CN117276127A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置。本发明提供一种使附着于使用超临界流体进行处理后的基板的表面的微粒水平降低的基板处理装置、基板处理方法以及存储介质。在将处理容器(301)内的压力从比处理流体的临界压力低的压力(例如常压)升压到比临界压力高的处理压力的升压工序的至少一部分期间，一边使处理流体以被控制后的排出流量从处理容器排出，一边从流体供给源向处理容器供给处理流体，由此进行升压。附着于处理容器内的构件表面的微粒由于从流体供给源向处理容器供给处理流体而上扬。该微粒与处理流体一起从处理容器被排出。

Description

基板处理装置
本申请是申请号为201711142504.7、申请日为2017年11月17日、发明名称为“基板处理装置、基板处理方法以及存储介质”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种使用超临界状态的处理流体来将残留于基板的表面的液体去除的技术。
背景技术
在作为基板的半导体晶圆(以下称为晶圆)等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，在利用这样的液处理将残留于晶圆的表面的液体去除时，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)。
当从超临界流体的供给源向处理容器供给超临界状态的处理流体来进行基板的干燥处理时，附着于处理容器内的构件表面的微粒上扬而微粒附着于处理后的基板的表面这样的情况时常发生。
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，提供一种能够使附着于使用超临界状态的处理流体进行处理后的基板的表面的微粒水平降低的技术。
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，所述基板处理装置使用超临界状态的处理流体来对基板进行处理，该基板处理装置具备：处理容器，其收纳所述基板；供给线，其将送出处于超临界状态的处理流体的流体供给源和所述处理容器连接；排出线，其从所述处理容器排出处理流体；排出流量调节部，其调节从所述处理容器向所述排出线排出的处理流体的流量；以及控制部，其控制所述排出流量调节部的动作，其中，所述控制部在将所述处理容器内的压力从比处理流体的临界压力低的压力升压到比临界压力高的处理压力的升压工序的至少一部分期间，一边通过控制所述排出流量调节部来使处理流体以被控制后的排出流量从所述处理容器向所述排出线排出，一边使所述流体供给源经由所述供给线向所述处理容器供给处理流体，由此进行升压。
根据本发明的其它实施方式，提供一种基板处理方法，所述基板处理方法使用超临界状态的处理流体来对基板进行处理，该基板处理方法包括以下工序：搬入工序，将所述基板收纳于处理容器；以及升压工序，将所述处理容器内的压力从比临界压力低的压力升压到比处理流体的临界压力高的处理压力，其中，在所述升压工序的至少一部分期间，一边使处理流体以被控制后的排出流量从所述处理容器排出，一边从流体供给源向所述处理容器供给处理流体，由此进行升压。
根据本发明的另一其它实施方式，提供一种存储介质，所述存储介质存储以下程序，该程序在被用于控制基板处理装置的动作的计算机执行时，使所述计算机控制所述基板处理装置来执行上述的基板处理方法。
发明的效果
根据本发明，能够使附着于使用超临界状态的处理流体进行处理后的基板的表面的微粒水平降低。
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。
图8是用于说明微粒的上扬和排出的示意图。
附图标记说明
W：基板(半导体晶圆)；4：控制部(控制装置)；301：处理容器；50、64：供给线(主供给线、第二供给线)；65、66、67、68：排出线(主排出线、第一排出线～第三排出线)；59：流量调节部(背压阀)。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的一个实施方式进行说明。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所示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被进行了变更的部分。
[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所示的例子中为两台清洗装置2)，所述多个清洗装置2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所示的例子中为六台超临界处理装置3)，所述多个超临界处理装置3使残留于清洗处理后的晶圆W的干燥防止用的液体(在本实施方式中为IPA：异丙醇)与超临界状态的处理流体(在本实施方式中为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，将保存于该FOUP 100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。在图1中，标记“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，标记“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，总共配置有两台清洗装置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，总共配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，关于清洗装置2和超临界处理装置3的数量和配置方式，不特别地进行限定，根据每单位时间的晶圆W的处理片数以及各清洗装置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来将晶圆W逐片地清洗的单片式装置。在该情况下，一边使晶圆W以被保持为水平的状态绕铅垂轴线旋转，一边在适当的定时对晶圆W的处理表面供给清洗用的药液、用于冲掉药液的冲洗液，由此能够进行晶圆W的清洗处理。关于清洗装置2中所使用的药液和冲洗液，不特别地进行限定。例如，能够向晶圆W供给作为碱性的药液的SC1液(即、氨和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供给作为冲洗液的去离子水(DIW：DeIonized Water)来将SC1液从晶圆W冲掉。并且，也能够向晶圆W供给作为酸性的药液的稀氟酸水溶液(DHF：DilutedHydroFluoric 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在结束基于DIW的冲洗处理后，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，将残留于晶圆W的处理表面的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在维持着盛放有IPA的状态的同时被第二搬送机构161从清洗装置2搬出。
这样被提供到晶圆W的表面的IPA起到防止晶圆W干燥的作用。特别是，为了防止从清洗装置2向超临界处理装置3搬送晶圆W的过程中IPA蒸发而在晶圆W发生所谓的图案破坏，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以盛放有IPA的状态被第二搬送机构161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，并且在将晶圆W搬入了容器主体311内时将开口部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(第一流体供给部)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而被导向流体排出头318(参照图3的箭头F5)。
流体供给头317实质上将处理流体朝向水平方向供给到容器主体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供给到处理容器301内的处理流体以外，还包含残留于晶圆W的表面而融入到处理流体的IPA。
在容器主体311的底部设置有向处理容器301的内部供给处理流体的流体供给喷嘴(第二流体供给部)341。在图示例中，流体供给喷嘴341由在容器主体311的底壁穿孔而成的开口构成。流体供给喷嘴341位于晶圆W的中心部的下方(例如正下方)，将处理流体朝向晶圆W的中心部(例如垂直方向上方)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具有流体供给罐51，该流体供给罐51是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。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(第一流体供给部)317连接的第一供给线63以及与流体供给喷嘴(第二流体供给部)341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之间)，开闭阀52a、节流构件55a、过滤器57以及开闭阀52b从上游侧起按所记载的顺序设置。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。
为了保护晶圆W而设置节流构件55a，以使从流体供给罐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中流动的处理流体所包含的异物(因微粒产生的物质)去除而设置的。
超临界处理装置3还具有经由开闭阀52d及止回阀58a而与吹扫装置62连接的吹扫气体供给线70、以及经由开闭阀52e及节流构件55c而与超临界处理装置3的外部空间连接的排出线71。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对处理容器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干净的状态。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，开闭阀52f、背压阀59、浓度传感器60以及开闭阀52g从上游侧起按所记载的顺序设置。
背压阀59构成为在一次侧压力(其与处理容器301内的压力相等)超过设定压力时打开，使流体流向二次侧，由此将一次侧压力维持在设定压力。背压阀59的设定压力能够由控制部4随时进行变更。
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门。
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连接。
在从处理容器301排出流体的情况下，开闭阀52g、52h、52i、52j中的一个以上的阀门被设为打开状态。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以及第一排出线66的浓度传感器60与开闭阀52g之间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的流体流过的线的各种位置处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3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，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例如为计算机，具备运算部18和存储部19。在存储部19中保存用于控制在基板处理系统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中所存储的程序来控制基板处理系统1的动作。程序既可以为记录在能够由计算机读取的存储介质中的程序，也可以为从该存储介质安装到控制部4的存储部19中的程序。作为能够由计算机读取的存储介质，例如有硬盘(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与超临界状态的处理流体R接触，由此逐渐溶解于处理流体R，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相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，说明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)。此外，以下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中被实施了清洗处理的晶圆W以其表面的图案的凹部内被IPA填充且在其表面形成有IPA的桨叶的状态，被第二搬送机构161从清洗装置2搬出。第二搬送机构161将晶圆载置在保持板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，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>
接着，向处理容器内填充作为处理流体的CO2(二氧化碳)，由此将处理容器301内的压力从比处理流体的临界压力低的压力(具体为常压(大气压))升压到比临界压力高的处理压力。具体地说，在向处理容器301内开始供给CO2前，将背压阀59的初始设定压力设定为表压为零(与大气压相同)或比零稍高的值，将开闭阀52a、52f、52g设为打开状态，将开闭阀52b、52c、52d、52e、52h、52i、52j设为关闭状态。另外，针阀61a、61b被调整为预先决定的开度。
从该状态起将开闭阀52c打开，由此升压工序开始。当将开闭阀52c打开时，从流体供给罐51送出的处于超临界状态的16MPa左右的压力的CO2经由主供给线50和第二供给线64而从处于晶圆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散(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)。
当CO2流入到处理容器301内时，处理容器301内的压力从常压(大气压)开始上升，当处理容器301的压力超过背压阀59的设定压力(表压为零或比零稍高的压力)时，背压阀59以与处理容器301的压力相应的开度被打开。由此，CO2经由流体排出头318从处理容器301流出。背压阀59的设定压力随着时间经过而逐渐提高，在升压工序T1结束时成为后述的处理压力。另外，使背压阀59的设定压力变化，以使得从处理容器301排出的CO2的流量成为向处理容器301供给的CO2的流量的例如10％～20％左右。为了实现上述内容，例如只要事先通过实验求出适当的背压阀59的设定压力的时间变化并基于此使背压阀59的设定压力变化即可。在升压工序T1中，背压阀59实质上作为流量控制阀使用。
如上述的那样使背压阀59的设定压力变化，由此使CO2以比较小的流量经由流体排出头318而从处理容器301流出，并且经由流体供给喷嘴341使CO2被供给到处理容器301，伴随于此，处理容器301内的压力逐渐上升。因此，在处理容器301内产生CO2从流体供给喷嘴341朝向流体排出头318的流动。
在升压工序T1的初期，特别是紧接在开始向处理容器301供给CO2之后，处于如下倾向：附着于面对处理容器301的内部空间的构件的表面、例如处理容器301的内壁面、保持板316的表面等的微粒上扬。这样的微粒借着处理容器301内的CO2的流动而经由流体供给头317从处理容器301被排出。
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的压力在经过节流构件55a时下降，另外，在流入到处于常压状态的处理容器301内时也下降。因而，在升压工序T1的初期，向处理容器301内流入的CO2的压力比临界压力(例如约7MPa)低，也就是说，CO2以气体(气状)的状态向处理容器301内流入。之后，随着向处理容器301内填充CO2，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整个表面是均匀的。为了防止由于预测不到的混合流体的气化而导致的图案破坏，在升压工序T1中，无论混合流体中的CO2浓度为多少，都将处理容器301内的压力升压到保证处理容器301内的CO2为超临界状态的压力，在此，该压力为15MPa。在此，“保证成为超临界状态的压力”是指比由图7的曲线图的曲线C表示的压力的极大值高的压力。该压力(15MPa)被称为“处理压力”。
<保持工序>
通过上述升压工序T1，在处理容器301内的压力上升到上述处理压力(15MPa)之后，关闭分别位于处理容器301的上游侧和下游侧的开闭阀52b和开闭阀52f，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和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打开并将背压阀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能够以比流体供给喷嘴341大的流量供给CO2。在流通工序T3中，处理容器301内的压力被维持在与临界压力相比足够高的压力，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，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，使处理容器301内的压力从上述处理压力下降到预先决定的压力(比临界压力高的压力)。在降压阶段，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，能够促进晶圆W的图案的凹部内的从IPA向CO2的置换。随着在凹部内进行从IPA向CO2的置换，如图7的左侧所示那样，混合流体的临界压力下降，因此能够在满足使各降压阶段结束时的处理容器301内的压力比与混合流体中的CO2浓度对应的混合流体的临界压力高的条件的同时逐渐降低。
<排出工序>
在通过流通工序T3而图案的凹部内从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，针对一片晶圆W的干燥处理结束。
在以下说明上述实施方式的效果。如前述的那样，当向处理容器301供给CO2时，附着于处理容器301内部的构件的表面的微粒剥离而在处理容器301内上扬。特别是，紧接在升压工序开始之后，处理容器301内的压力低而CO2的流入速度高，因此大量微粒上扬。在以往的方法中，在升压工序中，不进行CO2从处理容器301的排出。因此，随着处理容器301的压力上升，从流体供给喷嘴341喷射的CO2的流速逐渐下降，最终实质上为零。于是，上扬的微粒降落，附着于晶圆W的表面。
相对于此，在上述的实施方式中，在升压工序T1中，从流体供给喷嘴341向处理容器301供给CO2并且经由流体排出头318从处理容器301排出CO2，由此形成CO2从流体供给喷嘴341朝向流体排出头318的流动(参照图8中的粗线箭头)。因此，由于从流体供给喷嘴341向处理容器301供给CO2而上扬的微粒(在图8中用标有标记P的白圈表示)借着形成于处理容器301内的CO2的流动而从处理容器301被排出。因此，防止或大幅度降低上扬的微粒附着于晶圆W。
从防止微粒附着于晶圆W的观点来看，优选的是，在从升压工序T1的开始时间点起至结束时间点为止的期间始终经由流体排出头318从处理容器301持续地排出CO2。在上述实施方式中是这样的。另一方面，当进行CO2的排出时，升压所需的时间变长。紧接在升压工序T1开始之后，从流体供给喷嘴341喷出的CO2的流速高，因此微粒的上扬最激烈，之后，随着时间的经过，新上扬的微粒变少。因而，微粒从处理容器301的排出量也是，在升压工序T1的前期多，在后期变少。考虑上述情况，也可以在升压工序T1的中途停止CO2的排出。或者，也可以在升压工序T1的中途使CO2的排出流量下降。例如，也可以设为，从处理容器301排出的CO2的流量在升压工序的前期为向处理容器301供给的CO2的流量的20％，在后期为向处理容器301供给的CO2的流量的10％。也可以是，从自开始时间点起经过些许时间后某种程度的量的微粒上扬时起开始进行CO2的排出，来代替从升压工序T1的开始时间点起进行CO2的排出。
在上述实施方式中，在升压工序T1中，只利用流体供给喷嘴341来进行CO2向处理容器301的供给。这对于抑制微粒的上扬是非常有效的。然而，并不限定于此，既可以利用流体供给头317也可以利用流体供给喷嘴341和流体供给头317这两方来进行升压工序T1的后期(此时，由于处理容器301的压力上升而CO2的供给流量变得比较低)的CO2向处理容器301的供给。
只利用流体供给头317进行升压工序T1中的CO2向处理容器301的供给(也就是说，像设置于处理容器301内的一侧端部的喷嘴那样从喷出构件向与晶圆W的表面平行的方向喷出CO2)的以往的形式的基板处理装置中，一边从处理容器301排出CO2一边向处理容器301供给CO2这个操作对于防止微粒附着于晶圆W而言也是有效的。
此外，当在处理容器301内的压力达到处理流体(该情况下为CO2)的临界压力(约7MPa)之前已经将作为去除对象的液体(该情况下为IPA)从晶圆W的表面去除时，发生图案破坏。当经由流体排出头318从处理容器301排出CO2的排出流量高时，微粒的排出效率提高，但达到临界压力的时间变长。在该情况下，在达到临界压力之前IPA已经蒸发，发生图案破坏的危险性变高。期望预先通过实验确认图案破坏不会发生的CO2的排出流量。
在上述实施方式中，通过使设定压力可调的(能够由控制装置4进行远程控制的)背压阀59的设定压力随着时间发生变化，来在从处理容器301进行CO2的排出的同时使处理容器301的压力增加。也就是说，在上述实施方式中，由背压阀59构成调节从处理容器301向主排出线65排出的处理流体的流量的排出流量调节部。但是，在上述的方式中实现升压的排出流量调节部的结构并不限定于此。作为一例，可以在主排出线65上设置绕过背压阀59的旁路(未图示)，在该旁路上设置开闭阀、针阀等流量控制阀以及流量计。在该情况下，在升压工序T1中，背压阀59的设定压力固定为处理压力(16MPa)。然后，调节流量控制阀的开度以在旁路的开闭阀打开的状态下将流量计的检测值维持在目标值(比较小的流量)，由此能够进行升压。在这以后的工序中，关闭旁路的开闭阀，如前述所说明的那样控制背压阀59。
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能够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所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液体。作为处理对象的基板并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 (8)

1.一种基板处理装置，使用超临界状态的处理流体来对基板进行处理，所述基板处理装置具备：
处理容器，其收纳所述基板；
保持板，其在所述处理容器内将所述基板保持在其上；
供给线，其将送出处于超临界状态的所述处理流体的流体供给源和所述处理容器连接；
第一流体供给部，其设置为使在所述供给线中流动的所述处理流体从水平方向上的一端侧供给到所述处理容器内；
第二流体供给部，其设置为使在所述供给线中流动的所述处理流体从所述保持板的下方朝向所述保持板供给到所述处理容器内；
排出线，其从所述处理容器排出所述处理流体；
排出流量调节部，其调节从所述处理容器向所述排出线排出的所述处理流体的流量；以及
控制部，其控制使所述处理流体向所述第一流体供给部供给与使所述处理流体向所述第二流体供给部供给之间的切换，并且控制所述排出流量调节部的动作。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在将所述处理容器内的压力从比所述处理流体的临界压力低的压力升压到比所述临界压力高的处理压力的升压工序的至少一部分期间，一边通过控制所述排出流量调节部来使所述处理流体以被控制后的排出流量从所述处理容器向所述排出线排出，一边使处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和所述第二流体供给部向所述处理容器供给，由此进行升压，之后，使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和所述第一流体供给部向所述处理容器供给。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述升压工序的整个期间使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和所述第二流体供给部向所述处理容器供给。
4.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述升压工序的前期使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和所述第二流体供给部向所述处理容器供给，在所述升压工序的后期使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和至少所述第一流体供给部向所述处理容器供给。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在将所述处理容器内的压力从比所述处理流体的临界压力低的压力升压到比所述临界压力高的处理压力的升压工序的前期，一边通过控制所述排出流量调节部来使所述处理流体以被控制后的排出流量从所述处理容器向所述排出线排出，一边使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和所述第二流体供给部向所述处理容器供给，由此进行升压，在所述升压工序的后期，使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线和至少所述第一流体供给部向所述处理容器供给。
6.根据权利要求2～5中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述升压工序的整个期间一边通过控制所述排出流量调节部来使所述处理流体以被控制后的排出流量从所述处理容器向所述排出线排出，一边使所述处理流体从所述流体供给源经由所述供给线向所述处理容器供给，由此进行升压。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部在所述升压工序的第一期间和所述第一期间之后的第二期间使所述排出流量发生变化。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一期间中的排出流量比所述第二期间中的排出流量大。
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