CN102479671A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置和基板处理方法。该基板处理装置在使用高压流体进行被处理基板的处理时，能够防止高压流体经由被设于用于进行该处理的处理容器的配管向其他的设备的流入。在处理容器中，利用超临界状态或者亚临界状态的高压流体对被处理基板进行处理，该处理容器与在流体的流动方向上被分割成第1配管构件以及第2配管构件、并且供流体流通的配管连接。连接-分开机构使上述第1、第2配管构件中的至少一个在将第1配管构件和第2配管构件彼此连接起来的位置与将第1配管构件和第2配管构件分开的位置之间移动，开闭阀分别设于第1、第2配管构件、并且在使上述配管构件分开时被关闭。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本发明涉及利用作为超临界流动体、亚临界流体的高压流体处理被处理基板的技术。
背景技术
在将集成电路的层叠构造形成于作为被处理基板的、例如半导体晶圆(下面称为晶圆)表面的半导体装置的制造工序等中，设有利用药液等清洗液将晶圆表面的微小的灰尘、自然氧化膜除去等、利用液体处理晶圆表面的工序。
例如，进行晶圆的清洗的单张式的旋转清洗装置通过一边使用喷嘴向晶圆的表面供给碱性、酸性的药液一边使晶圆旋转，从而将晶圆表面的灰尘、自然氧化物等除去。在此情况下，使用利用纯水等的冲洗将晶圆表面的残留的药液除去之后，利用使晶圆旋转而将残留的液体甩开的甩干等来使晶圆的表面干燥。
然而，随着半导体装置的高集成化，在这样的除去液体等的处理中，所谓的图案倒伏的问题严重。图案倒伏是这样的现象：例如，使残留于晶圆表面的液体干燥时，由于残留于形成图案的凹凸的例如凸部的左右的液体不均匀地干燥，向左右拉伸该凸部的表面张力的平衡破坏而凸部倒向液体残留较多的方向。
作为抑制这样的图案倒伏的发生并且将残留于晶圆表面的液体除去的方法，公知一种使用超临界状态、亚临界状态的流体(下面，将超临界状态、亚临界状态的流体统称为高压流体)的干燥方法。高压流体的粘度比液体的粘度小，并且除了溶解液体的能力也高之外，在高压流体与处于平衡状态的液体、气体之间不存在界面。因此，将附着有液体的状态的晶圆表面置换成高压流体，然后，使高压流体变化成气体状态时，不会受到表面张力的影响就能够使液体干燥。
在此，在专利文献1中记载有这样的技术：将在清洗部被清洗了的基板输送到干燥处理室内，接下来，预先以使该干燥处理室内的压力成为干燥处理用流体(在本例中是二氧化碳)的临界压以上的方式升压之后，通过将超临界状态的干燥流体供给到该干燥处理室内来进行基板的干燥。在该技术中，结束了处理的干燥流体被从干燥处理室排出，将干燥处理室内减压到大气压，由此，干燥处理结束。
专利文献1：日本特开2008-72118号公报：段落0025～0029、段落0038～0039、图1
这样用于利用干燥用流体进行基板的的干燥处理的腔室与用于将干燥用流体供给到该腔室中的配管(在专利文献1中，记载有供给喷嘴、排出口)连接，经由该配管连接有干燥用流体的供给部、排出部。
然而，在利用高压流体对晶圆等被处理基板进行的干燥处理中，使用被升压到临界压力以上、或者该压力附近的流体，另外，由于流体的种类的不同，临界温度也为高温。因此，这样的高压流体经由与处理容器连接的配管流出到处理容器的上游侧、下游侧时，该上游侧、下游侧区域的压力、温度有可能突然上升而损伤设备。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种在使用高压流体进行被处理基板的处理时、能够防止高压气体经由被设于用于进行该处理的处理容器的配管向其他的设备流入的基板处理装置、基板处理方法以及存储有该方法的存储介质。
本发明的基板处理装置的特征在于，其包括：处理容器，其用于使原料成为超临界状态或者亚临界状态的高压流体状态，或者，一边维持高压流体状态一边利用高压流体对被处理基板进行处理；配管，其与该处理容器连接，并且在流体的流动方向上被分割成第1配管构件以及第2配管构件，供流体流通；连接-分开机构，其使上述第1配管构件和第2配管构件中的至少一个在将上述第1配管构件和上述第2配管构件彼此连接起来的位置与将上述第1配管构件和上述第2配管构件分开的位置之间移动；开闭阀，其分别设于上述第1配管构件侧以及上述第2配管构件，并且在使上述配管构件分开时被关闭。
上述基板处理装置也可以具有下述的特征。
(a)该基板处理装置包括：准备容器，其用于使以液体状态收容的原料成为高压流体状态而供给到上述处理容器中；加热机构，其为了使液体状态的原料成为高压流体状态而加热上述准备容器；冷却机构，其为了以液体状态收容上述原料而用于冷却上述准备容器，设于上述准备容器的用于供流体流通的配管在流体的流动方向上被分割成第1配管构件和第2配管构件，在该配管上设置有：连接-分开机构，其使上述第1配管构件和第2配管构件中的至少一个在将上述第1配管构件和第2配管构件彼此连接起来的位置与将上述第1配管构件和第2配管构件分开的位置之间移动；开闭阀，其分别设于上述第1配管构件侧以及上述第2配管构件，并且在使上述配管构件分开时被关闭。
(b)用于从上述准备容器将高压流体供给到处理容器中的设置有上述连接-分开机构的配管与用于将结束了基板的处理之后的流体从该处理容器排出的设置有连接-分开机构的配管被共用，上述准备容器兼用作将结束了被处理基板的处理之后的流体回收、并且作为液体状态的原料收容的回收容器。
(c)在上述配管上设有流体接收部，该流体接收部具有将在使第1配管构件与第2配管构件分开时流出的流体收集而排出的排出路径。
(d)上述流体接收部构成为从周围的气氛将上述连接-分开机构划分出来的壳体。
(e)该基板处理装置包括控制部，该控制部以执行将上述第1配管构件以及第2配管构件双方的开闭阀关闭之后使上述的配管构件分开的分开动作、将上述的配管构件连接之后打开双方的开闭阀的连接动作的方式输出控制信号。
(f)利用上述高压流体对基板进行的处理是用于干燥被处理基板的处理。
采用本发明，与利用高压流体进行被处理基板的处理的处理容器连接的配管在流体的流动方向上被分割成第1配管构件和第2配管构件，利用连接-分开机构使上述配管构件在彼此连接的位置与彼此分开的位置之间移动。另外，使第1、第2配管构件彼此分开时，因为将设于上述配管构件的开闭阀关闭，所以能够防止处理容器内的高压流体经由配管向其他的设备流入。
附图说明
图1是本实施方式的清洗处理系统的俯视图。
图2是表示上述清洗处理系统内的清洗装置的一个例子的纵剖侧视图。
图3是表示本实施方式的超临界处理装置的立体图。
图4是上述超临界处理装置的分解立体图。
图5是上述超临界处理装置的设于配管的配管连接分开部的立体图。
图6是用于说明设于上述配管连接分开部的连接-分开机构的结构以及动作的第1横剖俯视图。
图7是用于说明上述连接-分开机构的结构以及动作的第2横剖俯视图。
图8是表示处理流体的向上述超临界处理装置的供给、排出系统的说明图。
图9是表示上述超临界处理装置的作用的第1说明图。
图10是表示上述超临界处理装置的作用的第2说明图。
图11是表示上述超临界处理装置的作用的第3说明图。
图12是表示上述超临界处理装置的作用的第4说明图。
图13是表示上述超临界处理装置的作用的第5说明图。
图14是表示上述超临界处理装置的作用的第6说明图。
图15是表示上述超临界处理装置的作用的第7说明图。
图16是表示上述超临界处理装置的作用的第8说明图。
图17是表示设于准备回收部的螺旋管的内部的状态的第1说明图。
图18是表示上述螺旋管的内部的状态的第2说明图。
图19是其他的实施方式的超临界处理装置的立体图。
图20是表示上述其他的实施方式的超临界处理装置的作用的第1说明图。
图21是表示上述其他的实施方式的超临界处理装置的作用的第2说明图。
图22是表示上述其他的实施方式的超临界处理装置的作用的第3说明图。
具体实施方式
对作为包括本发明的基板处理装置的基板处理系统的一个例子的清洗处理系统1进行说明，该清洗处理系统1包括：清洗装置2，其用于将清洗液供给到作为被处理基板的晶圆W而进行清洗处理；超临界处理装置3，其利用作为高压状态的流体(高压流体)的IPA的超临界流体(超临界状态的流体)对上述清洗处理之后的晶圆W进行干燥。
图1是表示清洗处理系统1的整体结构的横剖俯视图，面向该图而将左侧设为前方时，在清洗处理系统1中，被容纳于被载置于载置部11的FOUP(前开式晶圆传送盒)100的例如直径300mm的多张晶圆W经由输入输出部12以及交接部13在FOUP100与后置的清洗处理部之间交接，晶圆W被依次输入到清洗装置2、超临界处理装置3内而进行清洗处理、利用高压流体进行的处理。在图中，附图标记121是在FOUP100与交接部13之间输送晶圆W的第1输送机构，附图标记131是作为缓冲器起作用的交接架，其用于对在输入输出部12与晶圆处理部14之间输送的晶圆W进行暂时载置。
在晶圆处理部14中，以隔着输送路径142彼此相对的方式并列设置有清洗装置2以及作为本实施方式的基板处理装置的超临界处理装置3，该输送路径142从其与交接部13之间的开口部朝向后方延伸。晶圆W被第2输送机构141在上述各清洗装置2、超临界处理装置3以及交接部13之间输送，该第2输送机构141配置于晶圆输送路径142。在此，根据单位时间平均的晶圆W的处理张数、在清洗装置2、超临界处理装置3中的处理时间的差异等适当选择被配置在晶圆处理部14内的清洗装置2、超临界处理装置3的数量，根据上述清洗装置2、超临界处理装置3的配置数量等选择最佳的布局。
清洗装置2构成为利用例如旋转清洗将晶圆W一张一张地清洗的单张式的清洗装置2，如图2的纵剖侧视图所示，利用配置在用于形成处理空间的外腔室21内的晶圆保持机构23将晶圆W大致水平地保持，通过使该晶圆保持机构23绕铅垂轴线旋转而使晶圆W旋转。另外，使喷嘴臂24进入到旋转的晶圆W的上方，按照预先确定的顺序从设于该喷嘴臂24的顶端部的药液喷嘴241供给药液以及冲洗液，由此，进行晶圆的表面的清洗处理。另外，在晶圆保持机构23的内部也形成有药液供给路径231，利用从该药液供给路径231供给的药液以及冲洗液进行晶圆W的背面清洗。
清洗处理如下所述这样进行：例如利用作为碱性的药液的SC1液(氨与过氧化氢水的混合液)进行的微粒、有机性的污染物质的除去→利用作为冲洗液的去离子水(DeionizedWater：DIW)进行的冲洗→利用作为酸性药液的稀氢氟酸水溶液(下面称为DHF(Diluted HydroFluoric acid))进行的自然氧化膜的除去→利用DIW进行的冲洗。上述的药液被收容于配置在外腔室21内的内杯状件22、外腔室21而自排液口221、211排出。另外，外腔室21内的气氛气体自排气口212排出。
一结束了利用药液进行的清洗处理，就停止晶圆保持机构23的旋转，之后将干燥防止用的IPA(异丙醇：IsoPropylAlcohol)供给到该晶圆W的表面，与残存于晶圆W的表面以及背面的DIW置换。这样，结束了清洗处理。然后，晶圆W保持在其表面堆满有IPA液的状态而被设于例如晶圆保持机构23的未图示的交接机构交接于第2输送机构141，被从清洗装置2输出。
结束了在清洗装置2中的清洗处理的晶圆W的表面上堆满了IPA液，从而使该晶圆W保持润湿的状态输送到超临界处理装置3中，利用高压流体除去表面的液体，进行用于使晶圆W干燥的处理。下面，参照图3～图8说明本实施方式的超临界处理装置3的结构。在图3、图4中，面向图以左侧为前方来进行说明。
如图1所示，沿着晶圆输送路径142并列设置的超临界处理装置3配置在被彼此划分开的壳体内，在各壳体内，从靠近晶圆输送路径142的一侧，按照输送臂6、超临界处理装置3的顺序设置用于进行晶圆W的输送的该输送臂6、超临界处理装置3。
如图4所示，例如，输送臂6构成为在沿着水平方向延伸的臂构件64的顶端设有用于保持晶圆W的保持环61、利用升降机构65升降自如、利用移动机构66沿着前后方向移动自如。在保持环61上设有例如用于对晶圆W的上表面周缘部的3个位置进行吸附保持的两组拾取器62、63，输入用拾取器62用于在输入时对进行处理前的晶圆W进行保持，输出用拾取器63用于在输出时对处理后的晶圆W进行保持，分开使用输入用拾取器62、输出用拾取器63。
接下来，如图3所示，本例的超临界处理装置3包括对晶圆W进行处理的超临界处理部30、进行向该超临界处理部30供给高压流体、从该超临界处理部30回收高压流体的准备回收部4。首先，说明超临界处理部30，超临界处理部30构成为从上述的输送臂6将晶圆W交接于晶圆保持器34，并将晶圆W输入到用于进行使用高压流体来使晶圆W干燥的处理的处理腔室31中。
处理腔室31相当于本实施方式的超临界处理装置3的处理容器，如图4的分解立体图所示，构成为在横向上扁平的长方体形状的耐压容器。在处理腔室31的内部形成有扁平的处理空间310，该处理空间310能够容纳用于保持晶圆W的晶圆保持器34(图8)。处理空间310构成为在处理例如300mm的晶圆W时能够使高压流体充分地在晶圆W与处理腔室31的内壁面之间流通，并且，为了能够在被堆满于晶圆W的IPA液未自然干燥的期间以短时间将处理空间310内的气氛用高压流体填满，处理空间310构成为例如高为数mm～十数mm、容积为300cm3～1500cm3左右的较狭小的空间。
另外，如图8所示，处理腔室31与构成本实施方式的配管的吹扫气体供给管线406以及排气管线408连接，能够将N2气体等非活性气体供给到结束了晶圆W的处理之后的处理空间310内，从而将残存于处理空间310内的IPA朝向被设于排气管线下游侧的除害设备等吹扫。
如图4所示，在处理腔室31的前表面形成有开口部311，该开口部311在左右方向上细长，用于输入输出晶圆W，处理腔室31以使该开口部311朝向输送臂6的方向的方式配置在壳体内。在设有该开口部311的表面上以沿着横向突出的方式设有平板状的两张突片部312，开口部311配置在被上述两张突片部312从上下方向夹着的位置。设于上述突片部312的313是用于使下述的锁止板38朝向上下方向嵌入的嵌入孔。
设于处理腔室31的上下两表面的附图标记39是带式加热器等由电阻发热体构成的加热器(在图4中，为了便于图示，只表示上表面侧)。如图8示意地所示，加热器39与电源部391连接，能够通过增减电源部391的输出，将处理腔室31主体以及处理空间310的温度始终维持在例如100℃～300℃的范围的270℃。
设于处理腔室31上下表面的附图标记32、33是隔热板，该隔热板用于利用未图示的隔热材料覆盖加热器39、使设在周围的各种设备与热隔离、或者防止堆满于处理前的晶圆W的IPA液的蒸发。为了冷却上述隔热板32、33，用于使冷却水等制冷剂流通的冷却管36被配置于上述的隔热板32、33。
另外，例如，如图3、图4所示，隔热板32、33形成为从前方观察在左右方向上比处理腔室31的宽度宽。在下表面侧的隔热板33的向左右突出的区域形成有用于保持下述的臂构件342、并且使该臂构件342移动的机构。即、附图标记371是用于使臂构件342移动的轨道、附图标记372是与上述臂构件342连接而在轨道371上移动的滑块，附图标记373是由驱动该轨道371的、例如无杆缸体等构成的驱动机构，附图标记374是将驱动机构373与滑块372连接起来的连接构件。
晶圆保持器34是薄的板状的构件，该板状的构件构成为能够以保持有晶圆W的状态配置在处理腔室31的处理空间310内。设于晶圆保持器34的前表面的341是盖构件，该盖构件嵌入到沿上下方向设于处理腔室31的开口部311的突片部312之间的间隙内，并且以将设于开口部311的周围的未图示的O型密封环压扁而将处理空间310内维持成气密的方式堵住开口部311，附图标记342是臂构件，该臂构件与上述的滑块372连接，在轨道371上沿着前后方向移动，并且使晶圆保持器34在其与输送臂6之间交接晶圆W的交接位置、处理腔室31(处理空间310)内的处理位置之间移动。
另外，在上表面侧的隔热板32的左右两端的前方区域设有锁止构件35以及使该锁止构件35旋转的锁止缸体351，能够通过使设在用于关闭处理腔室31的开口部311的盖构件341的左右的突起部343与锁止构件35配合而将晶圆保持器34以按压于处理腔室31的侧壁面的方式固定、或者将晶圆保持器34放开。
如图4所示，在处理腔室31的跟前侧设有用于阻止用于堵住开口部311的盖构件341的打开的止挡机构。即、附图标记38是锁止板，该锁止板用于在使晶圆保持器34移动到处理位置时将嵌入于突片部312之间的间隙的盖构件341朝向处理腔室31的主体侧按压，附图标记381是用于使锁止板38在上下方向上移动的升降机构，附图标记382是使与锁止板38的例如下端部连接的滑块在轨道上移动而引导锁止板38的移动方向的滑动机构。在此，为了便于图示，在图3中省略了锁止板38、升降机构381等的记载。
另外，如图3、图4所示，在晶圆W的交接位置的下侧设有用于冷却晶圆保持器34的冷却机构5。在冷却机构5中，附图标记51是通过从喷出孔511喷出冷却用的清洁空气对被保持于晶圆保持器34的晶圆W进行冷却的冷却板，附图标记52是将从晶圆W流下的IPA收容而向排出管53排出的排出接收器皿，附图标记54是升降机构，该升降机构用于在晶圆保持器34移动到交接位置时使上述排出接收器皿52以及冷却板51上升到冷却位置、并且在晶圆保持器34移动到处理位置之后使上述排出接收器52以及冷却板51下降到冷却位置的下方位置。
另外，如图3所示，附图标记55是用于将IPA供给到被交接于晶圆保持器34的晶圆W的IPA喷嘴，再次将IPA供给到被输送到处理腔室31内之前的晶圆W，该晶圆W上堆满有不会自然干燥那样程度的充分的量的IPA液之后将该晶圆W输入到处理腔室31内。
上述的处理腔室31与准备回收部4连接，该准备回收部4兼备对被供给到内部的处理空间310的IPA的高压流体进行准备的功能、对结束了处理之后的IPA进行回收的功能。如图3所示，准备回收部4包括：螺旋管41，其是通过将配管卷成螺旋状而形成的，该配管用于对向处理腔室31供给的超临界状态的IPA进行准备、并且对结束了处理的IPA进行回收；卤素灯42，其构成加热机构，该加热机构用于加热该螺旋管41而使内部的IPA成为超临界状态；冷却套43，其构成冷却机构，该冷却机构用于通过冷却上述螺旋管41而使供给到处理腔室31中的IPA在该螺旋管41内冷凝而进行回收；移动机构，其使上述冷却套43在进行螺旋管41的冷却的位置与从进行冷却的位置退避的位置之间移动。
螺旋管41将不锈钢制的配管构件在长度方向上卷成螺旋状而形成圆筒、并且以在长度方向上相邻的配管彼此互相接触的方式卷成螺旋状，由此，抑制卤素灯42的辐射热向外侧的泄漏。为了使来自卤素灯42的辐射热易于被吸收，在螺旋管41的表面涂装有例如黑色的辐射热吸收涂料。
如图3所示，准备回收部4配置在超临界处理部30的附近位置，螺旋管41经由构成本实施方式的配管的供给回收管线411与处理腔室31连接。该供给回收管线411是将高压流体供给到处理腔室31中的配管与从处理腔室31将该流体回收的配管被共用而成的管线。如图8所示，供给回收管线411与吹扫气体供给管线404、排出管线401连接，其中，该吹扫气体供给管线404用于向该供给回收管线411供给N2气体等吹扫气体，该排出管线401用于将被供给到螺旋管41、供给回收管线411的IPA、吹扫气体朝向除害设备等排出。设于上述的各管线401、404的附图标记402、405是具有耐压性的开闭阀，设于排出管线401侧的附图标记403是用于对从下述的IPA的接收管线413供给的IPA的量进行监视的液位开关。
另外，如图8所示，作为本实施方式的配管的IPA的接收管线413从螺旋管41的下端部伸出，能够从未图示的IPA供给部接收作为高压流体的原料的液体状态的IPA。在图中，附图标记418是用于除去IPA中的微粒的过滤器。
如图3、图8所示，卤素灯42是配置在螺旋管41所形成的圆筒的内侧的直棒状的加热灯，该卤素灯42与螺旋管41的内壁面分开，沿着上述圆筒的中心轴线配置。卤素灯42的下端部贯穿支承台46的顶板面而与电源部421连接，利用从该电源部421供给的电使卤素灯42发热，主要是利用卤素灯42的辐射热加热螺旋管41。从这一观点看来，卤素灯42相当于螺旋管41用的加热机构。
如图3所示，冷却套43是能够从外周面侧包覆由螺旋管41形成的圆筒的将圆筒沿着上下方向纵剖而得到的半圆筒形状的构件。各冷却套43的内部为空洞，如图8示意地所示，在各空洞中形成有制冷剂流路435，该制冷剂流路435用于使从连接于冷却套43的外周面的冷却水导入管线431朝向冷却水排出管线432流动的制冷剂、例如被调节成20℃的冷却水流通。该冷却套43的内周面构成了用于吸收热的吸热面，通过使该吸热面与由螺旋管41构成的圆筒的外周面抵接来进行螺旋管41的冷却。
各冷却套43的外周面与轴44连接，在各轴44的基端部设有用于使该轴44沿着轴线方向移动的驱动部45。另外，能够通过使各轴44进给、退缩而使冷却套43在吸热面与螺旋管41接触的冷却位置、使吸热面与螺旋管41分开的退避位置之间移动，从而执行螺旋管41的冷却以及冷却的停止。
本实施方式的螺旋管41兼备将原料的IPA以液体状态收容并且通过加热该螺旋管41而使上述液体状态的IPA在螺旋管41内成为超临界状态的作为本实施方式的准备容器的功能、对被冷却套43冷却到IPA的冷凝温度以下并被供给到处理腔室31中的IPA进行回收的作为回收容器的功能。
与具有上述的结构的超临界处理部31的处理腔室31连接的吹扫气体供给管线406、排气管线408以及高压流体的供给回收管线411能够将构成上述各管线406、408、411的配管沿着各自的流动方向分开，执行晶圆W的处理时，能够防止高压流体从处理腔室31流入到N2气体的供给系统、排气系统、准备回收部4。另外，构成用于将作为高压流体的原料的IPA供给到准备回收部4的接收管线413的配管也能够沿着各自的流动方向分开，再加上供给回收管线411的作用，在高压流体的准备时，防止高压流体流入到处理腔室31、IPA的供给系统中。
在本实施方式的超临界处理装置3中，在上述的各管线406、408、411、413中，为能够沿着各自的流动方向分开的配管部分(下面，称为配管连接分开部7)是彼此相同的结构。下面，参照图5～图7说明配管连接分开部7的结构及其动作。
如图5的立体图以及图6、7的横剖俯视图所示，构成各管线406、408、411、413的配管在流动方向上被分割成第1配管构件71和第2配管构件72。在分割而成的各配管构件71、72的顶端部设有以与上述配管构件71、72正交的方式沿着横向延伸的第1保持构件701、第2保持构件702，第1配管构件71被第1保持构件701保持，第2配管构件72被第2保持构件702保持。
各自沿着横向延伸的第1保持构件701、第2保持构件702互相平行地配置，其一端利用旋转轴C4互相连接。另外，两个保持构件701、702能够以该旋转轴C4为支点使如镊子那样相对的侧壁面或者分开、或者接近。
从第1保持构件701、第2保持构件702的相对的侧壁面各自突出有构成第1配管构件71、第2配管构件72的端部的凸缘部711、721，使两保持构件701、702接近到规定的位置时，凸缘部711、721彼此对接而第1配管构件71与第2配管构件72被连接。图6、图7所示的附图标记712是用于使凸缘部711、721彼此密合的O型密封环。
另一方面，各保持构件701、702在与利用旋转轴C4连接的端部相反的一侧的端部各自利用旋转轴C2、C3连接有长度互不相同的曲柄构件703、704。在将第1配管构件71、第2配管构件72连接的状态下，各曲柄构件703、704沿着与两保持构件701、702正交的方向(贯穿两保持构件701、702的配管构件71、72的延伸方向)在横向上伸出，并且利用旋转轴C1与设于共用的伸缩杆部707的杆708的顶端部连接。
在将第1配管构件71、第2配管构件72连接的状态下，伸缩杆部707以与各保持构件701、702平行的方式从旋转轴C1在横向上伸出，其基端部与沿着铅垂方向延伸的旋转轴732连接。旋转轴732能够利用旋转马达731自由地调节旋转角度，并且能够使旋转停止在所希望的位置。
如图7所示，在具有上面说明的结构的连接-分开机构70中，从上侧看来使旋转轴732顺时针旋转时，设于伸缩杆部707的杆708的顶端部向保持构件701、702侧靠近，因为杆708的顶端部与曲柄构件703、704连接，所以使伸缩杆部707旋转的力被变换成从该伸缩杆部707将杆708拉出的力以及使曲柄构件703、704以旋转轴C1为中心旋转的力。
此时，由于与各保持构件701、702连接的曲柄构件703、704的长度不同，因此使杆708移动到规定的位置时，长的曲柄构件703的旋转量小，短的曲柄构件704的旋转量大。结果，曲柄构件703、704的顶端移动到不同的位置，与上述曲柄构件703、704连接的第1保持构件701、第2保持构件702向互相分开的方向移动，从而第1、第2配管构件成为分开的状态。
在本例的连接-分开机构70中，第1保持构件701的配置位置被固定，使旋转轴732旋转时，第2保持构件702以旋转轴C4为旋转中心移动。如图5～图7所示，为了避免与伸缩杆部707的干涉，贯穿第2保持构件702的第2配管构件72弯曲成L字状而朝向与曲柄构件703、704的配置位置相反的方向并与各保持构件701、702平行地在横向上伸出。像这样在第2配管构件72上的与各保持构件701、702平行地伸出的区域设有例如波纹状的挠性配管部722。另外，如图7所示，使第1配管构件71、第2配管构件72分开时，该挠性配管部722挠曲，吸收第2保持构件702的位移。因此，例如，如在图6、图7中以附图标记“L”所示那样，在比挠性配管部722靠外侧的区域，在两配管构件71、72的连接-分开动作的前后，第2配管构件72的配置位置不会变化。
另外，如图6所示，在将第1配管构件71、第2配管构件72连接的状态下，旋转轴732固定成从上面观察时不会逆时针旋转，由此，相对的保持构件701、702被曲柄构件703、704支持。结果，即使高压流体在由第1配管构件71、第2配管构件72构成的配管内流动，因受到由该高压流体引起的内压而使保持构件701、702分开的方式进行作用的力也会被曲柄构件703、704吸收，所以不会作用在使挠性配管部722挠曲的方向。因此，即使第1配管构件71、第2配管构件72在流动方向上被分割，也能够在配管连接分开部7处不漏出内部的流体地使高压流体等流动。
在此，在本例的连接-分开机构70中，没有特别地指定流动方向，连接-分开机构70可以配置成第1配管构件71、第2配管构件72中的任意一个处于上游侧。但是，为了便于说明，在本例中，朝向处理腔室31或者螺旋管41供给IPA、N2气体时(从处理腔室31向螺旋管41回收IPA的情况除外)，采用在流动方向的上游侧配置第1配管构件71、并且在流动方向的下游侧配置第2配管构件72的结构。
如图5所示，在第1配管构件71、第2配管构件72上设有具有耐压性的开闭阀741、742，在使两配管构件71、72分开时关闭上述开闭阀741、742，由此，抑制配管内的流体的流出。另外，如图1、图5所示，上述的连接-分开机构70处于被壳体状的流体接收部75覆盖其整体的状态，即使在使第1配管构件71、第2配管构件72分开时，存在于开闭阀741、742之间的流体流出的情况下，也能够将上述的流体收集而排出到外部。
连接于流体接收部75的附图标记751是为了排出流体接收部75内的气氛而用于供给清洁空气等吹扫气体的吹扫气体供给管线，附图标记752是用于将流体接收部75内的液体、气体排出的排出管线。在流体接收部75的底面形成有朝向设有排出管线的位置变低的倾斜面。
上面，参照图5～图7详细说明了设于配管连接分开部7的连接-分开机构70的结构例，但强调如下内容：连接-分开机构70只要是具有使通过将配管在流体的流动方向上分割而构成的第1配管构件71以及第2配管构件72彼此分开、连接的功能的机构即可，并不限定于上述的例子。例如，也可以采用这样的结构：利用衬套将第1配管构件71与第2配管构件72连接，通过从该衬套取出配管构件71、72中的一个而使两配管构件71、72分开，也可以利用其它的结构使配管构件71、72连接、分开。
另外，在配管中流动的流体与IPA不同、而为挥发性低的液体等时，也可以利用只具有排出管线的接收器皿状的流体接收部75来代替壳体状的流体接收部75，并且在其上方位置配置连接-分开机构70。
如图1、图8所示，包括具有上面说明的结构的超临界处理装置3的清洗处理系统1与控制部8连接。控制部8例如由具有未图示的CPU和存储部的计算机构成，在存储部存储有程序，该程序编写有步骤(命令)组，该步骤(命令)组涉及下述动作的控制：上述清洗处理系统1、清洗装置2、超临界处理装置3的作用、即从FOUP100取出晶圆W而利用清洗装置2进行清洗处理，接下来，利用超临界处理装置3进行用于使晶圆W干燥的处理之后将晶圆W输入到FOUP100内的动作。该程序被存储于例如硬盘、光盘、光磁盘、存储卡等存储介质，并且从上述存储介质安装到计算机中。
如图8所示，控制部8与设于各管线406、408、411、413的配管连接分开部407、409、412、417的连接-分开机构70以及开闭阀741、742连接。另外，控制部8以下述的方式输出控制信号：进行使第1配管构件71、第2配管构件72分开的分开动作时，关闭两开闭阀741、742之后使上述配管构件71、72分开，进行使两配管构件71、72连接的连接动作时，连接上述的配管构件71、72之后打开两开闭阀741、742。
另外，控制部8与设于排出管线401的液位开关403、卤素灯42的电源部421、加热器39的电源部391连接，起到对IPA的供给时刻、供给量、供电和不供电时刻、电供给量等进行控制的作用。另外，控制部8能够从设于螺旋管41的未图示的温度检测部取得螺旋管41内的温度的检测结果，并且根据上述结果执行螺旋管41的加热、冷却。
参照图9～图16说明具有上面说明的结构的超临界处理装置3的作用。在上述的图中，标注于各开闭阀的附图标记“S”表示该开闭阀处于闭合状态，附图标记“O”表示处于打开状态。
如上述那样结束在清洗装置2中进行的清洗处理，堆满有干燥防止用的IPA液的晶圆W被交接于第2输送机构141时，第2输送机构141根据例如预先设定的处理时间表进入到配置有能够接收晶圆W的超临界处理装置3的壳体内，并且将晶圆W交接到输送臂6。
此时，如图9所示，进行晶圆W的输入之前的超临界处理部30处于这样的状态：使处理腔室31的电源部391成为ON(连通)的状态而利用加热器39将腔室31主体加热到例如270℃。另一方面，设于处理腔室31的上下方向的上板32、下板33处于被冷却管36冷却的状态，使处理腔室31的周围的温度不会过度上升，从而抑制被供给到晶圆保持器34上的晶圆W表面的IPA的蒸发。
另外，在准备回收部4中，例如，在利用超临界处理装置3最初开始处理之前的时刻，卤素灯42的电源部421处于OFF(断开)状态，并且使冷却套43移动到冷却位置而使螺旋管41处于冷却了的状态。另外，在本例中，在超临界处理装置3的运转中，冷却水被始终供给到冷却套43中。
另外，此时，在设于与处理腔室31连接的所有管线406、408、411的配管连接分开部407、409、412，利用连接-分开机构70使第1配管构件71、第2配管构件72处于分开的状态(下面，称为分开状态)，处理腔室31与IPA、N2气体的供给、排出系统分开。
另一方面，在准备回收部4中，使IPA的接收管线413的配管连接分开部417的连接-分开机构70动作而连接第1配管构件71、第2配管构件72(下面，称为连接状态)，从未图示的IPA供给部朝向螺旋管41接收液体状态的IPA。此时，设于排出管线401的开闭阀402处于打开状态，被IPA挤出的螺旋管41内的气氛气体通过排出管线401被排出。
然后，螺旋管41内被液体状态的IPA填满，IPA的液面被排出管线401的液位开关403检测到时，停止IPA的供给，如图10所示，使接收管线413的配管连接分开部417处于分开状态。接下来，打开吹扫气体供给管线404的开闭阀405，从同一管线404供给N2气体，将从螺旋管41的上部到供给回收管线411积存的IPA排出。如图17所示，利用该操作在加热IPA时确保IPA的膨胀的空间。
这样，如图11所示，规定量的液体IPA一被装入到螺旋管41内，就使冷却套43移动到退避位置，使电源部421成为ON的状态，将电供给到卤素灯42而使卤素灯42发热，将螺旋管41加热到例如100℃～300℃的范围的270℃。此时，如上述那样，设于螺旋管41的前后的配管连接分开部412、417处于分开状态，另外，排出管线401、吹扫气体供给管线404的开闭阀402、405也处于闭合状态。结果，螺旋管41的内部为密闭气氛，加热螺旋管41时IPA蒸发而成为气体，螺旋管41内的压力随着IPA的体积的膨胀而上升。
进一步继续在密闭气氛内的加热，使IPA升温、升压时，IPA的温度以及压力到达临界点，如图18所示，螺旋管41的内部成为被超临界状态的IPA填满的状态。这样，一完成了用于执行超临界处理的IPA的准备，准备回收部4就一边以螺旋管41内的温度以及压力被维持成预先设定的值的方式调节卤素灯42的输出一边待机。
在进行上述的动作的同时，在超临界处理部30侧，输送臂6将晶圆W交接到在交接位置待机的晶圆保持器34之后，从晶圆保持器34的上方位置退避。然后，如图3所示，从IPA喷嘴55将IPA供给到晶圆W的表面，再次进行IPA液的堆满。一结束了IPA液的堆满，就使冷却板41下降到下方位置，使臂构件342在轨道371上滑动而使晶圆保持器34移动到处理位置。然后，使锁止构件35旋转而卡定突起部343，处理腔室31的开口部311一被盖构件341塞堵住，就使锁止板38从下方位置上升到锁止位置而从跟前侧按压盖构件341。
在进行上述的晶圆W的输送动作的同时，在供给回收管线411的配管连接分开部412中，首先，使连接-分开机构70动作而连接第1、第2配管71、72，另一方面，使两个开闭阀741、742处于闭合状态，晶圆W一被输入到处理腔室31内，就进行立即供给高压流体(超临界状态的IPA)的准备。即、如图12所示，在该时刻，在超临界处理部30侧，晶圆W被输入到处理腔室31的处理空间310内，另外，在准备回收部4侧，在螺旋管41内准备高压流体，完成用于执行晶圆W的干燥的准备。
一结束了晶圆W的向处理空间310内的输入、并锁止了盖构件341，就在被堆满于晶圆W表面的IPA液干燥之前使供给回收管线411的配管连接分开部412的开闭阀741、742成为打开状态而从螺旋管41朝向处理空间310供给高压流体。
这样，如图13所示，打开开闭阀741、742时，螺旋管41内的高压流体膨胀而在供给回收管线411内流动，流入到处理空间310内。此时，通过进行下述等动作能够保持超临界状态地将高压流体供给到处理空间310内：(1)使在螺旋管41内准备的高压流体的温度以及压力处于比临界温度、临界压力足够高的状态，(2)尽可能使处理腔室31内的处理空间310的容积以及比开闭阀412靠近处理腔室31侧的供给回收管线411的容积减小来抑制高压流体的膨胀率，另外，(3)利用加热器39预先对处理空间310内进行加热，另外，为了使在打开开闭阀412前后，螺旋管41内的温度以及压力被维持成大致相同的值，使卤素灯42的输出增大而以近似等温等压膨胀的状态使高压流体膨胀。
然后，被供给到处理空间310内的高压流体与被堆满于晶圆W的IPA液接触时，被堆满的IPA液从高压流体吸收热而蒸发并且成为超临界状态。结果，晶圆W的表面会被从液体的IPA置换成高压流体，但因为在平衡状态下在液体IPA与高压流体之间不会形成界面，所以能够不引起图案倒伏地将晶圆W表面的流体置换成高压流体。此时，吹扫气体供给管线406以及排气管线408的配管连接分开部407、409处于分开状态，能够防止高压流体向上述的管线406、408的流出。
另外，如图14所示，在供给回收管线411中，使配管连接分开部412成为分开状态，并且使电源部421成为OFF(断开)的状态而停止利用卤素灯42对螺旋管41进行的加热。接下来，使冷却套43移动到冷却位置进行冷却，使得螺旋管41的内部的温度为IPA的冷凝温度以下。通过以密闭的状态冷却螺旋管41，螺旋管41的内部成为减压气氛。
这样，将高压流体供给到处理空间310内之后，经过预先设定的时间，晶圆W的表面一成为被高压流体置换了的状态，如图15所示，就使供给回收管线411的配管连接分开部412成为连接状态。结果，IPA从高压气氛的处理空间310经由供给回收管线411朝向减压气氛的螺旋管41内流入，流入的IPA连续不断地冷凝并成为液体状态而积存到螺旋管41内。
这样一来，IPA以液体的状态被回收到螺旋管41中时，处理腔室31内的压力渐渐地下降。另一方面，因为处理空间310内的温度被保持成比在常压下的IPA的沸点(82.4℃)高的温度，所以处理空间310内的IPA会从超临界的状态变化成气体的状态。此时，因为在超临界状态与气体之间未形成界面，所以能够在不会使表面张力作用于被形成在表面的图案地使晶圆W干燥。另外，一经过了例如预先设定的时间，就使供给回收管线411的配管连接分开部412成为分开状态。
一利用上面的工艺结束了用于使晶圆W干燥的处理，就为了将残存于处理空间310的气体的IPA排出，如图16所示，使吹扫气体供给管线406以及排气管线408的配管连接分开部407、409成为连接状态，从吹扫气体供给管线406供给N2气体而朝向排气管线408进行吹扫。
然后，进行预先确定的时间的N2气体的供给，吹扫一结束，就使锁止板38下降到下方位置，解除突起部343与锁止构件35的卡定状态。然后，使晶圆保持器34移动到交接位置，用输送臂5的输出用的输出用拾取器63对结束了超临界处理的晶圆W进行吸附保持，将该晶圆W交接于晶圆输送路径142侧的第2输送机构141。
然后，晶圆W经由交接架131被交接于第1输送机构121，通过与输入时相反的路径被容纳到FOUP100内，对晶圆W进行的一系列的动作结束。
另一方面，如图11所示，在超临界处理装置3侧，使冷却套43移动到退避位置，使卤素灯42发热，使回收到螺旋管41中的IPA成为超临界的状态而等待下一张晶圆W被输入到处理腔室31中的时刻。
采用本实施方式的超临界处理装置3具有下述的效果。配管管线406、408、411以及配管管线413被在流体的流动方向上分割成第1配管构件71和第2配管构件72，该配管管线406、408、411与利用高压流体进行晶圆W的处理的处理腔室31连接，该配管管线413与高压流体的准备回收部4的螺旋管41连接。另外，利用连接-分开机构70使上述的配管构件71、72在彼此连接的位置、彼此分开的位置之间移动。在此，使第1配管构件71、第2配管构件72分开时，因为关闭设于上述的配管构件71、72的开闭阀741、742，所以能够防止处理腔室31、螺旋管41内的高压流体经由配管管线406、408、411、413向其他的设备流入。
能够通过对因高压流体的流出而对邻接设备的影响等进行评价而适当地设置用于设置配管连接分开部7的配管。例如，在上述的实施方式的超临界处理装置3中，在朝向准备回收部的吹扫气体供给管线404、排出管线401上未设置配管连接分开部7，但当然也可以在上述的管线404、401的配管上设置配管连接分开部7。相反，在所有的配管管线406、408、411上设有配管连接分开部7的处理腔室31中，例如，也可以将朝向排气管线408的配管连接分开部7的设置省略等。
另外，在上述的超临界处理装置3中，采用了将准备回收部41共用的结构，但也可以将准备回收部分开成高压流体的准备部、回收部，并且利用高压流体的供给管线、回收管线将上述准备部、回收部连接，在供给管线、回收管线上各自设置配管连接分开部7。另外，也可以将两个准备回收部4设于处理腔室31，交替地进行在一侧的准备回收部4中进行高压流体的准备、在另一侧的准备回收部4中进行流体的回收的动作。
接下来，参照图19～图22对不设置高压流体的准备回收部4而在处理腔室31内使原料成为高压流体的状态的其他的实施方式的超临界处理装置3a的例子进行说明。在上述的图19～图22中，对于与在图1～图8中说明的第1实施方式的超临界处理装置3相同的构成要素，标注与在上述的图1～图8中使用的构成要素相同的附图标记。
如图19所示，在其他的实施方式的超临界处理装置3a中，晶圆W以被配置在方盘形状的晶圆保持器34内的状态被输入到处理腔室31内。另外，处理腔室31与接收管线413、排气管线408连接，该接收管线413用于将作为液体状态的原料的液体CO2供给到处理腔室31内，该排气管线408用于将处理腔室31内的处理空间310内的气氛排出，在上述的配管管线413、408上设有配管连接分开部417、409(图20～图22)。
如图20所示，晶圆W被输入到处理空间310内时，使接收管线413以及排气管线408的配管连接分开部417、409成为连接状态，一边从接收管线413供给液体CO2一边利用排气管线408将处理空间310内的气氛排出。另外，一将液体CO2供给到预先设定的高度位置，就使接收管线413以及排气管线408的配管连接分开部417、409成为分开状态而加热器39使电源部391成为ON的状态，将处理腔室31加热到处理空间310内的气氛为CO2的临界温度、临界压力以上(图21)。结果，处理空间310内的CO2成为超临界状态而执行用于使晶圆W干燥的处理。
经过规定的时间，用于使晶圆W干燥的处理一结束，就使排气管线408的配管连接分开部409成为连接状态，排出处理空间310内的流体。另外，处理空间310内一被减压，就使接收管线413的配管连接分开部417成为连接状态，利用该管线413供给N2气体等吹扫气体，将残留在处理空间310内的CO2排除而结束处理。
作为与第1、第2实施方式的超临界处理装置3、3a相同的变形，晶圆W的利用高压流体的干燥处理不限于使原料成为超临界状态来使用的情况，也可以在亚临界状态下进行处理。高压流体的原料除了上述的IPA、CO2之外，也可以使用氢氟醚(Hydro Fluoro Ether)(HFE)等，也可以使用其他的流体。另外，晶圆W等被处理基板的利用高压流体的处理不被限定于将附着于被处理基板的液体除去的干燥处理，在进行例如CVD(Chemical Vapor Deposition)、蚀刻时也能够利用具有本发明的配管连接分开部7的配管。

Claims (11)

1.一种基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置包括：
处理容器，其用于使原料成为超临界状态或者亚临界状态的高压流体状态，或者，一边维持高压流体状态一边利用高压流体对被处理基板进行处理；
配管，其与该处理容器连接，并且在流体的流动方向上被分割成第1配管构件以及第2配管构件，供流体流通；
连接-分开机构，其使上述第1配管构件和上述第2配管构件中的至少一个在将上述第1配管构件和上述第2配管构件彼此连接起来的位置与将上述第1配管构件和上述第2配管构件分开的位置之间移动；
开闭阀，其分别设于上述第1配管构件侧以及上述第2配管构件，并且在使上述配管构件分开时被关闭。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置包括：
准备容器，其用于使以液体状态收容的原料成为高压流体状态而供给到上述处理容器中；
加热机构，其为了使液体状态的原料成为高压流体状态而加热上述准备容器；
冷却机构，其为了以液体状态收容上述原料而用于冷却上述准备容器；
设于上述准备容器的用于供流体流通的配管在流体的流动方向上被分割成第1配管构件和第2配管构件，在该配管上设置有：连接-分开机构，其使上述第1配管构件和上述第2配管构件中的至少一个在将上述第1配管构件和上述第2配管构件彼此连接起来的位置与将上述第1配管构件和上述第2配管构件分开的位置之间移动；开闭阀，其分别设于上述第1配管构件侧以及上述第2配管构件，并且在使上述配管构件分开时被关闭。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
用于从上述准备容器将高压流体供给到处理容器中的设置有上述连接-分开机构的配管与用于将结束了基板的处理之后的流体从该处理容器排出的设置有连接-分开机构的配管被共用，上述准备容器兼用作将结束了被处理基板的处理之后的流体回收、并且作为液体状态的原料收容的回收容器。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述配管上设有流体接收部，该流体接收部具有将在使第1配管构件与第2配管构件分开时流出的流体收集而排出的排出路径。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
上述流体接收部构成为从周围的气氛将上述连接-分开机构划分出来的壳体。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的基板处理装置，其特征在于，
该基板处理装置包括控制部，该控制部以执行将上述第1配管构件以及上述第2配管构件双方的开闭阀关闭之后使上述配管构件分开的分开动作、将上述配管构件连接起来之后打开双方的开闭阀的连接动作的方式输出控制信号。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的基板处理装置，其特征在于，
利用上述高压流体对基板进行的处理是用于干燥被处理基板的处理。
8.一种基板处理方法，其特征在于，
该基板处理方法包括以下工序：
经由配管将液体状态或者高压流体状态的原料供给到配置有被处理基板的处理容器中；
使上述处理容器密闭；
将与上述处理容器连接的配管在流动方向上分割而分开；
使上述处理容器内的原料成为高压流体状态，或者，维持高压流体状态而处理被处理基板；
将配管与上述处理容器连接，解除密闭，将结束了被处理基板的处理之后的流体从该处理容器排出。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
用于使以液体状态收容的原料成为高压流体状态而供给到上述处理容器中的准备容器被设成与上述处理容器连接自如；
该基板处理方法包括以下工序：
经由配管将液体状态的原料供给到上述准备容器中；
密闭上述准备容器；
将与上述准备容器连接的配管在流动方向上分割而分开；
通过加热上述准备容器内的原料而使液体状态的原料成为高压流体状态；
将已被分开的上述配管连接，从上述准备容器将高压流体供给到处理容器中；
为了将上述原料以液体状态收容而冷却上述准备容器。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，
该基板处理方法还包括以下工序：从上述准备容器将高压流体供给到处理容器中的配管与将结束了基板的处理之后的流体从该处理容器排出的配管被共用，对从上述处理容器排出的流体进行冷却，以液体状态回收到上述准备容器中。
11.根据权利要求8至10中的任意一项所述的基板处理方法，其特征在于，
利用上述高压流体对基板进行的处理是用于干燥被处理基板的处理。
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