CN108022861B - 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质 - Google Patents

基板处理装置、基板处理方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、基板处理方法以及存储介质。防止处于图案的凹部内的液体在被置换为超临界状态的处理流体之前蒸发。包括以下工序：升压工序，将表面附着有液体的基板容纳于处理容器后向处理容器供给被加压后的处理流体，来使处理容器内的压力上升至比处理流体的临界压力高的处理压力；流通工序，在处理容器内至少维持使处理流体维持超临界状态的压力，并一边向处理容器供给处理流体一边从处理容器排出处理流体。在升压工序中，停止从第二流体供给部供给所述处理流体，从第一流体供给部向处理容器内供给处理流体，直到至少处理容器内的压力达到处理流体的临界压力为止。在流通工序中，从第二流体供给部向处理容器内供给处理流体。

Description

基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及一种使用超临界状态的处理流体来使附着有液体的基板干燥的技术。
背景技术
在半导体晶圆(以下称作晶圆)等基板的表面形成集成电路的层叠结构的半导体装置的制造工序中，进行药液清洗或湿蚀刻等液处理。近年来，在通过这样的液处理来将附着于晶圆的表面的液体等去除时，一直使用利用超临界状态的处理流体的干燥方法(例如参照专利文献1)。
在上述的干燥方法中，在基板的表面形成有微细且长宽比高的图案的情况下，当在处于图案的凹部内的液体被超临界状态的处理流体置换之前处于图案的凹部内的液体蒸发时，发生图案的损坏。期望确立一种更可靠地避免这种情形发生的技术。
专利文献1：日本特开2013-12538号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种防止处于图案的凹部内的液体在被置换为超临界状态的处理流体之前蒸发的技术。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个实施方式，提供一种基板处理装置，使用超临界状态的处理流体来使在表面附着有液体的基板干燥，所述基板处理装置具备：处理容器；基板保持部，其在所述处理容器内将所述基板以所述表面朝上的方式水平保持；第一流体供给部，其被设置于被所述基板保持部保持的基板的下方，供给被加压后的处理流体；第二流体供给部，其被设置于被所述基板保持部保持的所述基板的侧方，供给被加压后的处理流体；流体排出部，其从所述处理容器排出处理流体；以及控制部，其对所述第一流体供给部、所述第二流体供给部及所述流体排出部的动作进行控制。所述控制部使所述基板处理装置实施以下工序：升压工序，在将在所述表面附着有液体的所述基板容纳于所述处理容器之后，向所述处理容器供给被加压后的处理流体，来使所述处理容器内的压力上升至比处理流体的临界压力高的处理压力；以及流通工序，在所述升压工序之后，在所述处理容器内至少维持使处理流体维持超临界状态的压力，并且一边向所述处理容器供给处理流体一边从所述处理容器排出处理流体。所述控制部在所述升压工序中，停止从所述第二流体供给部供给所述处理流体，使所述第一流体供给部向所述处理容器内供给所述处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止，在所述流通工序中，使所述第二流体供给部向所述处理容器内供给处理流体。
根据本发明的其它实施方式，提供一种基板处理方法，包括以下工序：容纳工序，将在表面形成图案且在所述表面附着有液体的基板容纳于处理容器；升压工序，在所述容纳工序之后，向所述处理容器供给被加压后的处理流体，来使所述处理容器内的压力上升至比所述处理流体的临界压力高的处理压力；以及流通工序，在所述升压工序之后，在所述处理容器内至少维持使所述处理流体维持超临界状态的压力，并且一边向所述处理容器供给被加压后的所述处理流体一边从所述处理容器排出所述处理流体，其中，在所述升压工序中，从设置于所述基板的下方的第一流体供给部供给被加压后的处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止，在所述流通工序中，从设置于所述基板的侧方的第二流体供给部供给被加压后的处理流体，在所述升压工序中，不从所述第二流体供给部供给被加压后的处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止。
根据本发明的另一其它实施方式，提供一种存储介质，记录有程序，在由用于对基板处理装置的动作进行控制的计算机执行所述程序时，所述计算机对所述基板处理装置进行控制来使该基板处理装置执行上述的基板处理方法。
发明的效果
根据上述本发明的实施方式，能够防止处于图案的凹部内的液体在被置换为超临界状态的处理流体之前蒸发。
附图说明
图1是表示基板处理系统的整体结构的横剖俯视图。
图2是超临界处理装置的处理容器的外观立体图。
图3是处理容器的截面图。
图4是超临界处理装置的配管系统图。
图5是说明IPA的干燥机理的图。
图6是表示干燥处理中的处理容器内的压力的变动的曲线图。
图7是表示由IPA和CO2构成的混合流体中的CO2浓度、临界温度以及临界压力之间的关系的曲线图。
附图标记说明
W：基板(晶圆)；4：控制部；316：基板保持部(保持板)；317：第二流体供给部(流体供给头)；341：第一流体供给部(流体供给喷嘴)。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式。此外，为了易于图示和理解，在本发明的说明书所附带的附图中示出的结构中可能包括尺寸和比例尺等相对于实物的尺寸和比例尺等进行了变更的部分。
[基板处理系统的结构]
如图1所示，基板处理系统1具备：多个清洗装置2(在图1所示的例子中是两台清洗装置2)，其向晶圆W供给清洗液来进行清洗处理；以及多个超临界处理装置3(在图1所示的例子中是六台超临界处理装置3)，其使附着于清洗处理后的晶圆W的干燥防止用的液体(在本实施方式中是IPA：异丙醇)与超临界状态的处理流体(在本实施方式中是CO2：二氧化碳)接触来将该干燥防止用的液体去除。
在该基板处理系统1中，在载置部11载置FOUP 100，将被容纳于该FOUP100的晶圆W经由搬入搬出部12和交接部13交接到清洗处理部14和超临界处理部15。在清洗处理部14和超临界处理部15中，晶圆W首先被搬入到设置于清洗处理部14的清洗装置2来接受清洗处理，之后，被搬入到设置于超临界处理部15的超临界处理装置3来接受将IPA从晶圆W上去除的干燥处理。图1中，符号“121”表示在FOUP 100与交接部13之间搬送晶圆W的第一搬送机构，符号“131”表示用于暂时载置在搬入搬出部12与清洗处理部14及超临界处理部15之间搬送的晶圆W的起到作为缓冲器的作用的交接架。
交接部13的开口部与晶圆搬送路162连接，沿着晶圆搬送路162设置有清洗处理部14和超临界处理部15。在清洗处理部14中，以将该晶圆搬送路162夹在中间的方式各配置有一台清洗装置2，总共设置有两台清洗装置2。另一方面，在超临界处理部15中，以将晶圆搬送路162夹在中间的方式各配置有三台超临界处理装置3，总共设置有六台超临界处理装置3，该超临界处理装置3作为进行将IPA从晶圆W去除的干燥处理的基板处理装置发挥功能。在晶圆搬送路162上配置有第二搬送机构161，第二搬送机构161被设置为能够在晶圆搬送路162内移动。利用第二搬送机构161来接收被载置于交接架131的晶圆W，第二搬送机构161将晶圆W向清洗装置2和超临界处理装置3搬入。此外，清洗装置2和超临界处理装置3的数量和配置方式没有特别限定，根据每单位时间的晶圆W的处理张数以及各清洗装置2和各超临界处理装置3的处理时间等来以适当的方式配置适当数量的清洗装置2和超临界处理装置3。
清洗装置2例如构成为通过旋转清洗将晶圆W逐张地清洗的单片式的装置。在该情况下，通过一边使晶圆W以被保持水平的状态绕铅垂轴线旋转一边在适当的定时对晶圆W的处理面供给清洗用的药液、用于冲掉药液的冲洗液，能够对晶圆W进行清洗处理。清洗装置2中使用的药液和冲洗液没有特别限定。例如，能够向晶圆W供给作为碱性的药液的SC1液(即氨与过氧化氢水的混合液)，来将微粒、有机性的污染物质从晶圆W去除。之后，能够向晶圆W供给作为冲洗液的脱离子水(DIW：DeIonized Water)，来将SC1液从晶圆W冲掉。并且，还能够向晶圆W供给作为酸性的药液的稀氟酸水溶液(DHF：Diluted HydroFluoric acid)来将自然氧化膜去除，之后，向晶圆W供给DIW来将稀氟酸水溶液从晶圆W冲掉。
而且，清洗装置2在结束利用DIW进行的清洗处理后，一边使晶圆W旋转一边向晶圆W供给IPA来作为干燥防止用的液体，以将残留于晶圆W的处理面的DIW置换为IPA。之后，缓慢地停止晶圆W的旋转。此时，晶圆W被供给足够量的IPA，形成有半导体的图案的晶圆W的表面成为盛放有IPA的状态，在晶圆W的表面形成IPA的液膜。晶圆W一边维持着盛放有IPA的状态一边被第二搬送机构161从清洗装置2搬出。
像这样被提供到晶圆W的表面的IPA起到防止晶圆W的干燥的作用。特别是，为了防止由于从清洗装置2向超临界处理装置3搬送晶圆W的过程中的IPA的蒸发而在晶圆W发生所谓的图案损坏，清洗装置2向晶圆W提供足够量的IPA，以在晶圆W的表面形成具有比较大的厚度的IPA膜。
从清洗装置2搬出的晶圆W被第二搬送机构161以盛放有IPA的状态搬入到超临界处理装置3的处理容器内，在超临界处理装置3中被进行IPA的干燥处理。
[超临界处理装置]
以下，参照图2～图4来说明超临界处理装置3。
如图2和图3所示，处理容器301具备：容器主体311，其形成有晶圆W的搬入搬出用的开口部312；保持板316，其将作为处理对象的晶圆W水平地保持；以及盖构件315，其支承该保持板316，并且在晶圆W被搬入到容器主体311内后将开口部312密闭。
容器主体311例如是在内部形成有能够容纳直径为300mm的晶圆W的处理空间的容器。在容器主体311的内部的一端侧设置有流体供给头(第二流体供给部)317，在另一端侧设置有流体排出头(流体排出部)318。在图示例中，流体供给头317由设置有多个开口(第一流体供给口)的块体构成，流体排出头318由设置有多个开口(流体排出口)的管构成。优选的是，流体供给头317的第一流体供给口处于比由保持板316保持着的晶圆W的上表面稍高的位置。
流体供给头317和流体排出头318的结构不限定于图示例，例如也可以由块体形成流体排出头318，也可以由管形成流体供给头317。
当从下方观察保持板316时，保持板316覆盖晶圆W的下表面的大致整个区域。保持板316在靠盖构件315侧的端部具有开口316a。处于保持板316的上方的空间的处理流体经过开口316a被引导至流体排出头318(参照图3的箭头F5)。
流体供给头317实质上朝向水平方向将处理流体供给到容器主体311(处理容器301)内。此处所说的水平方向是指与重力作用的铅垂方向垂直的方向，通常为与被保持板316保持着的晶圆W的平坦的表面延伸的方向平行的方向。
处理容器301内的流体经由流体排出头318被排出到处理容器301的外部。在经由流体排出头318排出的流体中，除了包含经由流体供给头317被供给到处理容器301内的处理流体之外，还包含附着在晶圆W的表面且融入处理流体的IPA。
在容器主体311的底部设置有用于向处理容器301的内部供给处理流体的流体供给喷嘴(第一流体供给部)341。在图示例中，流体供给喷嘴341由贯穿容器主体311的底壁的开口构成。流体供给喷嘴341位于晶圆W的中心部的下方(例如正下方)，朝向晶圆W的中心部(例如垂直方向上方)将处理流体供给到处理容器301内。
处理容器301还具备未图示的按压机构。该按压机构起到以下作用：克服由被供给到处理空间内的超临界状态的处理流体产生的内压来朝向容器主体311按压盖构件315，由此将处理空间密闭。另外，优选的是，在容器主体311的顶壁和底壁设置隔热件、带式加热器等(未图示)，以使被供给到处理空间内的处理流体保持超临界状态的温度。
如图4所示，超临界处理装置3具有作为超临界状态的处理流体例如16MPa～20MPa(兆帕斯卡)左右的高压的处理流体的供给源的流体供给罐51。流体供给罐51与主供给线50连接。主供给线50在中途分支为与处理容器301内的流体供给头(第二流体供给部)317相连接的第一供给线63以及与流体供给喷嘴(第一流体供给部)341相连接的第二供给线64。
在流体供给罐51与流体供给头317之间(也就是说，主供给线50同与其相连的第一供给线63上)，从上游侧起依次设置有开闭阀52a、节流构件(orifice)55a、过滤器57以及开闭阀52b。第二供给线64在过滤器57与开闭阀52b之间的位置处从主供给线50分支出来。在第二供给线64上设置有开闭阀52c。
节流构件55a是为了保护晶圆W而设置的，其用于使从流体供给罐51供给的处理流体的流速下降。过滤器57是为了将在主供给线50中流动的处理流体中包含的异物(微粒原因物质)去除而设置的。
超临界处理装置3还具有：吹扫气体供给线70，其经由开闭阀52d和止回阀58a而与吹扫装置62连接；以及排出线71，其经由开闭阀52e和节流构件55c而与超临界处理装置3的外部空间连接。吹扫气体供给线70及排出线71与主供给线50、第一供给线63以及第二供给线64相连接。
使用吹扫气体供给线70的目的在于，例如在停止从流体供给罐51向处理容器301供给处理流体的期间使处理容器301充满非活性气体来保持清洁的状态。排出线71例如用于在超临界处理装置3的电源断开时将残留于开闭阀52a与开闭阀52b之间的供给线内的处理流体排出到外部。
处理容器301内的流体排出头318与主排出线65相连接。主排出线65在中途分支为第一排出线66、第二排出线67、第三排出线68以及第四排出线69。
在主排出线65以及与其相连的第一排出线66上，从上游侧起依次设置有开闭阀52f、背压阀59、浓度传感器60以及开闭阀52g。
背压阀59构成为在初级侧压力(其与处理容器301内的压力相等)超过了设定压力时开阀，使流体流至次级侧，由此将初级侧压力维持为设定压力。背压阀59的设定压力能够由控制部4随时变更。
浓度传感器60是测量在主排出线65中流动的流体的IPA浓度的传感器。
在开闭阀52g的下游侧，在第一排出线66上设置有针阀(可调节流阀)61a和止回阀58b。针阀61a是调整经过第一排出线66向超临界处理装置3的外部排出的流体的流量的阀。
第二排出线67、第三排出线68以及第四排出线69在浓度传感器60与开闭阀52g之间的位置处从主排出线65分支出来。在第二排出线67上设置有开闭阀52h、针阀61b以及止回阀58c。在第三排出线68上设置有开闭阀52i和止回阀58d。在第四排出线69上设置有开闭阀52j和节流构件55d。
第二排出线67及第三排出线68与第一排出目的地例如流体回收装置相连接，第四排出线69与第二排出目的地例如超临界处理装置3外部的大气空间或工厂排气系统相连接。
在从处理容器301排出流体的情况下，将开闭阀52g、52h、52i、52j中的一个以上的阀门设为打开状态。特别地，也可以是，在超临界处理装置3停止时，将开闭阀52j打开，将存在于浓度传感器60以及浓度传感器60与开闭阀52g之间的第一排出线66的流体排出到超临界处理装置3的外部。
在超临界处理装置3的流过所流过的线的各种位置设置用于检测流体的压力的压力传感器和用于检测流体的温度的温度传感器。在图4所示的例子中，在开闭阀52a与节流构件55a之间设置有压力传感器53a和温度传感器54a，在节流构件55a与过滤器57之间设置有压力传感器53b和温度传感器54b，在过滤器57与开闭阀52b之间设置有压力传感器53c，在开闭阀52b与处理容器301之间设置有温度传感器54c，在节流构件55b与处理容器301之间设置有温度传感器54d。另外，在处理容器301与开闭阀52f之间设置有压力传感器53d和温度传感器54f，在浓度传感器60与开闭阀52g之间设置有压力传感器53e和温度传感器54g。并且，设置有用于检测处理容器301内的流体的温度的温度传感器54e。
在主供给线50和第一供给线63上设置有用于调节向处理容器301供给的处理流体的温度的四个加热器H。也可以是，在比处理容器301靠下游侧的位置的排出线上也设置加热器H。
在主供给线50的节流构件55a与过滤器57之间设置有安全阀(减压阀)56a，在处理容器301与开闭阀52f之间设置有安全阀56b，在浓度传感器60与开闭阀52g之间设置有安全阀56c。这些安全阀56a～56c在设置有这些安全阀的线(配管)内的压力变得过大的情况等异常时，将线内的流体紧急地排出到外部。
控制部4从图4所示的各种传感器(压力传感器53a～53e、温度传感器54a～54g以及浓度传感器60等)接收测量信号，并向各种功能要素发送控制信号(开闭阀52a～52j的开闭信号、背压阀59的设定压力调节信号、针阀61a～61b的开度调节信号等)。控制部4例如是计算机，具备运算部18和存储部19。在存储部19中保存用于控制基板处理系统1中执行的各种处理的程序。运算部18通过读出并执行存储部19中存储的程序来控制基板处理系统1的动作。程序既可以是记录在可由计算机读取的存储介质中的程序，也可以是从该存储介质安装到控制部4的存储部19中的程序。作为可由计算机读取的存储介质，例如存在硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)、存储卡等。
[超临界干燥处理]
接着，参照图5来简单地说明使用超临界状态的处理流体(例如二氧化碳(CO2))的IPA的干燥机理。
紧接在超临界状态的处理流体R被导入到处理容器301内之后，如图5的(a)所示，在晶圆W的图案P的凹部内只存在IPA。
凹部内的IPA通过与超临界状态的处理流体R接触而逐渐溶解于处理流体R，从而如图5的(b)所示的那样逐渐置换为处理流体R。此时，在凹部内，除了存在IPA和处理流体R以外，还存在IPA与处理流体R混合的状态的混合流体M。
随着在凹部内进行从IPA向处理流体R的置换，存在于凹部内的IPA减少，最终如图5的(c)所示的那样，在凹部内只存在超临界状态的处理流体R。
在从凹部内去除IPA之后，使处理容器301内的压力下降到大气压，由此，如图5的(d)所示的那样，处理流体R从超临界状态转变为气体状态，凹部内只被气体占据。通过这样，图案P的凹部内的IPA被去除，晶圆W的干燥处理完成。
接着，对使用上述的超临界处理装置3执行的干燥方法(基板处理方法)进行说明。此外，以下所说明的干燥方法是基于存储部19中存储的处理制程和控制程序在控制部4的控制下自动执行的。
<搬入工序>
在清洗装置2中被实施清洗处理后的晶圆W以其表面的图案的凹部内被IPA填充并且在其表面形成有IPA的桨叶(日语：パドル)的状态，被第二搬送机构161从清洗装置2搬出。第二输送机构161将晶圆载置到保持板316上，之后，载置有晶圆的保持板316进入容器主体311内，盖构件315与容器主体311密封卡合。通过以上工序，晶圆的搬入完成。
接着，按照图6的时序图所示的过程向处理容器301内供给处理流体(CO2)，由此进行晶圆W的干燥处理。图6所示的折线A表示从干燥处理开始时间点起的经过时间与处理容器301内的压力之间的关系。
<升压工序>
首先，进行升压工序T1，从流体供给罐51向处理容器301内供给作为处理流体的CO2(二氧化碳)。具体地说，将开闭阀52a、52c、52f设为打开状态，将开闭阀52b、52d、开闭阀52e设为关闭状态。另外，将开闭阀52g、52h、52i设为打开状态，将开闭阀52j设为关闭状态。将针阀61a、61b调整为预先决定的开度。另外，将压阀59的设定压力设定为能够使处理容器301内的CO2维持超临界状态的压力例如15MPa。由此，来自流体供给罐51的处于超临界状态的16MPa左右的压力的CO2从处于晶圆W的中央部的正下方的流体供给喷嘴341朝向保持板316的下表面被喷出。
从流体供给喷嘴341喷出的CO2(参照图3的箭头F1)在碰撞到覆盖晶圆W的下表面的保持板316之后，沿着保持板316的下表面呈辐射状扩展(参照图3的箭头F2)，之后，经过保持板316的端缘与容器主体311的侧壁之间的间隙以及保持板316的开口316a而流入到晶圆W的上表面侧的空间(参照图3的箭头F3)。背压阀59被维持为完全关闭直到达到设定压力(15MPa)为止，因此CO2不从处理容器301流出。因此，处理容器301内的压力逐渐上升。
在升压工序T1的初期，从流体供给罐51以超临界状态送出的CO2在经过节流构件55a时压力下降，另外，在流入到处于常压状态的处理容器301内时压力也下降。因而，在升压工序T1的初期，流入到处理容器301内的CO2的压力比临界压力(例如约7MPa)低，也就是说，CO2以气体(气)的状态流入到处理容器301内。之后，随着进行CO2向处理容器301内的填充，处理容器301内的压力增加，当处理容器301内的压力超过临界压力时，存在于处理容器301内的CO2成为超临界状态。
在升压工序T1中，当处理容器301内的压力増大而超过临界压力时，处理容器301内的处理流体成为超临界状态，晶圆W上的IPA开始融入超临界状态的处理流体。于是，由CO2和IPA构成的混合流体中的IPA与CO2的混合比发生变化。此外，混合比不限于在晶圆W表面整体是均一的。为了防止因预测不到的混合流体的气化而导致的图案损坏，在升压工序T1中，将处理容器301内的压力上升至无论混合流体中的CO2浓度为多少都能够保证处理容器301内的CO2成为超临界状态的压力，在此，该压力为15MPa。在此，“能够保证成为超临界状态的压力”是指比图7的曲线图的曲线C所示的压力的极大值高的压力。该压力(15MPa)被称作“处理压力”。
<保持工序>
在通过上述升压工序T1而处理容器301内的压力上升至上述处理压力(15MPa)之后，将位于处理容器301的上游侧的开闭阀52b和位于处理容器301的下游侧的开闭阀52f关闭，转到维持处理容器301内的压力的保持工序T2。持续进行该保持工序，直到处于晶圆W的图案P的凹部内的混合流体中的IPA浓度和CO2浓度变为预先决定的浓度(例如IPA浓度为30％以下、CO2浓度为70％以上)为止。保持工序T2的时间能够通过实验来决定。在该保持工序T2中，其它阀门的开闭状态与升压工序T1中的开闭状态相同。
<流通工序>
在保持工序T2之后，进行流通工序T3。流通工序T3能够通过交替地重复降压阶段和升压阶段来进行，该降压阶段为从处理容器301内排出CO2与IPA的混合流体来使处理容器301内降压的阶段，该升压阶段为从流体供给罐51向处理容器301内供给不包含IPA的新的CO2来使处理容器301内升压的阶段。
例如通过将开闭阀52b和开闭阀52f设为打开状态并重复背压阀59的设定压力的上升和下降来进行流通工序T3。也可以是，取而代之地通过在将开闭阀52b打开且将背压阀59的设定压力设定为低的值的状态下重复开闭阀52f的开闭来进行流通工序T3。
在流通工序T3中，使用流体供给头317向处理容器301内供给CO2(参照图3的箭头F4)。流体供给头317能够将CO2以比流体供给喷嘴341的流量大的流量进行供给。在流通工序T3中，处理容器301内的压力被维持为相比于临界压力而言足够高的压力，因此即使大流量的CO2碰撞到晶圆W表面或在晶圆W表面附近流动，也不会有干燥的问题。因此，重视处理时间的缩短而使用流体供给头317。
在升压阶段中，使处理容器301内的压力上升到上述处理压力(15MPa)。在降压阶段中，使处理容器301内的压力下降到根据上述处理压力预先决定的压力(比临界压力高的压力)。在降压阶段中，经由流体供给头317向处理容器301内供给处理流体，并且经由流体排出头318从处理容器301排出处理流体，因此在处理容器301内形成与晶圆W的表面大致平行地流动的处理流体的层流(参照图3的箭头F6)。
通过进行流通工序，能够促进在晶圆W的图案的凹部内从IPA向CO2的置换。随着在凹部内进行从IPA向CO2的置换，如图7的左侧所示的那样，混合流体的临界压力下降，因此能够使各降压阶段结束时的处理容器301内的压力在满足比与混合流体中的CO2浓度对应的混合流体的临界压力高这样的条件的同时逐渐降低。
<排出工序>
在通过流通工序T3而在图案的凹部内从IPA向CO2的置换完成后，进行排出工序T4。排出工序T4能够通过将开闭阀52a、52b、52c、52d、52e设为关闭状态、将背压阀59的设定压力设为常压、将开闭阀52f、52g、52h、52i设为打开状态、将开闭阀52j设为关闭状态来进行。当通过排出工序T4而处理容器301内的压力变得比CO2的临界压力低时，超临界状态的CO2气化而从图案的凹部内脱离。由此，针对一张晶圆W的干燥处理结束。
根据上述的实施方式，在升压工序T1中，从处于晶圆W的下方的流体供给喷嘴341向处理容器301内供给CO2。因此，能够更可靠地防止图案的损坏。以下对这一点进行叙述。
当存在于晶圆W的表面上的液体状态的IPA暴露于气体状态的CO2的气流中时，IPA蒸发，此时有可能发生图案的损坏。在升压工序T1中，当从处于晶圆W的侧方的流体供给头317向处理容器301内供给气体状态的CO2时，流速比较高的CO2的气流直接碰撞IPA的桨叶或经过IPA的桨叶的附近，因此具有容易发生IPA的蒸发的倾向。
与此相对，在本实施方式中，从流体供给喷嘴341喷出的CO2并非直接朝向晶圆W的表面或表面附近的空间流动，而是在碰撞到保持板316的下表面中央部之后沿着保持板316的下表面呈辐射状扩展，之后流入到晶圆W的上表面侧的空间。也就是说，在本实施方式中，不存在从处理流体喷出口直接朝向晶圆W的表面或表面附近的空间的CO2的流动。因此，能够大幅度地抑制因将气体状态的CO2供给到处理容器301内而引起的IPA的蒸发。此外，在气体状态的CO2流入到晶圆W的上表面侧的空间时，CO2的流速相比于从流体供给喷嘴341喷出时的CO2的流速而言大幅度地减小。另外，在第二供给线上具有节流构件55b，因此从流体供给喷嘴341喷出的CO2的流速本来就小。由此，能够进一步抑制IPA的蒸发。
在上述实施方式中，流体供给喷嘴341的位置例如设为容纳在处理容器301内的晶圆W的中心部的正下方的位置，但不限于此。流体供给喷嘴341的位置只要是保持板316的下方、也就是说在从正上方观察载置有晶圆W的保持板316时看不到流体供给喷嘴341的位置即可。换言之，只要使从流体供给喷嘴341喷出的CO2气体碰撞到流体供给喷嘴341的下表面或晶圆W的背面(下表面)即可。
但是，当流体供给喷嘴341的位置相对于晶圆W的中心部的正下方大幅地偏离时，处理容器301内的CO2气体的流动不均匀，CO2气体的流动有可能绕到晶圆W的表面。因此，期望流体供给喷嘴341被配置在离晶圆W的中心部的正下方的位置近的位置。另外，从防止或抑制CO2气体的流动绕到晶圆W的表面的观点考虑，期望流体供给喷嘴341朝向铅垂方向上方或大致竖直方向上方喷出CO2。
在上述实施方式中，在升压工序T1的整个期间内，只从流体供给喷嘴341向处理容器301内供给CO2，但不限定于此。当处理容器301的压力超过作为处理流体的CO2的临界压力(约7MPa)时，既可以从流体供给头317向处理容器301内供给CO2，另外也可以从流体供给头317和流体供给喷嘴341这两者向处理容器301内供给CO2。在这些情况下，也能够防止图案的损坏。
但是，优选的是，如上述实施方式那样在升压工序T1的整个期间内只从流体供给喷嘴341向处理容器301内供给CO2。其原因在于，当从流体供给头317向处理容器301内供给CO2时，所供给的CO2直接碰撞由IPA或IPA与CO2的混合流体构成的桨叶并对桨叶进行搅拌，因此具有容易产生微粒的倾向。另外，原因在于能够更可靠地防止图案的损坏。
在实际进行试验之后可知，在升压工序T1的整个期间内只从流体供给喷嘴341向处理容器301内供给CO2的情况下，能够防止图案的损坏，微粒的产生也为不存在问题的水平。另一方面，在升压工序T1的后半段(处理容器301内压力超过约7Mpa之后)从流体供给头317供给CO2的情况以及从流体供给头317和流体供给喷嘴341这两者供给CO2的情况下，虽然防止了图案的损坏，但微粒水平变差。
但是，相比于使用流体供给喷嘴341的情况而言，在使用流体供给头317的情况下能够提高升压速度，因此，也可以是，在满足所要求的微粒水平的前提下，重视生产率而在升压工序T1的后半段使用流体供给头317向处理容器301内供给CO2。
本发明并不限定于上述的实施方式和变形例，还能够包含施以本领域技术人员所能想到的各种变形所得到的各种方式，通过本发明起到的效果也不限定于上述的事项。因而，在不脱离本发明的技术思想和主旨的范围内，能够对权利要求书和说明书中记载的各要素进行各种追加、变更以及一部分的删除。
例如，干燥处理中使用的处理流体也可以是CO2以外的流体(例如氟系的流体)，能够使用能够将盛放于基板的干燥防止用的液体在超临界状态下去除的任意的流体来作为处理流体。另外，干燥防止用的液体也不限定于IPA，能够使用能够用作干燥防止用液体的任意的液体。作为处理对象的基板不限定于上述的半导体晶圆W，也可以是LCD用玻璃基板、陶瓷基板等其它基板。

Claims (10)

1.一种基板处理装置，使用超临界状态的处理流体来使在表面附着有液体的基板干燥，所述基板处理装置具备：
处理容器；
基板保持部，其在所述处理容器内将所述基板以所述表面朝上的方式水平保持；
第一流体供给部，其被设置于被所述基板保持部保持的基板的下方，供给被加压后的处理流体；
第二流体供给部，其被设置于被所述基板保持部保持的所述基板的侧方，供给被加压后的处理流体；
流体排出部，其从所述处理容器排出处理流体；以及
控制部，其对所述第一流体供给部、所述第二流体供给部及所述流体排出部的动作进行控制，
其中，所述控制部使所述基板处理装置实施以下工序：
升压工序，在将在所述表面附着有液体的所述基板容纳于所述处理容器之后，向所述处理容器供给被加压后的处理流体，来使所述处理容器内的压力上升至比处理流体的临界压力高的处理压力；以及
流通工序，在所述升压工序之后，在所述处理容器内至少维持使处理流体维持超临界状态的压力，并且一边向所述处理容器供给处理流体一边从所述处理容器排出处理流体，其中，所述流通工序通过交替地重复降压阶段和升压阶段来进行，
在所述升压工序中，停止从所述第二流体供给部供给所述处理流体，使所述第一流体供给部向所述处理容器内供给所述处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止，
在所述流通工序中，使所述第二流体供给部向所述处理容器内供给处理流体。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述升压工序中，在从开始向所述处理容器内供给所述处理流体起直到所述处理容器内的压力经过所述临界压力达到所述处理压力为止的期间，所述控制部停止从所述第二流体供给部供给所述处理流体，使所述第一流体供给部向所述处理容器内供给处理流体。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述升压工序中，在从开始向所述处理容器内供给所述处理流体起直到所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止的期间，所述控制部停止从所述第二流体供给部供给所述处理流体，使所述第一流体供给部向所述处理容器内供给处理流体，
在所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力后达到所述处理压力为止的期间，所述控制部停止从所述第一流体供给部供给所述处理流体，使所述第二流体供给部向所述处理容器内供给处理流体，或者使所述第一流体供给部和所述第二流体供给部这两者向所述处理容器内供给处理流体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一流体供给部被设置为从被所述基板保持部保持的所述基板的中央部的下方朝向所述基板的中央部供给处理流体。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二流体供给部被设置为从所述基板的侧方沿大致水平方向供给处理流体。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二流体供给部被设置为从所述基板的侧方且比所述基板的上表面高的位置与所述基板平行地供给处理流体。
7.一种基板处理方法，包括以下工序：
容纳工序，将在表面形成图案且在所述表面附着有液体的基板容纳于处理容器；
升压工序，在所述容纳工序之后，向所述处理容器供给被加压后的处理流体，来使所述处理容器内的压力上升至比所述处理流体的临界压力高的处理压力；以及
流通工序，在所述升压工序之后，在所述处理容器内至少维持使所述处理流体维持超临界状态的压力，并且一边向所述处理容器供给被加压后的所述处理流体一边从所述处理容器排出所述处理流体，其中，所述流通工序通过交替地重复降压阶段和升压阶段来进行，
其中，在所述升压工序中，从设置于所述基板的下方的第一流体供给部供给被加压后的处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止，
在所述流通工序中，从设置于所述基板的侧方的第二流体供给部供给被加压后的处理流体，
在所述升压工序中，不从所述第二流体供给部供给被加压后的处理流体，直到至少所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止。
8.根据权利要求7所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述升压工序中，在从开始向所述处理容器内供给所述处理流体起直到所述处理容器内的压力经过所述临界压力达到所述处理压力为止的期间，不使用所述第二流体供给部而使用所述第一流体供给部向所述处理容器内供给处理流体。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述升压工序中，在从开始向所述处理容器内供给所述处理流体起直到所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力为止的期间，不使用所述第二流体供给部而使用所述第一流体供给部向所述处理容器内供给处理流体，
在所述处理容器内的压力达到所述处理流体的临界压力之后达到所述处理压力为止的期间，不使用所述第一流体供给部而使用所述第二流体供给部向所述处理容器内供给处理流体，或者使用所述第一流体供给部和所述第二流体供给部这两者向所述处理容器内供给处理流体。
10.一种存储介质，记录有程序，
在由用于对基板处理装置的动作进行控制的计算机执行所述程序时，所述计算机对所述基板处理装置进行控制来使该基板处理装置执行根据权利要求7至9中的任一项所述的基板处理方法。
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