JP2012124283A - 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】置換される液体の種類に応じて処理槽内の流れを調節することが可能な液処理装置等を提供する。
【解決手段】内部に被処理基板Ｗを収容し、液処理が行われる処理槽２２は上部に開口部２２２が形成されると共に、下部には置換液の供給、及び液体の排出が行われる下部ポート２２６が設けられ、この開口部２２２に対して着脱自在に構成された蓋部２３には液体の供給、気体の排出を行うための上部ポート２３４が設けられている。搬送機構４は、保管部５と処理槽２２との間で、上部ポート２３４から供給された液体の流れを調節するために、被処理基板Ｗとの間に交換可能に取り付けられ、互いに開口面積が異なる孔部が形成された第１の整流板または第２の整流板を搬送し、乾燥雰囲気形成部は乾燥防止用の液体が満たされた処理槽２２内を高圧流体の雰囲気とした後、減圧して被処理基板Ｗを乾燥する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被処理基板に対して処理液を用いて液処理を行う技術に関する。

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）の表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程においては、薬液などの処理液によりウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜を除去するなど、液体を利用してウエハ表面を処理する液処理工程が設けられている。

液処理に際してウエハ表面に供給された処理液は、例えばウエハを鉛直軸周りに回転させて処理液を振り切る振切乾燥などにより除去されるが、半導体装置の高集積化に伴い、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。

こうしたパターン倒れ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超臨界状態や亜臨界状態の流体（以下、これらをまとめて高圧流体という）を用いた乾燥方法が知られている。乾燥処理では超臨界流体と亜臨海流体は、ほぼ同じ作用を示すので以下超臨界流体の例について説明すると、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。

そこで本発明者らは処理槽内にウエハを収容し、供給する液体の種類を変えながらウエハを液中に浸漬した状態で表面の処理を行った後、当該ウエハ周囲の流体を液体から超臨界流体に置換することにより、パターン倒れの発生を抑えつつ液処理を行う技術の開発を進めている。この技術では、ウエハ表面に供給される液の流れを調節するために、処理槽内に整流板を設けることを検討している。ところが整流板は、液体同士の混合を促進して、ウエハ表面を均一に処理する役割が求められたり、反対に液体同士の混合を抑制して効率よく置換を進める役割が必要とされたりするため、ある液の置換に好適な整流板を選択すると、他の液体の置換にはふさわしくない流れの状態を作り出してしまう場合があることが分かった。

ここで特許文献１には複数の洗浄工程を同一の洗浄槽内で行うワンバス方式の洗浄装置において、洗浄槽内に垂直保持された半導体基板の上部に、当該半導体基板の直径より大きい開口部を有する処理液ノズルを設け、半導体基板の表面に処理液の膜状流を形成しながら洗浄を行う技術が記載されているが、整流板に関する記載はない。

また特許文献２には、扁平な洗浄処理容器内の扁平な面に平行に基板を配置して、この基板と平行に一方向に洗浄液を流して基板の洗浄を行う際に、洗浄液の供給部にルーバ状の整流部材を設け、洗浄液の流れを均一化する技術が記載されている。しかしながら特許文献２に係わる基板洗浄装置では、同種の洗浄液を整流する技術が記載されているだけであり、置換される液体が切り替えられる場合の整流部材の構成は明らかでない。

特許第３９３７５０８号公報：段落００１２、図１ 特開２００２−２２４６２７号公報：段落００５６、図８

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、置換される液体の種類に応じて処理槽内の流れを調節することが可能な液処理装置、液処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。

本発明に係る液処理装置は、上部には開口が形成されると共に、下部には、内部の気体と置換される置換液の供給、及び液体の排出が行われる下部ポートが設けられ、内部に収容した被処理基板の液処理を行うための処理槽と、
この処理槽内へ液体を供給し、また気体を排出するための上部ポートが設けられ、前記開口を気密に塞ぐ着脱自在な蓋部と、
前記上部ポートから供給された液体の流れを調節するために、前記被処理基板と前記上部ポートとの間に交換可能に取り付けられ、互いに開口面積が異なる孔部が形成された第１の整流板及び第２の整流板と、
前記処理槽の外部にて、前記第１の整流板及び第２の整流板を保管する保管部と、
前記処理槽内の置換液を、上部ポートから供給される処理液に置換するときには、前記第１の整流板を処理槽に装着し、その後、当該処理槽内の液体を、上部ポートから供給される他の液体に置換するときには、前記第２の整流板を装着するために、前記保管部と前記処理槽との間で前記第１の整流板または第２の整流板を搬送する搬送機構と、
前記他の液体を処理槽内に供給した後において、前記処理槽内を超臨界状態または亜臨界状態の高圧流体の雰囲気とした後、減圧により当該高圧流体を気体にして被処理基板を乾燥するための乾燥雰囲気形成部と、を備えたことを特徴とする。

前記液処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記蓋部は、前記第１の整流板と一体に構成された第１の蓋部と、前記第２の整流板と一体に構成された第２の蓋部とに分かれており、前記搬送機構は、当該第１の蓋部または第２の蓋部を前記保管部と処理槽との間で搬送すること。
（ｂ）前記第１の整流板と第２の整流板とは、孔数、孔径の少なくとも一方を変えることにより、孔部の開口面積を異ならせていること。
（ｃ）前記第１の整流板と第２の整流板とのうち、一方の整流板の孔部の開口面積を他方の整流板の孔部の開口面積より小さくすることにより、当該一方の整流板が取り付けられている際の処理槽内の液体同士の混合度合いを大きくしたこと。

（ｄ）前記第１の整流板と第２の整流板とのうち、一方の整流板の孔部の開口面積を他方の整流板の孔部の開口面積より大きくすることにより、当該一方の整流板が配置された期間中における処理槽内の液体同士の混合を抑えて、液体の置換が行われやすくなるようにしたこと。
（ｅ）前記蓋部を取り外した状態で処理槽を収容し、この処理槽内を高圧流体の雰囲気とする処理が行われる外部容器を備え、当該処理槽には、蓋部の取り付け、取り外しが行われる位置と、前記外部容器との間で処理槽を移動させる移動機構が設けられていること。

本発明によれば、被処理基板の液処理を行う処理槽に対して、第１の整流板と第２の整流板とを交換することができるので、置換される液体の種類に応じた整流作用を発揮させることができる。

本実施の形態の液処理装置及びウエハの受け渡し機構の一例を示す斜視図である。 前記液処理装置の全体構成を示す模式図である。 前記液処理装置に設けられる処理槽の一部破断斜視図である。 前記処理槽及び超臨界処理用の外部容器の構成を示す第１の説明図である。 前記処理槽及び外部容器の第２の説明図である。 前記液処理装置に設けられている、整流板の搬送機構の構成を示す第１の斜視図である。 前記整流板の搬送機構を示す第２の斜視図である。 前記整流板の外観構成を示す斜視図である。 第１の整流板の孔部の位置を示す平面図である。 第２の整流板の孔部の位置を示す平面図である。 前記液処理装置の作用を示す第１の説明図である。 前記液処理装置の作用を示す第２の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第３の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第４の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第５の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第６の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第７の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第８の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第９の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第１０の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第１１の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第１２の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第１３の説明図である 前記液処理装置の作用を示す第１４の説明図である 他の例に係わる整流板の孔部の位置を示す平面図である。 他の例に関わる液処理装置における蓋部の搬送機構の構成例を示す縦断側面図である。 前記他の例に関わる液処理装置の作用を示す第１の説明図である。

本発明の液処理装置を備えたシステムの一例として、被処理基板であるウエハＷに処理液を供給して液処理を行う液処理装置２について説明する。図１は本実施の形態の液処理装置２及びこの液処理装置２にウエハＷを搬入する機構の構成を示す一部破断斜視図である。液処理装置２は外部に設けられたウエハの搬送機構からのアクセスが可能な筐体１０１内の例えば床面上に配置されており、その上方側の空間には、液処理装置２と外部のウエハ搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し機構が設けられている。本例では、この受け渡し機構として、ウエハＷを保持して搬送する受け渡しアーム１１と、液処理装置２への搬入出前後のウエハＷが載置される搬入出棚１２とが設けられている。図１では、搬入出棚１２の設けられている方向を前方として説明を行う。

受け渡しアーム１１は、例えば筐体１０１内の底部に配置されている液処理装置２の上方側、後方寄りの位置に配置されており、真空チャックが設けられたフォーク１１１などによって、ウエハＷを１枚ずつ保持することが可能な、例えば６軸の多関節アームである。また受け渡しアーム１１は、仕切板１０５や支持台１０６によって仕切られた空間内に設置されており、受け渡しアーム４１の作動によって発生するパーティクルなどがウエハＷの搬送される空間へと進入しにくくなるようにしている。図中、１０４はウエハＷの受け渡しを行う空間に受け渡しアーム１１を進入させるためのアクセス口である。

搬入出棚１２は、例えば液処理装置２の上方側、前方寄りの位置に設けられており、ウエハＷを１枚ずつ水平に保持する例えば３本の昇降ピンを介して外部のウエハ搬送機構と受け渡しアーム１１との間でのウエハＷの受け渡しを可能にする。搬入出棚１２を手前側から見ると、上面に向かって開口している処理槽２２の上方側、側方寄りの位置に配置されている。この配置によりウエハＷを上下方向に搬送するための搬送経路が確保され、搬入出棚１２と干渉することなく迅速にウエハＷを処理槽２２から搬入出することができる。搬入出棚１２は図１に示した如く１つだけ設ける場合に限定されず、搬入用と搬出用の２つの搬入出棚１２を設け、液処理後のウエハＷの再汚染を抑えてもよい。

図１中、１０３は液処理の前後のウエハＷが搬入出される搬入出口であり、外部のウエハ搬送機構は、この搬入出口１０３を介して筐体１０１内に進入する。また１０２は筐体１０１内に清浄空気のダウンフローを形成するためのＦＦＵ（Fan Filter Unit）、１０７は当該ダウンフローの排気口である。

この筐体１０１内に設けられた液処理装置２は、液処理を行った後、高圧流体、例えば超臨界流体を利用することにより表面に気液界面を形成せずにウエハＷを乾燥することができる。図２に示すように液処理装置２は、ウエハＷに対する液処理が実行される処理槽２２と、液処理を行う際にこの処理槽２２を密閉する蓋部２３と、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する処理を行う際に処理槽２２を収容する外部容器２１とを備えている。

図４、図５に示すように外部容器２１は、例えば縦方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されており、その内部には処理槽２２を収容することが可能な空間が形成されている。図２に示すように外部容器２１には例えば抵抗発熱体からなるヒーター２１２が設けられていて、電源部２１３からの給電により、外部容器２１の本体を加熱し、これにより後述する乾燥防止用の液体を加熱して超臨界状態にすることができる。ヒーター２１２などにより構成される加熱機構は、本実施の形態の乾燥雰囲気形成部の一部を構成している。

図３に示すように処理槽２２は１枚、または複数枚のウエハＷを縦向きに格納することが可能な容器であり、後述する処理液や乾燥防止用の液体中に浸漬した状態でウエハＷを保持することができる。処理槽２２は、外部容器２１の内部空間より幅の狭い、縦方向に扁平な形状となっており、外部容器２１は前記空間内に処理槽２２を収容することができる。

ここで処理槽２２に複数枚のウエハＷを格納する場合には、例えば隣り合うウエハＷにて、パターンが形成される面同士を対向させるように配置することにより当該面へのパーティクル等の付着を避けるようにするとよい。ウエハＷの枚数が奇数枚の場合には、残る１枚のウエハＷは、パターンの形成面を他のウエハＷ側に向け、処理槽２２の壁面に対向させないようにすることが好ましい。

図３に示すように処理槽２２の上面には開口部２２２が設けられており、受け渡しアーム１１に保持されたウエハＷはこの開口部を介して処理槽２２内に搬入される。
一方、処理槽２２の底部はウエハＷの形状に沿って湾曲した形状となっており、ウエハＷを格納する空間の下部側にはウエハＷを保持するためのウエハ保持部材２２３が設けられている。ウエハ保持部材２２３には、ウエハＷの形状に沿った不図示の溝が形成されており、ウエハＷの周縁部をこの溝内に嵌合させることによりウエハＷを縦向きに保持することができる。またウエハ保持部材２２３は、処理槽２２に供給された液体が各ウエハＷの表面に十分に接触し、且つ、ウエハＷを保持したフォーク１１１が処理槽２２内に進入しても、ウエハＷやフォーク１１１が他のウエハＷや処理槽２２本体と干渉しないように溝の配置位置や溝同士の間隔が調整されている。

図３に示すように処理槽２２の底面には、処理槽２２内の気体と置換される置換液であるＤＩＷ（DeionIzed Water）を供給し、また各種液体や超臨界流体を排出するための開口部２２４が設けられている。図２に示すように、この開口部２２４は流体の供給・排出ポート２２６を介して供給・排出ライン３４に接続されている。後述するように処理槽２２は横方向に移動することができるので、供給・排出ライン３４は例えば耐圧性を備えたフレキシブル配管などにより構成され、処理槽２２の移動に伴って変形することができる。供給・排出ポート２２６は本実施の形態の下部ポートに相当する。また、超臨界流体を排出して減圧により超臨界流体を気体にするという観点においては、供給・排出ポート２２６は乾燥雰囲気形成部の一部としての機能を兼ね備えていることにもなる。

図２に示すように供給・排出ポート２２６に接続された供給・排出ライン３４の他端側には、複合バルブなどからなる切り替えバルブＶ６が設けられており、この切り替えバルブＶ６は、処理槽内の気体と置換される液体であるＤＩＷを供給するＤＩＷ供給部３１１及び、例えば外部の除害設備や処理液の回収設備などへと続く配管ラインが接続されている。

処理槽２２は、例えば幅の狭い側面部にて厚板状の封止板２２１に固定されている。そしてこの封止板２２１を横方向に移動させることによって、受け渡しアーム１１との間でのウエハＷの受け渡しが行われる受け渡し位置と後述する蓋部２３の取り付け、取り外しが行われる位置や、外部容器２１との間で処理槽２２を移動させることができる。また後述するように本例に係わる液処理装置２では、ウエハＷの受け渡し位置において、整流板２７の取り替えも行うことができる。

さらに封止板２２１は、図２に破線で示すように、処理槽１２が外部容器２１内に収容されたときに、当該外部容器２１の開口部２１１を塞ぐ役割も果たしている。外部容器２１の開口部２１１の周囲には不図示のＯリングが設けられており、封止板２２１は、このＯリングを押しつぶして外部容器２１内の処理空間を密閉することができる。

図４、図５に示すように封止板２２１は台座部２６に支持されており、例えばこの台座部２６には処理槽２２を移動させる方向に沿って当該台座部２６を切り抜いた走行軌道２６１が形成されている。一方、封止板２２１の下端部には、当該走行軌道２６１内に向けて下方側に伸びだした走行部材２２５が設けられている。そして図２、図４に示すように、この走行部材２２５には走行軌道２６１に沿って掛け渡されたボールネジ２６３が貫通していて、これら走行部材２２５とボールネジ２６３とでボールネジ機構を構成している。

そしてボールネジ２６３の一端に設けられた駆動部２６２（図２）により当該ボールネジ２６３を左右いずれかの方向に回転させることにより、走行軌道２６１内で走行部材２２５が走行し、これによりウエハＷの受け渡し位置から、蓋部２３の下方位置や外部容器２１に処理槽２２を移動させることができる。そしてこれとは反対に、ボールネジ２６３を反対方向に回転させることにより、外部容器２１の内部から受け渡し位置へ向けて処理槽２２を移動させることができる。これらの観点において、ボールネジ２６３や走行部材２２５、駆動部２６２は、処理槽２２の移動機構に相当する。但し処理槽２２を移動させる移動機構は、上述したボールネジ機構の例に限定されるものではなく、例えばリニアモータや伸縮アーム、エアシリンダーなどを用いてもよい。

また図１、図４〜５に示すように液処理装置２には、封止板２２１や処理槽２２が移動する領域を側面から覆うように、壁部２４が設けられている。壁部２４は封止板２２１の走行方向に沿って伸びる２枚の側壁部材２４１と、外部容器２１の開口部２１１と対向するように設けられた前方壁部材２４２とから構成されている。そして前記２枚の側壁部材２４１の奥手側の一端は、例えば外部容器２１の側壁面に強固に固定されており、これにより壁部２４は外部容器２１と一体になっている。

また液処理装置２は、外部容器２１内で超臨界流体を利用したウエハＷの乾燥を行う際に封止板２２１が受ける内圧に抗して、当該封止板２２１を外部容器２１側へ向けて押さえつけるための固定板２５を備えている。この固定板２５は、処理槽２２及び封止板２２１が横方向に移動する領域から退避した位置と、封止板２２１を外部容器２１側へ向けて側面側から押さえる位置との間を、不図示の駆動機構により横方向に移動可能なように構成されている。

一方、２枚の側壁部材２４１には、左右方向に移動する固定板２５を貫通させることが可能な嵌入孔２４３が形成されており、壁部２４（側壁部材２４１）の外方で待機している固定板２５は、一方側の側壁部材２４１の嵌入孔２４３を通り抜けて封止板２２１を固定する位置へと移動することができる。また封止板２２１を固定する位置まで移動した固定板２５は、その左右両端部が各側壁部材２４１の嵌入孔２４３に嵌め込まれた状態となり、この結果、固定板２５がかんぬきのように側壁部材２４１に係止され、外部容器２１内の圧力に抗して封止板２２１を押さえつけることができる（図５参照）。

次いで処理槽２２に処理液や乾燥防止用の液体などを供給する蓋部２３について説明する。図１、図２に示すように蓋部２３は既述のウエハＷの受け渡し位置と、外部容器２１との間に配置されており、これらの位置の間を横方向に移動する処理槽２２の上方側にて、例えば壁部２４（側壁部材２４１）に支持されている。

蓋部２３は、処理槽２２の上面に形成された開口部２２２を気密に塞いで当該処理槽２２を密閉する役割を果たし、当該開口部２２２の形状に合わせて例えば前後方向に細長い部材により形成されている。蓋部２３の下面には、周縁部から中央部へ向けて深くなる凹部２３３が形成されており、この凹部２３３の頂端には、蓋部２３を形成する部材内を貫通し、処理槽２２に流体を供給し、また処理槽２２内の流体を排出するための上部ポートである供給・排出ポート２３４が開口している。

図２に示すように供給・排出ポート２３４は、複合バルブなどからなる切り替えバルブＶ４と接続されており、当該バルブＶ４には液供給ライン３２を介してＤＩＷ供給部３１１、ＤＨＦ供給部３１２及びＩＰＡ供給部３１３が接続されている。ＤＨＦ供給部３１２は供給・排出ポート２３４を介して処理槽２２内に処理液であるＤＨＦ（Diluted Hydro Fluoric acid、希フッ酸）を供給する役割を果たす。

またＤＩＷ供給部３１１は既述の置換用の液体の供給に加えＤＨＦによる処理を終えた後の処理槽２２にＤＩＷを供給する役割も兼ね備え、この場合のＤＩＷは液処理を終えたあとのウエハＷのリンス洗浄を行うリンス液に相当する。そしてＩＰＡ供給部３１３は、リンス洗浄を終えた後のウエハＷの乾燥を防ぐために、乾燥防止用の液体であるＩＰＡを供給する役割を果たしている。ここで図２中に示したＶ１〜Ｖ３は開閉弁である。

さらに既述の切り替えバルブＶ４には、外部の除害設備や処理液の回収設備などへと続く排出ライン３３が接続されており、当該排出ライン３３やここに設けられている開閉バルブＶ５などは、供給・排出ポート２３４側に接続されている。

このような構成を備えた蓋部２３は、図１に示すように昇降機構２３８を介して壁部２４に支持されている。この結果、蓋部２３を処理槽２２に取り付け、開口部２２２を塞いで密閉する密閉位置と、この密閉位置から上方側へ退避させることにより処理槽２２から蓋部２３を取り外し、開口部２２２を開放する開放位置との間で蓋部２３を昇降させることができる。蓋部２３を取り外すことにより、横方向に処理槽２２を自由に移動させて、受け渡しアーム１１との間でウエハＷの受け渡しを行ったり、外部容器２１内に処理槽２２を収容したりすることが可能になる。

上述のように蓋部２３は昇降機構２３８によって昇降自在に構成されているので、供給・排出ポート２３４に接続された液供給ライン３２や排出ライン３３は、フレキシブル配管などにより構成され、蓋部２３の移動に伴って変形することができる。なお、図示の便宜上、図１以外の図においては蓋部２３の昇降機構２３８の記載は省略してある。

以上に説明した構成を備えた本実施の形態に係わる液処理装置２では、供給・排出ポート２３４から供給された各種液体の流れを調節するために、当該供給・排出ポート２３４と処理槽２２との間に整流板２７が配置される。背景技術にて説明したように、整流板２７は置換される液体の種類に応じて必要とされる機能が異なる場合があるところ、本実施の形態に係わる液処理装置２は、複数種類の整流板２７ａ、２７ｂを取り替えることにより、置換される液体の種類に適した流れの調節（整流作用）を行うことができる。以下、整流板２７ａ、２７ｂ及びその取り替えを行う機構の構成について説明する。

図１に示すように、本例の液処理装置２は、整流板２７ａ、２７ｂの保管部に相当する保管棚５と、この保管棚５と処理槽２２との間で整流板２７ａ、２７ｂを搬送する搬送機構４とを備えている。保管棚５は、例えば受け渡しアーム１１から見て、処理槽２２を囲む壁部２４の右手側の前方位置に配置され、液処理装置２を覆う筐体１０１の側壁面に取り付けられている。図６に示すように保管棚５は、例えば２段の棚板５１を備え、各棚板５１上の所定の位置に整流板２７ａ、２７ｂを１つずつ保管することができる。保管棚５と筐体１０１の側壁面との接続部は開口しており、搬送機構４はこの開口を介して整流板２７ａ、２７ｂにアクセスすることができる。

搬送機構４は、前記壁部２４の側方位置であって保管棚５と同じ面側に配置されており、当該保管棚５と、ウエハＷの受け渡し位置まで移動した処理槽２２との双方にアクセスすることが可能である（図１）。図６、図７に示すように本例の搬送機構４は、その先端部に整流板２７ａ、２７ｂを把持するチャック部４１を備えたアーム部４２と、当該アーム部４２を支持する支軸４３と、この支軸４３を昇降、回転駆動する駆動部４４と、当該駆動部を横方向へ移動可能なように支える基台部４５とを備えている。

チャック部４１は、図８に示すように整流板２７（２７ａ、２７ｂ）に設けられた取手部２７１を掴んでこれを把持する役割を果たす。また、アーム部４２は周囲の壁部２４を跨いで処理槽２２に整流板２７ａ、２７ｂを取り付けることができるように、チャック部４１の設けられた先端側が下向きに折れ曲がっている。

以上の構成を備えた搬送機構４は、図６に示すようにアーム部４２を保管棚５に向け、各棚板５１の高さ位置に合わせてチャック部４１を進入させて整流板２７ａ、２７ｂを把持する。そして基台部４５上の駆動部４４を後退させ、支軸４３を伸張させた後、アーム部４２の向きを変えることにより、図７に示すように処理槽２２の開口部２２２上方位置まで整流板２７ａ、２７ｂを搬送し、アーム部４２を降下させることにより、処理槽２２に整流板２７ａ、２７ｂを取り付けることができる。

処理槽２２に取り付けられる整流板２７ａ、２７ｂは、供給・排出ポート２３４から凹部２３３内に供給された液体を分散して処理槽２２内に供給する役割を果たす。整流板２７ａ、２７ｂは開口部２２２に嵌合させて処理槽２２への取り付けができるように、当該開口部２２２の形状に対応した細長い板状の部材から構成されている。整流板２７ａ、２７ｂには孔部２７２が形成されており、この孔部２７２の孔数や孔径を変更することにより、置換される液体の種類に応じた整流作用を得ることができる。

例えば図９に示した整流板２７ａは、置換液であるＤＩＷと処理液であるＤＨＦとの置換に適した整流作用を発揮するように設計された孔部２７２を備えている。例えばＤＨＦは、ウエハＷの表面に形成された自然酸化膜などを除去する役割を果たすが、ＤＨＦの濃度が処理槽２２内で不均一であると、ＤＨＦによる液処理のむらが発生してしまうおそれがある。

そこで本例に係わる整流板２７ａでは、例えば短辺が約５ｍｍ、長辺が約３６５ｍｍの面内に、直径２ｍｍの孔部２７２を２つ設けた構成となっている。これら孔部２７２のトータルの開口面積を小さくすることにより、孔部２７２を通り抜けるＤＨＦの流速を大きくすると共に、当該ＤＨＦの流れを大きく収縮、拡大させることができる。この結果、供給・排出ポート２３４と処理槽２２内の液体との混合を促進して、処理槽２２内のＤＨＦの濃度を均一にしながらＤＩＷとＤＨＦとの置換を進めることができる。

図中、破線で示した円は、供給・排出ポート２３４の開口部の下方位置を示しており、各孔部２７２はこの開口部の下方位置からずれた位置に配置されている。これにより、供給・排出ポート２３４から吐出された流体は、整流板２７にぶつかって流れ方向を変えてから各孔部２７２を通流するので整流板２７を設けることによる分散作用を確実に発揮させることができる。本例では、整流板２７ａは第１の整流板に相当している。

一方、図１０は、ＤＨＦによるウエハＷの処理を終え、再びＤＩＷで満たされた状態の処理槽２２内を、乾燥防止用の液体であるＩＰＡに置換する際に取り付けられる整流板２７ｂを示している。ＤＩＷやＩＰＡはウエハＷに対しては殆ど不活性であり、ウエハＷに接触する際の処理槽２２内の濃度が不均一であっても処理むらを生じるなどの不具合はない。このため、ＤＩＷとＩＰＡとの混合を抑えつつ、これらの液体が２相に分かれた状態でＩＰＡによりＤＩＷを押し出す流れを形成することができれば比較的短い時間で液体の置換を終えることができる。

そこで当該整流板２７ｂは、整流板２７ａと同様の平面内に、例えば直径１ｍｍの孔部２７２が５個ずつ、２列に並べて、合計１０個設けられている。このように多数の孔部２７２を設けることにより、トータルの開口面積が大きくなり、各孔部２７２を通過するＩＰＡの平均流速が小さくなる。この結果、孔部２７２を通過する前後でのＩＰＡの流れの乱れが小さくなり、ＤＩＷとＩＰＡとの混合を抑えながら短い時間で液体の置換を実施できる。本例の整流板２７ｂは第２の整流板に相当している。

以上に説明した構成を備えた液処理装置２は、図２に示すように制御部６と接続されている。制御部６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、記憶部には液処理装置２の作用、即ち外部からウエハＷを受け取って処理槽２２に搬入して液処理を行い、次いで超臨界流体を利用して乾燥を行ってから、外部のウエハ搬送機構に処理後のウエハＷを受け渡すための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。

特に制御部６は、図２に示すように各種バルブＶ１〜Ｖ６や駆動部２６２、電源部２１３などに制御信号を出力し、処理槽２２や蓋部２３の移動タイミングや移動距離、処理槽２２内に供給される流体の供給位置やタイミング、流体の種類の切り替え、処理槽２２から流体を排出する位置やタイミングの切り替え、並びに流体の供給、排出量の調整などを行うことができる。さらに制御部６は、供給される液体の種類に応じて適切な整流板２７ａ、２７ｂを選択して処理槽２２に取り付けるように、搬送機構４を作動させる役割も果たしている。また外部容器２１内の温度についても不図示の温度検出部にて検出した温度に基づき、電源部２１３から供給される電力量を増減して、外部容器２１に収容された処理槽２２内の流体を所望の温度に加熱することができるようになっている。

以上に説明した構成を備えた液処理装置２の作用について図１１〜図２４を参照しながら説明する。はじめに、外部のウエハ搬送機構が搬入出口１０３を介して筐体１０１内に進入し、ウエハＷを搬入出棚１２の昇降ピンに受け渡したら、受け渡しアーム１１は昇降ピンで支持されたウエハＷの下方にフォーク１１１を進入させ、次いで昇降ピンを降下させることによりフォーク１１１にウエハＷを受け取る。このとき、ウエハＷを搬入可能な処理槽２２は、内部に液体が満たされていない、空の状態で受け渡し位置にて待機している。

搬入出棚１２からウエハＷを受け取った受け渡しアーム１１は、ウエハＷを縦向きに起こすと共にフォーク１１１の先端が処理槽２２の開口部に向くように各回転軸を回転させた後、図１１に示すようにフォーク１１１を降下させてウエハＷを処理槽２２内に搬入する（但し図１１ではフォーク１１１の記載を省略してある）。こうして処理槽２２内に所定枚数のウエハＷが収容されたら、処理槽２２からフォーク１１１を退避させる。

ウエハＷが処理槽内に収容されたら、搬送機構４のアーム部４２を移動させて保管棚５から整流板２７ａを取り出して、図１２に示すように処理槽２２の開口部２２２上方位置まで搬送し、当該開口部２２２に嵌合させて整流板２７ａの取り付けを行う。整流板２７ａの取り付けを終えたら、蓋部２３の装着が行われる位置へ処理槽２２を移動させる。なお図示の便宜上、図８、図１２、図１９以外では、各整流板２７ａ、２７ｂの取手部２７１の記載は省略してある。

図１３に示すように、蓋部２３の装着位置に処理槽２２が到着したら、開放位置にて待機していた蓋部２３を降下させ、処理槽２２上に蓋部２３を載置して開口部２２２を気密に塞ぎ、処理槽２２内を密閉する。このとき切り替えバルブＶ４、Ｖ６は、例えばいずれのラインに対しても閉の状態となっていて（図１３中に「Ｓ」の符号を付してある。他図においても同じ）、処理槽２２に対しては流体の供給、排出は行われていない。

蓋部２３が取り付けられたら、図１４に示すように下部側の切り替えバルブＶ６のＤＩＷ供給部３１１に接続されたバルブ部を開として（図１４中に「Ｏ」の符号を付してある。他図においても同じ）、ＤＩＷを受け入れる一方、上部側の切り替えバルブＶ４では排出ライン３３に接続されたバルブ部を開として、処理槽２２内の気体を排出する。この動作により、密閉された処理槽２２内は、下部側から上部側へ向けて気体が液体であるＤＩＷへと次第に置換されてく。このようにＤＩＷを下方側の供給・排出ポート２２６から供給することにより、処理槽２２内にはしぶきや気泡が形成されにくく、表面に気泡などが付着したままの状態でウエハＷがＤＩＷ内に浸漬されるといった状態の発生を抑えることができる。

処理槽２２及び蓋部２３の凹部２３３内がＤＩＷで置換された状態となったら、図１５に示すように上部側の切り替えバルブＶ４の液供給ライン３２に接続されたバルブ部を開とすると共に、液供給ライン３２から排出ライン３３へ向けてＤＩＷ供給部３１１よりＤＩＷを流す。この動作により、供給・排出ポート２３４の上流側である液供給ライン３２、切替バルブＶ４内、及び供給・排出ポート２３４よりも排出ライン３３側の系内に残存している気体をＤＩＷで置換し、後段のＤＨＦなどの供給動作の際における処理槽２２内への気体の再進入を抑えることができる。このとき、下部側の切り替えバルブＶ６は全閉として、排出ライン３３側に向けて流れるＤＩＷや気泡が処理槽２２側へと流入しないようにするとよい。

処理槽２２、蓋部２３の凹部２３３内、供給・排出ポート２３４やこれよりも上流側の液供給ライン３２、下流側の排出ライン３３内がＤＩＷに置換されたら、図１６に示すように上部側の切り替えバルブＶ４では、排出ライン３３へ接続されたバルブ部を閉とし、液供給ライン３２側は開のままとしておく。一方、下部側の切り替えバルブＶ６では、処理槽２２内の液体を外部へ排出する配管ラインに接続されたバルブ部を開く。こうして下部側の供給・排出ポート２２６から処理槽２２内の液体を抜きつつ、上部側の供給・排出ポート２３４では例えば排出量と同量の処理液であるＤＨＦをＤＨＦ供給部３１２より供給する。

この結果、上部側の供給・排出ポート２３４から供給されたＤＨＦが整流板２７ａの孔部２７２を通過して処理槽２２内に分散供給され、処理槽２２内のフッ化水素濃度が上昇して、ウエハＷの表面に形成された不要な自然酸化膜などが除去される。このとき、整流板２７ａに設けられている孔部２７２が２個だけであり、トータルの開口面積が比較的小さいことにより、当該孔部２７２を通流するＤＨＦの流速が大きくなり、またＤＨＦの流れも大きく収縮、拡大する。この結果、ＤＨＦの流れの乱れが大きくなり、ＤＩＷとＤＨＦとが処理槽２２内で混合され、より均一な状態でウエハＷ液処理を行うことができる。ここで供給・排出ポート２３４から供給されるＤＨＦの単位時間あたりの供給量は、例えばＤＨＦ供給部３１２に設けられた不図示の流量調節弁で調整可能な範囲内で、最も処理むらが小さくなる供給量を予備実験などにより決定しておくとよい。

またこのとき、予め処理槽２２内がＤＩＷで満たされていることにより、上部側の供給・排出ポート２３４よりＤＨＦを供給しても、しぶきや泡が発生しにくい。また予め処理槽２２内を満たしているＤＩＷについても、下部側の供給・排出ポート２２６より供給され、ウエハＷの表面に付着している気泡が少ないことから、ウエハＷの表面にＤＨＦが満遍なく行き渡り、処理むらの発生が抑えられる。

そして処理槽２２内に上部側から下部側へ向けて流れるＤＨＦの流れを形成することにより、処理槽２２のパーティクルの巻き上げを抑え、ウエハＷへの再付着を抑制しつつパーティクルを処理槽２２から排出することができる。このような上部側から下部側へ向けた流れを形成することによるパーティクルの再付着抑制効果は、後段のリンス液（ＤＩＷ）や乾燥防止液（ＩＰＡ）への置換動作においても同様に発揮される。

処理槽２２内のＤＩＷをＤＨＦと置換し、予め設定した時間だけ液処理を行ったら、図１７に示すように上部側の供給・排出ポート２３４へ向けて供給される液体をＤＨＦからＤＩＷに切り替えて処理槽２２内をＤＩＷに置換する。このとき処理槽２２内に供給されるＤＩＷは、ウエハＷの表面からＤＨＦを除去するリンス液としての役割を果たし、ＤＨＦがＤＩＷに置換されることにより、ウエハＷの液処理が停止される。

このときにも孔部２７２を通過するＤＩＷの流れが乱れてＤＨＦとＤＩＷとの混合が促進されることにより、ウエハＷの面内全体でＤＩＷとＤＨＦとの混合流体の濃度がより均一な状態に保たれ、処理むらの発生を抑えつつ液処理を停止することができる。

処理槽２２内のＤＨＦをＤＩＷに置換したら、各バルブＶ４、Ｖ６を閉じ、蓋部２３を開放位置まで上昇させて、整流板２７ａ、２７ｂの取り替えが行われる受け渡し位置まで処理槽２２を移動させる（図１８）。ここで蓋部２３を取り外す際に、凹部２３３内を満たしていたＤＩＷが流れ落ちることになるが、蓋部２３を取り外す位置における処理槽２２の下方側に受け皿を設け、流れ落ちたＤＩＷを外部に排出するようにしてもよい。

ＤＩＷで満たされた処理槽２２が受け渡し位置に到達したら、搬送機構４を作動させ、整流板２７ａを取り外して保管棚５へ戻す。そして、図１９に示すようにＩＰＡへの置換用の整流板２７ｂを取り出して処理槽２２の開口部２２２に取り付けた後、処理槽２２を移動させ、再度、蓋部２３を装着する。

蓋部２３が装着されたら、まず下部側の切り替えバルブＶ６のＤＩＷ供給部３１１に接続されたバルブ部と、上部側の切り替えバルブＶ４の排出側のバルブ部とを開き、ＤＩＷを供給して蓋部２３の凹部２３３内の気体を追い出す（不図示）。しかる後、図２０に示すように上部側の切り替えバルブＶ４のＩＰＡ供給部３１３に接続されたバルブ部、及び下部側の切り替えバルブＶ６の排出ライン３３に接続されたバルブ部を開として、処理槽２２内のＤＩＷをＩＰＡに置換する。このＩＰＡは液処理を行った後のウエハＷの乾燥を防止し、パターン倒れの発生を防ぐ役割を果たすと共に、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する後段の処理において超臨界流体の原料となる。

このとき、整流板２７ｂには合計１０個の孔部２７２が設けられており、トータルの開口面積が比較的大きいことにより、当該孔部２７２を通流するＩＰＡの流速が小さくなる。ＩＰＡは、ＤＩＷ中に溶解可能であるが、下部側からＤＩＷを抜き出しつつ上部側からＩＰＡをゆっくりと供給すると、ＩＰＡとＤＩＷとの比重差により、図２０にイメージ的に示すように両液体の相がほぼ分離した状態を維持したまま処理槽２２内のＤＩＷを効率的に置換することが可能であることを発明者らは把握している。ＩＰＡとＤＩＷとがほぼ分離された状態を保ったまま置換を行うことが可能な供給・排出ポート２３４からのＩＰＡの単位時間あたりの供給量についても予備実験などにより把握しておくとよい。

そして処理槽２２内がＩＰＡに置換されたら、上部側、下部側の切り替えバルブＶ４、Ｖ６を全て閉にして、処理槽２２における液体の供給、排出を停止した後、蓋部２３を開放位置まで上昇させて処理槽２２から蓋部２３を取り外す（図２１）。このときにも蓋部２３の凹部２３３からはＩＰＡが流れ落ちる可能性があるが、当該ＩＰＡは処理槽２２の下方側に設けた受け皿を介して外部に排出したり、回収したりするとよい。

蓋部２３が取り外されたら、受け渡し位置まで処理槽２２を移動させ、搬送機構４にて整流板２７ｂを取り外した後（不図示）、外部容器２１内まで処理槽２２を移動させる（図２２）。そして固定板２５を移動させ、封止板２２１を側面側から押さえ、図２３に示すように電源部２１３をオンの状態にして、ヒーター２１２に電力を供給し、処理槽２２内を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に加熱する。ここで処理槽２２は整流板２７ｂを取り付けたままの状態で外部容器２１内に搬入してもよく、また、処理槽２２を外部容器２１に収容したら直ちにＩＰＡの蒸発が開始されるようにヒーター２１２は常時、加熱状態にしておいてもよい。

処理槽２２を加熱したとき、外部容器２１の開口部２１１は封止板２２１で封止され、供給・排出ポート２２６の下流の切り替えバルブＶ６も全て閉の状態となっているので、処理槽２２内のＩＰＡが蒸発して気体となる際に、ＩＰＡの体積の膨張に伴って外部容器２１（処理槽２２）内の圧力が上昇する。さらにこの密閉された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、処理槽２２の内部が超臨界状態のＩＰＡで満たされた状態となる。

この結果、ウエハＷの表面は液体のＩＰＡから超臨界状態の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と超臨界流体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流体に置換することができる。こうしてＩＰＡの加熱を開始して所定の時間が経過し、処理槽２２内のＩＰＡが液体から超臨界流体に変化して超臨界流体雰囲気となったら、図２４に示すように切り替えバルブＶ６の外部に接続されたバルブ部を開き、ＩＰＡを排出して外部容器２１（処理槽２２）内の超臨界雰囲気を減圧する。

このとき外部容器２１内をＩＰＡの凝縮温度以上に維持しておくことにより、再度の液化を防ぎつつＩＰＡを排出することが可能となり、パターン倒れの発生を防ぎつつウエハＷを乾燥することができる。
ウエハＷの乾燥が終了したら固定板２５を移動させて封止板２２１の固定を解除し、受け渡し位置まで処理槽２２を移動させ、搬入時とは逆の順序でウエハＷを取り出し、外部の搬送手段に乾燥したウエハＷを受け渡して液処理を終える。

本実施の形態に関わる液処理装置２によれば以下の効果がある。ウエハＷの液処理を行う処理槽２２に対して、第１の整流板（整流板２７ａ）と第２の整流板（整流板２７ｂ）とを交換可能に取り付けることができる。この結果、置換される液体の種類に応じて、流体の混合を促進させて処理槽２２内の液体の濃度が均一な状態を維持しながら置換を行ったり、反対に液体同士の混合を抑えつつ短時間で置換を行ったりすることができる。

また液処理を行った後は、処理槽２２内を乾燥防止用の液体で満たした状態で超臨界流体によるウエハＷの乾燥を開始するので、ウエハＷが気体の雰囲気に晒されず、パターン倒れの発生が抑えられる。
このほか、下部側の供給・排出ポート２２６に接続される配管は、ＤＩＷ供給部３１１及び外部に接続される配管ラインの２本だけとする一方、上部側の供給・排出ポート２３４にはＤＩＷ供給部３１１、ＤＨＦ供給部３１２、ＩＰＡ供給部３１３及び外部への４本の配管ラインが接続されている。このように高圧雰囲気となる外部容器２１内に収容される供給・排出ポート２２６に接続される配管ラインを減らすことにより、例えば耐圧構造を必要とする配管を短くするなどして装置コストの上昇を抑えることができる。

そして液処理装置２にて取り替えられる整流板２７ａ、２７ｂは、２枚に限定されず、置換する液体、置換される液体の組み合わせに基づいて３枚以上の整流板２７の取り替えを行ってもよい。例えば図２５には、ＤＨＦによる液処理を終えた後、処理槽２２内の液体をＤＨＦからＤＩＷに置換する際に取り付けられる整流板２７ｃを示している。例えばＤＨＦにより不要な自然酸化膜などが十分に除去された状態となっていれば、ＤＨＦの濃度が急激に変化してもウエハＷに処理むらが発生しない場合もある。この場合には、ＤＨＦとＤＩＷとを迅速に置換して、液処理装置２全体の処理時間を短くした方が好ましいこともある。

そこで液体同士の混合を抑えつつ置換を行うため、整流板２７ｃに配置する孔部２７２のトータルの開口面積を大きくする手法を採用することが考えられる。このとき既述のＤＩＷからＩＰＡへの置換と比較して、ＤＩＷとＤＨＦは比重が近いため、液体同士が互いに混合しやすい。そこで本例の整流板２７ｃは、図２５に示すように例えば直径１ｍｍの孔部２７２を１列あたり１７個、合計３４個設け、図１０に示した整流板２７ｂと比較してトータルの開口面積をさらに大きくしている。

この結果、孔部２７２から流出するＤＩＷの流速をさらに小さくして、互いの混合を抑えつつＤＨＷからＤＩＷへの液体の置換を行うことができる。従ってこの例では、はじめのＤＩＷからＤＨＦへの置換では整流板２７ａが取り付けられ、ＤＨＦからＤＩＷへの置換では整流板２７ｃが取り付けられる。そしてＤＩＷからＩＰＡの置換では整流板２７ｂが取り付けられて各々の液体に応じた整流効果が発揮されることになる。このとき液処理時に取り付けられる整流板２７ａ（第１の整流板）から見て、整流板２７ｃ、２７ｂはいずれも第２の整流板に相当していることになる。孔部２７２のトータルの開口面積は、孔数、孔径の少なくとも一方を変えることにより変化させることができる。

また搬送機構４や保管棚５の構成についても図６、図７に図示した例に限定されるものではなく他の構成を採用してもよい。例えば図２６、図２７に示した液処理装置２ａは、蓋部２３ａ、２３ｂ（第１、第２の蓋部）と整流板２７ａ、２７ｂ（第１、第２の整流板）とが一体に構成され、処理槽２２に装着する蓋部２３ａ、２３ｂを変更することにより整流板２７ａ、２７ｂの取り替えを行うものである。

図２６に示すように各蓋部２３ａ、２３ｂはこれら蓋部２３ａ、２３ｂを昇降させる昇降機構２３８ａ、２３８ｂによって上方側から支持されている。そして不図示の駆動部により、これらの昇降機構２３８ａ、２３８ｂを走行レール２８上にて横方向に移動させることにより、整流板２７ａ、２７ｂ及びこれと一体に構成された蓋部２３ａ、２３ｂを処理槽２２の開口部２２２に対向させることができる。

そして蓋部２３ａ、２３ｂと整流板２７ａ、２７ｂとが処理槽２２の開口部２２２の上方位置に到達したら、図２７に示すように昇降機構２３８ａ、２３８ｂを作動させて蓋部２３ａ、２３ｂを降下させ、前記開口部２２２を気密に塞ぐことにより、蓋部２３ａ、２３ｂの装着と整流板２７ａ、２７ｂの取り付けとが同時に行われる。

整流板２７ａと一体に構成された蓋部２３ａの供給・排出ポート２３４ａには、例えばＤＩＷ供給部３１１、ＤＨＦ供給部３１２が接続され、当該蓋部２３ａを装着した状態で置換液であるＤＩＷからＤＨＦへの置換、ＤＨＦからＤＩＷへの置換が行われる。一方、整流板２７ｂと一体に構成された蓋部２３ｂの供給・排出ポート２３４ｂには、ＩＰＡ供給部３１３が接続され、当該処理槽２２に蓋部２３ｂを装着してＤＩＷからＩＰＡへの置換が行われる。
図２６、図２７に示した液処理装置２ａの例においては、昇降機構２３８ａ、２３８ｂ、走行レール２８並びに各昇降機構２３８ａ、２３８ｂを走行レール２８上で移動させる不図示の駆動部が搬送機構に相当し、処理槽２２の上方側の空間が整流板２７ａ、２７ｂの保管部に相当している。

また超臨界流体雰囲気の形成は、処理槽２２を外部容器２１内に収容して行う場合に限定されない。例えば処理槽２２と蓋部２３とを耐圧構造として互いに強く締結し、これら処理槽２２と蓋部２３にヒーターを設けて内部のＩＰＡを加熱し、処理槽２２内を超臨界流体雰囲気としてウエハＷの乾燥を行ってもよい。この場合にも、液体の置換時に整流板２７ａ、２７ｂを取り替える本発明は適用することができる。

さらに乾燥雰囲気形成部は、処理槽２２内のＩＰＡを加熱して超臨界流体雰囲気とする場合に限定されない。例えば二酸化炭素の超臨界流体を溜めた容器などからなる高圧流体供給部を処理槽２２及び外部容器２１に接続し、外部から超臨界流体を供給しながら乾燥防止用の液体（ＩＰＡなど）を排出することにより、処理槽２２内を超臨界流体雰囲気としてもよい。この後、処理槽２２内を減圧することにより、ウエハＷの乾燥が行われる。このとき外部容器２１には例えば超臨界流体供給ポートを設け、この超臨界流体供給ポートを介して外部の高圧流体供給部からの超臨界流体の供給が行う構成などが考えられる。

このように処理槽２２に接続された高圧流体供給部５４から超臨界流体を供給することにより、超臨界流体雰囲気を形成する手法は、外部容器２１内に処理槽２２を収容した状態で行う場合に限らず、先に例示したように処理槽２２に蓋部２３を取り付けた状態のまま超臨界流体によるウエハＷの乾燥を行う場合にも適用することができる。

以上、ウエハＷに対する液処理を行ったあと、超臨界流体を利用してウエハＷを乾燥する各種の液処理装置２、２ａについて説明したが、ウエハＷを処理する処理液はＤＨＦに限定されるものではない。例えばウエハＷに付着したパーティクルや有機性の汚染物質を除去するためのＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）などで他の種類の処理液を利用した液処理にも本発明は適用できる。また上述の各種の液処理装置２ではウエハＷを縦置きの状態で保持する処理槽２２の例を示したが、ウエハＷを横置きの状態で保持する処理槽２２にも本発明は適用することができる。

そして上述の各実施の形態では、第１の整流板（整流板２７ａ）よりも第２の整流板（整流板２７ｂ、２７ｃ）の方が、孔部２７２のトータルの開口面積が大きな場合の例を示した。しかしながら、選択する処理液など、置換される液体の種類や性状に応じて、第１の整流板の方が第２の整流板よりもトータルの開口面積が大きくなる構成を採用してもよいことは勿論である。 またウエハＷを乾燥する高圧流体雰囲気は、超臨界流体雰囲気に限らず、亜臨界流体雰囲気であってもよい。

以上に説明した各例では、ＤＩＷ（置換液）による気体との置換→ＤＨＦによる液処理→ＤＩＷによるリンス洗浄→ＩＰＡによる乾燥防止の順に処理槽２２内の液体を置換し、最後に高圧流体（超臨界流体や亜臨界流体）を用いてウエハＷを乾燥する例について説明した。但し、ウエハＷを収容した処理槽２２内の液体を置換して液処理を行うにあたり、置換する液体や置換される液体の種類に応じて適切な開口面積を有する整流板２７を選択する技術の有効性は、高圧流体を用いたウエハＷの乾燥を伴う液処理への適用に限定されるものではない。例えばＤＩＷ（置換液）→ＤＨＦ（処理液）→ＤＩＷ（リンス液）→ＳＣ１（処理液）→ＤＩＷ（リンス液と乾燥防止液とを兼ねる）の順に処理槽２２内の液体を置換して液処理を行った後、ＩＰＡ蒸気の雰囲気中にウエハＷを引き上げて乾燥を行う場合などであっても本発明は適用できる。この場合にも置換する液体、置換される液体の組み合わせに応じて適切な整流板２７が選択される。

図９、図１０、図２５に示した整流板２７ａ〜２７ｃを用いて、処理槽２２内を各種の液体で置換する実験をおこなった。
Ａ．実験条件
図９に示した整流板２７ａを「整流板１」、図１０に示した整流板２７ｂを「整流板２」、図２５に示した整流板２７ｃを「整流板３」とした。
（実験１）
１枚のウエハＷ（直径３００ｍｍ）を収容し、整流板１〜３のいずれかを取り付けた容量３５０ｃｃの処理槽２２内に予めＤＩＷを満たしておき、ＤＨＦ（４９ｗｔ％フッ酸：ＤＩＷ＝１：２００）を１Ｌ／分で１５０秒間供給して自然酸化膜除去の面内均一性を調べた。
（実験２）
（実験１）において、予め満たしておく液体を（実験１）と同濃度のＤＨＦに変更し、置換する液体をＤＩＷに変更して処理槽２２から流出する液体の比抵抗の変化を計測した。
（実験３）
（実験１）において、置換する液体をＩＰＡに変更し、処理槽２２から流出する液体中のＩＰＡ濃度を計測した。但し本実験では整流板３については実験を行わなかった。

Ｂ．実験結果
（実験１〜３）の結果を（表１）に示す。
（表１）

（表１）に示した（実験１）の結果によれば「整流板１」にてＤＨＦによる液処理の面内均一性が最も良好である一方、「整流板３」は面内均一性が最も悪かった。そして「整流板２」は面内均一性が整流板１、３の間の結果が得られた。これはＤＨＦの供給量を一定とした場合に、孔部２７２のトータルの開口面積を小さくすることにより、処理槽２２内でのＤＨＦの流れを乱れさせて、液体の混合を促進するという作用と整合する結果であるといえる。

これに対して（実験２）の結果では、「整流板３」において最も短い時間（目標の比抵抗値まで約１０分）でＤＨＦからＤＩＷへの液体の置換が実行され（比抵抗の上昇速度が大きく）、「整流板１」では液体の置換に要する時間が最も長かった（目標値まで５５分以上）。そして「整流板２」は液体の置換に要する時間が整流板１、３の中間であった（目標値まで約１２分）。これについてもＤＩＷの供給量を一定としたとき、孔部２７２のトータルの開口面積を大きくすることにより、処理槽２２内でのＤＩＷの混合を抑え、より短い時間で液体の置換を進行させるという作用と整合する結果が得られた。

そして（実験３）に示すように置換される液体の比重差が大きい、ＤＩＷとＩＰＡとでは、「整流板２」の開口面積にて十分に短い時間（例えば１００秒未満）で処理槽２２内の液体をほぼ１００％のＩＰＡに置換することができた。なお（表１）において（実験３）の結果を「△」と表示しているのは、単位時間あたりのＩＰＡの供給量を１Ｌ／分から徐々に少なくしていった別実験を行ったとき、「整流板１」でも目標時間内にＩＰＡへの置換を行うことができる場合があることが確認されたからである。

Ｖ１〜Ｖ３、Ｖ５
開閉バルブ
Ｖ４、Ｖ６ 切り替えバルブ
Ｗ ウエハ
２、２ａ 液処理装置
２１、２１Ａ
外部容器
２１１ 開口部
２１２ ヒーター
２２ 処理槽
２２１ 封止板
２２２ 開口部
２３、２３a〜２３ｂ
蓋部
２３４ 供給・排出ポート
２３８ 昇降機構
２７、２７ａ〜２７ｃ
整流板
３１１ ＤＩＷ供給部
３１２ ＤＨＦ供給部
３１３ ＩＰＡ供給部
３４ 供給・排出ライン
４ 搬送機構
４１ チャック部
５ 保管棚
６ 制御部

Claims (10)

1. 上部には開口が形成されると共に、下部には、内部の気体と置換される置換液の供給、及び液体の排出が行われる下部ポートが設けられ、内部に収容した被処理基板の液処理を行うための処理槽と、
   この処理槽内へ液体を供給し、また気体を排出するための上部ポートが設けられ、前記開口を気密に塞ぐ着脱自在な蓋部と、
   前記上部ポートから供給された液体の流れを調節するために、前記被処理基板と前記上部ポートとの間に交換可能に取り付けられ、互いに開口面積が異なる孔部が形成された第１の整流板及び第２の整流板と、
   前記処理槽の外部にて、前記第１の整流板及び第２の整流板を保管する保管部と、
   前記処理槽内の置換液を、上部ポートから供給される処理液に置換するときには、前記第１の整流板を処理槽に装着し、その後、当該処理槽内の液体を、上部ポートから供給される他の液体に置換するときには、前記第２の整流板を装着するために、前記保管部と前記処理槽との間で前記第１の整流板または第２の整流板を搬送する搬送機構と、
   前記他の液体を処理槽内に供給した後において、前記処理槽内を超臨界状態または亜臨界状態の高圧流体の雰囲気とした後、減圧により当該高圧流体を気体にして被処理基板を乾燥するための乾燥雰囲気形成部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。
2. 前記蓋部は、前記第１の整流板と一体に構成された第１の蓋部と、前記第２の整流板と一体に構成された第２の蓋部とに分かれており、前記搬送機構は、当該第１の蓋部または第２の蓋部を前記保管部と処理槽との間で搬送することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記第１の整流板と第２の整流板とは、孔数、孔径の少なくとも一方を変えることにより、孔部の開口面積を異ならせていることを特徴とする請求項１または２に記載の液処理装置。
4. 前記第１の整流板と第２の整流板とのうち、一方の整流板の孔部の開口面積を他方の整流板の孔部の開口面積より小さくすることにより、当該一方の整流板が取り付けられている際の処理槽内の液体同士の混合度合いを大きくした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液処理装置。
5. 前記第１の整流板と第２の整流板とのうち、一方の整流板の孔部の開口面積を他方の整流板の孔部の開口面積より大きくすることにより、当該一方の整流板が配置された期間中における処理槽内の液体同士の混合を抑えて、液体の置換が行われやすくなるようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の液処理装置。
6. 前記蓋部を取り外した状態で処理槽を収容し、この処理槽内を高圧流体の雰囲気とする処理が行われる外部容器を備え、当該処理槽には、蓋部の取り付け、取り外しが行われる位置と、前記外部容器との間で処理槽を移動させる移動機構が設けられてい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液処理装置。
7. 上部には開口が形成されると共に、下部には、内部の気体と置換される置換液の供給、及び液体の排出が行われる下部ポートが設けられた処理槽に被処理基板を収容する工程と、
   被処理基板を収容した処理槽に、孔部を備えた第１の整流板を取り付けると共に、この処理槽内へ液体を供給し、また気体を排出するための上部ポートが設けられた蓋部により、当該処理槽の開口を気密に塞ぐ工程と、
   前記上部ポートから処理液を供給し、この処理液の流れを前記第１の整流板により調節しながら前記処理槽内の置換液を処理液に置換する工程と、
   前記第１の整流板に替えて、当該第１の整流板とは開口面積が異なる孔部が形成された第２の整流板を処理槽に取り付け、前記蓋部により開口を気密に塞ぐ工程と、
   前記上部ポートから他の液体を供給し、この他の液体の流れを前記第２の整流板により調節しながら前記処理液による処理後の処理槽内の液体を、当該他の液体に置換する工程と、
   前記他の液体を処理槽内に供給した後において、前記処理槽内を超臨界状態または亜臨界状態の高圧流体の雰囲気とした後、減圧により当該高圧流体を気体にして被処理基板を乾燥する工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。
8. 前記蓋部は、前記第１の整流板と一体に構成された第１の蓋部と、前記第２の整流板と一体に構成された第２の蓋部とに分かれており、当該第１の整流板を処理槽に取り付けたときには、第１の蓋部にて前記開口を塞ぎ、当該第２の整流板を処理槽に取り付けたときには第２の蓋部にて前記開口を塞ぐことを特徴とする請求項７に記載の液処理方法。
9. 前記処理槽内を他の液体で満たした後において、前記蓋部を取り外し、当該処理槽を外部容器に搬入する工程を含み、この処理槽内を高圧流体雰囲気とする工程は、当該処理槽を外部容器に搬入してから行われることを特徴とする請求項７または８に記載の液処理方法。
10. 処理液により被処理基板を処理する液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記プログラムは請求項７ないし９のいずれか一つに記載された液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
    

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