JP2012087983A - Fluid heating device and substrate processing apparatus - Google Patents

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Yuji Kamikawa
裕二 上川
Mikio Nakajima
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology to promptly heat and cool a fluid receiver.SOLUTION: A spiral tube 4 is disposed around a halogen lamp 21, and a cylindrical body 5 constituted of a material through which heat ray of the halogen lamp 21 transmits, is disposed between the halogen lamp 21 and the spiral tube 4 while covering the halogen lamp 21. Further, a cooling liquid nozzle is disposed to supply cooling liquid toward the spiral tube 4. The spiral tube 4 is promptly heated by the halogen lamp 21, and promptly cooled by directly supplying the cooling liquid thereto.

Description

本発明は、流体を高温高圧状態に加熱し、また高温高圧状態の流体を冷却する装置、及びこの装置を用いた基板処理装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for heating a fluid to a high temperature and high pressure state and cooling a fluid in a high temperature and high pressure state, and a substrate processing apparatus using the apparatus.

被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）の洗浄を行う枚葉式のスピン洗浄装置は、ノズルを用いてウエハの表面に例えばアルカリ性や酸性の薬液を供給しながらウエハを回転させることによってウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去する。この場合にはウエハ表面は、例えば純水などを利用したリンス洗浄により残った薬液が除去された後、ウエハを回転させて残った液体を振り飛ばす振切乾燥などによって乾燥される。   A single wafer type spin cleaning apparatus that cleans a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), rotates a wafer while supplying, for example, an alkaline or acidic chemical solution to the surface of the wafer using a nozzle. To remove dust and natural oxides on the wafer surface. In this case, for example, after the remaining chemical solution is removed by rinsing using pure water or the like, the wafer surface is dried by spin-off drying or the like that rotates the wafer and shakes off the remaining liquid.

ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、例えばウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れて液体の多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。   However, as semiconductor devices are highly integrated, the problem of so-called pattern collapse is increasing in the process of removing such liquids. For example, when the liquid that remains on the wafer surface is dried, the liquid that remains on the left and right of the projections and recesses that form the pattern is dried unevenly, for example, and the surface that pulls the projections to the left and right. This is a phenomenon in which the balance of tension collapses and the convex part falls down in the direction in which a large amount of liquid remains.

こうしたパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として高温高圧流体の一種である超臨界状態の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。超臨界流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで液体の付着した状態のウエハを超臨界流体と置換し、しかる後超臨界流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。   As a technique for removing the liquid remaining on the wafer surface while suppressing the occurrence of such pattern collapse, a drying method using a supercritical fluid (supercritical fluid) which is a kind of high-temperature and high-pressure fluid is known. The supercritical fluid has a smaller viscosity than the liquid and has a high ability to dissolve the liquid, and there is no interface between the supercritical fluid and the liquid or gas in an equilibrium state. Therefore, if the wafer with the liquid attached is replaced with a supercritical fluid, and then the state of the supercritical fluid is changed to a gas, the liquid can be dried without being affected by the surface tension.

ここで特許文献１には、洗浄部にて洗浄された基板を乾燥処理室内に搬送し、次いで当該乾燥処理室内の圧力が乾燥処理用の処理流体（本例では二酸化炭素）の臨界圧以上となるように予め昇圧してから、当該乾燥処理室内に超臨界流体を供給することにより被処理基板の乾燥を行う技術が記載されている。しかしながらこの特許文献１には、処理流体をどのような手法によって超臨界流体にするかについては記載されていない。   Here, in Patent Document 1, the substrate cleaned in the cleaning unit is transferred into the drying processing chamber, and then the pressure in the drying processing chamber is equal to or higher than the critical pressure of the processing fluid for drying processing (carbon dioxide in this example). A technique is described in which the substrate to be processed is dried by supplying a supercritical fluid into the drying chamber after the pressure is increased in advance. However, this Patent Document 1 does not describe how to make the processing fluid a supercritical fluid.

また特許文献２には、電気ヒーターの外側に石英管を２重に設け、石英管同士の間が流体の流路として形成された構成が記載されている。しかしながらこの特許文献２には、石英管を冷却する手法については記載されていない。   Patent Document 2 describes a configuration in which quartz tubes are doubled on the outside of an electric heater and a space between the quartz tubes is formed as a fluid flow path. However, this Patent Document 2 does not describe a method for cooling the quartz tube.

特開２００８−７１１１８号公報：段落００２５〜００１９、段落００２８〜００３９、図１JP 2008-71118 A: paragraphs 0025-0019, paragraphs 0028-0039, FIG. ＵＳ５，５５９，９２４：ＦＩＧ．１（Ａ），ＦＩＧ．１（Ｂ）US 5,559,924: FIG. 1 (A), FIG. 1 (B)

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことができる流体加熱装置を提供することにある。また本発明の他の目的は、流体収容部の加熱及び冷却を速やかに行うことにより、スループットの向上を図ることができる基板処理装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the fluid heating apparatus which can perform the heating and cooling of a fluid accommodating part rapidly. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of improving the throughput by promptly heating and cooling the fluid container.

本発明に係る流体加熱装置は、
熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする。 The fluid heating device according to the present invention is:
A heating unit that radiates heat rays;
A fluid containing part provided to surround the heating part and containing a fluid;
A flow port provided in the fluid storage portion and through which fluid flows to and from the outside;
A coolant supply unit for supplying a coolant to the outer surface of the fluid storage unit;
In order to protect the heating unit from the coolant, a protective cover body is provided between the heating unit and the fluid storage unit so as to surround the heating unit and is made of a material that transmits the heat rays. It is characterized by having.

また本発明に係る基板処理装置は、
高温高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された前記流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする。 Moreover, the substrate processing apparatus according to the present invention includes:
A processing container for processing a substrate to be processed with a high-temperature and high-pressure fluid;
A heating mechanism for the processing container for heating the inside of the processing container in order to maintain the fluid in the processing container in a high temperature and high pressure state;
The fluid heating device connected to the processing vessel;
And a fluid flow path connecting the flow port and the processing container and having an open / close valve interposed therebetween.

本発明によれば、加熱部を囲むように流体収容部を設け、この流体収容部を加熱部からの輻射熱により加熱すると共に、流体収容部の外面に冷却液を供給して冷却しているので、流体を速やかに加熱し、また流体収容部を速やかに冷却することができる。そして流体収容部と加熱部との間に輻射熱である熱線が透過できる保護カバー体を設けているので、加熱部が冷却液により損傷されることがない。さらに流体の加熱及び流体収容部の冷却を速やかに行うことができることから、この流体を用いて基板処理を行うにあたり、スループットの向上を図ることができる。   According to the present invention, the fluid storage unit is provided so as to surround the heating unit, and the fluid storage unit is heated by radiant heat from the heating unit, and the cooling liquid is supplied to the outer surface of the fluid storage unit to be cooled. The fluid can be heated quickly, and the fluid storage portion can be quickly cooled. And since the protective cover body which can permeate | transmit the heat ray which is a radiant heat is provided between the fluid accommodating part and the heating part, a heating part is not damaged with a cooling fluid. Further, since the fluid can be heated and the fluid storage portion can be quickly cooled, throughput can be improved when performing substrate processing using this fluid.

本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the supercritical processing apparatus of this Embodiment. 前記超臨界処理装置に設けられている、前記超臨界処理部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the said supercritical process part provided in the said supercritical process apparatus. 前記超臨界処理部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the supercritical processing unit. 前記超臨界処理装置に設けられている、流体加熱部を示す縦断斜視図である。It is a vertical perspective view which shows the fluid heating part provided in the said supercritical processing apparatus. 前記流体加熱部の縦断側面図である。It is a vertical side view of the said fluid heating part. 前記流体加熱部の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said fluid heating part. 前記超臨界処理部と前記流体加熱部の供給、排出系統を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the supply and discharge system of the said supercritical process part and the said fluid heating part. 前記超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。It is a 1st explanatory view showing an operation of the supercritical processing device. 前記超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。It is the 2nd explanatory view showing an operation of the supercritical processing device. 前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部の他の例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the other example of the cooling fluid supply part provided in the said fluid heating part. 前記流体加熱部に設けられる冷却液供給部のさらに他の例を示す横断平面図である。It is a cross-sectional top view which shows the further another example of the cooling fluid supply part provided in the said fluid heating part. 前記超臨界処理装置の他の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other structural example of the said supercritical processing apparatus. 前記超臨界処理装置のさらに他の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the further another structural example of the said supercritical processing apparatus. 前記流体加熱部に設けられている、流体収容部の他の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other example of the fluid accommodating part provided in the said fluid heating part.

以下、本発明の基板処理装置をなす超臨界処理装置の構成について図１〜図７を参照しながら説明する。この例における超臨界処理装置は、ウエハＷの処理を行う超臨界処理部１と、この超臨界処理部１への超臨界流体の供給を行う流体加熱部２とを備えている。   Hereinafter, the configuration of a supercritical processing apparatus constituting the substrate processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The supercritical processing apparatus in this example includes a supercritical processing unit 1 that processes the wafer W, and a fluid heating unit 2 that supplies supercritical fluid to the supercritical processing unit 1.

先ず超臨界処理部１について図１〜図３を参照しながら説明する。この超臨界処理部１は、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる処理チャンバー１１を備えている。この処理チャンバー１１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置１の処理容器に相当し、扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されている。処理チャンバー１１の内部にはウエハＷを保持するためのウエハホルダー１４を格納することが可能な扁平な処理空間１００（図７参照）が形成されている。処理空間１００は、例えば３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、ウエハＷと処理チャンバー１１の内壁面との間に超臨界流体を十分に通流させることが可能であり、且つウエハＷに液盛りされたＩＰＡが自然乾燥しないうちに短時間で処理空間１００内の雰囲気を超臨界流体で満たすことが可能なように、例えば高さ数ｍｍ〜十数ｍｍ、容積３００ｃｍ３〜１５００ｃｍ３程度の比較的狭小な空間として構成されている。 First, the supercritical processing unit 1 will be described with reference to FIGS. The supercritical processing unit 1 includes a processing chamber 11 in which supercritical processing for drying the wafer W using a supercritical fluid is performed. The processing chamber 11 corresponds to a processing container of the supercritical processing apparatus 1 according to the present embodiment, and is configured as a flat rectangular parallelepiped pressure-resistant container. A flat processing space 100 (see FIG. 7) capable of storing a wafer holder 14 for holding the wafer W is formed inside the processing chamber 11. In the processing space 100, for example, when a 300 mm wafer W is processed, a supercritical fluid can be sufficiently passed between the wafer W and the inner wall surface of the processing chamber 11, and the wafer W is filled with liquid. and IPA is to be able to meet in a short time at atmosphere in the processing space 100 supercritical fluid in less natural drying, for example a height several mm~ dozen mm, relatively about volume 300cm 3 ~1500cm 3 It is configured as a narrow space.

処理チャンバー１１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向（図１中Ｘ方向）に細長い開口部１１０が形成されている。また処理チャンバー１１における開口部１１０の上下には、平板状の２枚の突片部１１１が前後方向（図１中Ｙ方向）に突出するように設けられている。各突片部１１１には、後述のロックプレート１５を嵌入させるための嵌入孔１１２が形成されている。なお以降においては、図１及び図３の紙面左側を前後方向の前方側として説明を続ける。   In the front surface of the processing chamber 11, an elongated opening 110 is formed in the left-right direction (X direction in FIG. 1) for loading and unloading the wafer W. In addition, two flat plate-like protrusions 111 are provided above and below the opening 110 in the processing chamber 11 so as to protrude in the front-rear direction (Y direction in FIG. 1). Each projecting piece 111 is formed with a fitting hole 112 for fitting a lock plate 15 described later. In the following, the description will be continued with the left side of FIG. 1 and FIG. 3 as the front side in the front-rear direction.

処理チャンバー１１の上下両面には、例えばテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーター１９が設けられており、処理チャンバー１１を加熱することにより処理空間１００内に供給された高温高圧流体、例えば超臨界ＩＰＡの超臨界状態を維持することができる。図７に模式的に示すように、ヒーター１９は電源部１９Ａと接続されており、電源部１９Ａの出力を増減して、処理チャンバー１１本体及び処理空間１００の温度を常時、例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に維持することができる。ヒーター１９は処理チャンバー１１用の加熱機構に相当する。なお図示の便宜上、図３には上面側のヒーター１９のみを示してある。   Heaters 19 made of a resistance heating element such as a tape heater are provided on the upper and lower surfaces of the processing chamber 11, and a high-temperature and high-pressure fluid supplied into the processing space 100 by heating the processing chamber 11, for example, supercritical. The supercritical state of IPA can be maintained. As schematically shown in FIG. 7, the heater 19 is connected to the power supply unit 19 </ b> A, and the output of the power supply unit 19 </ b> A is increased or decreased to constantly increase the temperature of the processing chamber 11 body and the processing space 100, for example, 100 ° C. to 300 ° C. It can be maintained at 270 ° C in the range of ° C. The heater 19 corresponds to a heating mechanism for the processing chamber 11. For convenience of illustration, FIG. 3 shows only the heater 19 on the upper surface side.

また処理チャンバー１１の上下面には、ヒーター１９から周囲の雰囲気を断熱するための上プレート１２及び下プレート１３が設けられている。上プレート１２の上面及び下プレート１３の下面には、これらのプレート１２、１３を冷却するための冷却管１０が配設されており、例えば冷却水などの冷媒を通流させることにより、各プレート１２、１３を冷却することができる。なお図３においては図示の便宜上、上プレート１２側の冷却管１０のみを示してある。各プレート１２、１３の前方側には、既述の突片部１１１に対応する位置に、切り欠き部１２１、１３１が形成されており、これらのプレート１２、１３が、突片部１１１の嵌入孔１１２に嵌入されるロックプレート１５と干渉しないようになっている。   Further, an upper plate 12 and a lower plate 13 are provided on the upper and lower surfaces of the processing chamber 11 to insulate the surrounding atmosphere from the heater 19. On the upper surface of the upper plate 12 and the lower surface of the lower plate 13, cooling pipes 10 for cooling the plates 12 and 13 are arranged. For example, each plate is made to flow by passing a coolant such as cooling water. 12 and 13 can be cooled. In FIG. 3, for convenience of illustration, only the cooling pipe 10 on the upper plate 12 side is shown. On the front side of each plate 12, 13, notches 121, 131 are formed at positions corresponding to the above-described protrusions 111, and these plates 12, 13 are fitted into the protrusions 111. It does not interfere with the lock plate 15 inserted into the hole 112.

さらに例えば図１及び図３に示すように、本例における上プレート１２及び下プレート１３は、前方から見ると処理チャンバー１１よりも左右方向に幅広に形成されている。前記下プレート１３の両端縁の上面側には、レール１６１が前後方向に伸びるように設けられている。このレール１６１は、ウエハホルダー１４を保持する後述のアーム部材１４２を走行させるものであり、図中１６２はレール１６１上を走行するスライダー、１６３はこのレール１６１を駆動する例えばロッドレスシリンダーなどからなる駆動機構、１６４は駆動機構１６３とスライダー１６２とを連結する連結部材である。   Further, for example, as shown in FIGS. 1 and 3, the upper plate 12 and the lower plate 13 in this example are formed wider in the left-right direction than the processing chamber 11 when viewed from the front. Rails 161 are provided on the upper surface side of both end edges of the lower plate 13 so as to extend in the front-rear direction. The rail 161 is used to run an arm member 142 (to be described later) that holds the wafer holder 14. In the drawing, 162 is a slider that runs on the rail 161, and 163 is a rodless cylinder that drives the rail 161, for example. A driving mechanism 164 is a connecting member that connects the driving mechanism 163 and the slider 162.

ウエハホルダー１４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー１１の処理空間１００内に配置可能に構成された薄い板状の部材であり、左右方向に伸びる角柱状の蓋部材１４１に接続されている。この蓋部材１４１は、ウエハホルダー１４を処理チャンバー１１内に搬入したときに、上下の突片部１１１の間に嵌り込んで開口部１１０を塞ぐことができるように構成されている。また蓋部材１４１と対向する処理チャンバー１１側の側壁面には、開口部１１０を囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材１４１によって開口部１１０を塞いだときに処理空間１００内の気密が維持されるように構成されている。   The wafer holder 14 is a thin plate-like member configured to be disposed in the processing space 100 of the processing chamber 11 while holding the wafer W, and is connected to a prismatic lid member 141 extending in the left-right direction. . The lid member 141 is configured such that when the wafer holder 14 is carried into the processing chamber 11, the lid member 141 can be fitted between the upper and lower protruding pieces 111 to close the opening 110. An O-ring (not shown) is provided on the side wall surface on the processing chamber 11 side facing the lid member 141 so as to surround the opening 110, and the processing space 100 is closed when the opening 110 is closed by the lid member 141. The inner airtightness is maintained.

蓋部材１４１の左右両端には、前後方向に伸びるアーム部材１４２が設けられており、このアーム部材１４２を既述のスライダー１６２と接続することにより、前記レール１６１上でアーム部材１４２を走行させることができる。そしてスライダー１６２をレール１６１の先端側まで移動させると、図２に示す処理チャンバー１１の外部の受け渡し位置までウエハホルダー１４が引き出される。この受け渡し位置では、ウエハホルダー１４と後述する搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる。一方スライダー１６２をレール１６１の後端側まで移動させると、ウエハホルダー１４が図１に示す処理チャンバー１１（処理空間１００）内の処理位置まで移動する。この処理位置では、ウエハＷに対する超臨界処理が実行される。   Arm members 142 extending in the front-rear direction are provided at the left and right ends of the lid member 141, and the arm member 142 is allowed to travel on the rail 161 by connecting the arm member 142 to the slider 162 described above. Can do. When the slider 162 is moved to the front end side of the rail 161, the wafer holder 14 is pulled out to the delivery position outside the processing chamber 11 shown in FIG. At this delivery position, the wafer W is delivered between the wafer holder 14 and a transfer arm described later. On the other hand, when the slider 162 is moved to the rear end side of the rail 161, the wafer holder 14 is moved to the processing position in the processing chamber 11 (processing space 100) shown in FIG. At this processing position, supercritical processing is performed on the wafer W.

前記左右のアーム部材１４２には、その手前側の一端部に上方側へ突起する突起部１４３が設けられている。一方処理チャンバー１１側には、例えば上プレート１２の左右両端の前方領域にロック部材１７が設けられている。このロック部材１７は、ロックシリンダー１７１によって回転自在に構成されており、ロック部材１７の突片を左右方向に開くと突起部１４３が係止状態から開放され（図２参照）、図１に示すように前記突片を下方側に向けると突起部１４３がロック部材１７にて係止された状態となる。   The left and right arm members 142 are provided with protrusions 143 that protrude upward at one end on the front side. On the other hand, on the processing chamber 11 side, for example, lock members 17 are provided in front regions at both left and right ends of the upper plate 12. The lock member 17 is configured to be rotatable by a lock cylinder 171. When the protrusion of the lock member 17 is opened in the left-right direction, the protrusion 143 is released from the locked state (see FIG. 2), and is shown in FIG. Thus, when the protruding piece is directed downward, the protruding portion 143 is locked by the lock member 17.

さらに処理チャンバー１１の手前側には、ロックプレート１５が設けられている。このロックプレート１５は、ウエハホルダー１４を処理位置まで移動させたとき、蓋部材１４１を処理チャンバー１１の本体側へ向けて押さえ付ける役割を果たす。このためロックプレート１５は、前記嵌入孔１１２に嵌入して、蓋部材１４１を押さえつけるロック位置（図１）と、このロック位置から下方側に退避して蓋部材１４１を開放する開放位置との間を昇降機構１５１により上下方向に移動するように構成されている。図３に示す１５２は、ロックプレート１５をレール上で走行させてロックプレート１５の移動方向を案内するスライド機構である。ここで図示の便宜上、図１及び図２においてはロックプレート１５や昇降機構１５１等の記載を省略してある。   Further, a lock plate 15 is provided on the front side of the processing chamber 11. The lock plate 15 plays a role of pressing the lid member 141 toward the main body of the processing chamber 11 when the wafer holder 14 is moved to the processing position. For this reason, the lock plate 15 is inserted between the insertion hole 112 to hold the lid member 141 between the lock position (FIG. 1) and the open position where the lock member 15 is retracted downward from the lock position to open the lid member 141. Is moved up and down by an elevating mechanism 151. Reference numeral 152 shown in FIG. 3 denotes a slide mechanism that guides the moving direction of the lock plate 15 by running the lock plate 15 on the rail. Here, for convenience of illustration, the description of the lock plate 15, the lifting mechanism 151, etc. is omitted in FIGS. 1 and 2.

また図２及び図３に示すように、前記受け渡し位置まで移動したウエハホルダー１４の下方側には、当該ウエハホルダー１４を冷却するための冷却機構３が設けられている。この冷却機構３は、ウエハホルダー１４上に配置されるウエハＷの下面と対向するように配置されたクーリングプレート３１と、このクーリングプレート３１のプレート面に複数個設けられ、例えば冷却用の清浄空気を吐出する吐出孔３１１とを備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a cooling mechanism 3 for cooling the wafer holder 14 is provided below the wafer holder 14 that has moved to the delivery position. The cooling mechanism 3 includes a plurality of cooling plates 31 disposed on the wafer holder 14 so as to face the lower surface of the wafer W, and a plurality of cooling plates 3 provided on the plate surface of the cooling plate 31. And a discharge hole 311 for discharging the liquid.

前記クーリングプレート３１はドレイン受け皿３２上に保持されており、ウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管３３へ排出することができる。ドレイン受け皿３２及びクーリングプレート３１は昇降機構３４によって昇降自在に構成されており、ウエハホルダー１４が受け渡し位置まで移動したときには、上方側の冷却位置まで上昇してウエハホルダー１４の冷却を実行し、ウエハホルダー１４が処理位置まで移動した後には、冷却位置の下方位置まで降下するようになっている。なお図示の便宜上、図１においては冷却機構３の記載は省略してある。   The cooling plate 31 is held on a drain pan 32 and can receive the IPA flowing down from the wafer W and discharge it to the drain tube 33. The drain pan 32 and the cooling plate 31 are configured to be moved up and down by an elevating mechanism 34. When the wafer holder 14 is moved to the delivery position, the drain holder 32 and the cooling plate 31 are raised to the upper cooling position to cool the wafer holder 14, and the wafer holder 14 is cooled. After the holder 14 has moved to the processing position, the holder 14 is lowered to a position below the cooling position. For convenience of illustration, the cooling mechanism 3 is not shown in FIG.

このような処理チャンバー１１の側面には、当該処理チャンバー１１に超臨界状態のＩＰＡを供給するための流体流路をなす供給路１８が接続されている。また図２に示す３５は、ウエハホルダー１４に受け渡されたウエハＷにＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズルであり、処理チャンバー１１内に搬送される前のウエハＷに再度ＩＰＡを供給して、当該ウエハＷが自然乾燥しない程度の十分量のＩＰＡを液盛りしてから当該ウエハＷを処理チャンバー１１内に搬入するようになっている。   A supply path 18 forming a fluid flow path for supplying supercritical IPA to the processing chamber 11 is connected to the side surface of the processing chamber 11. Also, 35 shown in FIG. 2 is an IPA nozzle for supplying IPA to the wafer W delivered to the wafer holder 14, and supplies IPA again to the wafer W before being transferred into the processing chamber 11, The wafer W is loaded into the processing chamber 11 after a sufficient amount of IPA is deposited so that the wafer W is not naturally dried.

以上に説明した構成を備えた処理チャンバー１１には、本発明の流体加熱装置をなす流体加熱部２が接続されている。この例の流体加熱部２は、処理チャンバー１１の処理空間１００に供給されるＩＰＡの超臨界流体（高温高圧流体）を準備する機能と、超臨界処理を終えたあとのＩＰＡを回収する機能とを備えている。以下流体加熱部２について、図１、図４〜図６を参照して説明する。   The processing chamber 11 having the above-described configuration is connected to the fluid heating unit 2 constituting the fluid heating device of the present invention. The fluid heating unit 2 in this example has a function of preparing a supercritical fluid (high temperature and high pressure fluid) of IPA supplied to the processing space 100 of the processing chamber 11, and a function of recovering IPA after the supercritical processing is completed. It has. Hereinafter, the fluid heating unit 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 6.

この流体加熱部２は、熱線を輻射する加熱部をなすハロゲンランプ２１を備えている。このハロゲンランプ２１は直棒状の加熱ランプであり、垂直に伸びるように設けられている。ハロゲンランプ２１は１本以上設けられ、この例では例えば４本のハロゲンランプ２１が互いに離間して同心円状に設けられている。これらハロゲンランプ２１の下端部は例えば共通の電源部２１Ａに接続されており、当該電源部２１Ａから供給される電力によりハロゲンランプ２１が発熱し、加熱部として機能するように構成されている。なお図４では図示の便宜上、電源部２１Ａを省略している。   The fluid heating unit 2 includes a halogen lamp 21 that forms a heating unit that radiates heat rays. The halogen lamp 21 is a straight rod-shaped heating lamp and is provided to extend vertically. One or more halogen lamps 21 are provided. In this example, for example, four halogen lamps 21 are provided concentrically spaced apart from each other. The lower ends of these halogen lamps 21 are connected to, for example, a common power supply unit 21A, and the halogen lamp 21 generates heat by the power supplied from the power supply unit 21A and functions as a heating unit. In FIG. 4, for convenience of illustration, the power supply unit 21A is omitted.

ハロゲンランプ２１の周囲には、所定の空間を開けて当該ハロゲンランプ２１を囲むように、スパイラル管４が設けられている。このスパイラル管４は流体を収容する流体収容部をなすものである。このスパイラル管４は、ステンレス製の配管を長手方向に螺旋状に巻回させることにより円筒型に形成され、前記長手方向が垂直方向を向くように配置されている。例えばスパイラル管４は、ハロゲンランプ２１から供給される輻射熱を吸収しやすくするために例えば黒色の輻射熱吸収塗料で塗装され、例えば長手方向に隣り合う配管同士が互いに接触するように螺旋状に巻かれている。このように隙間なく螺旋を形成することにより、ハロゲンランプ２１から供給される輻射熱がスパイラル管４同士の隙間から外方へと漏れにくくなる。   A spiral tube 4 is provided around the halogen lamp 21 so as to surround the halogen lamp 21 by opening a predetermined space. The spiral tube 4 forms a fluid storage portion that stores a fluid. The spiral tube 4 is formed in a cylindrical shape by winding a stainless steel pipe in a spiral shape in the longitudinal direction, and is arranged so that the longitudinal direction faces the vertical direction. For example, the spiral tube 4 is coated with, for example, a black radiant heat absorbing paint so as to easily absorb the radiant heat supplied from the halogen lamp 21, and is wound in a spiral shape so that, for example, adjacent pipes in the longitudinal direction are in contact with each other. ing. By forming a spiral without a gap in this way, the radiant heat supplied from the halogen lamp 21 is less likely to leak outward from the gap between the spiral tubes 4.

さらにスパイラル管４の外面には、複数個例えば４個の熱電対等からなる温度検出部４０が、高さ方向の異なる位置に夫々設けられている。この温度検出部４０により検出されたスパイラル管４の温度は、後述する制御部に出力され、ハロゲンランプ２１への電力を供給する電源部２１Ａに供給電力の調整量としてフィードバックされて各スパイラル管４の加熱温度が調整される。また前記温度検出部４０をスパイラル管４の内部に設けてスパイラル管４内の流体の温度を検出し、この検出値に基づいてスパイラル管４の加熱温度を調整するようにしてもよい。   Further, on the outer surface of the spiral tube 4, a plurality of temperature detectors 40, for example, four thermocouples are provided at different positions in the height direction. The temperature of the spiral tube 4 detected by the temperature detection unit 40 is output to a control unit, which will be described later, and is fed back to the power supply unit 21A that supplies power to the halogen lamp 21 as an adjustment amount of the supplied power. The heating temperature is adjusted. The temperature detector 40 may be provided in the spiral tube 4 to detect the temperature of the fluid in the spiral tube 4 and adjust the heating temperature of the spiral tube 4 based on the detected value.

このスパイラル管４は、筒状体５によりその周囲を覆われている。この筒状体５は例えば横断面形状が環状に構成され、その内壁部は保護カバー体（第１の筒状体）５１をなし、スパイラル管４の内部において、ハロゲンランプ２１が設けられた領域を囲むように例えば円筒状に形成されている。また筒状体５の外壁部（第２の筒状体）５２は、スパイラル管４の外方を囲むように、保護カバー体５１と同心円状の円筒状に形成されている。   The spiral tube 4 is covered with a cylindrical body 5. The cylindrical body 5 has, for example, an annular shape in cross section, and its inner wall portion forms a protective cover body (first cylindrical body) 51, and a region where the halogen lamp 21 is provided inside the spiral tube 4. For example, it is formed in a cylindrical shape so as to surround. Further, the outer wall portion (second cylindrical body) 52 of the cylindrical body 5 is formed in a cylindrical shape concentric with the protective cover body 51 so as to surround the outside of the spiral tube 4.

前記保護カバー体５１は、後述する冷却液からハロゲンランプ２１を保護するために設けられており、ハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料例えば石英により構成されている。ハロゲンランプ２１の熱線は波長が２ｎＨｚ程度であるので、保護カバー体５１の材料としては、この波長を透過する材料が適宜選択される。   The protective cover body 51 is provided to protect the halogen lamp 21 from a coolant, which will be described later, and is made of a material that transmits the heat rays of the halogen lamp 21, such as quartz. Since the wavelength of the heat ray of the halogen lamp 21 is about 2 nHz, a material that transmits this wavelength is appropriately selected as the material of the protective cover body 51.

また前記外壁部５２は、スパイラル管４とその外側領域との間を区画しており、例えばステンレスにより構成されている。これら保護カバー体５１と外壁部５２とは、例えばステンレス等の金属により構成された天井部５３及び底面部５４により接続されている。保護カバー体５１と天井部５３との間には、上下に例えばステンレス製の接続部材５５，５６（５６Ａ，５６Ｂ）が夫々設けられ、上側接続部材５５と天井部５３との間にはシール部材をなすＯリング５７が設けられている。また下側接続部材５６は上下２つの接続部材５６Ａ，５６Ｂを組み合わせて構成され、底面部５４と接触する接続部材５６Ａと当該底面部５４との間にもシール部材をなすＯリング５８が設けられている。さらに外壁部５２の上部にはフランジ部５２ａが形成されており、このフランジ部５２ａと天井部５３の裏面側周縁領域とが接続されている。こうしてスパイラル管４の周囲には、筒状体５により区画された密閉空間が形成されることになる。   The outer wall 52 partitions the spiral tube 4 and its outer region, and is made of, for example, stainless steel. The protective cover body 51 and the outer wall portion 52 are connected to each other by a ceiling portion 53 and a bottom surface portion 54 made of metal such as stainless steel. For example, stainless steel connection members 55 and 56 (56A and 56B) are respectively provided between the protective cover body 51 and the ceiling portion 53, and a seal member is provided between the upper connection member 55 and the ceiling portion 53. An O-ring 57 is provided. The lower connection member 56 is configured by combining two upper and lower connection members 56A and 56B, and an O-ring 58 that forms a seal member is also provided between the connection member 56A that contacts the bottom surface portion 54 and the bottom surface portion 54. ing. Further, a flange portion 52 a is formed at the upper portion of the outer wall portion 52, and the flange portion 52 a and the rear surface side peripheral region of the ceiling portion 53 are connected. Thus, a sealed space partitioned by the cylindrical body 5 is formed around the spiral tube 4.

さらにまた前記筒状体５の外方には外側カバー体６が設けられている。この外側カバー体６はステンレス製の円筒型であり、筒状体５の周囲を所定空間を介して覆うように構成されている。例えば外側カバー体６は、円筒形状の側壁６１の上面及び下面を夫々天井部６２及び底面部６３にて塞ぐように構成されている。こうして筒状体５の周囲には、外側カバー体６により区画された空間が形成され、当該空間に満たされた空気が断熱材として機能することになる。また外側カバー体６の底面部６３の中央側には開口部６３ａが形成されており、この開口部６３ａを介して前記ハロゲンランプ２１と電源部２１Ａとが接続されている。   Furthermore, an outer cover body 6 is provided outside the cylindrical body 5. The outer cover body 6 is a stainless steel cylindrical shape, and is configured to cover the periphery of the tubular body 5 via a predetermined space. For example, the outer cover body 6 is configured to block the upper surface and the lower surface of the cylindrical side wall 61 with the ceiling portion 62 and the bottom surface portion 63, respectively. Thus, a space defined by the outer cover body 6 is formed around the cylindrical body 5, and the air filled in the space functions as a heat insulating material. An opening 63a is formed at the center of the bottom surface 63 of the outer cover body 6, and the halogen lamp 21 and the power source 21A are connected through the opening 63a.

この外側カバー体６には、前記スパイラル管４の外面に冷却液を吐出するための冷却液供給部をなす冷却液ノズル７が複数本取り付けられている。この冷却液ノズル７は略水平に伸びるように構成され、外側カバー体６の外方から、当該外側カバー体６を貫通して、筒状体５の内部にその先端が突入するように設けられている。前記冷却ノズル７はその先端に吐出口７０を備えており、この吐出口７０から冷却液をスパイラル管４に向けてスプレー状に噴霧するように構成されている。   A plurality of cooling liquid nozzles 7 forming a cooling liquid supply unit for discharging the cooling liquid to the outer surface of the spiral tube 4 are attached to the outer cover body 6. The coolant nozzle 7 is configured to extend substantially horizontally, and is provided from the outside of the outer cover body 6 so as to penetrate the outer cover body 6 and to have its tip pierced into the cylindrical body 5. ing. The cooling nozzle 7 has a discharge port 70 at its tip, and is configured to spray the coolant from the discharge port 70 toward the spiral tube 4 in a spray form.

例えば冷却液ノズル７は、図５及び図６に示すように、スパイラル管４の上方側に冷却液を供給する第１の高さと、スパイラル管４の高さ方向の略中央に冷却液を供給する第２の高さに夫々設けられ、各高さ位置において、外側カバー体６を周方向に略４等分する位置に取り付けられている。図中７１は取り付け部材、７２は冷却液の供給路である。この冷却液ノズル７からスパイラル管４の外面に向けて冷却液を吐出することによりスパイラル管４が冷却されるが、この際温度検出部４０ではスパイラル管４の温度を検出し、後述する制御部ではこの検出値に基づいて冷却液の供給停止のタイミングが決定される。   For example, as shown in FIGS. 5 and 6, the cooling liquid nozzle 7 supplies the cooling liquid to the first height for supplying the cooling liquid to the upper side of the spiral pipe 4 and to the approximate center in the height direction of the spiral pipe 4. The outer cover body 6 is attached to a position that divides the outer cover body 6 into approximately four equal parts in the circumferential direction at each height position. In the figure, reference numeral 71 denotes an attachment member, and 72 denotes a coolant supply path. The spiral tube 4 is cooled by discharging the coolant from the coolant nozzle 7 toward the outer surface of the spiral tube 4. At this time, the temperature detector 40 detects the temperature of the spiral tube 4, and a control unit described later. Then, the timing for stopping the supply of the coolant is determined based on the detected value.

続いてスパイラル管４に接続される配管系について説明する。この例におけるスパイラル管４は、筒状体５内に天井部５３から垂直に突入し、筒状体５の内部において下方側まで伸びており、ここから上方側に向けて螺旋状に巻回して、再び天井部５３から突出するように構成されている。つまりスパイラル管４の両端部は、筒状体５の天井部５３から上方側に夫々突出しており、一端側の配管４１は２本の配管４１Ａ，４１Ｂに夫々分岐し、他端側の配管４２は３本の配管４２Ａ〜４２Ｃに夫々分岐している。この例では、配管４１が第１の通流ポート、配管４２が第２の通流ポートに夫々相当する。なお筒状体５の天井部５３及び外側カバー体６の天井部６２には、図４及び図５に示すように、配管４１，４２を貫通させるための貫通孔５３ａ，６２ａが夫々形成されている。   Next, the piping system connected to the spiral pipe 4 will be described. The spiral tube 4 in this example protrudes vertically from the ceiling 53 into the cylindrical body 5 and extends to the lower side inside the cylindrical body 5 and is spirally wound from here to the upper side. In addition, it is configured to protrude from the ceiling portion 53 again. That is, both end portions of the spiral tube 4 protrude upward from the ceiling portion 53 of the cylindrical body 5, the one end side pipe 41 branches into two pipes 41 </ b> A and 41 </ b> B, and the other end side pipe 42. Are branched into three pipes 42A to 42C, respectively. In this example, the pipe 41 corresponds to the first flow port and the pipe 42 corresponds to the second flow port. As shown in FIGS. 4 and 5, through holes 53a and 62a for penetrating the pipes 41 and 42 are formed in the ceiling portion 53 of the cylindrical body 5 and the ceiling portion 62 of the outer cover body 6, respectively. Yes.

前記配管４１Ａは、図７に示すように、開閉バルブＶ１及びポンプＰ１を備えた供給路４３１を介して、流体であるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）液の供給部４４１に接続されている。ここでポンプＰ１の出口側には、流量調節弁及び流量計を備えた不図示の流量調節部が設けられており、ＩＰＡの供給部４４１からスパイラル管４へ供給される液体状のＩＰＡの供給量を調節することができるようになっている。また前記配管４１Ｂの他端側は大気中に開放され、開閉バルブＶ０により開閉自在に構成されている。この開閉バルブＶ０はリリーフ弁であり、常時閉じられていて、何らかの要因でスパイラル管４の内圧が高まったときに開放される。   As shown in FIG. 7, the pipe 41 </ b> A is connected to a supply unit 441 of isopropyl alcohol (IPA) liquid, which is a fluid, via a supply path 431 including an on-off valve V <b> 1 and a pump P <b> 1. Here, on the outlet side of the pump P1, a flow rate adjustment unit (not shown) provided with a flow rate adjustment valve and a flow meter is provided, and supply of liquid IPA supplied from the IPA supply unit 441 to the spiral tube 4 is provided. The amount can be adjusted. The other end side of the pipe 41B is open to the atmosphere, and can be opened and closed by an open / close valve V0. The on-off valve V0 is a relief valve that is always closed and is opened when the internal pressure of the spiral tube 4 increases due to some factor.

さらに前記配管４２Ａは、開閉バルブＶ２及びポンプＰ２を備えた供給路１８を介して処理チャンバー１１に接続されている。この例では、配管４２Ａが流体収容部に設けられた通流ポートに相当する。前記配管４２Ｂは、開閉バルブＶ３及びポンプＰ３を備えた供給路４３３を介して不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源４４２に接続されている。さらに前記配管４２Ｃは、開閉バルブＶ４を備えた排気路４５を介して除外設備に接続されている。 Further, the pipe 42A is connected to the processing chamber 11 via a supply path 18 having an on-off valve V2 and a pump P2. In this example, the pipe 42A corresponds to a flow port provided in the fluid storage unit. The pipe 42B is connected to a supply source 442 of an inert gas, for example, nitrogen (N 2 ) gas, through a supply path 433 provided with an opening / closing valve V3 and a pump P3. Further, the pipe 42C is connected to an exclusion facility through an exhaust passage 45 having an open / close valve V4.

また前記冷却液ノズル７は、共通の開閉バルブＶ５及びポンプＰ４を備えた供給路７２により冷却液の供給源７３に接続されている。ここで冷却液としては、例えば２０℃程度に維持された冷却水や、シャーベット状や細かく粉砕された氷等を用いることができる。これら開閉バルブＶ０〜Ｖ５は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐食性材料により構成されると共に、１０ＭＰａ程度の耐圧性及び３００℃程度の耐熱性を備えたものが用いられる。なお図１では図示の便宜上ポンプＰ１〜Ｐ５の記載を省略している。   The coolant nozzle 7 is connected to a coolant supply source 73 by a supply path 72 having a common on-off valve V5 and a pump P4. Here, as the cooling liquid, for example, cooling water maintained at about 20 ° C., sherbet-like or finely crushed ice can be used. These open / close valves V0 to V5 are made of a corrosion resistant material such as PEEK (polyetheretherketone) or PTFE (polytetrafluoroethylene), and have a pressure resistance of about 10 MPa and a heat resistance of about 300 ° C. Is used. In FIG. 1, the pumps P1 to P5 are not shown for convenience of illustration.

さらに前記筒状体５の底面部には排出路５９が接続されており、この排出路５９は図示しない排気ポンプを介して例えば外部の排出ラインに接続され、１００Ｐａ程度の減圧雰囲気に維持されている。さらにまた例えば前記供給路１８には図示しない圧力計が設けられており、スパイラル管４を加熱することにより、スパイラル管４内のＩＰＡが超臨界状態となったことを検知することができるように構成されている。   Further, a discharge path 59 is connected to the bottom surface of the cylindrical body 5, and this discharge path 59 is connected to, for example, an external discharge line via an exhaust pump (not shown), and is maintained in a reduced pressure atmosphere of about 100 Pa. Yes. Furthermore, for example, a pressure gauge (not shown) is provided in the supply path 18 so that it is possible to detect that the IPA in the spiral pipe 4 is in a supercritical state by heating the spiral pipe 4. It is configured.

以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置は、図７に示すように制御部Ｃと接続されている。制御部Ｃは例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には超臨界処理装置の作用、即ち超臨界処理部１にてウエハＷの超臨界処理を行なうステップや、流体加熱部２にて超臨界状態に調整されたＩＰＡを処理チャンバーに供給し、さらに処理チャンバー１１にて超臨界処理に用いられたＩＰＡを流体加熱部に回収する動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。   The supercritical processing apparatus having the above-described configuration is connected to the control unit C as shown in FIG. The control unit C includes, for example, a computer including a CPU (not shown) and a storage unit. The storage unit includes a supercritical processing device, that is, a step of performing supercritical processing of the wafer W in the supercritical processing unit 1, Steps related to control related to the operation of supplying the IPA adjusted to the supercritical state by the heating unit 2 to the processing chamber and further collecting the IPA used for the supercritical processing by the processing chamber 11 to the fluid heating unit (command) ) A grouped program is recorded. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the computer therefrom.

特に制御部Ｃは、図７に示すように、開閉バルブＶ０〜Ｖ５の開閉タイミングや、電源部１９Ａからヒーター１９、電源部２１Ａからハロゲンランプ２１への電力の給断タイミング並びに供給量、各ポンプＰ１〜Ｐ４による冷却水やＩＰＡの供給タイミングや供給量を制御する役割を果たしている。また制御部Ｃはスパイラル管４に設けられた温度検出部４０や、供給路１８に設けられた不図示の圧力計からスパイラル管４内の温度や圧力を検出した結果を取得し、これらの結果に基づいてスパイラル管４の加熱や冷却を実行する。   In particular, as shown in FIG. 7, the control unit C opens and closes the opening / closing valves V0 to V5, the power supply / disconnection timing and the supply amount of power from the power supply unit 19A to the heater 19, and the power supply unit 21A to the halogen lamp 21, and each pump. It plays the role of controlling the supply timing and supply amount of cooling water and IPA by P1 to P4. Further, the control unit C obtains the results of detecting the temperature and pressure in the spiral tube 4 from the temperature detection unit 40 provided in the spiral tube 4 and the pressure gauge (not shown) provided in the supply path 18, and these results Based on the above, heating and cooling of the spiral tube 4 are performed.

続いて本発明の作用について説明する。超臨界処理装置の超臨界処理部１には、図示しない枚葉式の洗浄装置において洗浄処理が実施されたウエハＷが搬送される。この際洗浄装置では、例えばアルカリ性薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（Delonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄がこの順に行われ、最後にウエハ表面にＩＰＡが液盛りされる。そしてこの状態のまま洗浄装置より搬出され、超臨界処理部１へ搬送される。   Next, the operation of the present invention will be described. A wafer W that has been subjected to a cleaning process in a single wafer cleaning apparatus (not shown) is transferred to the supercritical processing section 1 of the supercritical processing apparatus. At this time, the cleaning device removes particles and organic pollutants with, for example, an SC1 solution (a mixture of ammonia and hydrogen peroxide solution) that is an alkaline chemical solution → rinses with deionized water (DIW) that is a rinse solution Cleaning → removal of a natural oxide film with a dilute hydrofluoric acid solution (hereinafter referred to as DHF (Diluted HydroFluoric acid)) which is an acidic chemical solution → rinse cleaning with DIW is performed in this order, and finally IPA is deposited on the wafer surface. And it is carried out from a washing | cleaning apparatus with this state, and is conveyed to the supercritical process part 1. FIG.

この超臨界処理部１への搬送は、例えば搬送アーム３６を用いて行われる。この搬送アーム３６は、図３に示すように、水平方向に伸びるアーム部材３６Ａの先端に、ウエハＷを保持するための保持リング３７が設けられており、昇降機構３８Ａによって昇降自在、移動機構３８Ｂによって前後方向に移動自在に構成されている。保持リング３７には、例えばウエハＷの上面周縁部の３箇所を吸着保持する２組のピック３９Ａ，３９Ｂが設けられており、搬入時に超臨界処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック３９Ａと、搬出時に超臨界処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック３９Ｂと、を使い分けている。   The transfer to the supercritical processing unit 1 is performed using, for example, a transfer arm 36. As shown in FIG. 3, the transfer arm 36 is provided with a holding ring 37 for holding the wafer W at the tip of an arm member 36A extending in the horizontal direction, and can be moved up and down by a lifting mechanism 38A. Is configured to be movable in the front-rear direction. The holding ring 37 is provided with, for example, two sets of picks 39A and 39B for sucking and holding three locations on the peripheral edge of the upper surface of the wafer W, and a pick-in pick for holding the wafer W before performing supercritical processing at the time of loading. 39A and an unloading pick 39B that holds the wafer W after supercritical processing at the time of unloading are selectively used.

ところでウエハＷの搬入が行われる前の超臨界処理部１は、図８（ａ）に示すように、処理チャンバー１１の電源部１９Ａをオンの状態にしてヒーター１９によりチャンバー１１本体を例えば２７０℃に加熱した状態となっている。一方で処理チャンバー１１の上下に設けられた上プレート１２、下プレート１３は冷却管１０によって冷却された状態となっており、処理チャンバー１１の周囲の温度が上昇しすぎないようにして、ウエハホルダー１４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。   By the way, as shown in FIG. 8A, the supercritical processing section 1 before the wafer W is carried in, with the power supply section 19A of the processing chamber 11 turned on, the chamber 11 main body is set at, for example, 270 ° C. by the heater 19. It is in a heated state. On the other hand, the upper plate 12 and the lower plate 13 provided above and below the processing chamber 11 are cooled by the cooling pipe 10 so that the temperature around the processing chamber 11 does not rise too much, and the wafer holder The evaporation of IPA supplied to the surface of the wafer W on 14 is suppressed.

また流体加熱部２では、例えば超臨界処理部１にて最初の処理を開始する前のタイミングにおいては、ハロゲンランプ２１の電源部２１Ａはオフとなっており、スパイラル管４は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に調整された状態である。なお図８及び図９では図示の便宜上ハロゲンランプ２１は１本のみ描いている。   In the fluid heating unit 2, for example, at the timing before the first process is started in the supercritical processing unit 1, the power supply unit 21 </ b> A of the halogen lamp 21 is turned off, and the spiral tube 4 is preliminarily connected to the condensation temperature of IPA. The temperature is adjusted to the following temperature. 8 and 9, only one halogen lamp 21 is shown for convenience of illustration.

そして供給路４３１の開閉バルブＶ１及び排出路４５の開閉バルブＶ４を夫々「開」（図８（ａ）中に「Ｏ」と記してある。以下同じ。）とし、供給路１８、４３３の開閉バルブＶ２，Ｖ３を夫々「閉」（図８（ａ）中に「Ｓ」と記してある。以下同じ。）としてから、ポンプＰ１を作動させると共に既述の流量調節部にて供給量をしながらスパイラル管４へ向けて液体状態のＩＰＡを供給する。スパイラル管４に供給されるＩＰＡの量は、例えば流量調節部にて検出される単位時間当たりの供給量及び供給時間から求めることができる。   Then, the opening / closing valve V1 of the supply passage 431 and the opening / closing valve V4 of the discharge passage 45 are each set to “open” (indicated as “O” in FIG. 8A, the same applies hereinafter), and the opening / closing of the supply passages 18, 433 is performed. After the valves V2 and V3 are respectively closed ("S" in FIG. 8 (a), the same applies hereinafter), the pump P1 is operated and the supply amount is adjusted by the flow rate adjusting unit described above. Then, liquid IPA is supplied to the spiral tube 4. The amount of IPA supplied to the spiral tube 4 can be obtained from, for example, the supply amount per unit time and the supply time detected by the flow rate adjusting unit.

こうして予め設定された時間だけＩＰＡの供給を行ってスパイラル管４内をＩＰＡ液で満たしたらポンプＰ１を停止し、図８（ｂ）に示すように、供給路４３１、１８の開閉バルブＶ１、Ｖ２を夫々「閉」とし、供給路４３３の開閉バルブＶ３を「開」、排出路４５の開閉バルブＶを「開」の状態として、ポンプＰ３を作動させ、所定量のＮ２ガスをスパイラル管４内に供給する。これによりスパイラル管４内のＩＰＡがＮ２ガスにより排出路４５に押し出され、スパイラル管４の上部側の空間、及び供給路１８、排出路４５の開閉バルブＶ２，Ｖ４よりもスパイラル管４寄りの空間は、液体のＩＰＡにて満たされていない空洞の状態となる。 Thus, when IPA is supplied for a preset time and the spiral pipe 4 is filled with the IPA liquid, the pump P1 is stopped, and as shown in FIG. 8B, the open / close valves V1, V2 of the supply paths 431, 18 are stopped. Are closed, the open / close valve V3 of the supply passage 433 is opened, the open / close valve V of the discharge passage 45 is opened, the pump P3 is operated, and a predetermined amount of N 2 gas is supplied to the spiral tube 4 Supply in. As a result, the IPA in the spiral tube 4 is pushed out to the discharge passage 45 by the N 2 gas, and is closer to the spiral tube 4 than the space above the spiral tube 4 and the open / close valves V2 and V4 of the supply passage 18 and the discharge passage 45. The space is in the form of a cavity that is not filled with liquid IPA.

スパイラル管４内に所定量の液体ＩＰＡが仕込まれたら、スパイラル管４に設けられた開閉バルブＶ０〜Ｖ４を全て閉止し、電源部２１Ａをオンにしてハロゲンランプ２１を発熱させ、スパイラル管４を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。このときスパイラル管４の内部は密閉雰囲気となっているので、スパイラル管４を加熱するとＩＰＡが蒸発して気体となり、ＩＰＡの体積の膨張に伴ってスパイラル管４内の圧力が上昇する。   When a predetermined amount of the liquid IPA is charged into the spiral tube 4, all the open / close valves V0 to V4 provided in the spiral tube 4 are closed, the power supply unit 21A is turned on, the halogen lamp 21 is heated, and the spiral tube 4 is For example, it heats to 270 degreeC of the range of 100 to 300 degreeC. At this time, since the inside of the spiral tube 4 is in a sealed atmosphere, when the spiral tube 4 is heated, the IPA evaporates and becomes a gas, and the pressure in the spiral tube 4 increases as the volume of the IPA expands.

さらに密閉雰囲気内での加熱を継続し、ＩＰＡを昇温、昇圧すると、ＩＰＡの温度及び圧力が臨界点に到達し、スパイラル管４の内部が超臨界状態のＩＰＡで満たされた状態となる。こうして超臨界処理を実行するためのＩＰＡの準備が整ったら、流体加熱部２はスパイラル管４内の温度及び圧力が予め設定された値に維持されるようにハロゲンランプ２１Ａの出力を調節しながら待機する。   When the heating in the sealed atmosphere is continued and the temperature and pressure of the IPA are increased and increased, the temperature and pressure of the IPA reach the critical point, and the spiral tube 4 is filled with the supercritical IPA. When the preparation of IPA for executing the supercritical processing is thus completed, the fluid heating unit 2 adjusts the output of the halogen lamp 21A so that the temperature and pressure in the spiral tube 4 are maintained at preset values. stand by.

これらの動作と並行して超臨界処理部１側では、搬送アーム３６が受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー１４に当該ウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー１４の上方位置から退避する。そして図２に示すようにＩＰＡノズル３５からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、再度ＩＰＡの液盛りを行う。液盛りされたＩＰＡはウエハＷの乾燥を防止するための膜に相当している。   In parallel with these operations, on the supercritical processing unit 1 side, the transfer arm 36 transfers the wafer W to the wafer holder 14 waiting at the transfer position, and then retreats from the position above the wafer holder 14. Then, as shown in FIG. 2, IPA is supplied from the IPA nozzle 35 to the surface of the wafer W, and IPA liquid is added again. The accumulated IPA corresponds to a film for preventing the wafer W from drying.

ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート３１を下方位置まで下降させ、アーム部材１４２をレール１６１上でスライドさせてウエハホルダー１４を処理位置まで移動させる。そしてロック部材１７を回転させて突起部１４３を係止し、蓋部材１４１によって処理チャンバー１１の開口部１１０が塞がれたら、ロックプレート１５を下方位置からロック位置まで上昇させて蓋部材１４１を手前側から押さえる。   When the IPA filling is completed, the cooling plate 31 is lowered to the lower position, and the arm member 142 is slid on the rail 161 to move the wafer holder 14 to the processing position. Then, the locking member 17 is rotated to lock the protrusion 143, and when the opening 110 of the processing chamber 11 is blocked by the lid member 141, the lock plate 15 is raised from the lower position to the locking position, and the lid member 141 is moved. Hold from the front side.

この結果、超臨界処理部１側では処理チャンバー１１の処理空間１００内にウエハＷが搬入され、また流体加熱部２側ではスパイラル管４内に超臨界状態のＩＰＡが準備されて、超臨界乾燥を実行する準備が整う。そこで蓋部材１４１のロックを終えたら、ウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥してしまう前に供給路１８の開閉バルブＶ２を開放してスパイラル管４から処理空間１００に向けて超臨界ＩＰＡを供給する（図９（ａ）参照）。   As a result, on the supercritical processing unit 1 side, the wafer W is loaded into the processing space 100 of the processing chamber 11, and on the fluid heating unit 2 side, a supercritical IPA is prepared in the spiral tube 4, and supercritical drying is performed. Ready to run. Therefore, after the lid member 141 is locked, the opening / closing valve V2 of the supply path 18 is opened and the supercritical IPA from the spiral tube 4 toward the processing space 100 before the IPA accumulated on the surface of the wafer W is dried. (See FIG. 9A).

開閉バルブＶ２が開くと、スパイラル管４内の超臨界ＩＰＡが膨張して供給路１８内を流れ、処理空間１００内に流入していく。このとき、（１）スパイラル管４内に準備する超臨界ＩＰＡの温度及び圧力を臨界温度、臨界圧力よりも十分に高い状態としておくこと、（２）処理チャンバー１１内の処理空間１００の容積及び開閉バルブＶ２よりも処理チャンバー１１側の供給路１８の容積をできるだけ小さくして超臨界ＩＰＡの膨張率を抑えること、さらに（３）ヒーター１９によって処理空間１００内を予め加熱しておき、また開閉バルブＶ２を開放する前後で、スパイラル管４内の温度及び圧力がほぼ同じ値に維持されるように、ハロゲンランプ２１の出力を増大させて等温等圧膨張に近い状態で超臨界ＩＰＡを膨張させること、などにより超臨界状態を保ったままＩＰＡを処理空間１００内に供給することができる。   When the on-off valve V2 is opened, the supercritical IPA in the spiral tube 4 expands and flows through the supply path 18 and flows into the processing space 100. At this time, (1) the temperature and pressure of the supercritical IPA prepared in the spiral tube 4 are set to a state sufficiently higher than the critical temperature and the critical pressure, and (2) the volume of the processing space 100 in the processing chamber 11 and The volume of the supply path 18 on the processing chamber 11 side of the opening / closing valve V2 is made as small as possible to suppress the expansion rate of the supercritical IPA. (3) The processing space 100 is preheated by the heater 19 Before and after opening the valve V2, the output of the halogen lamp 21 is increased so that the temperature and pressure in the spiral tube 4 are maintained at substantially the same value, and the supercritical IPA is expanded in a state close to isothermal isobaric expansion. Thus, the IPA can be supplied into the processing space 100 while maintaining the supercritical state.

そして処理空間１００内に供給された超臨界ＩＰＡがウエハＷに液盛りされたＩＰＡと接触すると、液盛りされたＩＰＡは超臨界ＩＰＡから熱を受け取って蒸発し超臨界状態となる。この結果、ウエハＷの表面は液体のＩＰＡから超臨界ＩＰＡに置換されていくことになるが、平衡状態において液体ＩＰＡと超臨界ＩＰＡとの間には界面が形成されないので、パターン倒れを引き起こすことなくウエハＷ表面の流体を超臨界ＩＰＡに置換することができる。   When the supercritical IPA supplied into the processing space 100 comes into contact with the IPA accumulated on the wafer W, the accumulated IPA receives heat from the supercritical IPA and evaporates to become a supercritical state. As a result, the surface of the wafer W is replaced with the supercritical IPA from the liquid IPA. However, since no interface is formed between the liquid IPA and the supercritical IPA in the equilibrium state, the pattern collapses. The fluid on the surface of the wafer W can be replaced with supercritical IPA.

処理空間１００内に超臨界ＩＰＡを供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡにて置換された状態となったら、図９（ｂ）に示すように電源部２１Ａをオフの状態にしてハロゲンランプ２１によるスパイラル管４の加熱を停止する。そして供給路７２の開閉バルブＶ５を「開」にして、ポンプＰ５を作動させ、冷却液ノズル７からスパイラル管４に向けて、例えば２０℃に温調された冷却水をスプレー状に噴霧する。   When a preset time elapses after the supercritical IPA is supplied into the processing space 100 and the surface of the wafer W is replaced with the supercritical IPA, as shown in FIG. 21A is turned off, and the heating of the spiral tube 4 by the halogen lamp 21 is stopped. Then, the opening / closing valve V5 of the supply path 72 is set to “open”, the pump P5 is operated, and the cooling water whose temperature is adjusted to 20 ° C., for example, is sprayed from the coolant nozzle 7 toward the spiral tube 4 in a spray form.

このときスパイラル管４の外壁面は約２５０℃程度に加熱されているため、吹き付けられた冷却水は瞬時に気化し、この気化熱によりスパイラル管４が冷却され、その温度が速やかに低下していく。こうしてスパイラル管４の温度がＩＰＡの凝縮温度以下となるように冷却し、当該凝縮温度以下の温度になると、開閉バルブＶ５を「閉」とする。既述の構成では、１分程度でスパイラル管４が前記凝縮温度以下に冷却される。   At this time, since the outer wall surface of the spiral tube 4 is heated to about 250 ° C., the sprayed cooling water is instantly vaporized, and the spiral tube 4 is cooled by the heat of vaporization, and the temperature rapidly decreases. Go. In this way, the spiral tube 4 is cooled so that the temperature is equal to or lower than the condensation temperature of IPA. When the temperature is equal to or lower than the condensation temperature, the on-off valve V5 is closed. In the above-described configuration, the spiral tube 4 is cooled below the condensation temperature in about 1 minute.

ここで筒状体５の内部雰囲気は減圧雰囲気の排出路３９を介して、速やかに外部に排出されていく。この際筒状体５の内部雰囲気は、冷却水と、冷却水が気化されることにより発生する水蒸気とが混在した状態になるが、この気液混合物は排出路３９に排出され、例えば気体成分と液体成分とに夫々分離されてから外部の排気設備及び排出設備に夫々排出される。   Here, the internal atmosphere of the cylindrical body 5 is quickly discharged to the outside through the discharge path 39 of the reduced pressure atmosphere. At this time, the internal atmosphere of the cylindrical body 5 is in a state in which cooling water and water vapor generated by vaporizing the cooling water are mixed, but this gas-liquid mixture is discharged to the discharge passage 39, for example, a gas component And liquid components, respectively, and then discharged to an external exhaust facility and a discharge facility.

ところでスパイラル管４を冷却してスパイラル管４内の超臨界ＩＰＡを凝縮させると、ＩＰＡの体積が減少してスパイラル管４内の圧力が低下する一方、ヒーター１９による処理チャンバー１１の加熱は継続しているので、処理空間１００内のＩＰＡはスパイラル管４へ向けて流れていく。この結果、流入したＩＰＡが次々と凝縮し、液体ＩＰＡとなってスパイラル管４内に溜まってゆくことになる。この際、液体ＩＰＡの液面が例えばスパイラル管４内の当初の高さ位置に到達したら、供給路１８の開閉バルブＶ２を「閉」として処理空間１００内のＩＰＡの回収を完了する。   By the way, when the spiral tube 4 is cooled to condense the supercritical IPA in the spiral tube 4, the volume of the IPA decreases and the pressure in the spiral tube 4 decreases, while the heating of the processing chamber 11 by the heater 19 continues. Therefore, the IPA in the processing space 100 flows toward the spiral tube 4. As a result, the inflowing IPA condenses one after another and becomes liquid IPA and accumulates in the spiral tube 4. At this time, when the liquid level of the liquid IPA reaches, for example, the initial height position in the spiral tube 4, the opening / closing valve V <b> 2 of the supply path 18 is set to “closed” to complete the recovery of the IPA in the processing space 100.

また処理チャンバー１１とスパイラル管４との間の温度、圧力バランス上、回収可能な全量をスパイラル管４内に回収してから開閉バルブＶ２を閉じるようにしてもよい。このときスパイラル管４内のＩＰＡの液面が、予め定めた高さ位置を超えている場合には、排出路４５側の開閉バルブＶ４を開いてＩＰＡの一部を除害設備側へ排出することにより、液面レベルを調整してもよい。これらの例においてＩＰＡの液面の高さ位置は、例えば当該液面の到達する位置の配管の壁面に耐圧性を備えた覗き窓を設け、赤外線式の液面計などによりＩＰＡの液面を検出することなどにより検出することができる。   Further, in view of the temperature and pressure balance between the processing chamber 11 and the spiral tube 4, the entire recoverable amount may be recovered in the spiral tube 4 and then the open / close valve V <b> 2 may be closed. At this time, if the IPA liquid level in the spiral tube 4 exceeds a predetermined height position, the opening / closing valve V4 on the discharge path 45 side is opened to discharge a part of the IPA to the abatement equipment side. Accordingly, the liquid level may be adjusted. In these examples, the height of the IPA liquid level is set, for example, by providing a viewing window with pressure resistance on the wall surface of the pipe where the liquid level reaches and the IPA liquid level is measured by an infrared liquid level gauge. It can detect by detecting.

このようにしてスパイラル管４にＩＰＡが液体の状態で回収されると、処理チャンバー１１内の圧力は次第に低下していく。一方処理空間１００内の温度は常圧におけるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりも高い温度に保たれているので、処理空間１００内のＩＰＡは超臨界の状態から気体の状態に変化することになる。このとき超臨界状態と気体との間には界面が形成されないので表面に形成されたパターンに表面張力を作用させることなく、ウエハＷを乾燥することができる。   Thus, when IPA is recovered in the spiral tube 4 in a liquid state, the pressure in the processing chamber 11 gradually decreases. On the other hand, since the temperature in the processing space 100 is maintained at a temperature higher than the boiling point (82.4 ° C.) of IPA at normal pressure, the IPA in the processing space 100 changes from a supercritical state to a gas state. become. At this time, since no interface is formed between the supercritical state and the gas, the wafer W can be dried without applying surface tension to the pattern formed on the surface.

以上のプロセスにより、ウエハＷの超臨界処理を終えたら、処理空間１００に残存している気体のＩＰＡを排出するため、不図示のパージガス供給ラインからＮ２ガスを供給して排気ラインへ向けてパージを行う。そして予め定めた時間だけＮ２ガスの供給を行いパージが完了したら、ロックプレート１５を下方位置まで降下させ、ロック部材１７による突起部１４３の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー１４を受け渡し位置まで移動させ、超臨界処理を終えたウエハＷを搬送アーム３６の搬出用ピック３９Ｂで吸着保持し、搬送する。 After the supercritical processing of the wafer W is completed by the above process, N 2 gas is supplied from a purge gas supply line (not shown) to the exhaust line in order to discharge the gaseous IPA remaining in the processing space 100. Purge. When the purge is completed by supplying N 2 gas for a predetermined time, the lock plate 15 is lowered to the lower position, and the locking state of the protrusion 143 by the lock member 17 is released. Then, the wafer holder 14 is moved to the delivery position, and the wafer W after supercritical processing is sucked and held by the unloading pick 39B of the transfer arm 36 and transferred.

一方、流体加熱部２側においては、ハロゲンランプ２１を発熱させて、スパイラル管４に回収したＩＰＡを超臨界の状態として処理チャンバー１１に次のウエハＷが搬入されてくるタイミングを待つ。   On the other hand, on the fluid heating unit 2 side, the halogen lamp 21 is heated, and the IPA collected in the spiral tube 4 is set to a supercritical state and waits for the next wafer W to be loaded into the processing chamber 11.

上述の実施の形態によれば以下の効果がある。流体加熱部２では、ハロゲンランプ２１を囲むようにスパイラル管４を設けることにより、ハロゲンランプ２１の熱線によりスパイラル管４を効率よく急速に加熱することができる。またスパイラル管４の冷却時には、スパイラル管４の外面に冷却水を供給している。既述のように、外壁温度が２５０℃程度のスパイラル管４に冷却液を供給すると、当該冷却水が瞬時に気化し、このときの気化熱によりスパイラル管４から熱が奪われていく。従ってスパイラル管４が効率よく冷却され、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度まで速やかに冷却することができる。   According to the above-described embodiment, there are the following effects. In the fluid heating unit 2, by providing the spiral tube 4 so as to surround the halogen lamp 21, the spiral tube 4 can be efficiently and rapidly heated by the heat rays of the halogen lamp 21. Further, when the spiral tube 4 is cooled, cooling water is supplied to the outer surface of the spiral tube 4. As described above, when the coolant is supplied to the spiral tube 4 having an outer wall temperature of about 250 ° C., the cooling water is instantly vaporized, and heat is taken away from the spiral tube 4 by the heat of vaporization at this time. Therefore, the spiral tube 4 is efficiently cooled, and the spiral tube 4 can be quickly cooled to the condensation temperature of IPA.

さらにスパイラル管４の内部にハロゲンランプ２１を設けると共に、スパイラル管４に直接冷却液を供給するように構成されているので、大掛かりな構成が不要であり、１台の流体加熱部２にて収納容器の加熱及び冷却を行う場合であっても、装置の大型化を抑えることができ、省スペース化を図ることができる。また簡易な構成であることから、製造コスト及び運転コストが低減される。   Further, since the halogen lamp 21 is provided inside the spiral tube 4 and the cooling liquid is directly supplied to the spiral tube 4, a large-scale configuration is not necessary, and it is stored in one fluid heating unit 2. Even when the container is heated and cooled, an increase in size of the apparatus can be suppressed and space saving can be achieved. Moreover, since it is a simple structure, a manufacturing cost and an operating cost are reduced.

この際、ハロゲンランプ２１とスパイラル管４との間には、ハロゲンランプ２１を囲むように保護カバー体５１が設けられているので、スパイラル管４に冷却液を供給するときにも、ハロゲンランプ２１が冷却液から保護され、ハロゲンランプ２１が冷却液により損傷されるおそれがない。またこの保護カバー体５１を石英等のハロゲンランプ２１の熱線を透過する材料により構成することにより、スパイラル管４への加熱を妨げずに、ハロゲンランプ２１を冷却液から保護することができる。   At this time, since the protective cover body 51 is provided between the halogen lamp 21 and the spiral tube 4 so as to surround the halogen lamp 21, the halogen lamp 21 is also supplied when the coolant is supplied to the spiral tube 4. Is protected from the coolant, and the halogen lamp 21 is not damaged by the coolant. Further, the protective cover 51 is made of a material such as quartz that transmits the heat rays of the halogen lamp 21, so that the halogen lamp 21 can be protected from the coolant without disturbing the heating of the spiral tube 4.

さらにまたスパイラル管４を囲むように筒状体５を構成することにより、スパイラル管４への冷却液の供給により発生する気化生成物の飛散が抑えられ、当該気化生成物がハロゲンランプ２１に付着することを防止することができる。さらにまたこのように筒状体５内を閉じた空間とすることにより、筒状体５内に存在する冷却液や気化生成物を回収でき、雰囲気の汚染を抑えることができる。   Furthermore, by forming the cylindrical body 5 so as to surround the spiral tube 4, scattering of the vaporized product generated by supplying the cooling liquid to the spiral tube 4 is suppressed, and the vaporized product adheres to the halogen lamp 21. Can be prevented. Furthermore, by setting the inside of the cylindrical body 5 as a closed space in this way, it is possible to collect the cooling liquid and the vaporized product existing in the cylindrical body 5 and to suppress the contamination of the atmosphere.

さらにまたこのような流体加熱部２を超臨界処理部１に接続した場合には、流体加熱部２において、スパイラル管４を効率よく加熱及び冷却できるので、これらに要する時間が短縮され、超臨界処理のスループットが向上する。さらにＩＰＡの凝縮によるスパイラル管４内の圧力減少に伴い超臨界処理部１から速やかにスパイラル管４にＩＰＡを回収することができる。これによりＩＰＡを再利用することができるため、ランニングコストが減少する。   Furthermore, when such a fluid heating unit 2 is connected to the supercritical processing unit 1, the spiral tube 4 can be efficiently heated and cooled in the fluid heating unit 2. Processing throughput is improved. Furthermore, as the pressure in the spiral tube 4 decreases due to the condensation of IPA, the IPA can be quickly recovered from the supercritical processing section 1 into the spiral tube 4. As a result, since IPA can be reused, the running cost is reduced.

ここで流体加熱部２に用いられる冷却液供給部の他の例について図１０を用いて説明する。この例の冷却液供給部は、外側カバー体６の外方から外側カバー体６、筒状体５の外壁を貫通して略水平に伸び、筒状体５の内部におけるスパイラル管４の外側にて、スパイラル管４に沿って下方側に略垂直に伸びる冷却液ノズル７４を備えている。当該冷却液ノズル７４には、略垂直に伸びる部位において、スパイラル管４と対向する面に多数の吐出孔７５が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液ノズル７４は、例えばスパイラル管４の周囲に当該スパイラル管４の周方向に沿って互いに間隔を開けて複数本配置されている。その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。このような冷却液ノズル７４では、当該ノズル７４に冷却液が供給されると、吐出孔７５から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその長さ方向に沿って吹き付けられる。   Here, another example of the coolant supply unit used in the fluid heating unit 2 will be described with reference to FIG. The coolant supply unit in this example extends substantially horizontally from the outside of the outer cover body 6 through the outer cover body 6 and the outer wall of the cylindrical body 5, and extends outside the spiral tube 4 inside the cylindrical body 5. And a coolant nozzle 74 extending substantially vertically downward along the spiral tube 4. In the coolant nozzle 74, a plurality of discharge holes 75 are formed at a distance from each other on a surface facing the spiral tube 4 in a portion extending substantially vertically. For example, a plurality of such coolant nozzles 74 are arranged around the spiral tube 4 at intervals along the circumferential direction of the spiral tube 4. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment. In such a cooling liquid nozzle 74, when the cooling liquid is supplied to the nozzle 74, the cooling liquid is discharged from the discharge hole 75, and this cooling liquid is sprayed on the outer surface of the spiral tube 4 along its length direction. .

さらに冷却液供給部は図１１に示すように構成してもよい。この例の冷却液供給部は、スパイラル管４と筒状体５の外壁部５２との間に、当該外壁部５２と同心円状に形成された環状の冷却液供給管７６を備えている。この冷却液供給管７６のスパイラル管４と対向する面には、多数の吐出孔７７が互いに間隔を開けて形成されている。このような冷却液供給管７６では、冷却液供給路７２，７８を介して冷却液が供給されると、吐出孔７７から冷却液が吐出し、この冷却液はスパイラル管４の外面にその周方向に沿って吹き付けられる。   Further, the coolant supply unit may be configured as shown in FIG. The coolant supply unit of this example includes an annular coolant supply pipe 76 formed concentrically with the outer wall portion 52 between the spiral tube 4 and the outer wall portion 52 of the cylindrical body 5. A large number of discharge holes 77 are formed on the surface of the coolant supply pipe 76 facing the spiral pipe 4 at intervals. In such a cooling liquid supply pipe 76, when the cooling liquid is supplied via the cooling liquid supply paths 72 and 78, the cooling liquid is discharged from the discharge hole 77, and this cooling liquid is disposed on the outer surface of the spiral pipe 4. Sprayed along the direction.

さらにまた超臨界処理部１に接続される流体加熱部２は１つに限定されず、例えば図１２に示すように共通の超臨界処理部１に対して２つの流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続してもよい。流体加熱部２Ａ，２Ｂは上述の実施の形態と同様に構成されており、超臨界処理部１は２本の供給路１８Ａ，１８Ｂが接続される点を除いては上述の実施の形態と同様に構成されている。   Furthermore, the number of fluid heating units 2 connected to the supercritical processing unit 1 is not limited to one. For example, two fluid heating units 2A and 2B are connected to the common supercritical processing unit 1 as shown in FIG. May be. The fluid heating units 2A and 2B are configured in the same manner as in the above-described embodiment, and the supercritical processing unit 1 is the same as in the above-described embodiment except that the two supply paths 18A and 18B are connected. It is configured.

このように複数の流体加熱部２Ａ、２Ｂを接続することにより、一方側の流体加熱部２Ａから供給された超臨界ＩＰＡを他方側の流体加熱部２Ｂにて回収し、この他方側の流体加熱部２Ｂで回収されたＩＰＡを超臨界状態として処理空間１００に供給するといったように、流体加熱部２Ａ、２Ｂを交互に使用することができる。これにより一方の流体加熱部２Ａ、２Ｂにて超臨界ＩＰＡを準備し、処理空間１００にてウエハＷの超臨界処理を行う動作と並行して、他方側の流体加熱部２Ａ、２Ｂのスパイラル管４を冷却しておくことにより、ＩＰＡの回収に要する時間を短縮して単位時間当たりのウエハＷの処理枚数を増やすことができる。ここで超臨界ＩＰＡの供給と他方側のスパイラル管４の冷却とを並行して行う場合には、冷却中のスパイラル管４に接続されている供給路１８Ｂの開閉バルブＶ２Ｂは閉の状態としておく。   By connecting a plurality of fluid heating units 2A and 2B in this way, the supercritical IPA supplied from the fluid heating unit 2A on one side is recovered by the fluid heating unit 2B on the other side, and the fluid heating on the other side is performed. The fluid heating units 2A and 2B can be used alternately such that the IPA recovered by the unit 2B is supplied to the processing space 100 as a supercritical state. Thereby, a supercritical IPA is prepared in one of the fluid heating units 2A and 2B, and in parallel with the operation of performing the supercritical processing of the wafer W in the processing space 100, the spiral tube of the fluid heating units 2A and 2B on the other side By cooling 4, the time required for IPA recovery can be shortened and the number of wafers W processed per unit time can be increased. Here, when the supply of supercritical IPA and the cooling of the spiral tube 4 on the other side are performed in parallel, the open / close valve V2B of the supply path 18B connected to the spiral tube 4 being cooled is kept closed. .

また図１３に示すように、流体加熱部２はＩＰＡの超臨界化を図るために用い、超臨界処理部１にて使用されたＩＰＡは流体加熱部２とは別の回収容器２００に回収するようにしてもよい。図１３中、２０２は処理空間１００からのＩＰＡの回収路、Ｖ６は回収路２０２に設けられた開閉バルブである。この回収容器２００の周囲には、例えば冷媒を通流させて冷却するための冷却管２０１が設けられている。   Further, as shown in FIG. 13, the fluid heating unit 2 is used to make the IPA supercritical, and the IPA used in the supercritical processing unit 1 is recovered in a recovery container 200 different from the fluid heating unit 2. You may do it. In FIG. 13, 202 is an IPA recovery path from the processing space 100, and V <b> 6 is an open / close valve provided in the recovery path 202. Around the collection container 200, for example, a cooling pipe 201 is provided for cooling by allowing a refrigerant to flow therethrough.

このような実施の形態では、流体加熱部２ではスパイラル管４を加熱することによりＩＰＡの超臨界化を行い、こうして得られた超臨界ＩＰＡは処理チャンバー１１に供給されて既述の乾燥処理が実行される。この際回収容器２００は予めＩＰＡの凝縮温度以下の温度に冷却しておく。そして乾燥処理が終了すると、開閉バルブＶ２を閉じ、開閉バルブＶ６を開いて、処理チャンバー１１内のＩＰＡを回収路２２を介して回収容器２００に送り込む。   In such an embodiment, the fluid heating unit 2 superheats the IPA by heating the spiral tube 4, and the supercritical IPA thus obtained is supplied to the processing chamber 11 to perform the above-described drying process. Executed. At this time, the collection container 200 is cooled in advance to a temperature equal to or lower than the condensation temperature of IPA. When the drying process is completed, the open / close valve V2 is closed, the open / close valve V6 is opened, and the IPA in the processing chamber 11 is sent to the collection container 200 via the collection path 22.

一方流体加熱部２では、処理チャンバー１１内の乾燥処理が終了して開閉バルブＶ２が閉じられると、冷却液ノズル７から冷却水をスパイラル管４に供給して、当該スパイラル管４を凝縮温度以下の温度まで冷却する。そしてスパイラル管４が前記温度まで冷却されると、新たにＩＰＡ液をスパイラル管４内に導入し、次の乾燥処理に用いられるＩＰＡの超臨界化を実施する。   On the other hand, in the fluid heating unit 2, when the drying process in the processing chamber 11 is completed and the opening / closing valve V <b> 2 is closed, cooling water is supplied from the cooling liquid nozzle 7 to the spiral tube 4 to keep the spiral tube 4 below the condensation temperature. Cool to the temperature of. When the spiral tube 4 is cooled to the above temperature, a new IPA liquid is introduced into the spiral tube 4 to make the IPA used for the next drying process supercritical.

この際回収容器２００にて回収された液体ＩＰＡを流体加熱部２に送り、再び超臨界化するようにしてもよい。この場合には、回収容器２００からスパイラル管４へ移送する手法としては、回収容器２００とスパイラル管４との間を連結し、ポンプにより送液してもよい。また回収容器２００をスパイラル管４よりも高い位置に配置し、高低差を利用して移送を行ってもよい。   At this time, the liquid IPA recovered in the recovery container 200 may be sent to the fluid heating unit 2 to be supercritical again. In this case, as a method of transferring from the collection container 200 to the spiral tube 4, the collection container 200 and the spiral tube 4 may be connected and fed by a pump. Further, the collection container 200 may be arranged at a position higher than the spiral tube 4 and transferred using the height difference.

この実施の形態によれば、流体加熱部２では超臨界ＩＰＡの供給を停止した後、スパイラル管４に直接冷却水を供給しているので、スパイラル管４をＩＰＡの凝縮温度以下の温度まで速やかに冷却することができる。ここでスパイラル管４の温度が高い状態で液体ＩＰＡをスパイラル管４内に導入すると、導入されたＩＰＡが直ちに気化してしまい、スパイラル管４の内圧が高まって所定量の液体ＩＰＡを導入できなくなったり、導入に要する時間が長くなるおそれがある。従って、このようにスパイラル管４を速やかに冷却できれば、次の処理に使用する液体のＩＰＡをスパイラル管４に供給するまでの時間が短縮され、スループットの低下を抑えることができる。   According to this embodiment, since the fluid heating unit 2 stops supplying the supercritical IPA and then supplies the cooling water directly to the spiral tube 4, the spiral tube 4 is quickly brought to a temperature equal to or lower than the condensation temperature of the IPA. Can be cooled to. Here, if the liquid IPA is introduced into the spiral tube 4 in a state where the temperature of the spiral tube 4 is high, the introduced IPA is immediately vaporized, and the internal pressure of the spiral tube 4 increases so that a predetermined amount of the liquid IPA cannot be introduced. Or the time required for introduction may become longer. Therefore, if the spiral tube 4 can be rapidly cooled in this way, the time until the liquid IPA used for the next processing is supplied to the spiral tube 4 can be shortened, and a decrease in throughput can be suppressed.

さらに本発明では、流体収容部を図１４に示すように構成してもよい。この構成における流体収容部４５は、配管４６を略垂直に下に向けて所定の長さ分伸ばし、そこから上に向くように屈曲させて所定の長さ分伸ばすというように、配管４６を上下に屈曲させながら円筒体を形成するように構成されている。そして配管４６の一端側（第１の通流ポート）は液体ＩＰＡの供給源４３１に接続され、他端側４７（第２の通流ポート）は処理チャンバー１１に接続されている。   Furthermore, in the present invention, the fluid storage portion may be configured as shown in FIG. In this configuration, the fluid storage unit 45 extends the pipe 46 vertically by extending the pipe 46 substantially vertically downward by a predetermined length, bending the pipe 46 upward and extending the pipe 46 by a predetermined length. The cylindrical body is formed while being bent. One end side (first flow port) of the pipe 46 is connected to the supply source 431 of the liquid IPA, and the other end side 47 (second flow port) is connected to the processing chamber 11.

また図２及び図３に示した例では、ウエハホルダー１４はウエハＷが載置される薄板状の部材として構成されているが、当該ウエハホルダー１４を皿形状に構成してこの皿内にＩＰＡの液溜まりを形成し、当該液溜まり中にウエハＷを浸漬する構成としてもよい。既述のように処理空間１００は１００℃〜３００℃程度に予熱されているので、超臨界ＩＰＡによる処理を開始する前にＩＰＡが乾燥してしまう現象の発生を抑えることができる。   In the example shown in FIGS. 2 and 3, the wafer holder 14 is configured as a thin plate member on which the wafer W is placed. However, the wafer holder 14 is configured in a dish shape and the IPA is placed in the dish. The liquid reservoir may be formed and the wafer W may be immersed in the liquid reservoir. Since the processing space 100 is preheated to about 100 ° C. to 300 ° C. as described above, it is possible to suppress the occurrence of the phenomenon that the IPA dries before the processing by the supercritical IPA is started.

このようにＩＰＡ中にウエハＷを浸漬した状態で処理チャンバー１１内に搬入する場合には、ウエハＷは図３に示したように横置きの状態でウエハホルダー１４に保持する場合に限られない。例えば、ウエハＷを縦置きの状態で液体ＩＰＡ中に浸漬することが可能なように、ウエハホルダー１４を縦方向に細長いカップ形状の容器として構成してもよい。この場合には処理チャンバー１１の形状もウエハホルダー１４の形状に合わせて縦長に構成される。さらにこのときウエハホルダー１４にて複数枚のウエハＷを保持するようにしてもよい。   Thus, when the wafer W is carried into the processing chamber 11 with the wafer W immersed in the IPA, the wafer W is not limited to being held in the wafer holder 14 in a horizontal state as shown in FIG. . For example, the wafer holder 14 may be configured as a cup-shaped container elongated in the vertical direction so that the wafer W can be immersed in the liquid IPA in a vertically placed state. In this case, the shape of the processing chamber 11 is also configured to be vertically long according to the shape of the wafer holder 14. Further, at this time, a plurality of wafers W may be held by the wafer holder 14.

そしてウエハＷの乾燥を行うために用いる高温高圧流体の原料は、ＩＰＡに限定されるものではなく、例えばＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）やＣＯ２（二酸化炭素）を用いてもよい。さらに高温高圧流体状態は、超臨界状態の場合に限られず、原料の液体を亜臨界状態（例えばＩＰＡの場合は、温度１００℃〜３００℃の範囲、圧力１ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲内）として、この亜臨界流体を用いてウエハＷの乾燥を行う場合も本発明の技術的範囲に含まれる。 The raw material of the high-temperature and high-pressure fluid used for drying the wafer W is not limited to IPA, and for example, HFE (Hydro Fluoro Ether) or CO 2 (carbon dioxide) may be used. Furthermore, the high-temperature and high-pressure fluid state is not limited to the supercritical state, and the raw material liquid is set to a subcritical state (for example, in the case of IPA, the temperature is in the range of 100 ° C. to 300 ° C., the pressure is in the range of 1 MPa to 3 MPa) The case where the wafer W is dried using a subcritical fluid is also included in the technical scope of the present invention.

さらにまた熱線を輻射する加熱部は、ハロゲンランプに限られず、ＬＥＤランプであってもよい。また、処理チャンバー１１は、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入し、処理チャンバー１１を略水平な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。また、略水平に設けられた処理チャンバー１１内にウエハホルダー１４によりウエハＷを搬入した後、処理チャンバー１１を略垂直に傾け、この垂直な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。   Furthermore, the heating unit that radiates heat rays is not limited to a halogen lamp, and may be an LED lamp. In addition, the processing chamber 11 may carry the supercritical processing in a substantially horizontal state by carrying the wafer W into the processing chamber 11 provided substantially horizontally by the wafer holder 14. Alternatively, after the wafer W is loaded into the processing chamber 11 provided substantially horizontally by the wafer holder 14, the processing chamber 11 may be tilted substantially vertically and supercritical processing may be performed in this vertical state.

さらには、本発明にて実施される超臨界処理はウエハＷの表面の液体を除去する乾燥処理だけに限定されるものではない。例えばレジスト膜を用いてパターニングを行った後のウエハＷを超臨界状態のＩＰＡと接触させて、ウエハＷからレジスト膜を除去する処理と当該ウエハＷを乾燥させる処理とを一括して行う洗浄、乾燥処理にも本発明は適用することができる。   Furthermore, the supercritical process performed in the present invention is not limited to the drying process for removing the liquid on the surface of the wafer W. For example, the wafer W after patterning using the resist film is brought into contact with the supercritical IPA, and the process of removing the resist film from the wafer W and the process of drying the wafer W are performed collectively. The present invention can also be applied to a drying process.

さらにまた、本発明の流体加熱部は、半導体ウエハＷを洗浄する洗浄液等の流体を加熱する場合にも適用することができる。   Furthermore, the fluid heating unit of the present invention can also be applied to heating a fluid such as a cleaning liquid for cleaning the semiconductor wafer W.

Ｗ ウエハ
１ 超臨界処理部
１１ 処理チャンバー
１００ 処理空間
１８ 供給路
１９ ヒーター
２，２Ａ，２Ｂ 流体加熱部
２１ ハロゲンランプ
４ スパイラル管
５ 筒状部
５１ 保護カバー体
５２ 外壁部
６ 外側カバー体
Ｖ０〜Ｖ４ 開閉バルブ
Ｃ 制御部 W Wafer 1 Supercritical processing section 11 Processing chamber 100 Processing space 18 Supply path 19 Heater 2, 2A, 2B Fluid heating section 21 Halogen lamp 4 Spiral tube 5 Tubular section 51 Protective cover body 52 Outer wall section 6 Outer cover bodies V0 to V4 Open / close valve C controller

Claims (9)

熱線を輻射する加熱部と、
この加熱部を囲むように設けられ、流体を収容するための流体収容部と、
この流体収容部に設けられ、外部との間で流体が通流する通流ポートと、
前記流体収容部の外面に冷却液を供給するための冷却液供給部と、
前記加熱部を前記冷却液から保護するために、前記加熱部と流体収容部との間に当該加熱部を囲むように設けられ、前記熱線を透過する材料により構成された保護カバー体と、を備えたことを特徴とする流体加熱装置。 A heating unit that radiates heat rays;
A fluid containing part provided to surround the heating part and containing a fluid;
A flow port provided in the fluid storage portion and through which fluid flows to and from the outside;
A coolant supply unit for supplying a coolant to the outer surface of the fluid storage unit;
In order to protect the heating unit from the coolant, a protective cover body is provided between the heating unit and the fluid storage unit so as to surround the heating unit and is made of a material that transmits the heat rays. A fluid heating apparatus comprising: 前記流体収容部は、前記加熱部の周囲を巻回するように設けたスパイラル管であることを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。   The fluid heating device according to claim 1, wherein the fluid storage unit is a spiral tube provided so as to be wound around the heating unit. 前記保護カバー体は筒状に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体加熱装置。   The fluid heating device according to claim 1, wherein the protective cover body is formed in a cylindrical shape. 前記冷却液供給部は、前記流体収容部の周囲から当該流体収容部に冷却液を吐出する冷却液ノズルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の流体加熱装置。   4. The fluid heating apparatus according to claim 1, wherein the coolant supply unit is a coolant nozzle that discharges coolant from the periphery of the fluid storage unit to the fluid storage unit. 5. . 前記スパイラル管の外方を囲むように設けられた筒状の外壁部と、筒状に構成された前記保護カバー体とを含み、前記スパイラル管の周囲を囲むように設けられた筒状体を備え、
前記冷却液ノズルは前記筒状体の内側に冷却液を吐出するように設けられていることを特徴とする請求項４記載の流体加熱装置。 A cylindrical body provided so as to surround the spiral tube, including a cylindrical outer wall portion provided so as to surround the outside of the spiral tube and the protective cover body configured in a cylindrical shape. Prepared,
5. The fluid heating apparatus according to claim 4, wherein the cooling liquid nozzle is provided so as to discharge the cooling liquid to the inside of the cylindrical body. 前記加熱部は、流体収容部内の流体を加熱して超臨界流体とするためのものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の流体加熱装置。   6. The fluid heating apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is for heating a fluid in the fluid storage unit to form a supercritical fluid. 高温高圧流体により被処理基板に対して処理を行うための処理容器と、
この処理容器内の流体を高温高圧状態に維持するために当該処理容器内を加熱する処理容器用の加熱機構と、
前記処理容器に接続された請求項１ないし６のいずれか一つに記載の流体加熱装置と、
前記通流ポートと前記処理容器とを接続し、開閉バルブが介在する流体流路と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 A processing container for processing a substrate to be processed with a high-temperature and high-pressure fluid;
A heating mechanism for the processing container for heating the inside of the processing container in order to maintain the fluid in the processing container in a high temperature and high pressure state;
The fluid heating apparatus according to any one of claims 1 to 6, which is connected to the processing container;
A substrate processing apparatus comprising: a fluid flow path for connecting the flow port and the processing container and having an open / close valve interposed therebetween. 前記流体収容部内の液体状態である流体が高温高圧状態になった後、前記開閉バルブを開いて当該流体を前記処理容器へ供給し、その後前記冷却液供給部からの冷却液により、前記流体収容部を流体の凝縮温度以下に冷却するように制御信号を出力する制御部を設けたことを特徴とする請求項７記載の基板処理装置。   After the fluid that is in a liquid state in the fluid storage portion becomes a high-temperature and high-pressure state, the on-off valve is opened to supply the fluid to the processing container, and then the fluid storage is performed by the coolant from the coolant supply portion. 8. The substrate processing apparatus according to claim 7, further comprising a control unit that outputs a control signal so as to cool the unit to a temperature equal to or lower than a fluid condensation temperature. 前記高温高圧流体は超臨界流体であることを特徴とする請求項７又は８記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 7, wherein the high-temperature and high-pressure fluid is a supercritical fluid.
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