、乾燥防止雰囲気たる液溜りＬに下降移動される。なお、その他の基本動作については第１実施形態のそれと全く同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００４７】
以上のように、第２実施形態によれば、第１実施形態の構成に加え、傾斜姿勢で基板Ｗを基板ボート５に搬入するように構成しているので、第１実施形態による作用効果に加え、基板Ｗは液溜りＬの液面ＬＬに対して鋭角θで搬送されて液溜りＬに入る際の乾燥防止液による抵抗を抑えることができるという作用効果を得ることができる。
【００４８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では処理チャンバー３１に乾燥防止液を供給して処理チャンバー３１内に乾燥防止雰囲気として液溜りＬを形成しているが、乾燥防止液の蒸気を処理チャンバー３１に供給して蒸気雰囲気を乾燥防止雰囲気として形成するようにしてもよい。ここで、乾燥防止液の蒸気を用いる場合には、乾燥防止雰囲気を形成することから上蓋３３を上昇させて処理チャンバー３１の密閉を解除する時間を極力少なくするために、次のような動作シーケンスで高圧乾燥ユニットを動作させるのが望ましい。
【００４９】
図６は、この発明にかかる高圧乾燥装置の第３実施形態たる高圧乾燥ユニットの動作を示すタイミングチャートである。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違している点は、乾燥防止液の蒸気を処理チャンバー３１に供給するのに伴い、同図に示すように「蒸気溜め」および「蒸気中待機」の間、上蓋３３を下降させて処理チャンバー３１を密閉させている点であり、その他の動作シーケンスは第１実施形態のそれと同一である。このように、基板搬入時のみ上蓋３３を上昇させるように構成することで、乾燥防止液の蒸気の処理チャンバー３１からの流出を最小限に抑えてランニングコストの増大を抑制することができる。
【００５０】
また、乾燥防止液の蒸気を用いて乾燥防止雰囲気を形成する場合、液ハネの問題を考慮する必要がないため、蒸気の供給箇所については液供給の場合（第１および第２実施形態）に比べて自由度があり、供給場所や個数などについては任意である。
【００５１】
また、上記実施形態では、現像ユニット２３２，２３３，２４２，２４３において現像処理およびリンス処理された基板Ｗがリンス液で濡れた状態で搬送される場合について説明している。例えば、アルカリ現像液を用いて現像処理する場合にはリンス液として純水ＤＩＷが用いられることが多く、この場合、高圧乾燥ユニットにおいて純水を乾燥防止液として用いることができる。また、有機現像液を用いて現像処理する場合にはリンス液としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いられることが多く、この場合、高圧乾燥ユニットにおいてイソプロピルアルコールを乾燥防止液として用いることができる。また、リンス処理後にアルコールなどの置換液を供給する場合があるが、乾燥防止液としてリンス液の代わりに置換液を用いてもよい。
【００５２】
例えば、リンス液として純水ＤＩＷを供給した後に、有機溶剤をはじめとする不活性及び低蒸気圧で超臨界二酸化炭素に親和性に優れた溶剤、例えばフロロカーボン系の薬液を置換液として用いてもよい。こうすることで、ＳＣＦに相溶化剤を用いる必要がなくなる。
【００５３】
また、上記実施形態では、湿式処理ユニットとして現像ユニットが装備された基板処理装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、エッチング液や洗浄液などの処理液を用いてエッチング処理や洗浄処理などの湿式表面処理を行う湿式処理ユニットを装備した基板処理装置にも本発明を適用することができる。例えば、ドライエッチングおよびアッシング処理された基板を洗浄する洗浄ユニット（湿式処理ユニット）ではポリマ除去液で基板洗浄を行った後にリンス液としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いられることが多く、この場合、高圧乾燥ユニットにおいてイソプロピルアルコールを乾燥防止液として用いることができる。また、例えば酸化膜パターンが形成された基板をエッチングするエッチングユニット（湿式処理ユニット）では希フッ酸でエッチング処理を行った後に純水ＤＩＷでリンス処理した後、さらにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの有機溶剤を置換液として用いて液置換を行うことが多く、この場合、高圧乾燥ユニットにおいて置換液を乾燥防止液として用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、処理チャンバーに搬送されてくる複数の基板を一括して高圧乾燥するように構成しているので、スループットを向上させることができる。しかも、複数の基板を一括して高圧乾燥する前に、１枚ずつ搬送されてくる基板を順次基板収容手段に収容させる間、予め処理チャンバー内に形成しておいた乾燥防止雰囲気で待機するように構成しているので、その待機中に基板が自然乾燥するのを確実に防止することができる、さらに、同一の処理チャンバー内で自然乾燥させることなく各基板を待機させた後に高圧乾燥処理を行っているため、フットプリントおよびコストの低減を効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる高圧乾燥装置の第１実施形態たる高圧乾燥ユニットを装備する基板処理装置を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の高圧乾燥ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】図２の高圧乾燥ユニットの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図２の高圧乾燥ユニットの動作を示す模式図である。
【図５】この発明にかかる高圧乾燥装置の第２実施形態たる高圧乾燥ユニットを示す図である。
【図６】この発明にかかる高圧乾燥装置の第３実施形態たる高圧乾燥ユニットの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
３…圧力容器
５…基板ボート（基板収容手段）
８…ＳＣＦ導入部（処理流体導入手段）
２２…主搬送ロボット（基板搬送ユニット）
３１…処理チャンバー
５１…ボート保持台（基板収容手段）
５２…ボート昇降駆動部（昇降駆動手段）
５３…昇降シャフト（昇降駆動手段）
５４…ベローズ
５５…シール部材
６１…バルブ（雰囲気形成手段）
６２…乾燥防止液供給源（雰囲気形成手段）
７１，７２…バルブ（雰囲気除去手段）
７３…排液回収部（雰囲気除去手段）
２３１，２４１…高圧乾燥ユニット（高圧乾燥装置）
２３２，２３３，２４２，２４３…現像ユニット（湿式処理ユニット）
Ｌ…液溜り（乾燥防止雰囲気）
ＬＬ…（液溜りの）液面
Ｐ1…最下位置（乾燥位置）
Ｐ3…基板受取位置
Ｗ…基板
θ…角度
【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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