JP2023177766A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】処理容器内の温度調整を効率よく実施することができる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による基板処理装置は、処理容器と、加熱機構と、温度測定器と、制御部と、を備える。処理容器は、内部空間に基板を収容する。加熱機構は、内部空間の外側から内部空間を加熱する。温度測定器は、内部空間の温度を測定する。制御部は、各部を制御する。また、制御部は、測定部と、推定部と、を有する。測定部は、加熱機構を第１設定温度で加熱した場合に温度測定器によって測定される内部空間の温度である第１温度と、加熱機構を第２設定温度で加熱した場合に温度測定器によって測定される内部空間の温度である第２温度とを測定する。推定部は、第１設定温度、第２設定温度、第１温度および第２温度に基づいて、温度測定器によって測定される内部空間の温度を所望の温度にするための加熱機構の設定温度を推定する。【選択図】図７

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）などの基板の上面に乾燥防止用の液膜を形成し、かかる液膜が形成された基板を超臨界状態の処理流体に接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１３－１２５３８号公報
本開示は、処理容器内の温度調整を効率よく実施することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理容器と、加熱機構と、温度測定器と、制御部と、を備える。処理容器は、内部空間に基板を収容する。加熱機構は、前記内部空間の外側から前記内部空間を加熱する。温度測定器は、前記内部空間の温度を測定する。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、測定部と、推定部と、を有する。測定部は、前記加熱機構を第１設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第１温度と、前記加熱機構を第２設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第２温度とを測定する。推定部は、前記第１設定温度、前記第２設定温度、前記第１温度および前記第２温度に基づいて、前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度を所望の温度にするための前記加熱機構の設定温度を推定する。
本開示によれば、処理容器内の温度調整を効率よく実施することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムを上方から見た模式的な断面図である。 図２は、実施形態に係る基板処理システムを側方から見た模式的な断面図である。 図３は、液処理ユニットの構成例を示す図である。 図４は、乾燥ユニットの構成例を示す模式斜視図である。 図５は、実施形態に係る基板処理システムにおいて実行される一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、乾燥ユニットの構成例を示す断面図である。 図７は、実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図８は、実施形態に係る制御処理におけるチャンバ温度の推移を示す図である。 図９は、実施形態に係る推定処理を説明するための図である。 図１０は、実施形態に係る基板処理システムにおいて実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）などの基板の上面に乾燥防止用の液膜を形成し、かかる液膜が形成された基板を超臨界状態の処理流体に接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。かかる基板処理装置は、高圧の超臨界流体を内部空間で保持するため、処理容器が強固に設計されている。
一方で、処理容器を強固に設計した場合、かかる処理容器の蓄熱性が非常に大きくなることから、ヒータの設定温度と内部空間の温度とが必ずしも一致しない。そのため、内部空間を所望の温度に調整する際に、ヒータの設定温度を繰り返し微調整する必要があった。すなわち、上記の従来技術では、内部空間を所望の温度に調整するために、非常に長い時間が必要となっていた。
そこで、上述の問題点を克服し、処理容器内の温度調整を効率よく実施することができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの構成＞
まず、実施形態に係る基板処理システム１（基板処理装置の一例）の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１を上方から見た模式的な断面図である。また、図２は、実施形態に係る基板処理システム１を側方から見た模式的な断面図である。なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」とも記載する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。ウェハＷは、基板の一例である。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられる。搬送部１２の内部には、搬送装置１３と受渡部１４とが配置される。
搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送ブロック４と、複数の処理ブロック５とを備える。
搬送ブロック４は、搬送エリア１５と、搬送装置１６とを備える。搬送エリア１５は、たとえば、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する直方体状の領域である。搬送エリア１５には、搬送装置１６が配置される。
搬送装置１６は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置１６は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と複数の処理ブロック５との間でウェハＷの搬送を行う。
複数の処理ブロック５は、搬送エリア１５の一方側において搬送エリア１５に隣接して配置される。具体的には、複数の処理ブロック５は、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）における搬送エリア１５の一方側（図ではＹ軸負方向側）に配置される。
また、図２に示すように、複数の処理ブロック５は、鉛直方向に沿って多段に配置される。実施形態において、複数の処理ブロック５の段数は３段であるが、複数の処理ブロック５の段数は３段に限定されない。
このように、実施形態に係る基板処理システム１において、複数の処理ブロック５は、搬送ブロック４の一方側において多段に配置される。そして、各段に配置された処理ブロック５と受渡部１４との間で行われるウェハＷの搬送は、搬送ブロック４に配置された共通の搬送装置１６によって行われる。
各処理ブロック５は、液処理ユニット１７と、乾燥ユニット１８とを備える。液処理ユニット１７は、ウェハＷのパターン形成面である上面を洗浄する処理を行う。さらに、液処理ユニット１７は、薬液処理後のウェハＷの上面に液膜を形成する処理を行う。液処理ユニット１７の構成については後述する。
乾燥ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷに対して超臨界乾燥処理を行う。具体的には、乾燥ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷを超臨界状態の処理流体（以下、「超臨界流体」とも呼称する。）と接触させることによって、かかるウェハＷを乾燥させる。
なお、以下に説明する実施形態では、乾燥ユニット１８で行われる処理として超臨界乾燥処理を行う例について示すが、乾燥ユニット１８で行われる処理は超臨界乾燥処理に限られず、超臨界流体によってウェハＷを改質する処理などであってもよい。乾燥ユニット１８の構成については後述する。
なお、図１および図２には図示していないが、基板処理システム１は、乾燥ユニット１８に対して処理流体を供給する供給ユニットを有する。具体的には、かかる供給ユニットは、流量計、流量調整器、背圧弁、ヒータなどを含む供給機器群と、供給機器群を収容する筐体とを備える。実施形態において、供給ユニットは、処理流体としてＣＯ２を乾燥ユニット１８に供給する。
液処理ユニット１７および乾燥ユニット１８は、搬送エリア１５に沿って（すなわち、Ｘ軸方向に沿って）並べられる。液処理ユニット１７および乾燥ユニット１８のうち、液処理ユニット１７は、搬入出ステーション２に近い位置に配置され、乾燥ユニット１８は、搬入出ステーション２から遠い位置に配置される。
このように、各処理ブロック５は、液処理ユニット１７および乾燥ユニット１８をそれぞれ１つずつ備える。すなわち、基板処理システム１には、液処理ユニット１７および乾燥ユニット１８が同じ数だけ設けられる。
図１に示すように、基板処理システム１は、制御装置６を備える。制御装置６は、たとえばコンピュータであり、制御部６１と記憶部６２とを備える。
制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送装置１３、１６、液処理ユニット１７および乾燥ユニット１８などの制御を実現する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されていたものであって、その記憶媒体から制御装置６の記憶部６２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。かかる制御装置６の詳細については後述する。
＜液処理ユニットの構成＞
次に、液処理ユニット１７の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、液処理ユニット１７の構成例を示す図である。液処理ユニット１７は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置として構成される。
図３に示すように、液処理ユニット１７は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。
そして、液処理ユニット１７は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、かかるノズルアーム２６の先端部に設けられる薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷ上面の洗浄処理を行う。
また、液処理ユニット１７には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、かかる薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液によって、ウェハＷの下面も洗浄される。
洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液である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が行われる。次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、「ＤＩＷ」とも記載する。）によるリンス洗浄が行われる。
次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid：以下、「ＤＨＦ」とも記載する。）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。
上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。
液膜形成処理は、洗浄処理におけるリンス処理の後に行われる。具体的には、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの上面および下面に液体状態のＩＰＡ（以下、「ＩＰＡ液体」とも呼称する）を供給する。これにより、ウェハＷの両面に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。その後、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。
液膜形成処理を終えたウェハＷは、その上面にＩＰＡ液体の液膜が形成された状態のまま、ウェハ保持機構２５に設けられた不図示の受け渡し機構により搬送装置１６に受け渡され、液処理ユニット１７から搬出される。
ウェハＷ上に形成された液膜は、液処理ユニット１７から乾燥ユニット１８へのウェハＷの搬送中や、乾燥ユニット１８への搬入動作中に、ウェハＷ上面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防止する。
＜乾燥ユニットの概要＞
つづいて、乾燥ユニット１８の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、乾燥ユニット１８の構成例を示す模式斜視図である。
乾燥ユニット１８は、筐体３１と、保持板３２と、蓋部材３３とを有する。筐体３１は、処理容器の一例である。筐体３１には、ウェハＷを搬入出するための開口部３４が形成される。保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋部材３３は、かかる保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを筐体３１内に搬入したときに、開口部３４を密閉する。
筐体３１は、たとえば直径３００（ｍｍ）のウェハＷを収容可能な内部空間３１ａ（図６参照）が内部に形成された容器であり、その壁部には、供給ポート３５、３６と排出ポート３７とが設けられる。供給ポート３５、３６および排出ポート３７は、それぞれ、乾燥ユニット１８に超臨界流体を流通させるための供給流路および排出流路に接続されている。
供給ポート３５は、筐体３１において、開口部３４とは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート３６は、筐体３１の底面に接続されている。さらに、排出ポート３７は、開口部３４の下方側に接続されている。なお、図４には２つの供給ポート３５、３６と１つの排出ポート３７が図示されているが、供給ポート３５、３６や排出ポート３７の数は特に限定されない。
また、筐体３１の内部には、流体供給ヘッダー３８、３９と、流体排出ヘッダー４０とが設けられる。そして、流体供給ヘッダー３８、３９には複数の供給口がかかる流体供給ヘッダー３８，３９の長手方向に並んで形成され、流体排出ヘッダー４０には複数の排出口がかかる流体排出ヘッダー４０の長手方向に並んで形成される。
流体供給ヘッダー３８は、供給ポート３５に接続され、筐体３１内部において、開口部３４とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３８に並んで形成される複数の供給口は、開口部３４側を向いている。
流体供給ヘッダー３９は、供給ポート３６に接続され、筐体３１内部における底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー３９に並んで形成される複数の供給口は、上方を向いている。
流体排出ヘッダー４０は、排出ポート３７に接続され、筐体３１内部において、開口部３４側の側面に隣接するとともに、開口部３４より下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー４０に並んで形成される複数の排出口は、上方を向いている。
流体供給ヘッダー３８、３９は、超臨界流体を筐体３１内に供給する。また、流体排出ヘッダー４０は、筐体３１内の超臨界流体を筐体３１の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー４０を介して筐体３１の外部に排出される超臨界流体には、ウェハＷの上面から超臨界状態の超臨界流体に溶け込んだＩＰＡ液体が含まれる。
かかる乾燥ユニット１８内において、ウェハＷ上に形成されているパターンの間のＩＰＡ液体は、高圧状態（たとえば、１６（ＭＰａ））である超臨界流体と接触することで、徐々に超臨界流体に溶解し、パターンの間は徐々に超臨界流体と置き換わる。そして、最終的には、超臨界流体のみによってパターンの間が満たされる。
そして、パターンの間からＩＰＡ液体が除去された後に、筐体３１内部の圧力を高圧状態から大気圧まで減圧することによって、ＣＯ２は超臨界状態から気体状態に変化し、パターンの間は気体のみによって占められる。このようにしてパターンの間のＩＰＡ液体は除去され、ウェハＷの乾燥処理が完了する。
ここで、超臨界流体は、液体（たとえばＩＰＡ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。これにより、超臨界流体を用いた乾燥処理では、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。したがって、実施形態によれば、乾燥処理の際にパターンが倒れることを抑制することができる。
なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてＩＰＡ液体を用い、処理流体として超臨界状態のＣＯ２を用いた例について示しているが、ＩＰＡ以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、超臨界状態のＣＯ２以外の流体を処理流体として用いてもよい。
＜基板処理フロー＞
次に、上述した基板処理システム１におけるウェハＷの処理フローについて、図５を参照しながら説明する。図５は、実施形態に係る基板処理システム１において実行される一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。図５に示す一連の基板処理は、制御部６１の制御に従って実行される。
また、ここでは、一例として、１枚のウェハＷについて実行される一連の基板処理の手順を示している。基板処理システム１では、図５に示す一連の基板処理が複数のウェハＷに対して並列に実行される。
基板処理システム１では、まず、搬送装置１３がキャリアＣからウェハＷを取り出して受渡部１４へ載置する（ステップＳ１０１）。具体的には、搬送装置１３は、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４へ載置する。
つづいて、基板処理システム１では、第１搬送処理が行われる（ステップＳ１０２）。第１搬送処理は、搬送装置１６がウェハＷを受渡部１４から取り出して液処理ユニット１７に搬送する処理である。
具体的には、搬送装置１６は、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを処理ブロック５の液処理ユニット１７に搬送する。
つづいて、基板処理システム１では、液処理ユニット１７において液処理が行われる（ステップＳ１０３）。具体的には、液処理ユニット１７は、たとえば、ウェハＷのパターン形成面である上面に各種の薬液やリンス液を供給することにより、ウェハＷの上面からパーティクルや自然酸化膜などを除去する。
つづいて、液処理ユニット１７は、たとえば、洗浄処理後のウェハＷの上面にＩＰＡ液体を供給することにより、ウェハＷの上面にＩＰＡ液体による液膜を形成する。
つづいて、基板処理システム１では、第２搬送処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる第２搬送処理は、搬送装置１６が上面に液膜が形成されたウェハＷを液処理ユニット１７から取り出して乾燥ユニット１８に搬送する処理である。
具体的には、搬送装置１６は、ウェハ保持機構を用いて液処理ユニット１７から取り出し、取り出したウェハＷを処理ブロック５の対応する乾燥ユニット１８に搬送する。
つづいて、基板処理システム１では、乾燥ユニット１８において乾燥処理が行われる（ステップＳ１０５）。かかる乾燥処理において、乾燥ユニット１８は、上面に液膜が形成されたウェハＷを超臨界流体と接触させることによってウェハＷを乾燥させる。
つづいて、基板処理システム１では、第３搬送処理が行われる（ステップＳ１０６）。かかる第３搬送処理は、搬送装置１６が乾燥処理後のウェハＷを乾燥ユニット１８から取り出して受渡部１４に搬送する処理である。
具体的には、搬送装置１６は、ウェハ保持機構を用いて乾燥ユニット１８からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。
つづいて、基板処理システム１では、搬送装置１３が受渡部１４からウェハＷを取り出してキャリアＣへ搬出する（ステップＳ１０７）。具体的には、搬送装置１３は、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷをキャリアＣへ載置する。かかる搬出処理を終えると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が終了する。
＜乾燥ユニットの温度調整機構＞
つづいて、乾燥ユニット１８における温度調整機構の構成について、図６を参照しながら説明する。図６は、乾燥ユニット１８の構成例を示す断面図である。なお、図６では、理解を容易にするため、図４に示した流体供給ヘッダー３８、流体供給ヘッダー３９および流体排出ヘッダー４０などの図示を省略している。
上述のように、筐体３１には、ウェハＷ（図４参照）を収容可能な内部空間３１ａが内部に形成される。また、筐体３１には、ウェハＷを搬入出するための開口部３４が内部空間３１ａと繋がるように形成される。
保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋部材３３は、かかる保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを筐体３１内に搬入したときに、開口部３４を密閉する。
また、筐体３１には、チャンバヒータ４１と、温度測定器４２とが設けられる。チャンバヒータ４１は、加熱機構の一例であり、内部空間３１ａの外側から内部空間３１ａを加熱する。
チャンバヒータ４１は、たとえば、図６に示すように、内部空間３１ａの周囲を囲むように複数（図では４つ）設けられる。また、チャンバヒータ４１は、たとえば棒状であり、所定の方向（図ではＸ軸方向）に沿って筐体３１の内部を貫通するように配置される。
なお、チャンバヒータ４１の数や配置は図６の例に限られず、内部空間３１ａを加熱可能であればどのような数や配置であってもよい。
温度測定器４２は、内部空間３１ａの温度を測定する。温度測定器４２は、たとえば、先端部が内部空間３１ａに露出することで、内部空間３１ａの温度を測定することができる。なお、温度測定器４２の配置は図６の例に限られず、内部空間３１ａの温度を測定可能であればどのような配置であってもよい。
＜制御処理の詳細＞
次に、実施形態に係る制御処理の詳細について、図７～図９を参照しながら説明する。図７は、実施形態に係る制御装置６の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置６は、制御部６１と、記憶部６２とを備える。
また、制御装置６には、上述したチャンバヒータ４１と、温度測定器４２とが接続される。なお、制御装置６は、図７に示す機能部以外にも、既知のコンピュータが有する各種の機能部、たとえば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。
記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置によって実現される。記憶部６２は、制御部６１での処理に用いる情報を記憶する。
制御部６１は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などによって、記憶部６２に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。
また、制御部６１は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路により実現されるようにしてもよい。
制御部６１は、測定部６１ａと、推定部６１ｂと、調整部６１ｃとを有し、以下に説明する制御処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部６１の内部構成は、図７に示した構成に限られず、後述する制御処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
測定部６１ａは、筐体３１の内部空間３１ａの温度（以下、チャンバ温度とも呼称する。）と、チャンバヒータ４１の設定温度（以下、ヒータ温度とも呼称する。）との相関関係を示す温度データを測定する。この測定部６１ａによる処理の詳細について、図８を用いて説明する。
図８は、実施形態に係る制御処理におけるチャンバ温度の推移を示す図である。なお、以下に説明する制御処理は、たとえば、筐体３１の内部空間３１ａを大気雰囲気にして行われる。図８に示すように、測定部６１ａは、まず、チャンバ温度が十分に低い温度となるまで、チャンバヒータ４１をオフにする。
次に、測定部６１ａは、時間Ｔ０において、チャンバヒータ４１の設定温度を温度Ｘ１に設定して、チャンバヒータ４１を動作させる。温度Ｘ１は、第１設定温度の一例であり、たとえば１００（℃）程度である。すると、チャンバ温度は、温度Ｙ０から徐々に上昇する。
そして、ヒータ温度が温度Ｘ１である場合に、チャンバ温度が定常に達するために十分な時間（たとえば、１２時間）が経過した時間Ｔ１から、さらに所与の時間（たとえば、１時間）が経過した時間Ｔ２までの間のチャンバ温度を、測定部６１ａが測定する。
たとえば、図８の例では、ヒータ温度が温度Ｘ１である場合に、定常に達したチャンバ温度は温度Ｙ１である。温度Ｙ１は、第１温度の一例である。
次に、測定部６１ａは、時間Ｔ２において、チャンバヒータ４１の設定温度を温度Ｘ１から温度Ｘ２に変更して、引き続きチャンバヒータ４１を動作させる。温度Ｘ２は、第２設定温度の一例であり、温度Ｘ１よりも高い温度（たとえば、１１５（℃）程度）である。すると、チャンバ温度は、温度Ｙ１から徐々に上昇する。
そして、ヒータ温度が温度Ｘ２である場合に、チャンバ温度が定常に達するために十分な時間（たとえば、１２時間）が経過した時間Ｔ３から、さらに所与の時間（たとえば、１時間）が経過した時間Ｔ４までの間のチャンバ温度を、測定部６１ａが測定する。
たとえば、図８の例では、ヒータ温度が温度Ｘ２である場合に、定常に達したチャンバ温度は温度Ｙ２である。温度Ｙ２は、第２温度の一例である。これによって、測定部６１ａによる測定処理が終了する。
図７の説明に戻る。推定部６１ｂは、上述のように測定部６１ａで測定されたチャンバ温度とヒータ温度との相関関係を示す温度データに基づいて、内部空間３１ａの温度を所望の温度にするためのチャンバヒータ４１の設定温度を推定する。この推定部６１による処理の詳細について、図９を用いて説明する。
図９は、実施形態に係る推定処理を説明するための図であり、ヒータ温度とチャンバ温度との相関を示す図である。実施形態において、推定部６１ｂは、図９に示すように、ヒータ温度が温度Ｘ１である場合のチャンバ温度（温度Ｙ１）をＸＹ座標にプロットする（点Ｐ１）。
また、推定部６１ｂは、ヒータ温度が温度Ｘ２である場合のチャンバ温度（温度Ｙ２）をＸＹ座標にプロットする（点Ｐ２）。
ここで、実施形態では、高圧の超臨界流体を内部空間３１ａで保持するため、乾燥ユニット１８の筐体３１は強固に設計されている。そのため、筐体３１の蓄熱性が非常に大きくなることから、筐体３１では、ヒータ温度とチャンバ温度とが線形の相関関係を有する。
そこで、実施形態では、推定部６１ｂが、ＸＹ座標において、点Ｐ１および点Ｐ２を通過する直線Ｌを求める。ＸＹ座標における直線Ｌは、以下の式（１）となる。
Ｘ＝｛（Ｘ２－Ｘ１）／（Ｙ２－Ｙ１）｝（Ｙ－Ｙ１）＋Ｘ１ ・・・（１）
そして、推定部６１ｂは、かかる式（１）に所望のチャンバ温度（以下、所望温度Ｙａとも呼称する。）を入力することで、内部空間３１ａの所望温度Ｙａに対応するチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定する。
換言すると、推定部６１ｂは、図９に示すように、直線Ｌと直線Ｙ＝Ｙａとの交点である点Ｐａを求め、かかる点ＰａにおけるＸの値を、内部空間３１ａの所望温度Ｙａに対応するチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａとする。
これにより、チャンバヒータ４１の設定温度を繰り返し微調整することなく、内部空間３１ａの所望温度Ｙａに対応するチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを効率的に求めることができる。したがって、実施形態によれば、筐体３１内の温度調整を効率よく実施することができる。
また、実施形態では、ヒータ温度である温度Ｘ１、Ｘ２と、チャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２とによって算出される一次関数（すなわち、式（１））に基づいて、内部空間３１ａの所望温度Ｙａに対応するチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定するとよい。これにより、精度よくかつ効率的にチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定することができる。
図７の説明に戻る。調整部６１ｃは、上述のように推定部６１ｂで推定されたチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを用いて、内部空間３１ａの温度を所望温度Ｙａに調整する。この調整部６１ｃによる処理の詳細について、図８を用いて説明する。
上述の測定処理が終了した時間Ｔ４において、調整部６１ｃは、チャンバヒータ４１をオフにする。すると、チャンバ温度は、温度Ｙ２から徐々に下降する。またこの際、推定部６１ｂは、上述の式（１）を求め、さらにかかる式（１）から内部空間３１ａの所望温度Ｙａに対応するチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定する。
そして、所望温度Ｙａよりも低い温度である温度Ｙ３になった時間Ｔ５において、調整部６１ｃは、チャンバヒータ４１の温度を設定温度Ｘａに設定して、チャンバヒータ４１を動作させる。すると、チャンバ温度は、温度Ｙ３から徐々に上昇し、時間Ｔ６においてチャンバ温度が所望温度Ｙａとなる。
さらに、調整部６１ｃは、時間Ｔ６からさらに所与の時間（たとえば、１時間）が経過した時間Ｔ７までの間のチャンバ温度を測定し、チャンバ温度が所望温度Ｙａで安定していることを確認して、調整処理を終了する。
実施形態では、図８に示すように、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を変化させる向きを揃えるとよい。
たとえば、図８の例では、温度Ｙ１よりも低い温度から温度Ｙ１にまで達するようにチャンバヒータ４１を動作させて温度Ｙ１を測定し、温度Ｙ２よりも低い温度から温度Ｙ２にまで達するようにチャンバヒータ４１を動作させて温度Ｙ２を測定している。
同様に、図８の例では、所望温度Ｙａよりも低い温度Ｙ３から所望温度Ｙａにまで達するようにチャンバヒータ４１を動作させて、内部空間３１ａの温度を所望温度Ｙａに調整している。
このように、測定処理と調整処理とで温度を変化させる向きを揃えることで、測定処理と調整処理とで温度を変化させる向きを揃えない場合と比べて、より精度よく内部空間３１ａを所望温度Ｙａに調整することができる。
なお、本開示は図８の例に限られず、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を下げるように温度の向きを揃えてもよい。
一方で、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を上げるように温度の向きを揃えることで、低いチャンバ温度から測定処理を始めることができる。
したがって、実施形態によれば、より素早く測定処理を開始できるとともに、チャンバヒータ４１の電気使用量を低減することができる。
また、実施形態では、測定部６１ａによる測定処理において、最初にチャンバヒータ４１を温度Ｘ１に加熱し、次にチャンバヒータ４１を温度Ｘ１よりも高い温度Ｘ２に加熱するとよい。
これにより、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を上げるように温度の向きを円滑に揃えることができる。
したがって、実施形態によれば、より素早く測定処理を開始できるとともに、チャンバヒータ４１の電気使用量を低減することができる。
なお、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を下げるように温度の向きを揃える場合には、温度Ｘ１よりも温度Ｘ２のほうが温度が低いとよい。
これにより、測定処理の際にチャンバ温度である温度Ｙ１、Ｙ２を測定する場合と、調整処理の際にチャンバ温度を所望温度Ｙａに調整する場合とで、温度を下げるように温度の向きを円滑に揃えることができる。
また、上記の実施形態では、測定処理において、あらかじめ設定された温度Ｘ１、Ｘ２をヒータ温度として用いる例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
たとえば、基板処理システム１を設置した後などに最初に推定された設定温度Ｘａ１を用いて、２度目以降の測定処理では、まずヒータ温度を温度Ｘａ１－αとし、次にヒータ温度を温度Ｘａ１＋αとして測定処理を行ってもよい。
これにより、２度目以降の測定処理において、図９に示す点Ｐａを点Ｐ１と点Ｐ２との中点近傍に位置させることができるため、さらに精度よくチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定することができる。
またこの場合、２度目以降の測定処理で用いるαの値としては、５（℃）～１０（℃）の範囲であるとよい。これにより、さらに精度よくチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定することができる。
また、上記の実施形態では、チャンバ温度として温度Ｙ１（または温度Ｙ２）を測定する際に、所与の時間（たとえば、１２時間）が経過するまで待機する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
例えば、測定部６１ａは、温度測定器４２で測定される内部空間３１ａの温度を随時測定し、チャンバ温度が定常に達したタイミングからさらに所与の時間（例えば、１時間）が経過した時間までの間のチャンバ温度を、温度Ｙ１（または温度Ｙ２）としてもよい。
これにより、測定処理をより短時間で終了させることができるため、筐体３１内の温度調整をさらに効率よく実施することができる。
また、上記の実施形態では、図８および図９に示すように、測定処理において２つの条件のヒータ温度を用い、推定処理においてＸＹ座標に２つの点Ｐ１、Ｐ２をプロットすることで設定温度Ｘａを推定する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
たとえば、本開示では、測定処理において３つ以上の条件のヒータ温度を用い、推定処理においてＸＹ座標に３つ以上の点をプロットすることで設定温度Ｘａを推定してもよい。これにより、さらに精度よくチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定することができる。
なおこの場合、図９に示したＸＹ座標には、直線Ｌに替えて近似直線を３つ以上の点に合わせて引いてもよいし、近似曲線を３つ以上の点に合わせて引いてもよい。
また、上記の実施形態では、測定部６１ａによる測定処理と、推定部６１ｂによる推定処理と、調整部６１ｃによる調整処理とを連続して実施する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
たとえば、測定部６１ａによる測定処理および推定部６１ｂによる推定処理を事前に行い、設定温度Ｘａをひとまず推定しておく。そして、別途調整処理が必要となった際に、事前に推定された設定温度Ｘａを用いて調整処理を行ってもよい。
また、本開示では、調整処理を行う前に、測定処理および推定処理を毎回行う必要は無い。基板処理システム１を設置した直後や、乾燥ユニット１８の各部（たとえば、チャンバヒータ４１や温度測定器４２など）を交換した場合以外には、以前の設定温度Ｘａを用いて調整処理を行ってもよい。
実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理容器（筐体３１）と、加熱機構（チャンバヒータ４１）と、温度測定器４２と、制御部６１と、を備える。処理容器（筐体３１）は、内部空間３１ａに基板（ウェハＷ）を収容する。加熱機構（チャンバヒータ４１）は、内部空間３１ａの外側から内部空間３１ａを加熱する。温度測定器４２は、内部空間３１ａの温度を測定する。制御部６１は、各部を制御する。また、制御部６１は、測定部６１ａと、推定部６１ｂと、を有する。測定部６１ａは、加熱機構（チャンバヒータ４１）を第１設定温度（温度Ｘ１）で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度である第１温度（温度Ｙ１）を測定する。また、測定部６１ａは、加熱機構（チャンバヒータ４１）を第２設定温度（温度Ｘ２）で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度である第２温度（温度Ｙ２）を測定する。推定部６１ｂは、第１設定温度、第２設定温度、第１温度および第２温度に基づいて、温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度を所望の温度（所望温度Ｙａ）にするための加熱機構（チャンバヒータ４１）の設定温度Ｘａを推定する。これにより、筐体３１内の温度調整を効率よく実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、推定部６１ｂは、第１設定温度、第２設定温度、第１温度および第２温度によって算出される一次関数に基づいて、加熱機構（チャンバヒータ４１）の設定温度Ｘａを推定する。これにより、精度よくかつ効率的にチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、測定部６１ａは、第１温度（温度Ｙ１）よりも低い温度Ｙ０から第１温度（温度Ｙ１）にまで達するように加熱機構（チャンバヒータ４１）を動作させて、第１温度（温度Ｙ１）を測定する。また、測定部６１ａは、第２温度（温度Ｙ２）よりも低い温度Ｙ１から第２温度（温度Ｙ２）にまで達するように加熱機構（チャンバヒータ４１）を動作させて、第２温度（温度Ｙ２）を測定する。これにより、より素早く測定処理を開始できるとともに、チャンバヒータ４１の電気使用量を低減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、測定部６１ａは、最初に加熱機構（チャンバヒータ４１）を第１設定温度（温度Ｘ１）に加熱して第１温度（温度Ｙ１）を測定する。また、測定部６１ａは、次に加熱機構を第１設定温度（温度Ｘ１）よりも高い第２設定温度（温度Ｘ２）に加熱して第２温度（温度Ｙ２）を測定する。これにより、より素早く測定処理を開始できるとともに、チャンバヒータ４１の電気使用量を低減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、処理容器（筐体３１）では、内部空間３１ａに供給される超臨界状態の処理流体によって基板（ウェハＷ）が処理される。これにより、超臨界処理のために筐体３１が強固に設計されており、筐体３１の蓄熱性が非常に大きい場合でも、筐体３１内の温度調整を効率よく実施することができる。
＜制御処理の手順＞
つづいて、実施形態に係る制御処理の手順について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る制御処理では、まず、制御部６１が、測定処理を行う（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部６１が、まず、チャンバヒータ４１を温度Ｘ１で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度Ｙ１を測定する。次に、制御部６１は、チャンバヒータ４１を温度Ｘ２で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度Ｙ２を測定する。
次に、制御部６１は、温度Ｘ１、温度Ｘ２、温度Ｙ１および温度Ｙ２に基づいて、温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度を所望温度Ｙａにするためのチャンバヒータ４１の設定温度Ｘａを推定する（ステップＳ２０２）。
次に、制御部６１は、チャンバヒータ４１の温度を設定温度Ｘａに設定することで、筐体３１の内部空間３１ａの温度を所望温度Ｙａに調整し（ステップＳ２０３）、一連の制御処理を終了する。
実施形態に係る基板処理方法は、上記の基板処理システム１において、測定工程（ステップＳ２０１）と、推定工程（ステップＳ２０２）と、を含む。測定工程（ステップＳ２０１）は、加熱機構（チャンバヒータ４１）を第１設定温度（温度Ｘ１）で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度である第１温度（温度Ｙ１）を測定する。また、測定工程（ステップＳ２０１）は、加熱機構（チャンバヒータ４１）を第２設定温度（温度Ｘ２）で加熱した場合に温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度である第２温度（温度Ｙ２）を測定する。推定工程（ステップＳ２０２）は、第１設定温度、第２設定温度、第１温度および第２温度に基づいて、温度測定器４２によって測定される内部空間３１ａの温度を所望の温度（所望温度Ｙａ）にするための加熱機構の設定温度Ｘａを推定する。これにより、筐体３１内の温度調整を効率よく実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、超臨界流体によってウェハＷが処理される乾燥ユニット１８における制御処理について示したが、本開示はかかる例に限られず、その他の処理が行われる各種処理ユニットにおいて、本開示の技術が適用されてもよい。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ（基板の一例）
１ 基板処理システム（基板処理装置の一例）
６ 制御装置
１８ 乾燥ユニット
３１ 筐体（処理容器の一例）
３１ａ 内部空間
４１ チャンバヒータ（加熱機構の一例）
４２ 温度測定器
６１ 制御部
６１ａ 測定部
６１ｂ 推定部
６１ｃ 調整部
Ｘ１ 温度（第１設定温度の一例）
Ｘ２ 温度（第２設定温度の一例）
Ｘａ 設定温度
Ｙ１ 温度（第１温度の一例）
Ｙ２ 温度（第２温度の一例）
Ｙａ 所望温度（所望の温度の一例）

Claims (6)

  1. 内部空間に基板を収容する処理容器と、
    前記内部空間の外側から前記内部空間を加熱する加熱機構と、
    前記内部空間の温度を測定する温度測定器と、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記加熱機構を第１設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第１温度と、前記加熱機構を第２設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第２温度とを測定する測定部と、
    前記第１設定温度、前記第２設定温度、前記第１温度および前記第２温度に基づいて、前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度を所望の温度にするための前記加熱機構の設定温度を推定する推定部と、
    を有する基板処理装置。
  2. 前記推定部は、
    前記第１設定温度、前記第２設定温度、前記第１温度および前記第２温度によって算出される一次関数に基づいて、前記加熱機構の設定温度を推定する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記測定部は、
    前記第１温度よりも低い温度から前記第１温度にまで達するように前記加熱機構を動作させて、前記第１温度を測定し、
    前記第２温度よりも低い温度から前記第２温度にまで達するように前記加熱機構を動作させて、前記第２温度を測定する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記測定部は、
    最初に前記加熱機構を前記第１設定温度に加熱して前記第１温度を測定し、
    次に前記加熱機構を前記第１設定温度よりも高い前記第２設定温度に加熱して前記第２温度を測定する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 前記処理容器では、前記内部空間に供給される超臨界状態の処理流体によって前記基板が処理される
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  6. 内部空間に基板を収容する処理容器と、前記内部空間の外側から前記内部空間を加熱する加熱機構と、前記内部空間の温度を測定する温度測定器と、を備える基板処理装置において、
    前記加熱機構を第１設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第１温度と、前記加熱機構を第２設定温度で加熱した場合に前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度である第２温度とを測定する測定工程と、
    前記第１設定温度、前記第２設定温度、前記第１温度および前記第２温度に基づいて、前記温度測定器によって測定される前記内部空間の温度を所望の温度にするための前記加熱機構の設定温度を推定する推定工程と、
    を含む基板処理方法。
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