JP2003510801A - 臨界超過流体乾燥システム - Google Patents

臨界超過流体乾燥システム

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JP2003510801A JP2001525145A JP2001525145A JP2003510801A JP 2003510801 A JP2003510801 A JP 2003510801A JP 2001525145 A JP2001525145 A JP 2001525145A JP 2001525145 A JP2001525145 A JP 2001525145A JP 2003510801 A JP2003510801 A JP 2003510801A
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Abstract

(57)【要約】 ウエハー（１３）を製作し且つ乾燥させる方法及び装置が、第二臨界超過処理流体環境における、微細電子機械システム（MEMS）構造を具備する。装置は、臨界超過処理容器供給部及び回収システムに接続された反転圧力容器（１１）と、外部加熱及び冷却源に接続された内部熱交換器（９）とを利用し、垂直可動ベース（１０）で閉じられる。複数のウエハー（１３）を支持する形態のウエハーカセット（１４）が、コンテナ（１２）内の第一処理流体に浸され、コンテナが圧力容器（１１）に挿入されるベースプレート（１０）上に搭載される。容器（１１）の入口管（２）出口管（４）が、圧力容器（１１）の底部からベースプレート（１０）の近くまで垂直下方へ延びる。コンテナ（１２）の入口（１）管及び出口管（４）が、圧力容器（１１）の底部からコンテナ（１２）の内部で、コンテナ（１２）の底部の近くまで垂直下方へ延びる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本願は、1999年9月20日出願の米国特許明細書US60/155,454及び、2000年8月4
日出願の米国特許明細書US09/632770に関連している。
【０００２】 本発明は、微細電子機械システム（MEMS）、微細光学機械システム（MOEMS）
、表面微細機械工システム、及び類似のウエハーマウント微細構造を製造する方
法及び装置、特に微細構造を製造する際に臨界超過流体乾燥技術を利用した方法
及び装置に関するものである。 （背景技術）
【０００３】 微細電子機械システム（MEMS）をベースにした装置を製造する一つの方法は、
犠牲表面微細機械加工（SSM）または表面微細機械加工法である。図１は、シン
プルな“アンカー”SSMシリコンをベースにした製品の工程を図示した従来技術
である。図１ａにおいて、シリコンのようなサブストレートが、成長二酸化シリ
コンまたはSiO２のような犠牲材料で堆積されている。図１ｂでは、犠牲材料が
構造物の係止用に孔をあけるためエッチングされている。図１ｃでは、ポリシリ
コン（polysilicon）のような構造材料が、犠牲材料上に堆積されている。図１
ｄでは、犠牲材料がエッチングされて、構造層を分離し、微細構造を作っている
。それらのステップは、かなり複雑な多平面構造物を形成するため、繰り返えさ
れ得る。SiO２が、犠牲材料に関して共通の材料であり、フォトレジストのよう
な別の材料は、ほかの用途に使用してもよい。
【０００４】 犠牲材料または犠牲層を、エッチングまたは別の方法で取り除いた後、ウエハ
ーは、エッチング液の残余痕跡を取り除くため、洗浄しなければならない。洗浄
はふつう、イオン除去した水で行われ、それは乾燥時にスティクションの問題が
生じる。
【０００５】 “離れた”構造物が別の表面に付着すると、スティクションまたは粘着力が生
じる。図２はスティクションを視覚的に、それがどのように生じるかを示してい
る。図２ａは、離されて片持ちになったポリシリコンビームを示しており、洗浄
液が既にその下で抜き取られている。図２ｂは洗浄液を乾燥させる際に生じる毛
管力（capillary force）が、どのようにビームをシリコンサブストレートの方
へ引っ張るかを示している。図２ｃは、どのようにビームがサブストレートを突
いて、装置に傷をつけるかを示している。
【０００６】 図２に示したように乾燥の際にビームを変形させることに関する毛管力は、次
の等式によって表される。 ここでγは洗浄液の表面張力であり、Ａは表面積でビームがサブストレートの一
部分で、ｈはサブストレートの表面とビームとの間の間隙の高さであり、θ１及
びθ２は各々、洗浄液とサブストレート及びビームとの接触角度である。
【０００７】 毛管力を制御するには二つの方法があり、（i）洗浄液の角度を、洗浄液の表
面張力を変化させることによって操作すること、または（ii）表面張力γを減ら
すこと或いはなくすことである。第一の方法は、接触角度を決定する洗浄液と接
触する表面の状態を変えることができるので、毛管力を最小にするだけである。
加えて洗浄液の状態が使用中に変わり得るので、それにより予想不可能なスティ
クションを生じさせ、生産性を低下させる。
【０００８】 微小構造がサブストレートを突くことのないように、微小構造の解放を制御す
る改善案に関する作業は、バーバークレーのカルフォルニア大学において、研究
しており、臨界超過流体の環境においてシリコンウエハーを乾燥させるプロセス
を発展させている。その臨界超過状態で、表面張力γはゼロであり、従って毛管
力は等式のように簡単には形成できない。また構造の周囲の環境を全体乾燥プロ
セスの間にγ=0の状態に保つことが可能であれば、スティクションは生じない。
選択した臨界超過流体はCO２、二酸化炭素であり、その臨界点は低く、大気上で
臨界圧力ｐｃが1037パウンド／平方インチで、臨界温度Ｔｃが摂氏31.1℃に決め
られる。
【０００９】 CO２が乾燥に利用され得る前に、中間プロセスステップは、臨界エッチングス
テップ後に利用される洗浄液、すなわち水がCO２と混和されないということを基
本に、提案しなけねばならない。洗浄後、ウエハーが水で湿っていると、水（wa
ter）をCO２と混和した材料と交換しなければならない。この材料はメタノール
または、CO２と100%混和可能な別の材料である。更にウエハーは、それがプロセ
スチャンバで安全に沈殿されるまで、メタノールに浸したままにしなければなら
ない。
【００１０】 この実験方法を使用して、微細電子構造のパターンをしたシリコンウエハーは
、従来の方法で作られるが、洗浄液水をメタノールと交換する追加ステップによ
り、圧力容器に案内され、水平状態でメタノールに浸される。そしてオペレータ
ーがウエハーを素早く容器に移し、それを移送中にメタノールの液層をウエハー
表面上に維持するように、手際よく試みる。圧力容器は密閉され、液体二酸化炭
素の貫流が、約15分間流される。メタノールは、液体二酸化炭素に急激に吸収さ
れ、圧力容器の外に運ばれる。容器がメタノールを完全に取り除き、純粋な液体
二酸化炭素で完全に充填されると、熱が数分間一定して加えられ、二酸化炭素を
その臨界超過段階に変える。
【００１１】 この点でプロセスの利点は、変化の間に液体／蒸気の界面が起こらないように
することであると認められる。CO２はゆっくりと大気に排出される。CO２の排出
中に温度は臨界温度よりも高く保たれ、CO２は相転移せず、表面張力がゼロの状
態で維持する。
【００１２】 プロセスを実行するため、実験装置に使用される従来技術の圧力容器が、図３
に示されている。図面から明確なように、圧力容器は実際の構造が、断面を開け
ることができ、閉めた時にある程度温度と圧力が上がようになっており、ロック
機構が適切に加えられた総圧力を安全に維持する。実験装置において、高圧にす
るため、八つのボルトの円周パターンは、頂部に容器のベースを固定するために
使用される。外部ヒーターによって熱が容器に加えられ、ポートを容器に備えて
、ポートが処理材料を取り除く。
【００１３】 実験装置に関して明らかに幾つか問題があり、その問題に対しこのプロセスを
効果的で経済的にし、製造環境における使用に効果的にするため、取り組まなけ
ればならない。その装置は、ウエハーを挿入及び取り出しする自動的手段を具備
した製造ラインに組み込むのに適してなく、移送または運搬行程の間、液層をウ
エハー上に確実に維持する安全な機構がなく、圧力容器の閉鎖機構が手動で、非
常に遅く、プロセスの連続的に適用されるステップが手動で行われるため、生産
要求に対して非常に遅い。また装置は、生産要求に関する産業基準及び規定によ
って必要とされる、セーフガードも欠落している。
【００１４】 製造中に、もしいかなる理由でも一度犠牲総が取り外されると、ウエハーは乾
燥し、ウエハーのサブストレート上に装置のスティクションまたは貼り付きが起
こり得る。従ってスティクションを生じることなく、一つの製造ステップから別
の製造ステップへのウエハーを移送することが、常に問題であり、それはふつう
オペレーターの能率に依存し、結果的に装置の生産性が下がる。
【００１５】 （発明の開示） 本発明は、その最もシンプルな形式に関して、シリコンウエハー或いは別のサ
ブストレート材料上の微細電子機械構造物を乾燥させる、または一般的なウエハ
ーを乾燥させる従来方法を改善し、それに関する条件を満たす方法及び装置であ
る。
【００１６】 従って本発明の目的は、サブストレート上の微細電子構造及びウエハーのCO２ 臨界超過段階乾燥に関して、実用的で安全な製造機構を提供することである。
【００１７】 別の目的は、ウエハーまたはサブストレートを、第一処理流体、またはメタノ
ールのような洗浄剤に浸される圧力容器に配置し、そしてメタノールを、液体二
酸化炭素のような液体状態の第二処理流体に直ぐに取り換えることであり、それ
は圧力容器内に関連し、微細構造を妨げることはない。
【００１８】 また更なる目的は、第二処理流体を臨界超過状態にして、臨界超過プロセスの
利点によりウエハーを乾燥させ、そしてウエハーを回収するため圧力及び温度を
下げることである。
【００１９】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明によるほかの目的及び利点は、以下の詳細な説明からこの技術の専門家
にとって、容易に理解されるもので、本発明を実行する際に考えられる最高の形
式を単なる例示として、本発明の好ましい実施例を図示及び記載する。
【００２０】 本発明は多数の変形例もあり得る。従って、好ましい実施形態による以下の記
載および図面は一例であり、それに制限されるものでなない。
【００２１】 図４、図５及び図６を参照すると、それらは本発明による装置の好ましい実施
例であり、開放位置、半開放位置及び、閉鎖位置をそれぞれ示している。装置は
固定式のベースプレート（１０）及び垂直可動式の圧力チャンバ（１１）、また
は両方可動式のベースプレート及び圧力チャンバ、或いは固定保持式の圧力チャ
ンバ（１１）及び垂直可動式のベースプレート（１０）によって、作動させるこ
とができる。好ましい実施例では、固定圧力チャンバと可動ベースプレートにつ
いて説明する。
【００２２】 反転圧力容器の利点は、着脱可能な頂部により生じて、処理環境に落下するい
かなる分子も減少させることである。反転固定容器及び可動ベースプレートの利
点は、容器から処理材料を供給したり、取り除いたりする可撓性接続部なしで、
比較的簡単にベースプレートを容器へ上昇させることである。
【００２３】 図６を参照すると、ステンレス鋼材から作られた、または電解研磨された圧力
チャンバ（１１）と、ベースプレート（１０）を示している。ベースプレート（
１０）と圧力チャンバ（１１）は、Ｏリングシール（１６）を利用して密閉され
ている。一つ以上のウエハー（１３）は、石英またはステンレス鋼材から作られ
たウエハーカセット（１４）に配置されている。ウエハーカセットは、カセット
配置固定部（１８）によって、コンテナ（１２）に配置されている。コンテナ（
１２）は、コンテナ配置固定部（１７）によって、ベースプレート（１０）に配
置されている。コンテナ（１２）は、メタノールまたはアセトンのような処理流
体（１５）で充填されている。そのような流体の選択は、液体二酸化炭素との混
和性に依存する。
【００２４】 システムは、処理流体を加熱及び冷却する内部熱交換器（９）を具備しており
、そのため外部接続部が、熱交換器入口（７）及び熱交換器出口（８）を介して
備えられる。システムは、過剰圧力を防止するため安全機能として破裂ディスク
（６）を組み込んでいる。またシステムは、圧力容器の内部の垂直延長管で終端
する四つの処理流体ライン、コンテナ入口管（１）、容器入口管（２）、コンテ
ナ出口管（４）、及び容器出口管（５）も具備している。圧力容器から出る別の
ラインは、システムの内部空気を取り除くために備えられたパージライン（３）
である。
【００２５】 図７を参照すると、別のシステム及び配管のレイアウトが示されている。貯蔵
器（２８）はCO２を含有し、それはCO２の臨界点よりも高い一定圧力で、圧力容
器（１０）のプロセスチャンバに供与することができる。貯蔵器の圧力は、圧力
計（２７）で読み取られる。供給側に示された別の構成要素は、下流の主貯蔵器
弁（１９）、上流の主貯蔵器弁（３５）及び、インラインフィルター（３０）で
ある。チャンバに接続された別の弁は、コンテナ入口弁（２１）、容器入口弁（
２２）、パージライン弁（２３）、コンテナ出口弁（２４）、容器出口弁（２５
）、二重入口弁（２０）、下流の回収入口ライン弁（３１）及び、上流の回収入
口ライン弁（３４）である。別の構成要素は、安全用の破裂ディスク（２６）、
チャンバ圧力計（３２）、チャンバ圧力変換器（３３）及び、分離回収システム
（２９）を具備している。
【００２６】 装置を使用した原理体系を説明する。メタノールに浸されたウエハーカセット
（１４）をコンテナ（１２）の中に配置し、その際に液体のレベルがコンテナ（
１２）の頂部の下約10mmと、ウエハー（１３）の頂部の上約10mmにある。ウエハ
ーカセットのコンテナに対する配置は、カセット配置固定部（１８）によって行
われ、コンテナのベースプレートに対する配置は、コンテナ配置固定部（１７）
によって行われ、コンテナとウエハーは、ベースプレート（１０）上の正確な位
置に、繰り返し載せられる。
【００２７】 そして乾燥プロセスが、関連する制御パネル上の始動ボタンを押すことによっ
て始動されるが、このことはここでは示されないが、本技術の専門家によって充
分認識される。制御パネルディスプレイは、オペレーターによるどの介入に関し
ても迅速であり、乾燥サイクル中に処理状態を読み出す。始動ボタンを押すと、
ベースプレート（１０）を上げる。ベースプレートと圧力チャンバ（１１）が合
わさって、Ｏリング（１６）により密閉され、ロック機構（図示せず）が作用し
て、圧力を操作する全プロセスの際に、圧力容器の開放に対し適切な抵抗を与え
る。
【００２８】 記載のように、圧力容器（１１）は容器壁を通して多数の処理材料供給及び除
去ラインを有している。図４、図５及び図６を比べると、ベースプレート１０を
上げた時、垂直に延びたコンテナ入口管（１）及び、圧力容器（１１）のチャン
バの最後部から下方へ突出したコンテナ出口管（４）が、コンテナ（１２）に入
って、ベースプレート（１０）を適所へ上げると、コンテナの底部近くまで延び
る。同時に、垂直に延びた容器入口管（２）及び容器出口管（５）も、圧力容器
（１１）のチャンバの最後部から突出し、ベースプレート（１０）を上げても、
それらはコンテナ（１２）に入らないが、コンテナの外部すなわちコンテナ（１
２）の外で、ベースプレートの近くまで延びる。
【００２９】 圧力容器（１１）のチャンバが完全に密閉されると、下流主貯蔵器（１９）と
、二重入口弁（２０）と、容器入口弁（２２）と、パージライン弁（２３）と、
容器出口弁（２５）が、開放される。コンテナ入口弁（２１）及びコンテナ出口
（２４）は、閉じられる。下流回収入口弁（３１）及び上流回収入口弁（３４）
は、両方とも閉じられる。容器にゆっくりと圧力を加えることは、ウエハー（１
３）上の微小構造を損傷させ得る流体の乱れを避けるために重要である。二酸化
炭素が、非常にゆっくり圧力チャンバに挿入され、チャンバ圧力が圧力計（２７
）（３２）及び圧力交換器（３３）（３６）から読み取るように監視される。CO ２ は空気よりも重たいので、空気をゆっくりパージライン（３）を介してチャン
バの外へ押し出す。それによって、チャンバからの空気の除去を確実に行う。除
去は、チャンバがCO２で完全に充填されて、すべての空気が排出されるまで行わ
れる。
【００３０】 次にパージライン（２３）が閉じられ、チャンバが約700psiまで加圧される。
700psiに達すると、上流主貯蔵器弁（３５）が開放され、チャンバが1100psiに
早く到達するように加圧される。任意の圧力に達すると、それがチャンバ圧力交
換器（３３）並びにチャンバ圧力計（３２）により確認され、二重入口弁（２０
）及び弁出口弁（２５）が閉じられる。このポイントでシステムは、コンテナに
収容されたメタノールと、チャンバのコンテナを取り囲むように液体CO２を入れ
ている。
【００３１】 次のステップは、システムからメタノールを除去して、液体CO２と取り替える
ことである。これを行うため、コンテナ出口弁（３４）と下流回収入口弁（３１
）が開放され、容器出口弁（２５）は閉じたままである。コンテナ出口管（４）
の吸い上げ作用は、容器から分離装置及び回収システムへ、メタノールを確実に
流す。このプロセスステップ中、メタノールは連続して液体CO２に交換される。
容器入口管（２）を介してチャンバに、CO２を一定に流すと、最終的にコンテナ
（１２）からメタノールを取り除く。
【００３２】 下流回収入口ライン弁（３１）からのラインは、何時メタノールが完全に交換
されたかを測定するエンドポイント検知のため監視される。メタノールがなくな
ると、全てのシステムが閉じられる。このとき、チャンバは1100psiの液体二酸
化炭素で充填される。
【００３３】 次に熱交換器（９）を利用して、圧力容器におけるCO２が、約35〜40℃に加熱
されて、液体CO２からその臨界超過状態に変換される。熱電対（図示せず）が、
圧力容器（１１）内に装着され、圧力容器が温度情報をシステム制御コンピュー
ターに戻す。熱が加えられてCO２の温度が上昇すると、対応して圧力が増す。も
し圧力が、圧力容器（１１）に関する最大安全動作圧力のため計算された設定ポ
イント圧力の上の値に達すると、上流回収入口弁（３４）が圧力に対応して開放
される。
【００３４】 臨界超過状態に達すると、コンテナ出口弁（２４）容器出口弁（２５）、上流
回収入口弁（３４）が、開放されて、大気圧に到達する。大気圧の達すると、す
ぐに熱交換器が冷却モードに切り替えられ、容器を25℃以下にする。これによっ
て、次のサイクルの始動時に、容器が臨界温度状態よりも下になる。圧力容器は
開放することができ、ウエハー支持部（１４）が、手動または自動的な手段によ
って取り外して、システムに次の乾燥サイクルの準備をさせることができる。
【００３５】 本発明は明らかに、別の異なる実施形態にすることも可能であり、それはウエ
ハーカセットを垂直に積み重ねて、ウエハーを水平方向にして取り扱うのに適し
た形態を提供する。その幾つかの細部は、本発明による本質の範囲内で、種々の
明らかな箇所において変形させることができる。
【００３６】 例えば、臨界超過環境でウエハーを乾燥させる装置は、反転圧力容器と、水平
ベースプレートと、乾燥させる少なくとも一つのウエハーを支持する形式のウエ
ハーカッセトと、ウエハーカセット及び少なくとも一つのウエハーを、メタノー
ルのような第一処理流体に浸すため充分大きなコンテナとを備え、またコンテナ
は圧力容器内で、ベースプレートに取り付けるため充分小さい。装置が、ウエハ
ーカセットをコンテナ内に配置して、コンテナの底部にシンプルに固定する方法
と、またコンテナをベースプレート上に配置して、ベースプレートにシンプルに
固定する方法とを具備し得る。装置は、エレベーターまたはネジ組立体或いは別
の昇降装置と、圧力容器及びベースプレートを閉じて密閉した関係にするロック
機構を具備し得る。
【００３７】 更に装置は、圧力容器における空気を、二酸化炭素炭素のようなガス状態の第
二処理流体に取り替える方法と、第二処理流体を液体状態にして、空気または他
の物質によるウエハーに対する干渉接触なしで、コンテナにおける第一処理流体
を第二処理流体に取り替える方法を具備し得る。そして更に装置は、第二処理流
体を臨界超過状態にして、圧力容器における圧力を周囲圧に下げる方法を具備し
得る。また残留第二処理流体を、その臨界超過温度よりも下にするため冷却する
方法を有してもよい。
【００３８】 本発明の範囲内における装置の別の例は、垂直に下方へ延びる容器の入口と、
出口管と、パージラインの出口と、圧力容器の最後部に対応する弁とを具備して
おり、前記管はコンテナの外においてベースプレートの近くで終端する。また下
方へ延びるコンテナの入口及び出口管も備え、管がコンテナの内部且つコンテナ
の底部の近くで終端する。
【００３９】 また別の形態では圧力容器が加熱及び冷却のため内部細管を具備し得、熱交換
器が加熱及び冷却流体の外部源に接続され、熱交換器は加熱または冷却モードで
作動することができる。また圧力容器の頂部にパージラインを、圧力容器に開い
た対応するパージライン弁を備え得る。そして装置は、第一処理流体に浸された
ウエハーと共に圧力容器を自動的に積み込む対応機器を備える。
【００４０】 また更なる形態では、本発明の範囲内で、臨界超過環境にあるウエハーを乾燥
させる方法が、本発明による装置を利用して、ウエハーカセットをコンテナ内に
配置させて、第一処理流体に浸し、コンテナをベースプレート上に配置させて、
圧力容器及びベースプレートを閉じて密閉した関係にし、圧力容器における空気
をガス状の第二処理流体と取り替える。その方法は、第二処理流体を液体状態に
し、コンテナにおける第一処理流体とその液状態の第二処理流体を取り替える。
そしてその方法は、第二処理流体を臨界超過状態にして、ウエハーを乾燥させ、
そして圧力容器における圧力を周囲圧に下げ、第二処理流体を臨界超過温度より
も下に冷却する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術による典型的な犠牲表面微細機械加工（SSM）の微細電子機械システ
ム（MEMS）をベースにした装置の製造時の連続ステップ。
【図２】 従来技術によるMEMSベース装置を製造するための犠牲表面微細機械加工方法を
利用して、装置を製造する連続ステップ。
【図３】 微細構造物の臨界超過CO２乾燥のプロセスを実行する従来技術による実験装置
の斜視図。
【図４】 反転圧力コンテナに関する開放位置におけるベースプレートに関して図示した
、本発明による好ましい実施形態の断面図。
【図５】 図４による実施形態の断面図であり、特に閉鎖位置にあって、コンテナ管及び
コンテナ管が個々にコンテナの内部と外部で下方へ延びている。
【図６】 図５及び図６の実施形態の断面図であり、完全閉鎖位置にあって、コンテナ及
びコンテナ管が個々に、ベースプレートの近くとコンテナの底部に延びている。
【図７】 図４、５及び図６の実施形態による流体弁及びパイプ組立体を示した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 モリツ，ヘイコ アメリカ合衆国 ニユーハンプシヤー 03063，ナサ，ケスラー フアーム ドラ イブ 30 (72)発明者 チヤンドラ，モハン アメリカ合衆国 ニユーハンプシヤー 03054，メリマック ハンプステッド ロ ード 17 (72)発明者 ジエフリ，イアツ アメリカ合衆国 ニユーハンプシヤー 03063，ナサ，ケスラー フアーム ドラ イブ ９ (72)発明者 タルボット，ジヨナサン アメリカ合衆国 ニユーハンプシヤー 03031，アマースト，サドル ヒル 11 Ｆターム(参考） 3L113 AA01 AB09 AC21 AC28 AC45 AC46 AC67 AC76 BA34 CA10 DA21 DA24

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 臨界超過環境におけるウエハーを乾燥させる装置において、 反転圧力容器と、 水平ベースプレートと、 乾燥させる少なくとも一つのウエハーを支持する形態のウエハーカセットと、 前記ウエハーカセット及び少なくとも一つのウエハーを第一処理流体に浸すのに
    充分大きく、且つ前記ベースプレートに取り付けて、前記圧力容器内に入れるの
    に十分小さなコンテナと、 前記ウエハーカセットを前記コンテナ内に配置する手段と、 前記コンテナを前記ベースプレートに配置する手段と、 前記圧力容器と前記ベースプレートを閉じて密閉した関係にする手段と、 前記圧力容器における空気を、ガス状態の第二処理流体と取り替える手段と、 前記第二処理流体を液状態にする手段と、 前記コンテナにおける前記第一処理流体を、前記液状態の前記第二処理流体と取
    り替える手段と、 前記第二処理流体を臨界超過状態にする手段と、 前記圧力容器における圧力を周囲圧に下げる手段と、 前記第二処理流体を臨界超過温度よりも下に冷却する手段と、 を備えることを特徴とするウエハー乾燥装置。
  2. 【請求項２】 前記圧力容器における空気をガス状の第二処理流体に取り替え
    る前記手段が、垂直方向下方へ延びる容器出入口管と、パージライン出口と、前
    記圧力容器の最後部に対応した弁を備え、前記管が、コンテナの外且つ前記ベー
    スプレートの近くで終端することを特徴とする請求項１に記載のウエハー乾燥装
    置。
  3. 【請求項３】 前記第二処理流体を液状態にする手段が、前記圧力容器内の圧
    力を増やすことを特徴とする請求項１に記載のウエハー乾燥装置
  4. 【請求項４】 前記第一処理流体を前記コンテナにおいて、前記液体状態の前
    記第二流体と交換する手段が、垂直に下方へ延びるコンテナ入口管及び出口管を
    備え、前記管が前記コンテナで且つ前記コンテナの底部の近くで終端することを
    特徴とする請求項１に記載のウエハー乾燥装置。
  5. 【請求項５】 前記第二処理流体を臨界超過状態にする前記手段が、前記圧力
    容器内に、前記第二処理流体の温度を高くする熱交換器を備えることを特徴とす
    る請求項１に記載のウエハー乾燥装置。
  6. 【請求項６】 前記圧力容器における圧力を周囲の圧力まで下げる手段が、前
    記圧力容器の頂部にパージラインと、前記圧力容器に開いた対応するパージライ
    ン弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のウエハー乾燥装置。
  7. 【請求項７】 前記第二処理流体を冷却して、臨界超過温度よりも下にする手
    段が、前記熱交換器を冷却モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載
    のウエハー乾燥装置。
  8. 【請求項８】 前記圧力容器に、前記第一処理流体に浸された前記ウエハーを
    自動的に詰め込む手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のウエハー
    乾燥装置。
  9. 【請求項９】 臨界超過環境におけるウエハー乾燥装置が、 固定式反転圧力容器と、 垂直移動可能な水平ベースプレートと、 乾燥させる少なくとも一つのウエハーを支持する形態のウエハーカセットと、 前記ウエハーカセット及び少なくとも一つのウエハーを、第一処理流体に浸すの
    に充分大きく、また前記ベースプレート上に、前記圧力容器内に取り付けるのに
    充分小さなコンテナと、 前記ウエハーカセットを前記コンテナ内に配置する手段と、 前記コンテナを前記ベースプレートに配置する手段と、 前記ベースプレートを、前記圧力容器と閉じて密閉した関係にする手段と、 前記コンテナの外の前記ベースプレートの近くで終端するように、前記圧力容器
    内で垂直下方へ延びる容器入口管及び出口管と、 前記圧力容器内で圧力を増やす手段と、 前記コンテナにおいて、前記ベースプレートの近くで終端するように、前記圧力
    容器内で垂直方向下方へ延びるコンテナ入口管及び出口管と、 前記圧力容器内に熱交換器と、 前記圧力容器の頂部にパージライン及び、前記圧力容器に開いた対応するパージ
    ライン弁と、 を備えることを特徴とするウエハー乾燥装置。
  10. 【請求項１０】 更に前記圧力容器に、前記第一処理流体に浸された前記ウエ
    ハーを自動的に詰め込む手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 臨界超過環境におけるウエハー乾燥方法が、 反転圧力容器に水平ベースプレートを利用すること、 乾燥させる少なくとも一つのウエハーを支持する形態のウエハーカセットを利用
    すること、 前記ウエハーカセット及び少なくとも一つのウエハーを、第一処理流体に浸すの
    に充分大きく、また前記ベースプレート上に、前記圧力容器内に取り付けるのに
    充分小さなコンテナを利用すること、 前記ウエハーカセットを前記コンテナ内に配置すること、 前記コンテナを前記ベースプレートに配置すること、 前記圧力容器と前記ベースプレートを、閉じて密閉した関係にすること、 前記圧力容器における空気を、ガス状態の前記処理流体に取り替えること、 前記コンテナにおける前記第一処理流体を、ガス状態の前記第二処理流体に取り
    替えること、 前記第二処理流体を臨界超過状態にすること、 前記圧力容器における圧力を周囲圧力に下げること、そして、 第二流体を冷却して、臨界超過温度よりも下にすること、 から成ることを特徴とするウエハー乾燥方法。
  12. 【請求項１２】 前記圧力容器における空気を、ガス状態の第二処理流体に
    取り替えるため、 前記第二処理流体を、前記コンテナの外で且つ前記ベースプレートの近くで終端
    する、垂直下方へ延びる容器入口管を介して、前記圧力容器に入れること、 前記空気を、前記圧力容器のほぼ頂部に配置されたパージライン出口を介して、
    前記空気を排出すること、 から成ることを特徴とする請求項１１に記載のウエハー乾燥方法。
  13. 【請求項１３】 前記第二処理流体を液状態にするため、少なくとも第二処
    理流体の液状耐圧力と等しい圧力下で、付加的に前記第二処理流体を前記圧力容
    器に入れることによって行われることを特徴とする請求項１１に記載のウエハー
    乾燥方法。
  14. 【請求項１４】 前記コンテナにおける前記第一処理流体を、液状態にある
    前記第二処理流体に取り替えるため、付加的に液状態にある第二処理処理流体を
    、前記コンテナに、垂直下方に延びるコンテナ入口管を介して入れ、前記第一処
    理流体を前記コンテナから、前記コンテナ出口管を介して排出することによって
    行われ、前記管が前記コンテナの内部において、前記コンテナの底部近くで終端
    することを特徴とする請求項１１に記載のウエハー乾燥方法。
  15. 【請求項１５】 前記第二処理流体を臨界超過状態にするため、前記圧力容
    器内の熱交換器を介して、熱を前記第二処理流体に加えることを特徴とする請求
    項１１に記載のウエハー乾燥方法。
  16. 【請求項１６】 前記圧力容器における圧力を周囲の圧力に下げるため、対
    応する弁の動作によって、前記第二処理流体を、前記圧力容器の頂部のパージラ
    インから排出することを特徴とする請求項１１に記載のウエハー乾燥方法。
  17. 【請求項１７】 更に前記圧力容器における圧力を周囲の圧力に下げるため
    、前記第二処理流体の温度を、その臨界超過温度よりも上に保つことを特徴とす
    る請求項１６に記載のウエハー乾燥方法。
  18. 【請求項１８】 前記圧力容器が、外部過熱及び冷却源に接続された内部熱
    交換器を具備し、前記第二処理流体を臨界超過温度よりも下に冷却するため、前
    記熱交換器を冷却モードで作動させることを特徴とする請求項１１に記載のウエ
    ハー乾燥方法。
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