JP4230830B2 - Supercritical processing equipment - Google Patents

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  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理対象の基板に対し、超臨界状態の流体を用いて現像や乾燥などの所定の処理を行うための超臨界処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
よく知られているように、LSIを始めとする大規模・高性能デバイスを作製するためには、極微細パターンが必要となる。この極微細パターンは、例えば、露光,現像,リンス処理を経て形成される、光やX線または電子線に感光性を有するレジストのパターンである。また、これらレジストパターンをマスクとした選択エッチングによる、エッチング,水洗,リンス処理を経て形成される酸化物などの無機材料からなるエッチングパターンである。
【0003】
前述したレジストパターンは、有機材料である感光性レジストの膜をリソグラフィー技術で加工することにより形成できる。感光性レジストの膜に露光を行うと、露光された領域の分子量や分子構造が変化し、未露光の領域との間に現像液に対する溶解性に差が発生するので、この差を利用した現像処理により感光性レジストの膜より微細なパターンが形成できる。
【0004】
上述した現像処理では、現像を続けていけば、やがて未露光の領域も現像液に溶解し始めてパターンが消滅してしまうので、リンス液によるリンス処理を行って現像を停止している。最終的に、乾燥してリンス液を除去することで、加工マスクとしてのレジストパターンがレジスト膜に形成できる。
このような微細パターン形成における乾燥時の大きな問題点として、パターンの倒れがある。
【0005】
アスペクト比の大きい微細なレジストのパターンは、現像を施した後でリンス洗浄,乾燥を経て形成される。レジスト以外でもアスペクト比の大きな微細パターンは形成される。例えば、レジストパターンをマスクに基板をエッチングし、高アスペクト比のパターンを形成する場合、エッチングの後で洗浄し、基板と共にパターンを水に浸漬してリンス洗浄する。この後、乾燥を行うことになる。
【0006】
ところが、乾燥時には、パターンの間に残った水と、外部の空気との圧力差により、曲げ力(毛細管力)が働く。この結果、基板の上でパターンの倒れが発生する。この倒れる現象は、パターンが高アスペクト比になるほど顕著になる。上記毛細管力は、水などのリンス液とパターンとの間での液体と気体との界面で生じる表面張力に依存することが報告されている。
【0007】
水の表面張力は約72×10-3N/mと大きく、上述した毛細管力は、有機材料からなるレジストパターンを倒すだけでなく、無機材料であるシリコンなどのより丈夫なパターンをも歪める力を有している。このため、上述したリンス液や洗浄液などによる表面張力の問題は、重要となっている。
ここで、リンスや洗浄などの液処理をした後、超臨界状態の流体を用い、表面張力が作用しない状態としてから乾燥を行うことで、パターンの倒れなどの問題を解消することができる。
【0008】
超臨界状態の流体(超臨界流体)は、臨界温度及び臨界圧力を超えた温度及び圧力下の物質であり、液体に近い溶解力を持つが、張力や粘度は気体に近い性質を示すもので、気体の状態を保った液体といえる。このような特徴を有する超臨界流体は、液体と気体との界面を形成しないため、表面張力はゼロになる。従って、超臨界状態で乾燥すれば、表面張力の作用はなくなるため、パターン倒れはなくなることになる。
【0009】
超臨界流体は、気体の拡散性と液体の溶解性(高密度性)を兼ね備えたもので、液体から気体へ平衡線を介さずに状態変化できる。このため、超臨界流体で満たされた状態から徐々にこの超臨界流体を放出すると、液体と気体との界面が形成されないことから、乾燥対象の超微細パターンに表面張力を作用させずに乾燥させることができる。
【0010】
超臨界流体としては、多くの場合、臨界点が低く取り扱いの容易な二酸化炭素が使われている。超臨界流体を用いた超臨界乾燥では、洗浄液による洗浄処理などをした後、基板表面に付着している洗浄液を、密閉された容器内において液化二酸化炭素に置換することで開始される。二酸化炭素は、6MPa程度に加圧すれば常温で液化するため、上記置換は、容器内の圧力を6MPa程度に圧力上昇させた状態で行う。基板に付着していた洗浄液が液化二酸化炭素に置換された後、容器内を二酸化炭素の臨界点以上の温度と圧力(二酸化炭素の臨界点;31度、7.3MPa)にして液化二酸化炭素を超臨界二酸化炭素に変換する。
【0011】
最後に、上記温度を保持したまま、容器の一部を開放して超臨界二酸化炭素を外部に放出し、容器内を大気圧にまで減圧し、容器内の超臨界二酸化炭素を気化させることで乾燥を終了する。この減圧時には、二酸化炭素は液化せずに気化するため、表面張力が作用する液体と気体との界面は基板の上に形成されない。このため、基板の上に形成されている超微細パターンに倒れを発生させることなく、これらを乾燥させることができる。
【0012】
上記の超臨界乾燥などの超臨界処理を行うために、例えば図8に示すような枚葉処理の装置が提案されている(特許文献1参照)。この装置は、密閉可能な容器801内の反応室802に、ボンベ803に封入してある液化二酸化炭素を圧送ポンプ804により圧送する装置がある。この装置では、液化二酸化炭素導入側のバルブ805を開けることで、容器801内に液化二酸化炭素を導入し、バルブ805に連通している導入口806先端より液化二酸化炭素を吐出し、反応室802内のステージ812の上に載置されている基板811の上に液化二酸化炭素を注入する。
【0013】
このとき、例えば、ボンベ803内の液化二酸化炭素を圧送ポンプ804により反応室802内に圧送し、この状態で排出側のバルブ807の開度を調節し、排出口809より排出される液化二酸化炭素の量を制限することで、反応室802内の圧力を制御している。排出側のバルブ807に、例えば自動圧力弁などを用いれば、上記圧力制御が可能となる。
【0014】
上述したように、液化二酸化炭素を導入口806により基板の上に注入している状態で、ヒータ813により容器801を例えば31℃程度に加温し、反応室802内の圧力を7.5MPa以上とすれば、反応室802内の基板811上に注入された液化二酸化炭素が超臨界状態となる。
【0015】
また、図9に示すような装置も提案されている(特許文献2参照)。この装置は、密閉可能な容器901内の反応室902に、ボンベ903に封入してある液化二酸化炭素を圧送ポンプ904により圧送する装置がある。この装置では、液化二酸化炭素導入側のバルブ905を開けることで、容器901内に液化二酸化炭素を導入し、バルブ905に連通している導入口906先端より液化二酸化炭素を吐出し、反応室902内のステージ912の上に載置されている基板911の上に液化二酸化炭素を注入する。
【0016】
このとき、例えば、ボンベ903内の液化二酸化炭素を圧送ポンプ904により反応室902内に圧送し、この状態で排出側のバルブ907の開度を調節し、排出口909より排出される液化二酸化炭素の量を制限することで、反応室902内の圧力を制御している。排出側のバルブ907に、例えば自動圧力弁などを用いれば、上記圧力制御が可能となる。
【0017】
図9に示す装置の場合は、上述したように、液化二酸化炭素を導入口906により基板の上に注入している状態で、ステージ912に内蔵された抵抗加熱体などのヒータ913により、基板911を直接加熱し、基板911の近傍の液化二酸化炭素を例えば31℃程度に加温する。このとき、反応室902内の圧力が7.5MPa以上となっていれば、基板911の周囲に液化二酸化炭素が、超臨界状態となる。
【0018】
このような超臨界処理装置では、高い圧力を得るために、反応室の内部は、可能な限り小さくする必要があり、一般的には、枚葉の処理装置となる。
ここで、これらの装置において、超臨界処理を行う前の液処理も、容器の内部で行うことが望ましい。これは、現像などの液処理から超臨界乾燥などの超臨界処理までを連続的に行うときに、液処理の後で基板を乾燥させずに超臨界処理を行いやすいからである。
【0019】
ところで、現像などの液処理は、処理の再現性を確保するために、常に一定の温度で行うことが要求され、温度調整の容易性などから、室温に近い温度(23℃前後)で行われることが一般的である。
一方で、超臨界乾燥などの超臨界処理では、超臨界状態とするために室温以上の温度で行う場合がほとんどである。
従って、上述したような枚葉処理の超臨界処理装置において、液処理と超臨界処理とを連続して行う場合、超臨界処理の後には、次の液処理を行うために、反応室の内部や基板が置かれるステージの温度を、室温程度にまで下げておく必要がある。
【0020】
【特許文献1】
特開2000−091180号公報
【特許文献2】
特開2002−313773号公報
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の超臨界処理装置では、ヒータが配置された容器やステージの温度及び反応室内の温度を、超臨界処理を行った後で、次の液処理が可能となる状態の室温にまで低下させるために、少なくとも10分以上の時間を必要としていた。このため、連続して複数枚の基板の処理を行う場合、超臨界処理以外に多くの時間が必要となり、工程時間の短縮を阻害していた。
【0022】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、従来より短い時間で、液処理と超臨界処理とを同一の処理装置で連続して行えるようにすることを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超臨界処理装置は、内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置されるステージと、反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、反応室の内部圧力を超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、ステージの上方に導入された超臨界物質を加熱する加熱手段と、ステージを加熱手段による加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、反応室に設けられた反応室の内部の流体を排出する排出口とを少なくとも備えるようにしたものである。
この装置では、加熱手段は、ステージや容器を直接加熱しない。例えば、ステージには、ヒータの周囲に存在する流体を媒介として熱が伝導する。
【0024】
上記超臨界処理装置において、温度制御機構により、容器の温度をヒータによる加熱温度より低い温度に保持するようにしてもよい。
また、上記超臨界処理装置において、加熱手段は、ステージと対向して設けられたヒータであればよい。また、加熱手段は、容器の外部より容器を貫通してステージの貫通孔よりステージ表面より突出する複数のピンを備えて貫通孔を挿抜可能に移動するヒータ部であり、ヒータ部のピンを貫通孔に挿入してピンの先端部をステージの表面より突出させることで、基板をステージより離間させ、この状態で基板を加熱するものであってもよい。
【0025】
本発明に係る他の超臨界処理装置は、内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置されるステージと、反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、反応室の内部圧力を超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、ステージと対向して設けられたヒータと、ステージをヒータによる加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、反応室に設けられた反応室の内部の流体を排出する排出口とを少なくとも備えるものである。
この装置では、ヒータの加熱動作により、ステージや容器が直接加熱されることがない。例えば、ステージには、ヒータの周囲に存在する流体を媒介として熱が伝導する。
【0026】
上記超臨界処理装置において、温度制御機構により、容器の温度をヒータによる加熱温度より低い温度に保持するようにしてもよい。
また、上記超臨界処理装置において、基板をステージの上でヒータの方向に昇降させる基板上下機構を備えるようにすることで、処理対象の基板をヒータに近づけることができる。
【0027】
本発明に係る他の超臨界処理装置は、内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置され、基板が載置される領域に複数の貫通孔を備えたステージと、反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、反応室の内部圧力を超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、容器の外部より容器を貫通してステージの貫通孔よりステージ表面より突出する複数のピンを備え、貫通孔を挿抜可能に移動するヒータ部と、ステージをヒータ部による加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、反応室に設けられた反応室の内部の流体を排出する排出口とを少なくとも備え、ヒータ部は、ピンを貫通孔に挿入してピンの先端部をステージの表面より突出させることで、基板をステージより離間させ、この状態で基板を加熱するようにしたものである。
この装置では、ヒータ部のピンをステージより抜き去ると、ヒータ部によるステージの加熱が速やかに停止される。なお、上記超臨界処理装置において、温度制御機構により、容器の温度をヒータ部による加熱温度より低い温度に保持するようにしてもよい。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態における超臨界処理装置の構成例を示す模式的な断面図(a)及び一部を示す平面図(b),(c)である。この装置は、密閉可能な高圧容器101と、高圧容器101の内部に設けられた反応室102から構成されている。反応室102の底面には、処理対象となる基板が載置されるステージ112が配置されている。高圧容器101は、例えばステンレスで構成され、壁の厚さが20mm程度に形成されている。
【0029】
高圧容器101は、容器上部101aと、底部にステージ112が固定された容器下部101bとから構成され、例えば、容器上部101aを上方に移動させることで、反応室102の内部を開放状態とすることが可能である。また、高圧容器101は、外壁と内壁との間に温度制御機構113を備え、温度制御部122の制御により、高圧容器101の温度を一定に保つように制御可能としている。
【0030】
温度制御機構113は、高圧容器101やステージ112を、以降に説明するヒータ114による加熱温度より低い温度に保持するものである。温度制御機構113は、例えば、熱媒体として水が循環している温度制御部122により23℃前後に温度調節(温調)された水が循環している配管である。同様の温度制御機構が、ステージ112の内部にも設けられ、ステージ112を所定の温度に保持することを可能としている。
【0031】
また、図1の超臨界処理装置では、高圧容器101が密閉された状態で、ステージ112の上方に、例えば10mmの間隔をあけて対向配置されたヒータ(加熱手段)114を備え、ヒータ制御部121の制御によりヒータ114の周囲を加熱可能としている。ヒータ114は、例えば、図1(c)の平面図に示すように構成された抵抗加熱体である。
また、本装置は、例えば二酸化炭素が加圧されて収容されたボンベ103を備えている。二酸化炭素は、大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質の一例である。ボンベ103に収容されている二酸化炭素は、配管104を通り、導入口105を介して反応室102の内部に導入される。
【0032】
配管104の途中には、圧送ポンプ106と導入バルブ107とを備え、また、圧送ポンプ106の吐出側には、ここの圧力を測定する圧力計108を備えている。圧送ポンプ106により、ボンベ103内の二酸化炭素を反応室102の内部へ圧送することを可能としている。また、圧力計108の圧力測定結果により導入バルブ107の開度を制御することを可能としている。
【0033】
従って、ボンベ103,圧送ポンプ106などにより、超臨界流体となる物質である二酸化炭素の供給手段が構成されていることになる。例えば、ボンベ103に二酸化炭素が20MPa以上と高い圧力で収容されていれば、これのみで供給手段となり得る。なお、反応室102内部への二酸化炭素の供給は、上述した構成に限るものではなく、他の機構を用いるようにしても良いことは言うまでもない。
【0034】
また、本装置は、反応室102の内部圧力を測定する圧力計109と、反応室102内部の流体を排出する排出口110と、排出口110の途中に設けられた圧力制御バルブ111とを備えている。圧力制御バルブ111は、圧力計109の圧力測定結果により開度を制御し、排出口110より排出する流体の量を制御する。これらによる圧力制御で、反応室102の内部圧力を超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御することが可能である。
【0035】
なお、ボンベ103が、二酸化炭素の代わりに、他の大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を収容するものであってもよい。例えば、ボンベ103は、SF6やCHF3などのフッ素化合物やN2Oなどの窒素化合物を収容するものでもよい。さらには、フッ化カルボニルやCF3COFなどのフッ化カルボニル系化合物、CF3OF,CHF2OCHF2などのハイポフルオライト化合物などの、カルボニル基とフッ素や塩素などのハロゲンを含み、大気雰囲気で気体である化合物を収容するものであってもよい。また、ボンベ103は、FNOやF3NOなどのハロゲン化窒素化合物を収容するものであってもよい。
【0036】
また、本装置は、薬液供給部123及び薬液ノズル124を備えている。薬液供給部123は、例えば、所定の現像液及びリンス液を供給する機構であり、薬液ノズル124の先端に設けられた液吐出部より、上記現像液及びリンス液を吐出可能としている。図1(b)に示すように、容器上部101aを容器下部101bの上方に移動させて高圧容器101を開放させた状態において、薬液ノズル124は、ステージ112の上方に移動可能とされている。薬液ノズル124の先端部をステージ112の上方に移動させることで、ステージ112の上に配置される処理対象の基板上に、現像液などの薬液を供給する。薬液ノズル124は、回転運動により移動するようにしても良く、また、直線的な運動によりステージ112の上方に移動するようにしてもよい。
【0037】
この超臨界処理装置では、ボンベ103より供給された二酸化炭素は、圧送ポンプ106に圧送され、配管を通過して導入口105より反応室102に輸送される。例えば、高圧で二酸化炭素が圧送されている状態で、輸送された二酸化炭素で反応室102の内部が充填された後、圧力制御バルブ111を閉じた状態とすれば、反応室102の内部を、例えば二酸化炭素が超臨界状態となる圧力状態とすることが可能である。また、ヒータ制御部121の制御によりヒータ114を動作させ、反応室102のステージ112上方の温度を二酸化炭素の臨界点の温度もしくはこれ以上の温度状態とすることが可能である。
【0038】
また、圧力計109が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧力制御バルブ111の開度を調整し、圧力計108が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧送ポンプ106による圧送の圧力を調整することも可能である。このようにすることで、反応室102の内部に、常に二酸化炭素が供給される状態が得られる。
【0039】
次に、図1に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理について説明する。
まず、図2(a)に示すように、容器上部101aを容器下部101bの上方に移動させ、高圧容器101を開放状態にする。また、温度制御部122を動作させ、高圧容器101(容器上部101a,容器下部101b)及びステージ112が、例えば、23℃に制御された状態とする。
【0040】
次に、図2(b)に示すように、処理対象の基板201を、ステージ112の上に固定する。基板201は、例えば、所定のパターン像を露光することで潜像が形成されたレジスト膜を備えたものである。
基板201をステージ112の上に固定したら、図2(c)に示すように、薬液ノズル124を移動させて液吐出部(図示せず)を基板201の上方に配置させる。この状態で、薬液供給部123を動作させ、現像液及びリンス液など所定の薬液を基板201の上に供給する。このことにより、例えば、基板201の上のレジスト膜を現像処理し、基板201の上にレジストパターンが形成された状態とする。
【0041】
次に、薬液ノズル124を退避させた後、図3(d)に示すように、容器上部101aを下降させて容器下部101bに密着させ、高圧容器101の内部の反応室102が密閉された状態とする。この状態で、導入バルブ107を開放し、ボンベ103より供給される液化二酸化炭素が、圧送ポンプ106により反応室102内に圧送される状態とする。
【0042】
ここで、まず、圧力計109が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧力制御バルブ111の開度を調整する。加えて、圧力計108が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力(例えば7.5MPa)を保持する範囲で、圧送ポンプ106による圧送の圧力を調整する。このことにより、反応室102の内部には、常に液化二酸化炭素が供給される状態が得られる。
【0043】
次に、ヒータ制御部121を動作させ、ヒータ114によりヒータ114の周囲の液化二酸化炭素を31℃程度に加熱する。このことにより、図3(e)に示すように、ヒータ114の周囲に、臨界圧力とされた二酸化炭素が加熱されて超臨界状態となった超臨界二酸化炭素領域301が形成される。例えば、ヒータ114の温度設定を42℃程度とすることで、ヒータ114の上下に15mm程度離れた領域に広がる超臨界二酸化炭素領域301を形成することが可能である。
【0044】
ヒータ114は、ステージ112の上方10mmの位置に配置されているので、ステージ112の上に固定された基板201は、超臨界二酸化炭素領域301領域に接触した状態となる。このことにより、基板201の上では、パターンを濡らしていた薬液(液体)が、超臨界流体(超臨界二酸化炭素)に置換され、パターンが超臨界流体に接触した状態となる。この超臨界状態は、臨界点よりもわずかに温度が低い亜臨界状態であってもよく、亜臨界状態であっても超臨界状態と同様の効果が得られる。
【0045】
超臨界二酸化炭素領域301が形成される状態を所定時間保持した後、圧送ポンプ106の動作を停止し、導入バルブ107を閉じた状態とし、排出口110より徐々に二酸化炭素が排出される状態とする。このことにより、反応室102の内部の圧力を徐々に低下させ、反応室102内の二酸化炭素を気化させる。このとき、基板201の上では、ヒータ114により加熱されて超臨界状態となっていた二酸化炭素が、液化することなく気化する。この結果、基板201では、この上に形成されたレジストパターンが、パターン倒れなど無く乾燥された状態となる。
【0046】
ここで、温度制御機構113により温調されているステージ112は、ヒータ114からの超臨界二酸化炭素領域301による熱伝導により、23℃より高い温度となる。しかしながら、反応室102の内部圧力が低下し、反応室102内部の二酸化炭素が気化すると、ヒータ114からの熱伝導が低下する。この結果、ステージ112の温度は、あまり時間がかかることなく、温度制御機構113による制御温度(23℃)に低下する。例えば、排出により反応室102の内部圧力が大気圧程度になるまでの時間内に、ステージ112の温度は23℃に低下する。
【0047】
また、反応室102内の減圧により超臨界二酸化炭素領域301が気化された時点より、ヒータ制御部121の動作を停止させるなどにより、ヒータ114の温度を低下させる。
反応室102の内部圧力が大気圧程度となった段階で、図3(f)に示すように、容器上部101aを容器下部101bの上方に移動させ、高圧容器101を開放状態とし、処理が終了した基板201を搬出可能な状態とする。
【0048】
基板201を搬出した後、新たな処理対象の基板をステージ112の上に固定し、上述(図2(b)〜図3(f))と同様にして、薬液処理及び超臨界処理を行うことで、連続して枚葉処理が行える。また、次に高圧容器101を密閉して液化二酸化炭素を導入するときにまでには、ヒータ114の温度は室温程度にまで低下している。なお、例えばペルチェ素子などを用いた冷却機構を設けることで、ヒータ114の温度をより迅速に低下させるようにしてもよい。
【0049】
また、例えば、ステージ112の周囲の容器下部101b内に、基板上下機構を設け、処理対象の基板を上下方向に移動可能な状態としてもよい。例えば、図3(e)に示す状態で、ヒータ114の温度を35℃程度に設定することで、ヒータ114の上下に5mm程度離れた領域に広がる超臨界二酸化炭素領域301を形成する。この状態で、図3には示していない基板上下機構により基板201を上昇させ、基板201の表面とヒータ114との距離が3mm程度となるようにすれば、基板201のレジストパターンが形成されている表面が、超臨界二酸化炭素領域301に接触した状態となる。
【0050】
また、上記基板上下機構を下げて、基板201がステージ201の上に載置された状態とすれば、基板201の表面は、超臨界二酸化炭素領域301より離間し、液化二酸化炭素の中に存在する状態となる。このように、基板上下機構を用いることで、ヒータ114の温度を常に一定としておいても、基板201を超臨界二酸化炭素と液化二酸化炭素との両方の状態に配置された状態にできる。
【0051】
この場合、図3(e)の状態より、反応室102の内部圧力を低下させて二酸化炭素を気化させるとき、基板上下機構により基板201を上昇させ、ヒータ114の近傍に配置させておくことで、基板201の表面では、超臨界二酸化炭素が液化することなく気化する状態とすることができる。また、この場合、ヒータ114の温度は、例えば、35℃と常に一定にしておいても、上述した連続的な処理が可能となる。
【0052】
図7は、上述したような一連の処理におけるステージの温度変化を示す特性図である。図7(a)は、図8に示した装置のステージ812の温度変化を示し、図7(b)は、図9に示した装置のステージ912の温度変化を示し、図7(c)は、図1に示した装置のステージ112の温度変化を示している。なお、図7(c)においては、点線により、ヒータ114の温度変化を示している。
【0053】
図7から明らかなように、まず、容器801を加熱する図8の装置では、昇温,降温どちらにも時間を要し、また、降温して室温に安定するまでに、多くの時間を必要としている。また、ステージ912を直接加熱する図9の装置では、昇温や降温は短時間に行えるが、降温して室温に安定するまでに多くの時間を必要としている。従って、次の処理が行えるまでに、多くの時間を要することになる。
【0054】
これらに対し、本実施の形態における図1の装置によれば、実線で示すステージ112の温度は、処理が終了した時点より直ちに室温にまで低下している。また、反応室102の内部空間に露出して用いられるヒータ114も、加熱を停止した後は、点線で示すように、あまり時間がかかることなく室温にまで低下し、次の処理が可能な状態となる。
【0055】
[実施の形態2]
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図4は、本発明の実施の形態における超臨界処理装置の他の構成例を示す模式的な断面図(a)及び一部を示す平面図(b)である。この装置は、密閉可能な高圧容器401と、高圧容器401の内部に設けられた反応室402から構成されている。反応室402の底面には、処理対象となる基板401が載置されるステージ412が配置されている。高圧容器401は、例えばステンレスで構成され、壁の厚さが20mm程度に形成されている。
【0056】
高圧容器401は、容器上部401aと、底部にステージ412が固定された容器下部401bとから構成され、例えば、容器上部401aを上方に移動させることで、反応室402の内部を開放状態とすることが可能である。
また、高圧容器401は、外壁と内壁との間に温度制御機構413を備え、温度制御部422の制御により、高圧容器401の温度を一定に保つように制御可能としている。
【0057】
温度制御機構413は、高圧容器401やステージ412を、以降に説明するヒータ部414による加熱温度より低い温度に保持するものである。温度制御機構413は、例えば、熱媒体として水が循環している温度制御部422により23℃前後に温調された水が循環している配管である。同様の温度制御機構が、ステージ412の内部にも設けられ、ステージ412を所定の温度に保持することを可能としている。
【0058】
また、図4の超臨界処理装置では、容器下部401bの底部を貫通し、ステージ412に設けられた貫通孔を通して一部がステージ412の上部に突出する複数のピンより構成されたヒータ部(加熱手段)414を備えている。ヒータ部414は、容器下部401bの貫通部においては、反応室402内の機密を保持するようにシールドされ、上下動可能とされている。この上下動作により、ヒータ部414の先端部は、ステージ412に設けられた貫通孔内を挿抜可能とされている。また、ヒータ部414とステージ412とは、熱的に遮断されている。
【0059】
また、ヒータ部414は、ヒータ制御部421の制御によりヒータ部414の少なくともピン上部を加熱可能としている。ヒータ部414は、例えば、図4(b)の平面図に示すように、ステージ412の貫通孔より吐出する12のピンを備えている。なお、ピンの数は12に限るものではなく、12より多くするようにしてもよい。以降に説明するように、ステージ412の貫通孔に挿入して突出させたヒータ部414のピン先端部により、処理対象の基板をステージ412より離間させかつ加熱するので、ピンの数が多いほど、処理対象の基板をより迅速に加熱可能となる。
【0060】
また、本装置は、例えば、二酸化炭素が加圧されて収容されたボンベ403を備えている。二酸化炭素は、大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質の一例である。ボンベ403に収容されている二酸化炭素は、配管404を通り、導入口405を介して反応室402の内部に導入される。配管404の途中には、圧送ポンプ406と導入バルブ407とを備え、また、圧送ポンプ406の吐出側には、ここの圧力を測定する圧力計408を備えている。圧送ポンプ406により、ボンベ403内の二酸化炭素を反応室402の内部へ圧送することを可能としている。また、圧力計408の圧力測定結果により導入バルブ407の開度を制御することを可能としている。
【0061】
従って、ボンベ403,圧送ポンプ406などにより、超臨界流体となる物質である二酸化炭素の供給手段が構成されていることになる。また、ボンベ403に二酸化炭素が20MPa以上と高い圧力で収容されていれば、これのみで供給手段となり得る。なお、反応室402内部への二酸化炭素の供給は、上述した構成に限るものではなく、他の機構を用いるようにしても良いことは言うまでもない。
【0062】
また、本装置は、反応室402の内部圧力を測定する圧力計409と、反応室402内部の流体を排出する排出口410と、排出口410の途中に設けられた圧力制御バルブ411とを備えている。圧力制御バルブ411は、圧力計409の圧力測定結果により開度を制御し、排出口410より排出する流体の量を制御する。これらによる圧力制御で、反応室402の内部圧力を超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御することが可能である。
【0063】
なお、ボンベ403が、二酸化炭素の代わりに、他の大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を収容するものであってもよい。例えば、ボンベ403は、SF6やCHF3などのフッ素化合物やN2Oなどの窒素化合物を収容するものでもよい。さらには、フッ化カルボニルやCF3COFなどのフッ化カルボニル系化合物、CF3OF,CHF2OCHF2などのハイポフルオライト化合物などの、カルボニル基とフッ素や塩素などのハロゲンを含み、大気雰囲気で気体である化合物を収容するものであってもよい。また、ボンベ403は、FNOやF3NOなどのハロゲン化窒素化合物を収容するものであってもよい。
【0064】
また、本装置は、薬液供給部423及び薬液ノズル424を備えている。薬液供給部423は、例えば、所定の現像液及びリンス液を供給する機構であり、薬液ノズル424の先端に設けられた液吐出部より、上記現像液及びリンス液を吐出可能としている。図4(b)に示すように、容器上部401aを容器下部401bの上方に移動させて高圧容器401を開放させた状態において、薬液ノズル424は、ステージ412の上方に移動可能とされている。薬液ノズル424の先端部をステージ412の上方に移動させることで、ステージ412の上に配置される処理対象の基板上に、現像液などの薬液を供給する。薬液ノズル424は、回転運動により移動するようにしても良く、また、直線的な運動によりステージ412の上方に移動するようにしてもよい。
【0065】
この超臨界処理装置では、ボンベ403より供給された二酸化炭素は、圧送ポンプ406に圧送され、配管を通過して導入口405より反応室402に輸送される。例えば、高圧で二酸化炭素が圧送されている状態で、輸送された二酸化炭素で反応室402の内部が充填された後、圧力制御バルブ411を閉じた状態とすれば、反応室402の内部を、例えば二酸化炭素が超臨界状態となる圧力状態とすることが可能である。
【0066】
また、圧力計409が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧力制御バルブ411の開度を調整し、圧力計408が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧送ポンプ406による圧送の圧力を調整することも可能である。このようにすることで、反応室402の内部に、常に二酸化炭素が供給される状態が得られる。
【0067】
次に、図4に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理について説明する。
まず、図5(a)に示すように、容器上部401aを容器下部401bの上方に移動させ、高圧容器401を開放状態にする。また、温度制御部422を動作させ、高圧容器401(容器上部401a,容器下部401b)及びステージ412が、例えば、23℃に制御された状態とする。
【0068】
次に、図5(b)に示すように、処理対象の基板201を、ステージ412の上に固定する。基板201は、例えば、所定のパターン像を露光することで潜像が形成されたレジスト膜を備えたものである。
基板201をステージ412の上に固定したら、図5(c)に示すように、薬液ノズル424を移動させて液吐出部(図示せず)を基板201の上方に配置させる。この状態で、薬液供給部423を動作させ、現像液及びリンス液など所定の薬液を基板201の上に供給する。このことにより、例えば、基板201の上のレジスト膜を現像処理し、基板201の上にレジストパターンが形成された状態とする。
【0069】
次に、薬液ノズル424を退避させた後、図6(d)に示すように、容器上部401aを下降させて容器下部401bに密着させ、高圧容器401の内部の反応室402が密閉された状態とする。この状態で、導入バルブ407を開放し、ボンベ403より供給される液化二酸化炭素が、圧送ポンプ406により反応室402内に圧送される状態とする。
【0070】
ここで、まず、圧力計409が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力を保持する範囲で、圧力制御バルブ411の開度を調整する。加えて、圧力計408が測定した圧力値が二酸化炭素の臨界点の圧力(例えば7.5MPa)を保持する範囲で、圧送ポンプ406による圧送の圧力を調整する。このことにより、反応室402の内部には、常に液化二酸化炭素が供給される状態が得られる。
【0071】
次に、まず、ヒータ部414を上昇させ、ステージ412の貫通孔にピンを貫通させ、ヒータ部414のピンの先端が、ステージ412の表面より突出した状態とする。ヒータ部414を構成する複数のピン先端部により、基板201はステージ412の上方に移動してステージ412より離間した状態となる。この状態とした後、ヒータ制御部421を動作させ、ヒータ部414の先端部を例えば40℃程度に加熱し、基板201が31℃以上となるようにする。
【0072】
このことにより、図6(e)に示すように、基板201の表面の周囲には、臨界圧力とされた二酸化炭素が加熱されて超臨界状態となった超臨界二酸化炭素領域601が形成される。このことにより、基板201の上では、パターンを濡らしていた薬液(液体)が、超臨界流体(超臨界二酸化炭素)に置換され、パターンが超臨界流体に接触した状態となる。この超臨界状態は、臨界点よりもわずかに温度が低い亜臨界状態であってもよく、亜臨界状態であっても超臨界状態と同様の効果が得られる。
【0073】
超臨界二酸化炭素領域601が形成される状態を所定時間保持した後、圧送ポンプ406の動作を停止し、導入バルブ407を閉じた状態とし、排出口410より徐々に二酸化炭素が排出される状態とする。このことにより、反応室402の内部の圧力を徐々に低下させ、反応室402内の二酸化炭素を気化させる。このとき、ヒータ部414により加熱されている基板201の上では、基板201により加熱されて超臨界状態となっていた二酸化炭素が、液化することなく気化する。この結果、基板201では、この上に形成されたレジストパターンが、パターン倒れなど無く乾燥された状態となる。
【0074】
以上のことにより、基板201の上の超臨界二酸化炭素が気化した後、ヒータ部414を下降させ、ピンをステージ412の貫通孔より抜き去り、また、ヒータ制御部421の動作を停止してヒータ部414の加熱状態を終了する。
このことにより、基板201は、ステージ412の上に載置された状態となり、また、温度が低下する。
【0075】
ここで、温度制御機構413により温調されているステージ412は、ヒータ部414による加熱で、23℃より高い温度となる。しかしながら、ヒータ部414を下降させることで、ステージ412を加熱する熱源が無くなるので、ステージ412の温度は、短時間に温度制御機構413による制御温度(23℃)に低下する。例えば、排出により反応室402の内部圧力が大気圧程度になるまでの時間内に、ステージ412の温度は23℃に低下する。
【0076】
反応室402の内部圧力が大気圧程度となった段階で、図6(f)に示すように、容器上部401aを容器下部401bの上方に移動させ、高圧容器401を開放状態とし、処理が終了した基板201を搬出可能な状態とする。
基板201を搬出した後、新たな処理対象の基板をステージ412の上に固定し、上述(図5(b)〜図6(f))と同様にして、薬液処理及び超臨界処理を行うことで、連続して枚葉処理が行える。また、次に高圧容器401を密閉して液化二酸化炭素を導入するときにまでには、ヒータ部414の温度は室温程度にまで低下している。なお、例えばペルチェ素子などを用いた冷却機構を設けることで、ヒータ部414の温度をより迅速に低下させるようにしてもよい。
【0077】
上述した本発明に係る超臨界処理装置により、次に示すような処理例が可能である。
まず、シリコン基板の上に、電子線レジスト(ZEP−520:日本ゼオン製)をスピン塗布し、膜厚500nm程度のレジスト膜を形成する。次いで、形成したレジスト膜に、電子線露光により所定の形状の潜像を形成する。形成した潜像は、例えば、幅50nmのストライプパターンである。
【0078】
潜像を形成したら、シリコン基板を、23℃に温度を保持するように制御する温度制御部により温調されているステージの上に固定する。次いで、薬液ノズルの液吐出部をシリコン基板上に移動させ、現像液や得リンス液を吐出させ、レジスト膜の現像処理を行い、シリコン基板の上にレジストパターンを形成する。引き続いて、容器上部を下降させて容器を閉じて反応室を密閉し、この中に、液化二酸化炭素を導入し、反応室内の圧力を7.5MPaとする。
【0079】
反応室の内部圧力が7.5MPaの範囲で、排出口より排出されている状態で液化二酸化炭素を導入し続ける。この状態を5分間続け、シリコン基板やこの上のレジストパターンに付着しているリンス液を、液化二酸化炭素に置換する。この後、ヒータの加熱温度を50℃に上昇させ、ヒータ周囲の液化二酸化炭素を超臨界状態とし、シリコン基板がこの領域内に収容される状態とする。このことにより、シリコン基板やレジストパターンが接触していた液化二酸化炭素が超臨界状態となる。
【0080】
この後、反応室の内部への液化二酸化炭素の供給を停止し、排出口より排出される状態とすることで、反応室の内部圧力を低下させる。この結果、ヒータ周囲の超臨界状態とされた二酸化炭素は気化する。すなわち、シリコン基板やレジストパターンが接触していた超臨界状態の二酸化炭素が気化し、超臨界乾燥が行われる。この乾燥処理により、シリコン基板の上に形成されたレジストパターンは、パターン倒れなどの問題を発生することなく、乾燥される。
【0081】
次いで、反応室の内部圧力が大気圧程度となった時点で、容器上部を上昇させて反応室を開放状態とし、また、ヒータの加熱を停止する。反応室を開放した後、所定の搬送機構を用いることなどにより、ステージの上のシリコン基板を搬出し、次の処理対象となるシリコン基板をステージの上に搬入する。
【0082】
ここで、ヒータ周囲に超臨界流体が存在している状態では、ヒータからの熱が、ある程度ステージに伝導してステージの温度を上昇させている。しかしながら、反応室内が減圧され、ヒータ周囲の超臨界流体が気化すると、ヒータとシリコン基板(ステージ)との間には、気体が介在している状態となり、ヒータからの熱は、ステージに伝導しにくい状態となる。この結果、温度制御部により温調されているステージの温度は、直ちに23℃程度にまで低下する。
【0083】
すなわち、前述したように、処理が終了したシリコン基板を搬出し、次の処理対象となるシリコン基板を搬入する時点では、ステージの温度は23℃の状態に安定している。従って、次の処理対象となるシリコン基板も、この前に処理が終了したシリコン基板と同様の温度環境で、各処理がなされるようになる。
【0084】
また、上述した本発明に係る超臨界処理装置により、次に示すような処理も可能である。
まず、シリコン基板の上に、電子線レジスト(ZEP−520:日本ゼオン製)をスピン塗布し、膜厚500nm程度のレジスト膜を形成する。次いで、形成したレジスト膜に、電子線露光により所定の形状の潜像を形成する。形成した潜像は、例えば、幅50nmのストライプパターンである。
【0085】
潜像を形成したら、シリコン基板を、23℃に温度を保持するように制御する温度制御部により温調されているステージの上に固定する。次いで、薬液ノズルの液吐出部をシリコン基板上に移動させ、現像液や得リンス液を吐出させ、レジスト膜の現像処理を行い、シリコン基板の上にレジストパターンを形成する。引き続いて、容器上部を下降させて容器を閉じて反応室を密閉し、この中に、液化二酸化炭素を導入し、反応室内の圧力を7.5MPaとする。
【0086】
反応室の内部圧力が7.5MPaの範囲で、排出口より排出されている状態で液化二酸化炭素を導入し続ける。この状態を5分間続け、シリコン基板やこの上のレジストパターンに付着しているリンス液を、液化二酸化炭素に置換する。
この後、まず、ヒータ部を上昇させてステージの貫通孔に嵌入させ、ヒータ部のピン上部がステージの表面より突出した状態とし、シリコン基板をステージの上に離間させる。通委で、ヒータ部のピンによる加熱温度を50℃に上昇させてシリコン基板を加熱し、シリコン基板に接触している液化二酸化炭素を超臨界状態とする。
【0087】
この後、反応室の内部への液化二酸化炭素の供給を停止し、排出口より排出される状態とすることで、反応室の内部圧力を低下させる。この結果、ヒータ部に加熱されたシリコン基板からの加熱により超臨界状態とされた二酸化炭素は気化する。すなわち、シリコン基板やレジストパターンが接触していた超臨界状態の二酸化炭素が気化し、超臨界乾燥が行われる。この乾燥処理により、シリコン基板の上に形成されたレジストパターンは、パターン倒れなどの問題を発生することなく、乾燥される。
【0088】
次いで、反応室の内部圧力が大気圧程度となった時点で、ヒータ部を下降させてピンがステージの貫通孔より抜かれた状態とし、ヒータ部の加熱を停止する。また、容器上部を上昇させて反応室を開放状態とする。反応室を開放した後、所定の搬送機構を用いることなどにより、ステージの上のシリコン基板を搬出し、次の処理対象となるシリコン基板をステージの上に搬入する。
【0089】
ここで、ヒータ部のピンがステージの貫通孔より抜き出されることで、ヒータ部によるステージの加熱は停止され、温度制御部により温調されているステージの温度は、直ちに23℃程度にまで低下する。
すなわち、前述したように、処理が終了したシリコン基板を搬出し、次の処理対象となるシリコン基板を搬入する時点では、ステージの温度は23℃の状態に安定している。従って、次の処理対処となるシリコン基板も、この前に処理が終了したシリコン基板と同様の温度環境で、各処理がなされるようになる。
【0090】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ステージと対向して設けられたヒータを加熱手段とし、ステージの上方に導入された超臨界物質を加熱し、超臨界物質が超臨界状態となるようにした。また、温度制御機構により、ステージを加熱手段による加熱温度より低い温度に保持するようにした。このように、温度保持されたステージは、加熱手段により直接加熱されることがないので、本発明によれば、一連の超臨界処理が終了した後、速やかにステージの温度を所定の値とすることができるので、従来より短い時間で、液処理と超臨界処理とを同一の処理装置で連続して行えるようになるという優れた効果が得られる。
【0091】
また、本発明では、容器の外部より容器を貫通してステージの貫通孔よりステージ表面より突出する複数のピンを備えて貫通孔を挿抜可能に移動するヒータ部を加熱手段とし、ピンを貫通孔に挿入してピンの先端部をステージの表面より突出させてシリコン基板をステージより離間させ、この状態でシリコン基板を加熱することで、ステージの上方に導入された超臨界物質を加熱し、超臨界物質が超臨界状態となるようにした。また、温度制御機構により、ステージを加熱手段による加熱温度より低い温度に保持するようにした。従って、本発明によれば、温度保持されたステージは、一連の超臨界処理が終了した後、速やかにステージの温度を所定の値とすることができるので、従来より短い時間で、液処理と超臨界処理とを同一の処理装置で連続して行えるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における超臨界処理装置の構成例を示す模式的な断面図(a)及び一部を示す平面図(b),(c)である。
【図2】 図1に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理の過程を示す工程図である。
【図3】 図1に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理の過程を示す工程図である。
【図4】 本発明の実施の形態における超臨界処理装置の他の構成例を示す模式的な断面図(a)及び一部を示す平面図(b)である。
【図5】 図4に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理の過程を示す工程図である。
【図6】 図4に示した超臨界処理装置を用いた超臨界処理の過程を示す工程図である。
【図7】 ステージの温度変化を示す特性図である
【図8】 従来よりある超臨界処理装置の構成を示す構成図である。
【図9】 従来よりある超臨界処理装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
101…高圧容器、101a…容器上部、101b…容器下部、102…反応室、103…ボンベ、104…配管、105…導入口、106…圧送ポンプ、107…導入バルブ、108…圧力計、109…圧力計、110…排出口、111…圧力制御バルブ、112…ステージ、113…温度制御機構、114…ヒータ(加熱手段)、121…ヒータ制御部、122…温度制御部、123…薬液供給部、124…薬液ノズル、401…高圧容器、401a…容器上部、401b…容器下部、402…反応室、403…ボンベ、404…配管、405…導入口、406…圧送ポンプ、407…導入バルブ、408…圧力計、409…圧力計、410…排出口、411…圧力制御バルブ、412…ステージ、413…温度制御機構、414…ヒータ部(加熱手段)、421…ヒータ制御部、422…温度制御部、423…薬液供給部、424…薬液ノズル。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a supercritical processing apparatus for performing predetermined processing such as development and drying on a substrate to be processed using a fluid in a supercritical state.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in order to manufacture a large-scale and high-performance device such as an LSI, an extremely fine pattern is required. This ultrafine pattern is, for example, a resist pattern that is formed through exposure, development, and rinsing treatment and that is sensitive to light, X-rays, or electron beams. Further, the etching pattern is made of an inorganic material such as an oxide formed through etching, water washing and rinsing by selective etching using the resist pattern as a mask.
[0003]
The resist pattern described above can be formed by processing a photosensitive resist film, which is an organic material, using a lithography technique. When the photosensitive resist film is exposed, the molecular weight and molecular structure of the exposed area changes, and a difference in solubility in the developer occurs between the unexposed area and development using this difference. By the processing, a finer pattern than the photosensitive resist film can be formed.
[0004]
In the development processing described above, if the development is continued, the unexposed areas start to dissolve in the developer and the pattern disappears, so the development is stopped by rinsing with the rinse solution. Finally, by drying and removing the rinsing liquid, a resist pattern as a processing mask can be formed on the resist film.
A major problem during drying in the formation of such a fine pattern is the collapse of the pattern.
[0005]
A fine resist pattern having a large aspect ratio is formed by rinsing and drying after development. A fine pattern having a large aspect ratio can be formed even if it is not a resist. For example, when a high aspect ratio pattern is formed by etching the substrate using the resist pattern as a mask, the substrate is cleaned after the etching, and the pattern is immersed in water and rinsed with the substrate. Thereafter, drying is performed.
[0006]
However, at the time of drying, a bending force (capillary force) works due to a pressure difference between water remaining between the patterns and external air. As a result, the pattern collapses on the substrate. This falling phenomenon becomes more prominent as the pattern has a higher aspect ratio. It has been reported that the capillary force depends on the surface tension generated at the liquid / gas interface between a rinse liquid such as water and the pattern.
[0007]
The surface tension of water is about 72 x 10 -3 The capillary force described above is large as N / m and has the power to distort not only a resist pattern made of an organic material but also a stronger pattern such as silicon which is an inorganic material. For this reason, the problem of surface tension due to the above-described rinse liquid and cleaning liquid is important.
Here, after liquid treatment such as rinsing and washing, a supercritical fluid is used and drying is performed after the surface tension is not applied, so that problems such as pattern collapse can be solved.
[0008]
A fluid in a supercritical state (supercritical fluid) is a substance at a temperature and pressure exceeding the critical temperature and pressure, and has a dissolving power close to that of a liquid, but tension and viscosity exhibit properties close to a gas. It can be said that the liquid is kept in a gaseous state. Since the supercritical fluid having such characteristics does not form an interface between the liquid and the gas, the surface tension becomes zero. Therefore, if the film is dried in a supercritical state, the effect of surface tension is eliminated, and the pattern collapse is eliminated.
[0009]
A supercritical fluid has both gas diffusivity and liquid solubility (high density), and can change state from liquid to gas without an equilibrium line. For this reason, if this supercritical fluid is gradually released from the state filled with the supercritical fluid, the interface between the liquid and gas will not be formed, so the surface is dried without applying surface tension to the ultrafine pattern to be dried. be able to.
[0010]
In many cases, carbon dioxide, which has a low critical point and is easy to handle, is used as the supercritical fluid. Supercritical drying using a supercritical fluid is started by replacing the cleaning liquid adhering to the substrate surface with liquefied carbon dioxide in a sealed container after performing a cleaning process with a cleaning liquid. Since carbon dioxide liquefies at room temperature when pressurized to about 6 MPa, the above replacement is performed in a state where the pressure in the container is increased to about 6 MPa. After the cleaning liquid adhering to the substrate is replaced with liquefied carbon dioxide, the temperature and pressure (critical point of carbon dioxide; 31 ° C., 7.3 MPa) above the critical point of carbon dioxide is set in the container to liquefy carbon dioxide. Convert to supercritical carbon dioxide.
[0011]
Finally, while maintaining the above temperature, a part of the container is opened to release supercritical carbon dioxide to the outside, the inside of the container is reduced to atmospheric pressure, and the supercritical carbon dioxide in the container is vaporized. Finish drying. At the time of this pressure reduction, carbon dioxide is vaporized without being liquefied, so that the interface between the liquid and the gas on which the surface tension acts is not formed on the substrate. For this reason, these can be dried, without producing a fall in the ultra fine pattern currently formed on the board | substrate.
[0012]
In order to perform supercritical processing such as the above supercritical drying, for example, a single wafer processing apparatus as shown in FIG. 8 has been proposed (see Patent Document 1). This apparatus includes an apparatus in which liquefied carbon dioxide sealed in a cylinder 803 is pumped into a reaction chamber 802 in a sealable container 801 by a pump pump 804. In this apparatus, by opening the valve 805 on the liquefied carbon dioxide introduction side, liquefied carbon dioxide is introduced into the container 801, and the liquefied carbon dioxide is discharged from the front end of the introduction port 806 communicating with the valve 805. The liquefied carbon dioxide is injected onto the substrate 811 placed on the inner stage 812.
[0013]
At this time, for example, the liquefied carbon dioxide in the cylinder 803 is pumped into the reaction chamber 802 by the pressure pump 804, and the opening of the valve 807 on the discharge side is adjusted in this state, and the liquefied carbon dioxide discharged from the discharge port 809 The pressure in the reaction chamber 802 is controlled by limiting the amount of. If, for example, an automatic pressure valve is used as the discharge side valve 807, the above pressure control is possible.
[0014]
As described above, in a state where liquefied carbon dioxide is injected onto the substrate through the introduction port 806, the container 801 is heated to, for example, about 31 ° C. by the heater 813, and the pressure in the reaction chamber 802 is 7.5 MPa or more. Then, the liquefied carbon dioxide injected onto the substrate 811 in the reaction chamber 802 becomes a supercritical state.
[0015]
An apparatus as shown in FIG. 9 has also been proposed (see Patent Document 2). This apparatus includes an apparatus in which liquefied carbon dioxide sealed in a cylinder 903 is pumped by a pump pump 904 into a reaction chamber 902 in a sealable container 901. In this apparatus, by opening the valve 905 on the liquefied carbon dioxide introduction side, liquefied carbon dioxide is introduced into the container 901, and the liquefied carbon dioxide is discharged from the front end of the introduction port 906 communicating with the valve 905. The liquefied carbon dioxide is injected onto the substrate 911 placed on the inner stage 912.
[0016]
At this time, for example, liquefied carbon dioxide in the cylinder 903 is pumped into the reaction chamber 902 by the pump pump 904, and the opening degree of the valve 907 on the discharge side is adjusted in this state, and liquefied carbon dioxide discharged from the discharge port 909 The pressure in the reaction chamber 902 is controlled by limiting the amount of. If, for example, an automatic pressure valve is used for the valve 907 on the discharge side, the pressure control can be performed.
[0017]
In the case of the apparatus shown in FIG. 9, as described above, the substrate 911 is heated by the heater 913 such as a resistance heating body incorporated in the stage 912 in a state where liquefied carbon dioxide is being injected onto the substrate through the introduction port 906. Is directly heated, and the liquefied carbon dioxide in the vicinity of the substrate 911 is heated to about 31 ° C., for example. At this time, if the pressure in the reaction chamber 902 is 7.5 MPa or more, the liquefied carbon dioxide around the substrate 911 enters a supercritical state.
[0018]
In such a supercritical processing apparatus, in order to obtain a high pressure, the inside of the reaction chamber needs to be made as small as possible, and is generally a single wafer processing apparatus.
Here, in these apparatuses, it is desirable that the liquid treatment before the supercritical treatment is also performed inside the container. This is because when the liquid processing such as development and the supercritical processing such as supercritical drying are continuously performed, the supercritical processing is easily performed without drying the substrate after the liquid processing.
[0019]
By the way, liquid processing such as development is always required to be performed at a constant temperature in order to ensure the reproducibility of processing, and is performed at a temperature close to room temperature (around 23 ° C.) because of easy temperature adjustment. It is common.
On the other hand, in supercritical processing such as supercritical drying, in most cases, it is performed at a temperature higher than room temperature in order to obtain a supercritical state.
Therefore, in the supercritical processing apparatus for single wafer processing as described above, when the liquid processing and the supercritical processing are performed continuously, after the supercritical processing, in order to perform the next liquid processing, In addition, the temperature of the stage on which the substrate is placed needs to be lowered to about room temperature.
[0020]
[Patent Document 1]
JP 2000-091180 A
[Patent Document 2]
JP 2002-313773 A
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional supercritical processing apparatus described above, the temperature of the container or stage in which the heater is arranged and the temperature in the reaction chamber are set to room temperature in a state where the next liquid processing can be performed after the supercritical processing is performed. It took at least 10 minutes or more to lower the temperature. For this reason, when processing a plurality of substrates in succession, a lot of time is required in addition to the supercritical processing, which hinders shortening of the process time.
[0022]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to enable liquid treatment and supercritical processing to be performed continuously in the same processing apparatus in a shorter time than conventional. And
[0023]
[Means for Solving the Problems]
A supercritical processing apparatus according to the present invention includes a container having a reaction chamber that can be sealed inside, a stage that is provided inside the reaction chamber and on which a substrate to be processed is placed, and an atmospheric atmosphere inside the reaction chamber. , Supply means for supplying supercritical material that is gas and becomes supercritical under specified conditions, and pressurization control of the internal pressure of the reaction chamber to the pressure at which the supercritical material becomes supercritical After the substrate is processed in a supercritical state, the inside of the reaction chamber is depressurized to atmospheric pressure. Pressure control means for heating, heating means for heating the supercritical material introduced above the stage, and holding the stage at a temperature lower than the heating temperature by the heating means Temperature control mechanism And a discharge port for discharging the fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber.
In this apparatus, the heating means does not directly heat the stage or the container. For example, heat is conducted to the stage through a fluid existing around the heater.
[0024]
In the above supercritical processing apparatus, the temperature of the container may be maintained at a temperature lower than the heating temperature by the heater by a temperature control mechanism.
In the supercritical processing apparatus, the heating means may be a heater provided facing the stage. Further, the heating means is a heater part that includes a plurality of pins that penetrate the container from the outside of the container and project from the stage surface through the stage through-hole, and move so that the through-hole can be inserted and removed. The substrate may be separated from the stage by being inserted into the hole and projecting the tip of the pin from the surface of the stage, and the substrate may be heated in this state.
[0025]
Another supercritical processing apparatus according to the present invention includes a container having a reaction chamber that can be sealed therein, a stage that is provided inside the reaction chamber and on which a substrate to be processed is placed, and a reaction chamber. Supply means for supplying a supercritical substance that is a gas in the atmosphere and becomes supercritical under specified conditions, and pressurization control of the internal pressure of the reaction chamber to a pressure at which the supercritical substance becomes supercritical After the substrate is processed in a supercritical state, the inside of the reaction chamber is depressurized to atmospheric pressure. Pressure control means to perform, a heater provided opposite the stage, and hold the stage at a temperature lower than the heating temperature by the heater Temperature control mechanism And a discharge port for discharging the fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber.
In this apparatus, the stage and the container are not directly heated by the heating operation of the heater. For example, heat is conducted to the stage through a fluid existing around the heater.
[0026]
In the above supercritical processing apparatus, the temperature of the container may be maintained at a temperature lower than the heating temperature by the heater by a temperature control mechanism.
In the supercritical processing apparatus, the substrate to be processed can be brought close to the heater by providing a substrate up-and-down mechanism that moves the substrate up and down in the direction of the heater on the stage.
[0027]
Another supercritical processing apparatus according to the present invention includes a container having a reaction chamber that can be sealed inside, and a substrate to be processed that is provided inside the reaction chamber and in which the substrate is placed. A stage having a plurality of through-holes, supply means for supplying a supercritical substance that is a gas in the atmosphere and becomes supercritical under a predetermined condition, and the internal pressure of the reaction chamber Pressurization control up to the pressure that becomes supercritical state After the substrate is processed in a supercritical state, the inside of the reaction chamber is depressurized to atmospheric pressure. A pressure control means, a heater part that penetrates the container from the outside of the container and protrudes from the stage surface through the stage through-hole, and moves so that the through-hole can be inserted and removed, and a heating temperature of the stage by the heater part Keep at lower temperature Temperature control mechanism And at least a discharge port for discharging the fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber, and the heater part is configured such that the tip of the pin protrudes from the surface of the stage by inserting the pin into the through hole, The substrate is separated from the stage, and the substrate is heated in this state.
In this apparatus, when the pins of the heater unit are removed from the stage, the heating of the stage by the heater unit is quickly stopped. In the supercritical processing apparatus, the temperature of the container may be maintained at a temperature lower than the heating temperature by the heater unit by a temperature control mechanism.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view (a) showing a configuration example of a supercritical processing apparatus in an embodiment of the present invention, and plan views (b) and (c) showing a part thereof. This apparatus includes a high-pressure vessel 101 that can be sealed, and a reaction chamber 102 provided inside the high-pressure vessel 101. A stage 112 on which a substrate to be processed is placed is disposed on the bottom surface of the reaction chamber 102. The high-pressure vessel 101 is made of, for example, stainless steel, and has a wall thickness of about 20 mm.
[0029]
The high-pressure vessel 101 is composed of a vessel upper portion 101a and a vessel lower portion 101b having a stage 112 fixed to the bottom. For example, the reaction chamber 102 is opened by moving the vessel upper portion 101a upward. Is possible. The high-pressure vessel 101 includes a temperature control mechanism 113 between the outer wall and the inner wall, and can be controlled to keep the temperature of the high-pressure vessel 101 constant by the control of the temperature control unit 122.
[0030]
The temperature control mechanism 113 is for holding the high-pressure vessel 101 and the stage 112 at a temperature lower than the heating temperature by the heater 114 described below. The temperature control mechanism 113 is, for example, a pipe in which water whose temperature is adjusted (temperature-controlled) to about 23 ° C. by the temperature control unit 122 in which water is circulated as a heat medium is circulated. A similar temperature control mechanism is also provided in the stage 112, and the stage 112 can be maintained at a predetermined temperature.
[0031]
Further, the supercritical processing apparatus of FIG. 1 includes a heater (heating means) 114 disposed above the stage 112 with a space of 10 mm, for example, in a state where the high-pressure vessel 101 is sealed, and a heater control unit. The area around the heater 114 can be heated by the control of 121. The heater 114 is, for example, a resistance heating body configured as shown in the plan view of FIG.
In addition, the apparatus includes a cylinder 103 in which, for example, carbon dioxide is pressurized and stored. Carbon dioxide is an example of a supercritical substance that is a gas in the air atmosphere and becomes a supercritical state under predetermined conditions. Carbon dioxide accommodated in the cylinder 103 is introduced into the reaction chamber 102 through the pipe 104 and the introduction port 105.
[0032]
A pressure feed pump 106 and an introduction valve 107 are provided in the middle of the pipe 104, and a pressure gauge 108 for measuring the pressure here is provided on the discharge side of the pressure feed pump 106. The carbon dioxide in the cylinder 103 can be pumped into the reaction chamber 102 by the pressure pump 106. Further, the opening degree of the introduction valve 107 can be controlled by the pressure measurement result of the pressure gauge 108.
[0033]
Therefore, a supply means for carbon dioxide, which is a substance that becomes a supercritical fluid, is configured by the cylinder 103, the pressure pump 106, and the like. For example, if carbon dioxide is accommodated in the cylinder 103 at a pressure as high as 20 MPa or more, this alone can serve as a supply means. Needless to say, the supply of carbon dioxide into the reaction chamber 102 is not limited to the above-described configuration, and other mechanisms may be used.
[0034]
The apparatus also includes a pressure gauge 109 that measures the internal pressure of the reaction chamber 102, a discharge port 110 that discharges the fluid inside the reaction chamber 102, and a pressure control valve 111 that is provided in the middle of the discharge port 110. ing. The pressure control valve 111 controls the opening degree according to the pressure measurement result of the pressure gauge 109 and controls the amount of fluid discharged from the discharge port 110. By controlling the pressure by these, it is possible to control the pressure inside the reaction chamber 102 up to a pressure at which the supercritical substance is in a supercritical state.
[0035]
Note that the cylinder 103 may contain a supercritical substance that is a gas in another atmospheric atmosphere and is in a supercritical state under a predetermined condition instead of carbon dioxide. For example, the cylinder 103 is SF 6 And CHF Three Fluorine compounds such as N 2 It may contain a nitrogen compound such as O. Furthermore, carbonyl fluoride and CF Three Carbonyl fluoride compounds such as COF, CF Three OF, CHF 2 OCHF 2 A compound containing a carbonyl group and a halogen such as fluorine or chlorine and containing a compound that is a gas in the air atmosphere, such as a hypofluorite compound such as, may be used. The cylinder 103 can be FNO or F Three It may contain a halogenated nitrogen compound such as NO.
[0036]
In addition, the apparatus includes a chemical solution supply unit 123 and a chemical solution nozzle 124. The chemical liquid supply unit 123 is, for example, a mechanism that supplies a predetermined developer and a rinse liquid, and can discharge the developer and the rinse liquid from a liquid discharge unit provided at the tip of the chemical liquid nozzle 124. As shown in FIG. 1B, the chemical nozzle 124 is movable above the stage 112 in a state where the container upper part 101 a is moved above the container lower part 101 b and the high-pressure container 101 is opened. By moving the tip of the chemical solution nozzle 124 above the stage 112, a chemical solution such as a developing solution is supplied onto the substrate to be processed disposed on the stage 112. The chemical nozzle 124 may be moved by rotational movement, or may be moved above the stage 112 by linear movement.
[0037]
In this supercritical processing apparatus, carbon dioxide supplied from the cylinder 103 is pumped to the pressure pump 106, passes through the piping, and is transported to the reaction chamber 102 from the inlet 105. For example, if the pressure control valve 111 is closed after the inside of the reaction chamber 102 is filled with the transported carbon dioxide in a state where carbon dioxide is being pumped at high pressure, the inside of the reaction chamber 102 is For example, a pressure state in which carbon dioxide becomes a supercritical state can be set. Further, the heater 114 is operated under the control of the heater control unit 121 so that the temperature above the stage 112 in the reaction chamber 102 can be brought to a temperature at the critical point of carbon dioxide or higher.
[0038]
In addition, the opening of the pressure control valve 111 is adjusted so that the pressure value measured by the pressure gauge 109 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide, and the pressure value measured by the pressure gauge 108 is the critical point of carbon dioxide. It is also possible to adjust the pressure of the pumping by the pumping pump 106 within a range in which the pressure is maintained. By doing so, a state in which carbon dioxide is always supplied into the reaction chamber 102 is obtained.
[0039]
Next, supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 1 will be described.
First, as shown to Fig.2 (a), the container upper part 101a is moved above the container lower part 101b, and the high voltage | pressure container 101 is made into an open state. Further, the temperature control unit 122 is operated so that the high-pressure vessel 101 (the vessel upper portion 101a and the vessel lower portion 101b) and the stage 112 are controlled to 23 ° C., for example.
[0040]
Next, as shown in FIG. 2B, the substrate 201 to be processed is fixed on the stage 112. The substrate 201 includes, for example, a resist film on which a latent image is formed by exposing a predetermined pattern image.
When the substrate 201 is fixed on the stage 112, as shown in FIG. 2C, the chemical nozzle 124 is moved to dispose a liquid discharge unit (not shown) above the substrate 201. In this state, the chemical solution supply unit 123 is operated to supply a predetermined chemical solution such as a developer and a rinse solution onto the substrate 201. Thereby, for example, the resist film on the substrate 201 is developed and a resist pattern is formed on the substrate 201.
[0041]
Next, after retracting the chemical solution nozzle 124, as shown in FIG. 3D, the container upper part 101a is lowered and brought into close contact with the container lower part 101b, and the reaction chamber 102 inside the high-pressure container 101 is sealed. And In this state, the introduction valve 107 is opened, and the liquefied carbon dioxide supplied from the cylinder 103 is brought into a state of being pumped into the reaction chamber 102 by the pumping pump 106.
[0042]
Here, first, the opening degree of the pressure control valve 111 is adjusted in a range in which the pressure value measured by the pressure gauge 109 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide. In addition, the pressure of the pumping pump 106 is adjusted so that the pressure value measured by the pressure gauge 108 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide (for example, 7.5 MPa). As a result, a state in which liquefied carbon dioxide is always supplied into the reaction chamber 102 is obtained.
[0043]
Next, the heater control unit 121 is operated, and the liquefied carbon dioxide around the heater 114 is heated to about 31 ° C. by the heater 114. As a result, as shown in FIG. 3 (e), a supercritical carbon dioxide region 301 is formed around the heater 114 and is heated to the critical pressure carbon dioxide to be in a supercritical state. For example, by setting the temperature of the heater 114 to about 42 ° C., it is possible to form a supercritical carbon dioxide region 301 that extends in a region about 15 mm above and below the heater 114.
[0044]
Since the heater 114 is disposed at a position 10 mm above the stage 112, the substrate 201 fixed on the stage 112 is in contact with the supercritical carbon dioxide region 301. As a result, on the substrate 201, the chemical liquid (liquid) that has wetted the pattern is replaced with the supercritical fluid (supercritical carbon dioxide), and the pattern comes into contact with the supercritical fluid. This supercritical state may be a subcritical state whose temperature is slightly lower than the critical point, and the same effect as the supercritical state can be obtained even in the subcritical state.
[0045]
After maintaining the state in which the supercritical carbon dioxide region 301 is formed for a predetermined time, the operation of the pressure pump 106 is stopped, the introduction valve 107 is closed, and carbon dioxide is gradually discharged from the discharge port 110. To do. As a result, the pressure inside the reaction chamber 102 is gradually reduced, and the carbon dioxide in the reaction chamber 102 is vaporized. At this time, on the substrate 201, the carbon dioxide heated to the supercritical state by the heater 114 is vaporized without being liquefied. As a result, in the substrate 201, the resist pattern formed thereon is dried without pattern collapse.
[0046]
Here, the stage 112 that is temperature-controlled by the temperature control mechanism 113 has a temperature higher than 23 ° C. due to heat conduction from the heater 114 through the supercritical carbon dioxide region 301. However, when the internal pressure of the reaction chamber 102 decreases and the carbon dioxide in the reaction chamber 102 vaporizes, the heat conduction from the heater 114 decreases. As a result, the temperature of the stage 112 decreases to the control temperature (23 ° C.) by the temperature control mechanism 113 without taking much time. For example, the temperature of the stage 112 decreases to 23 ° C. within the time until the internal pressure of the reaction chamber 102 reaches about atmospheric pressure due to the discharge.
[0047]
Further, the temperature of the heater 114 is decreased by stopping the operation of the heater control unit 121 from the time when the supercritical carbon dioxide region 301 is vaporized by the reduced pressure in the reaction chamber 102.
When the internal pressure of the reaction chamber 102 reaches about atmospheric pressure, as shown in FIG. 3 (f), the container upper part 101a is moved above the container lower part 101b, the high pressure container 101 is opened, and the process is completed. The prepared substrate 201 is brought into a state where it can be carried out.
[0048]
After unloading the substrate 201, a new substrate to be processed is fixed on the stage 112, and chemical treatment and supercritical processing are performed in the same manner as described above (FIGS. 2B to 3F). Thus, continuous sheet processing can be performed. Further, the temperature of the heater 114 is lowered to about room temperature by the time when the high-pressure vessel 101 is next sealed and liquefied carbon dioxide is introduced. For example, the temperature of the heater 114 may be lowered more quickly by providing a cooling mechanism using a Peltier element or the like.
[0049]
Further, for example, a substrate vertical mechanism may be provided in the container lower part 101b around the stage 112 so that the substrate to be processed can be moved in the vertical direction. For example, in the state shown in FIG. 3E, the temperature of the heater 114 is set to about 35 ° C., thereby forming a supercritical carbon dioxide region 301 that extends in a region about 5 mm above and below the heater 114. In this state, if the substrate 201 is raised by a substrate up-and-down mechanism not shown in FIG. 3 so that the distance between the surface of the substrate 201 and the heater 114 is about 3 mm, the resist pattern of the substrate 201 is formed. The surface is in contact with the supercritical carbon dioxide region 301.
[0050]
If the substrate up-and-down mechanism is lowered so that the substrate 201 is placed on the stage 201, the surface of the substrate 201 is separated from the supercritical carbon dioxide region 301 and exists in the liquefied carbon dioxide. It becomes a state to do. As described above, by using the substrate up-and-down mechanism, the substrate 201 can be placed in both the supercritical carbon dioxide and the liquefied carbon dioxide even when the temperature of the heater 114 is kept constant.
[0051]
In this case, when the carbon dioxide is vaporized by lowering the internal pressure of the reaction chamber 102 from the state of FIG. 3 (e), the substrate 201 is raised by the substrate up-and-down mechanism and arranged in the vicinity of the heater 114. On the surface of the substrate 201, the supercritical carbon dioxide can be vaporized without being liquefied. Further, in this case, the above-described continuous processing can be performed even if the temperature of the heater 114 is always kept constant at 35 ° C., for example.
[0052]
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the temperature change of the stage in the series of processes as described above. 7A shows the temperature change of the stage 812 of the apparatus shown in FIG. 8, FIG. 7B shows the temperature change of the stage 912 of the apparatus shown in FIG. 9, and FIG. 2 shows a temperature change of the stage 112 of the apparatus shown in FIG. In FIG. 7C, the temperature change of the heater 114 is indicated by a dotted line.
[0053]
As is apparent from FIG. 7, first, in the apparatus of FIG. 8 that heats the container 801, it takes time to raise and lower the temperature, and it takes much time to lower the temperature and stabilize it at room temperature. It is said. Further, in the apparatus of FIG. 9 that directly heats the stage 912, the temperature can be raised and lowered in a short time, but it takes much time for the temperature to drop and stabilize at room temperature. Therefore, it takes a lot of time before the next processing can be performed.
[0054]
On the other hand, according to the apparatus of FIG. 1 in the present embodiment, the temperature of the stage 112 shown by the solid line is immediately lowered to room temperature from the time when the processing is completed. In addition, the heater 114 exposed and used in the internal space of the reaction chamber 102 is also lowered to room temperature without taking much time after the heating is stopped, so that the next processing can be performed. It becomes.
[0055]
[Embodiment 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (a) showing another configuration example of the supercritical processing apparatus in the embodiment of the present invention and a plan view (b) showing a part thereof. This apparatus includes a high-pressure vessel 401 that can be sealed, and a reaction chamber 402 provided inside the high-pressure vessel 401. A stage 412 on which a substrate 401 to be processed is placed is disposed on the bottom surface of the reaction chamber 402. The high-pressure vessel 401 is made of stainless steel, for example, and has a wall thickness of about 20 mm.
[0056]
The high-pressure vessel 401 includes a vessel upper portion 401a and a vessel lower portion 401b having a stage 412 fixed to the bottom. For example, the reaction chamber 402 is opened by moving the vessel upper portion 401a upward. Is possible.
Further, the high-pressure vessel 401 includes a temperature control mechanism 413 between the outer wall and the inner wall, and can be controlled to keep the temperature of the high-pressure vessel 401 constant by the control of the temperature control unit 422.
[0057]
The temperature control mechanism 413 holds the high-pressure vessel 401 and the stage 412 at a temperature lower than the heating temperature by the heater unit 414 described below. The temperature control mechanism 413 is, for example, a pipe in which water whose temperature is adjusted to about 23 ° C. by the temperature control unit 422 in which water is circulated as a heat medium is circulated. A similar temperature control mechanism is also provided in the stage 412 to enable the stage 412 to be maintained at a predetermined temperature.
[0058]
In the supercritical processing apparatus of FIG. 4, a heater unit (heating unit) configured by a plurality of pins that penetrates the bottom of the container lower part 401 b and partially protrudes to the upper part of the stage 412 through a through hole provided in the stage 412. Means) 414. The heater portion 414 is shielded so as to keep secret in the reaction chamber 402 in the penetrating portion of the container lower portion 401b, and can move up and down. By this vertical movement, the tip of the heater portion 414 can be inserted into and removed from the through hole provided in the stage 412. In addition, the heater unit 414 and the stage 412 are thermally blocked.
[0059]
Further, the heater unit 414 can heat at least the upper part of the pin of the heater unit 414 under the control of the heater control unit 421. For example, as shown in the plan view of FIG. 4B, the heater unit 414 includes 12 pins that are discharged from the through holes of the stage 412. The number of pins is not limited to 12, but may be more than 12. As will be described later, the substrate to be processed is separated from the stage 412 and heated by the pin tip of the heater unit 414 inserted and protruded into the through hole of the stage 412. The substrate to be processed can be heated more quickly.
[0060]
In addition, the apparatus includes, for example, a cylinder 403 in which carbon dioxide is pressurized and accommodated. Carbon dioxide is an example of a supercritical substance that is a gas in the air atmosphere and becomes a supercritical state under predetermined conditions. Carbon dioxide accommodated in the cylinder 403 is introduced into the reaction chamber 402 through the piping 404 through the inlet 405. A pressure feed pump 406 and an introduction valve 407 are provided in the middle of the pipe 404, and a pressure gauge 408 for measuring the pressure here is provided on the discharge side of the pressure feed pump 406. The pressure pump 406 can pump carbon dioxide in the cylinder 403 into the reaction chamber 402. Further, the opening degree of the introduction valve 407 can be controlled by the pressure measurement result of the pressure gauge 408.
[0061]
Therefore, the cylinder 403, the pressure pump 406, etc. constitute a means for supplying carbon dioxide, which is a substance that becomes a supercritical fluid. Moreover, if carbon dioxide is accommodated in the cylinder 403 at a high pressure of 20 MPa or more, this alone can serve as a supply means. Needless to say, the supply of carbon dioxide into the reaction chamber 402 is not limited to the above-described configuration, and other mechanisms may be used.
[0062]
The apparatus further includes a pressure gauge 409 that measures the internal pressure of the reaction chamber 402, a discharge port 410 that discharges the fluid inside the reaction chamber 402, and a pressure control valve 411 that is provided in the middle of the discharge port 410. ing. The pressure control valve 411 controls the opening degree according to the pressure measurement result of the pressure gauge 409, and controls the amount of fluid discharged from the discharge port 410. By controlling the pressure with these, it is possible to control the internal pressure of the reaction chamber 402 to a pressure at which the supercritical substance is in a supercritical state.
[0063]
The cylinder 403 may contain a supercritical substance that is a gas in another atmospheric atmosphere and becomes a supercritical state under a predetermined condition instead of carbon dioxide. For example, the cylinder 403 is SF 6 And CHF Three Fluorine compounds such as N 2 It may contain a nitrogen compound such as O. Furthermore, carbonyl fluoride and CF Three Carbonyl fluoride compounds such as COF, CF Three OF, CHF 2 OCHF 2 A compound containing a carbonyl group and a halogen such as fluorine or chlorine and containing a compound that is a gas in the air atmosphere, such as a hypofluorite compound such as, may be used. In addition, the cylinder 403 is FNO or F Three It may contain a halogenated nitrogen compound such as NO.
[0064]
In addition, the apparatus includes a chemical solution supply unit 423 and a chemical solution nozzle 424. The chemical liquid supply unit 423 is, for example, a mechanism that supplies a predetermined developer and a rinse liquid, and can discharge the developer and the rinse liquid from a liquid discharge unit provided at the tip of the chemical liquid nozzle 424. As shown in FIG. 4B, the chemical nozzle 424 is movable above the stage 412 in a state where the upper container 401 a is moved above the lower container 401 b and the high-pressure container 401 is opened. By moving the tip of the chemical solution nozzle 424 above the stage 412, a chemical solution such as a developing solution is supplied onto the substrate to be processed disposed on the stage 412. The chemical nozzle 424 may be moved by a rotational movement, or may be moved above the stage 412 by a linear movement.
[0065]
In this supercritical processing apparatus, carbon dioxide supplied from the cylinder 403 is pumped to the pump 406, passes through the piping, and is transported to the reaction chamber 402 from the inlet 405. For example, when the pressure control valve 411 is closed after the inside of the reaction chamber 402 is filled with the transported carbon dioxide in a state where carbon dioxide is being pumped at a high pressure, the inside of the reaction chamber 402 is For example, a pressure state in which carbon dioxide becomes a supercritical state can be set.
[0066]
Further, the opening of the pressure control valve 411 is adjusted within a range in which the pressure value measured by the pressure gauge 409 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide, and the pressure value measured by the pressure gauge 408 is the critical point of carbon dioxide. It is also possible to adjust the pressure of the pumping by the pumping pump 406 within a range where the pressure is maintained. By doing so, a state in which carbon dioxide is always supplied into the reaction chamber 402 is obtained.
[0067]
Next, supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 4 will be described.
First, as shown to Fig.5 (a), the container upper part 401a is moved above the container lower part 401b, and the high voltage | pressure container 401 is made into an open state. Further, the temperature control unit 422 is operated so that the high-pressure vessel 401 (the vessel upper portion 401a and the vessel lower portion 401b) and the stage 412 are controlled to 23 ° C., for example.
[0068]
Next, as shown in FIG. 5B, the substrate 201 to be processed is fixed on the stage 412. The substrate 201 includes, for example, a resist film on which a latent image is formed by exposing a predetermined pattern image.
When the substrate 201 is fixed on the stage 412, as shown in FIG. 5C, the chemical nozzle 424 is moved to dispose a liquid discharge unit (not shown) above the substrate 201. In this state, the chemical solution supply unit 423 is operated to supply a predetermined chemical solution such as a developer and a rinse solution onto the substrate 201. Thereby, for example, the resist film on the substrate 201 is developed and a resist pattern is formed on the substrate 201.
[0069]
Next, after retracting the chemical nozzle 424, as shown in FIG. 6D, the container upper portion 401a is lowered and brought into close contact with the container lower portion 401b, and the reaction chamber 402 inside the high pressure vessel 401 is sealed. And In this state, the introduction valve 407 is opened, and the liquefied carbon dioxide supplied from the cylinder 403 is pumped into the reaction chamber 402 by the pump pump 406.
[0070]
Here, first, the opening degree of the pressure control valve 411 is adjusted in a range in which the pressure value measured by the pressure gauge 409 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide. In addition, the pressure of the pressure pump 406 is adjusted so that the pressure value measured by the pressure gauge 408 maintains the pressure at the critical point of carbon dioxide (for example, 7.5 MPa). As a result, a state in which liquefied carbon dioxide is always supplied into the reaction chamber 402 is obtained.
[0071]
Next, the heater unit 414 is first raised, and a pin is passed through the through hole of the stage 412 so that the tip of the pin of the heater unit 414 protrudes from the surface of the stage 412. The substrate 201 is moved above the stage 412 and separated from the stage 412 by the plurality of pin tip portions constituting the heater unit 414. After this state, the heater control unit 421 is operated to heat the tip of the heater unit 414 to about 40 ° C., for example, so that the substrate 201 becomes 31 ° C. or higher.
[0072]
As a result, as shown in FIG. 6E, a supercritical carbon dioxide region 601 is formed around the surface of the substrate 201. The supercritical carbon dioxide region 601 is heated to a critical pressure and becomes a supercritical state. . As a result, on the substrate 201, the chemical liquid (liquid) that has wetted the pattern is replaced with the supercritical fluid (supercritical carbon dioxide), and the pattern comes into contact with the supercritical fluid. This supercritical state may be a subcritical state whose temperature is slightly lower than the critical point, and the same effect as the supercritical state can be obtained even in the subcritical state.
[0073]
After maintaining the state in which the supercritical carbon dioxide region 601 is formed for a predetermined time, the operation of the pressure pump 406 is stopped, the introduction valve 407 is closed, and carbon dioxide is gradually discharged from the discharge port 410. To do. As a result, the pressure inside the reaction chamber 402 is gradually reduced, and the carbon dioxide in the reaction chamber 402 is vaporized. At this time, on the substrate 201 heated by the heater unit 414, the carbon dioxide heated to the supercritical state by the substrate 201 is vaporized without being liquefied. As a result, in the substrate 201, the resist pattern formed thereon is dried without pattern collapse.
[0074]
As described above, after the supercritical carbon dioxide on the substrate 201 is vaporized, the heater unit 414 is lowered, the pin is removed from the through hole of the stage 412, and the operation of the heater control unit 421 is stopped. The heating state of the unit 414 is terminated.
As a result, the substrate 201 is placed on the stage 412 and the temperature decreases.
[0075]
Here, the stage 412 whose temperature is controlled by the temperature control mechanism 413 is heated to a temperature higher than 23 ° C. by the heating by the heater unit 414. However, since the heat source for heating the stage 412 is eliminated by lowering the heater unit 414, the temperature of the stage 412 decreases to the control temperature (23 ° C.) by the temperature control mechanism 413 in a short time. For example, the temperature of the stage 412 decreases to 23 ° C. within the time until the internal pressure of the reaction chamber 402 becomes about atmospheric pressure due to the discharge.
[0076]
When the internal pressure of the reaction chamber 402 reaches about atmospheric pressure, as shown in FIG. 6 (f), the container upper part 401a is moved above the container lower part 401b, the high-pressure container 401 is opened, and the process is completed. The prepared substrate 201 is brought into a state where it can be carried out.
After unloading the substrate 201, a new substrate to be processed is fixed on the stage 412, and chemical treatment and supercritical processing are performed in the same manner as described above (FIGS. 5B to 6F). Thus, continuous sheet processing can be performed. Further, by the time when the high pressure vessel 401 is next sealed and liquefied carbon dioxide is introduced, the temperature of the heater unit 414 has decreased to about room temperature. For example, the temperature of the heater unit 414 may be decreased more quickly by providing a cooling mechanism using a Peltier element or the like.
[0077]
With the supercritical processing apparatus according to the present invention described above, the following processing examples are possible.
First, an electron beam resist (ZEP-520: manufactured by Nippon Zeon) is spin-coated on a silicon substrate to form a resist film having a thickness of about 500 nm. Next, a latent image having a predetermined shape is formed on the formed resist film by electron beam exposure. The formed latent image is, for example, a stripe pattern having a width of 50 nm.
[0078]
After the latent image is formed, the silicon substrate is fixed on a stage whose temperature is controlled by a temperature control unit that controls the temperature to be maintained at 23 ° C. Next, the liquid discharge portion of the chemical nozzle is moved onto the silicon substrate, the developer and the obtained rinse liquid are discharged, the resist film is developed, and a resist pattern is formed on the silicon substrate. Subsequently, the upper part of the container is lowered, the container is closed and the reaction chamber is sealed, and liquefied carbon dioxide is introduced therein, and the pressure in the reaction chamber is set to 7.5 MPa.
[0079]
In the state where the internal pressure of the reaction chamber is in the range of 7.5 MPa, liquefied carbon dioxide is continuously introduced while being discharged from the discharge port. This state is continued for 5 minutes, and the rinsing liquid adhering to the silicon substrate and the resist pattern thereon is replaced with liquefied carbon dioxide. Thereafter, the heating temperature of the heater is raised to 50 ° C., the liquefied carbon dioxide around the heater is brought into a supercritical state, and the silicon substrate is accommodated in this region. As a result, the liquefied carbon dioxide that has been in contact with the silicon substrate and the resist pattern is in a supercritical state.
[0080]
Thereafter, the supply of liquefied carbon dioxide to the inside of the reaction chamber is stopped, and the internal pressure of the reaction chamber is lowered by setting the state of being discharged from the discharge port. As a result, the carbon dioxide in the supercritical state around the heater is vaporized. That is, the supercritical carbon dioxide in contact with the silicon substrate and the resist pattern is vaporized, and supercritical drying is performed. By this drying process, the resist pattern formed on the silicon substrate is dried without causing problems such as pattern collapse.
[0081]
Next, when the internal pressure of the reaction chamber reaches about atmospheric pressure, the upper portion of the container is raised to open the reaction chamber, and heating of the heater is stopped. After opening the reaction chamber, the silicon substrate on the stage is unloaded by using a predetermined transfer mechanism, and the silicon substrate to be processed next is loaded on the stage.
[0082]
Here, in the state where the supercritical fluid exists around the heater, the heat from the heater is conducted to the stage to some extent to increase the temperature of the stage. However, when the reaction chamber is depressurized and the supercritical fluid around the heater is vaporized, a gas is interposed between the heater and the silicon substrate (stage), and the heat from the heater is conducted to the stage. It becomes difficult. As a result, the temperature of the stage whose temperature is controlled by the temperature controller immediately decreases to about 23 ° C.
[0083]
That is, as described above, the stage temperature is stable at 23 ° C. when the silicon substrate that has been processed is unloaded and the next silicon substrate to be processed is loaded. Therefore, the silicon substrate to be processed next is also processed in the same temperature environment as the silicon substrate that has been processed before.
[0084]
Moreover, the following process is also possible by the supercritical processing apparatus according to the present invention described above.
First, an electron beam resist (ZEP-520: manufactured by Nippon Zeon) is spin-coated on a silicon substrate to form a resist film having a thickness of about 500 nm. Next, a latent image having a predetermined shape is formed on the formed resist film by electron beam exposure. The formed latent image is, for example, a stripe pattern having a width of 50 nm.
[0085]
After the latent image is formed, the silicon substrate is fixed on a stage whose temperature is controlled by a temperature control unit that controls the temperature to be maintained at 23 ° C. Next, the liquid discharge portion of the chemical nozzle is moved onto the silicon substrate, the developer and the obtained rinse liquid are discharged, the resist film is developed, and a resist pattern is formed on the silicon substrate. Subsequently, the upper part of the container is lowered, the container is closed and the reaction chamber is sealed, and liquefied carbon dioxide is introduced therein, and the pressure in the reaction chamber is set to 7.5 MPa.
[0086]
In the state where the internal pressure of the reaction chamber is in the range of 7.5 MPa, liquefied carbon dioxide is continuously introduced while being discharged from the discharge port. This state is continued for 5 minutes, and the rinsing liquid adhering to the silicon substrate and the resist pattern thereon is replaced with liquefied carbon dioxide.
Thereafter, the heater part is first raised and fitted into the through hole of the stage so that the pin upper part of the heater part protrudes from the surface of the stage, and the silicon substrate is separated from the stage. The heating temperature by the pin of the heater part is raised to 50 ° C. to heat the silicon substrate, and the liquefied carbon dioxide in contact with the silicon substrate is brought into a supercritical state.
[0087]
Thereafter, the supply of liquefied carbon dioxide to the inside of the reaction chamber is stopped, and the internal pressure of the reaction chamber is lowered by setting the state of being discharged from the discharge port. As a result, the carbon dioxide brought into the supercritical state by the heating from the silicon substrate heated by the heater portion is vaporized. That is, the supercritical carbon dioxide in contact with the silicon substrate and the resist pattern is vaporized, and supercritical drying is performed. By this drying process, the resist pattern formed on the silicon substrate is dried without causing problems such as pattern collapse.
[0088]
Next, when the internal pressure of the reaction chamber reaches about atmospheric pressure, the heater unit is lowered so that the pin is removed from the through hole of the stage, and heating of the heater unit is stopped. Further, the upper part of the container is raised to open the reaction chamber. After opening the reaction chamber, the silicon substrate on the stage is unloaded by using a predetermined transfer mechanism, and the silicon substrate to be processed next is loaded on the stage.
[0089]
Here, when the pin of the heater part is extracted from the through-hole of the stage, the heating of the stage by the heater part is stopped, and the temperature of the stage that is controlled by the temperature control part immediately decreases to about 23 ° C. To do.
That is, as described above, the stage temperature is stable at 23 ° C. when the silicon substrate that has been processed is unloaded and the next silicon substrate to be processed is loaded. Accordingly, the silicon substrate that is to be dealt with in the next process is also processed in the same temperature environment as the silicon substrate that has been processed before.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the heater provided opposite to the stage is used as a heating means, and the supercritical material introduced above the stage is heated so that the supercritical material is in a supercritical state. . In addition, the stage is held at a temperature lower than the heating temperature by the heating means by the temperature control mechanism. As described above, since the temperature-maintained stage is not directly heated by the heating means, according to the present invention, the temperature of the stage is quickly set to a predetermined value after the series of supercritical processing is completed. Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that the liquid processing and the supercritical processing can be continuously performed by the same processing apparatus in a shorter time than the conventional method.
[0091]
Further, in the present invention, a heater unit that includes a plurality of pins that penetrate the container from the outside of the container and protrude from the stage surface through the through-hole of the stage, and that moves so that the through-hole can be inserted and removed is used as a heating means. And the tip of the pin protrudes from the surface of the stage to separate the silicon substrate from the stage. In this state, the silicon substrate is heated to heat the supercritical material introduced above the stage, The critical material is in a supercritical state. Further, the stage is held at a temperature lower than the heating temperature by the heating means by the temperature control mechanism. Therefore, according to the present invention, since the temperature-maintained stage can quickly set the temperature of the stage to a predetermined value after a series of supercritical processing is completed, the liquid processing can be performed in a shorter time than conventional. An excellent effect is obtained that supercritical processing can be continuously performed by the same processing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view (a) showing a configuration example of a supercritical processing apparatus in an embodiment of the present invention, and plan views (b) and (c) showing a part thereof.
FIG. 2 is a process diagram showing a process of supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 1;
3 is a process diagram showing a process of supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (a) showing another configuration example of the supercritical processing apparatus in the embodiment of the present invention and a plan view (b) showing a part thereof.
FIG. 5 is a process diagram showing a process of supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 4;
6 is a process diagram showing a process of supercritical processing using the supercritical processing apparatus shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a temperature change of the stage.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional supercritical processing apparatus.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional supercritical processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... High pressure vessel, 101a ... Upper part of vessel, 101b ... Lower part of vessel, 102 ... Reaction chamber, 103 ... Cylinder, 104 ... Pipe, 105 ... Inlet, 106 ... Pressure feed pump, 107 ... Introducing valve, 108 ... Pressure gauge, 109 ... Pressure gauge, 110 ... Discharge port, 111 ... Pressure control valve, 112 ... Stage, 113 ... Temperature control mechanism, 114 ... Heater (heating means), 121 ... Heater control unit, 122 ... Temperature control unit, 123 ... Chemical solution supply unit, 124 ... Chemical nozzle, 401 ... High pressure vessel, 401a ... Upper portion of vessel, 401b ... Lower portion of vessel, 402 ... Reaction chamber, 403 ... Cylinder, 404 ... Pipe, 405 ... Inlet, 406 ... Pressure feed pump, 407 ... Inlet valve, 408 ... Pressure gauge, 409 ... Pressure gauge, 410 ... Discharge port, 411 ... Pressure control valve, 412 ... Stage, 413 ... Temperature control mechanism, 414 ... Heat Part (heating means), 421 ... heater control unit, 422 ... temperature control unit, 423 ... chemical supply unit, 424 ... chemical nozzle.

Claims (9)

内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、
前記反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置されるステージと、
前記反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、
前記反応室の内部圧力を前記超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、
前記ステージの上方に導入された前記超臨界物質を加熱する加熱手段と、
前記ステージを前記加熱手段による加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、
前記反応室に設けられた前記反応室の内部の流体を排出する排出口と
を少なくとも備えることを特徴とする超臨界処理装置。
A container with a reaction chamber that can be sealed inside;
A stage provided inside the reaction chamber on which a substrate to be processed is placed;
A supply means for supplying a supercritical substance that is a gas in an air atmosphere and is in a supercritical state under a predetermined condition into the reaction chamber;
Wherein the internal pressure of the reaction chamber supercritical substance is pressurization control to a pressure reaches a supercritical state, after treatment with a supercritical state of the substrate, and pressure control means for reducing the pressure inside of the reaction chamber to atmospheric pressure,
Heating means for heating the supercritical material introduced above the stage;
A temperature control mechanism for holding the stage at a temperature lower than the heating temperature by the heating means;
A supercritical processing apparatus comprising at least a discharge port for discharging a fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber.
請求項1記載の超臨界処理装置において、
前記温度制御機構は、前記容器の温度を前記加熱手段による加熱温度より低い温度に保持する
ことを特徴とする超臨界処理装置。
The supercritical processing apparatus according to claim 1,
The supercritical processing apparatus, wherein the temperature control mechanism maintains the temperature of the container at a temperature lower than the heating temperature by the heating means.
請求項1記載の超臨界処理装置において、
前記加熱手段は、前記ステージと対向して設けられたヒータである
ことを特徴とする超臨界処理装置。
The supercritical processing apparatus according to claim 1,
The supercritical processing apparatus, wherein the heating means is a heater provided to face the stage.
請求項1記載の超臨界処理装置において、
前記加熱手段は、
前記容器の外部より前記容器を貫通して前記ステージの貫通孔より前記ステージ表面より突出する複数のピンを備えて前記貫通孔を挿抜可能に移動するヒータ部であり、
このヒータ部の前記ピンを前記貫通孔に挿入して前記ピンの先端部を前記ステージの表面より突出させることで、前記基板を前記ステージより離間させ、この状態で前記基板を加熱する
ことを特徴とする超臨界処理装置。
The supercritical processing apparatus according to claim 1,
The heating means includes
A heater part that penetrates the container from the outside of the container and includes a plurality of pins protruding from the stage surface from the through-hole of the stage, and moves so that the through-hole can be inserted and removed;
The substrate is separated from the stage by inserting the pin of the heater portion into the through hole and the tip of the pin protrudes from the surface of the stage, and the substrate is heated in this state. Supercritical processing equipment.
内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、
前記反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置されるステージと、
前記反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、
前記反応室の内部圧力を前記超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、
前記ステージと対向して設けられたヒータと、
前記ステージを前記ヒータによる加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、
前記反応室に設けられた前記反応室の内部の流体を排出する排出口と
を少なくとも備えることを特徴とする超臨界処理装置。
A container with a reaction chamber that can be sealed inside;
A stage provided inside the reaction chamber on which a substrate to be processed is placed;
A supply means for supplying a supercritical substance that is a gas in an air atmosphere and is in a supercritical state under a predetermined condition into the reaction chamber;
Wherein the internal pressure of the reaction chamber supercritical substance is pressurization control to a pressure reaches a supercritical state, after treatment with a supercritical state of the substrate, and pressure control means for reducing the pressure inside of the reaction chamber to atmospheric pressure,
A heater provided facing the stage;
A temperature control mechanism for holding the stage at a temperature lower than the heating temperature by the heater;
A supercritical processing apparatus comprising at least a discharge port for discharging a fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber.
請求項5記載の超臨界処理装置において、
前記温度制御機構は、前記容器の温度を前記ヒータによる加熱温度より低い温度に保持する
ことを特徴とする超臨界処理装置。
In the supercritical processing apparatus according to claim 5,
The supercritical processing apparatus, wherein the temperature control mechanism maintains the temperature of the container at a temperature lower than a heating temperature by the heater.
請求項5記載の超臨界処理装置において、
前記基板を前記ステージの上で前記ヒータの方向に昇降させる基板上下機構を備える
ことを特徴とする超臨界処理装置。
In the supercritical processing apparatus according to claim 5,
A supercritical processing apparatus comprising a substrate up-and-down mechanism for moving the substrate up and down on the stage in the direction of the heater.
内部に密閉可能な反応室を備えた容器と、
前記反応室の内部に設けられて処理対象の基板が載置され、前記基板が載置される領域に複数の貫通孔を備えたステージと、
前記反応室の内部に大気雰囲気では気体であり所定の条件で超臨界状態となる超臨界物質を供給する供給手段と、
前記反応室の内部圧力を前記超臨界物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御し、基板の超臨界状態での処理後に、前記反応室の内部を大気圧まで減圧する圧力制御手段と、
前記容器の外部より前記容器を貫通して前記ステージの前記貫通孔より前記ステージ表面より突出する複数のピンを備え、前記貫通孔を挿抜可能に移動するヒータ部と、
前記ステージを前記ヒータ部による加熱温度より低い温度に保持する温度制御機構と、
前記反応室に設けられた前記反応室の内部の流体を排出する排出口と
を少なくとも備え、
前記ヒータ部は、前記ピンを前記貫通孔に挿入して前記ピンの先端部を前記ステージの表面より突出させることで、前記基板を前記ステージより離間させ、この状態で前記基板を加熱する
ることを特徴とする超臨界処理装置。
A container with a reaction chamber that can be sealed inside;
A stage provided in the reaction chamber on which a substrate to be processed is placed, and a stage having a plurality of through holes in a region where the substrate is placed;
A supply means for supplying a supercritical substance that is a gas in an air atmosphere and is in a supercritical state under a predetermined condition into the reaction chamber;
Wherein the internal pressure of the reaction chamber supercritical substance is pressurization control to a pressure reaches a supercritical state, after treatment with a supercritical state of the substrate, and pressure control means for reducing the pressure inside of the reaction chamber to atmospheric pressure,
A heater section that includes a plurality of pins that penetrate the container from the outside of the container and protrude from the surface of the stage from the through hole of the stage;
A temperature control mechanism for holding the stage at a temperature lower than the heating temperature by the heater unit;
And at least a discharge port for discharging the fluid inside the reaction chamber provided in the reaction chamber,
The heater portion inserts the pin into the through hole and causes the tip of the pin to protrude from the surface of the stage, thereby separating the substrate from the stage and heating the substrate in this state. Supercritical processing equipment characterized by
請求項8記載の超臨界処理装置において、
前記温度制御機構は、前記容器の温度を前記ヒータ部による加熱温度より低い温度に保持する
ことを特徴とする超臨界処理装置。
The supercritical processing apparatus according to claim 8,
The supercritical processing apparatus, wherein the temperature control mechanism maintains the temperature of the container at a temperature lower than a heating temperature by the heater unit.
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