JP5626249B2 - 基板処理システム、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、表面が乾燥防止用の液体で覆われた基板を搬送する技術に関する。

基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）の洗浄を行う枚葉式の液処理装置（以下、洗浄装置という）では、回転するウエハの表面に複数種類の薬液を切り替えて供給することによって、ウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去している。ウエハ表面に残存する薬液は純水などを利用したリンス洗浄により除去され、次いでウエハを回転させることにより、残った液体を振り飛ばす振切乾燥が行われる。

ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、ウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れ、液体が多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。

このパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として高圧流体の一種である超臨界状態の流体（超臨界流体）を用いた処理（超臨界処理）が知られている。超臨界流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで液体が付着した状態のウエハを超臨界流体と置換し、しかる後、超臨界流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を除去することができる。

超臨界流体の原料としては、二酸化炭素、ＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）、ＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）などの種々の物質が検討されている。ところが、これらの原料に水分が混入し、原料と共に昇温、加圧されると、水の活性が高まり、超臨界処理が行われる容器を腐食させる要因となる。このため、高温、高圧雰囲気となる容器に外部から持ち込まれる水分をできる限り低減する必要がある。

ここで特許文献１には、洗浄部にて洗浄された基板を乾燥処理室内に搬送し、次いで当該乾燥処理室内の圧力が乾燥処理用の処理流体（本例では二酸化炭素）の臨界圧以上となるように予め昇圧してから、当該乾燥処理室内に超臨界流体を供給することにより被処理基板の乾燥を行う技術が記載されている。しかしながら当該技術では、表面の微細パターンに超純水が入り込んだ状態で被処理基板が乾燥処理室に搬入されており、乾燥処理室を構成する容器に対してこの水分が与える影響についてはなんら検討されていない。

特開２００８−７２１１８号公報：段落００３５〜００４０、図１

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧流体を利用して、基板の表面からの乾燥防止用の液体の除去が行われる高圧流体処理装置の容器内への水分の持ち込みを低減可能な基板処理システム、基板処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。

本発明に係る基板理システムは、表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする液処理装置と、
前記基板を収容する容器を備え、この容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する高圧流体処理装置と、
表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、前記液処理装置から搬送路に沿って前記高圧流体処理装置へ搬送するために設けられ、前記搬送路側で基板を保持する後方側の位置と、前記液処理装置または高圧流体処理装置の内部へ進入する前方側の位置との間を進退自在に構成された基板保持部と、前記搬送路側の位置にて基板保持部に保持された基板を、隙間を介して上方側から覆うカバー部と、基板を保持した基板保持部を側方から囲むようにして前記カバー部の側周部側に設けられ、当該基板保持部の進退方向の前方側に切り欠きが形成された側板部材とを備えた基板搬送機構と、
前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲である前記カバー部と基板との隙間内に、前記進退方向の後方側から前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する低湿気体供給部と、を備えたことを特徴とする。
ここで前記乾燥防止用の液体は、４５〜６５℃の範囲内の温度に加熱されたイソプロピルアルコールであってもよい。

また、他の発明に係る基板処理システムは、表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体である、４５〜６５℃の範囲内の温度に加熱されたイソプロピルアルコールを供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする液処理装置と、
前記基板を収容する容器を備え、この容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する高圧流体処理装置と、
表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、前記液処理装置から搬送路に沿って前記高圧流体処理装置へ搬送する基板搬送機構と、
前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲に、前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する低湿気体供給部と、を備えたことを特徴とする。
この基板処理システムは以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記低湿気体供給部は、前記基板搬送機構が配置された搬送空間内に低湿気体を供給すること。また、この低湿気体供給部は、前記搬送空間の天井部に設けられ、当該搬送空間内に低湿気体のダウンフローを形成すること。

本発明は、液処理装置にて基板の表面に乾燥防止用の液体を供給し、この液体を除去するために当該基板を高圧流体処理装置へと搬送する際に、基板の周囲に水分含有量の少ない低湿気体を供給することにより乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えることができる。この結果、基板から乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる容器への水分の持ち込み量が減り、当該容器の腐食を低減できる。

実施の形態に係わるウエハ処理システムの横断平面図である。 前記ウエハ処理システムに設けられている洗浄装置の縦断側面図である。 前記ウエハ処理システムに設けられている超臨界処理装置の構成図である。 前記洗浄装置と超臨界処理装置との間でウエハを搬送するウエハ搬送機構の外観斜視図である。 前記ウエハ搬送機構の側面図である。 前記ウエハ搬送機構の平面図である。 前記ウエハ処理システムの第１の作用図である。 前記ウエハ処理システムの第２の作用図である。 前記ウエハ処理システムの第３の作用図である。 前記ウエハ処理システムの４の作用図である。 他の実施の形態に係わるウエハ処理システムの縦断側面図である。 周囲の気体を変化させたときのＩＰＡに吸収される水分の変化を示す実験結果である。 ＩＰＡの温度を変化させたときのＩＰＡに吸収される水分の変化を示す実験結果である。

本発明の基板処理システムの一例として、基板であるウエハＷに処理液を供給して洗浄処理を行う洗浄装置３（液処理装置）と、超臨界流体を用いて洗浄処理後のウエハＷに付着している乾燥防止用の液体の除去を行う超臨界処理装置４（高圧流体処理装置）とを備えた洗浄処理システム１について説明する。

図１は洗浄処理システム１の全体構成を示す横断平面図であり、当該図に向かって左側を前方とする。洗浄処理システム１では、載置部１１にＦＯＵＰ１００が載置され、このＦＯＵＰ１００に格納された例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷが、搬入出部１２及び受け渡し部１３を介して後段の洗浄処理部１４、超臨界処理部１５との間で受け渡され、洗浄装置３、超臨界処理装置４内に順番に搬入されて洗浄処理や乾燥防止用の液体を除去する処理が行われる。また、搬入出部１２には、ＦＯＵＰ１００と受け渡し部１３との間でウエハＷを搬送するウエハ搬送機構１２１が設けられており、受け渡し部１３には、搬入出部１２と洗浄処理部１４、超臨界処理部１５との間を搬送されるウエハＷが一時的に載置されるバッファである受け渡し棚１３１が配置されている。

洗浄処理部１４及び超臨界処理部１５は、受け渡し部１３との間の開口部から前後方向に向かって伸びるウエハＷの搬送空間１６２を挟んで設けられている。載置台１１側から見て搬送空間１６２の左手に設けられている洗浄処理部１４には、例えば４台の洗浄装置３が前記搬送空間１６２に沿って配置されている。一方、搬送空間１６２の右手に設けられている超臨界処理部１５には、例えば２台の超臨界処理装置４が、前記搬送空間１６２に沿って配置されている。

ウエハＷは、ウエハ搬送空間１６２に配置されたウエハ搬送機構２（基板搬送機構）によって各洗浄装置３、超臨界処理装置４及び受け渡し部１３の間を搬送される。ここで洗浄処理部１４や超臨界処理部１５に配置される洗浄装置３や超臨界処理装置４の台数は、単位時間当たりのウエハＷの処理枚数や、洗浄装置３、超臨界処理装置４での処理時間の違いなどにより適宜選択され、これら洗浄装置３や超臨界処理装置４の配置数などに応じて最適なレイアウトが選択される。

洗浄装置３は、例えば回転するウエハＷを１枚ずつ洗浄するスピン式の洗浄装置３として構成され、図２の縦断側面図に示すように、アウターチャンバー３１内に配置されたウエハ保持機構３３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構３３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。ウエハ保持機構３３の上端部には、円板状の支持板３３１が設けられており、ウエハＷはこの支持板３３１の上面側の周縁部に設けられた複数本の支持ピン３３２により支持される。

そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム３４２を進入させ、その先端部に設けられたノズル部３４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハＷの表面（上面）の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構３３の内部にも処理液供給路３３３が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面（下面）の洗浄が行われる。

ノズル部３４１には薬液供給部３６１及びリンス液供給部３６２が接続されており、薬液供給部３６１からはパーティクルや有機性の汚染物質の除去を行う薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）や自然酸化膜の除去を希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））などが供給され、リンス液供給部３６２からはリンス液である脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）が供給される。

これらのノズル部３４１から供給された処理液は、はアウターチャンバー３１内に配置されたインナーカップ３２やアウターチャンバー３１に受け止められて排液口３２１、３１１より排出される。またアウターチャンバー３１内の雰囲気は排気口３１２より排気されている。

さらにノズル部３４１は、液処理後のウエハＷの表面に、乾燥防止用の液体として、非水性のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を供給するＩＰＡ供給部３６３と接続されている。ＩＰＡ供給部３６３には、例えば水分の含有量が０．１重量％以下に調整されたＩＰＡが貯留されており、液処理後のウエハＷは、水分を殆ど含まないＩＰＡに覆われた状態で超臨界処理装置４へと搬送される。

ここで、後述の実験結果に示すように、ＩＰＡは温度が上昇するほど、周囲の雰囲気から水分を吸収する吸湿性が低くなる。そこで、ＩＰＡの吸湿性を低減するという観点において、ＩＰＡは、常温（２３℃）よりも高い温度に加熱した状態で供給することが望ましい。温度が上昇するとＩＰＡが蒸発しやすくなることとの兼ね合いを考慮すると、ＩＰＡは例えば４５〜６５℃程度の範囲内の温度に加熱して供給するとよい。

さらに洗浄装置３の天井部には、インナーカップ３２やウエハ保持機構３３等を収容する筐体３１０内にドライエア（低湿気体）のダウンフローを形成するためのダウンフロー形成部３５が設けられている。ダウンフロー形成部３５は、フィルター３５１とその入口側に設けられた拡散空間３５２とを備えており、拡散空間３５２には、洗浄装置３の外部、例えば当該洗浄処理システム１が配置されている工場内の大気よりも水分の含有量が少ないドライエア（低湿気体）がドライエア供給源３０より供給される。ドライエアの露点は、例えば−５０℃以下に調整されている。

ドライエアを得る手法は、特定の手法に限定されるものではなく、例えばシリカゲルなどの乾燥剤の充填層に大気を通過させてドライエアを得てもよい。また、冷却器にて大気を冷却したり、コンプレッサーなどで大気を圧縮したりすることにより、大気に含まれる水分を凝縮、除去してドライエアを得てもよい。

超臨界処理装置４は、洗浄装置３にて液処理が行われた後のウエハＷを覆っているＩＰＡを超臨界流体に溶解して除去し、ウエハＷを乾燥する処理が行われる。図３に示すように超臨界処理装置４は、ＩＰＡを除去する処理が行われる処理容器４１と、この処理容器４１に超臨界状態の二酸化炭素（臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ（絶対圧）、以下、超臨界ＣＯ_２という）を供給する超臨界ＣＯ_２供給部４０と、超臨界ＣＯ_２供給部４０から処理容器４１に超臨界ＣＯ_２を供給するための供給ライン４５１と、処理容器４１内の流体を排出するための排出ライン４５２と、を備えている。

処理容器４１は、ウエハＷの搬入出用の開口部４２が形成された金属製の筐体によって構成され、この開口部４２には、ウエハＷを横向きに保持する保持板４３を挿入することができる。保持板４３の一端の側面には、この保持板４３を支持すると共に、ウエハＷを処理容器４１内に搬入したとき前記開口部４２を密閉する蓋部材４４が設けられている。また液処理装置４には、超臨界ＣＯ_２から受ける内圧に抗して、処理容器４１に向けて蓋部材４４を押し付け、処理容器４１の内部の処理空間を密閉するための不図示の押圧機構が設けられている。

処理容器４１は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷを収容可能な、２００〜１００００ｃｍ^３程度の処理空間が形成された容器であり、その壁部には、処理容器４１内に超臨界ＣＯ_２を供給するための供給ライン４５１と、処理容器４１内の流体を排出するための排出ライン４５２とが接続されている。これら供給ライン４５１、排出ライン４５２には各々超臨界ＣＯ_２の供給／停止、処理容器４１内の流体の排出／停止を行うための開閉弁Ｖ１、Ｖ２が設けられている。

さらに処理容器４１には、例えば抵抗発熱体などからなる不図示のヒーターが設けられており、処理容器４１を加熱することにより、処理容器４１内の超臨界ＣＯ_２の温度を臨界温度以上の例えば６０℃に加熱することができる。

次に、上述の洗浄装置３、超臨界処理装置４及び受け渡し棚１３１との間でウエハＷを搬送するウエハ搬送機構２の構成について図４〜６を参照しながら説明する。ウエハ搬送機構２は、ウエハＷを保持する基板保持部であり、上下に重なるように配置された第１フォーク２１、第２フォーク２２と、これら第１フォーク２１、第２フォーク２２を各々独立して水平方向に進退移動させるための不図示の駆動部を収容した基台部２４とを備えている。また、基台部２４は支柱２４１に支持され、鉛直軸周りに回転自在、上下方向に昇降自在に構成されており、第１フォーク２１、第２フォーク２２が進退移動する向き及び高さ位置を調節することができる。この支柱２４１の下端部には不図示のスライダーが設けられており、図１に示した走行路２４２上でこのスライダーを走行させることにより、ウエハ搬送機構２を前後方向に移動させることができる。

ウエハ搬送機構２に設けられている上段側の第１フォーク２１は、洗浄処理が行われ、ＩＰＡが除去された後のウエハＷを超臨界処理装置４から受け渡し部１３の載置棚１３１まで搬送する。一方、下段側の第２フォーク２２は、受け渡し部１３の載置棚１３１から洗浄装置３への洗浄処理前のウエハＷの搬送と、洗浄装置３から超臨界処理装置４への洗浄処理後のウエハＷの搬送と、を行う。洗浄処理後のウエハＷを搬送する第１フォーク２１が、第２フォーク２２の上段側に配置されていることにより、表面が乾燥防止用のＩＰＡで覆われた状態のウエハＷを搬送する際の液滴の落下などによる第１フォーク２１の汚染を避けることができる。各フォーク２１、２２は、基台部２４内の駆動機構と接続されたフォーク支持部２１１、２２１によって支持されている。第２フォーク２２は、本実施の形態の基板保持部に相当する。

ここで第２フォーク２２によって洗浄装置３から超臨界処理装置４へ搬送されるウエハＷの表面は、乾燥防止用のＩＰＡによって覆われた状態となっている。ウエハＷを覆うＩＰＡは、既述のように水分の含有量が０．１重量％以下に調整されていて、処理容器４１や保持板４３、蓋部材４４などの腐食の原因となる水分が超臨界処理装置４に極力持ち込まれないようにしている。

一方で、ＩＰＡは吸湿性が高く、洗浄装置３から超臨界処理装置４へとウエハＷが搬送される経路（以下、搬送路という）にて、ウエハＷを覆うＩＰＡに水分を含む大気が接触するだけでも、当該ＩＰＡに水分が吸収され、超臨界処理装置４の処理容器４１等の腐食原因となる場合があることを発明者らは見出した。このＩＰＡへの水分の吸収を低減する１つの手法として、既述のようにウエハＷの表面に供給されるＩＰＡを常温よりも高い温度に加熱している。

さらに本例のウエハ搬送機構２には、第２フォーク２２に保持され、洗浄装置３から超臨界処理装置４へと搬送されるウエハＷを上方側から覆うカバー部２３が設けられている。図６（ａ）、（ｂ）に示すようにカバー部２３は、第２フォーク２２、及びこの第２フォーク２２に保持されたウエハＷを上面側から覆うように配置された天板部材２３１と、この天板部材２３１の側周部から下方側へ向けて伸び出すように設けられた側板部材２３２とを備えている。図６（ａ）に示した平面図では第１フォーク２１の記載を省略してある。また図６（ｂ）は、カバー部２３の天板部材２３１及び後述の拡散部２３３の天板を取り去った横断平面を示している。

側板部材２３２は、第２フォーク２２の基端部側の左右両側面、フォーク支持部２２１の左右両側面及び後端面を取り巻くように設けられている。一方、第２フォーク２２の先端側には側板部材２３２が設けられていない切り欠き２３６が形成されており、基台部２４上を水平方向に進退移動する第２フォーク２２と側板部材２３２との干渉を避けている。

側板部材２３２の後端部側には、カバー部２３の下方側の空間に低湿気体であるドライエアを供給するための複数のドライエア供給孔２３４が設けられている。ドライエア供給孔２３４が形成されている領域の側板部材２３２の背面には、各ドライエア供給孔２３４にドライエアを供給するための拡散空間を形成する拡散部２３３が設けられている。この拡散部２３３にはドライエア供給ライン２３５を介してドライエア供給源２０からドライエアが供給される。ドライエア供給孔２３４や拡散部２３３は、本実施の形態の低湿気体供給部に相当する。

ドライエア供給源２０からは、ウエハ搬送機構２が配置されている搬送空間１６２の雰囲気よりも水分の含有量が少なく、露点が−２０℃以下、好ましくは−５０℃以下に調整されたドライエア（低湿気体）が供給される。なお例えば搬送空間１６２には、当該洗浄処理システム１が配置されている工場内の雰囲気を取り込んで得られた大気のダウンフローが形成されている。

以上に説明した構成を備えた洗浄処理システム１、ウエハ搬送機構２、洗浄装置３及び超臨界処理装置４は図１〜３、６に示すように制御部５に接続されている。制御部５は図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはこれら洗浄処理システム１、ウエハ搬送機構２、洗浄装置３及び超臨界処理装置４の作用、即ちＦＯＵＰ１００からウエハＷを取り出して洗浄装置３にて洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置４にてウエハＷを乾燥する処理を行ってからＦＯＵＰ１００内にウエハＷを搬入するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

以下、本洗浄処理システム１の作用について説明する。ＦＯＵＰ１００から取り出され、受け渡し棚１３１に載置された処理前のウエハＷは、ウエハ搬送機構２の第２フォーク２２により受け渡し棚１３１から取り出され、洗浄処理が行われていない待機中の洗浄装置３へと搬送される。

待機中の洗浄装置３の筐体３１０内に第２フォーク２２が進入すると、ウエハ保持機構３３の支持板３３１の上面から不図示の昇降ピンを上昇させる一方、第２フォーク２２を降下させて第２フォーク２２から昇降ピンへとウエハＷを受け渡す。しかる後、第２フォーク２２を後退させ、昇降ピンを降下させて支持ピン３３２上にウエハＷを載置すると共に、筐体３１０に設けられた不図示の開閉扉を閉めて洗浄装置３内を密閉する。

次いで、ウエハ保持機構３３を回転させると共に、ノズル部３４１をウエハＷの中央部の上方位置まで移動させ、ノズル部３４１及び処理液供給路３３３から処理液を供給してウエハＷの洗浄処理を開始する。ウエハＷの表面（上面）側の洗浄処理について述べると、ＳＣ１液→ＤＩＷ→ＤＨＦ→ＤＩＷの順に各種処理液を供給し、汚染物質や自然酸化膜の除去、各薬液のリンス洗浄を行う。

処理液による洗浄処理を終えたら、ウエハ保持機構３３の回転を停止してからウエハＷの表裏両面にＩＰＡを供給し、ウエハＷの表面に残存しているＤＩＷと置換する。ＩＰＡによってＤＩＷが十分に置換されたら、ウエハＷの表面が当該ＩＰＡで覆われた状態のまま昇降ピンを上昇させる。

ここで、洗浄装置３内へのウエハＷの搬入、液処理の実行、ウエハＷの表面への乾燥防止用のＩＰＡの供給、その後のウエハＷの搬出が行われるまでの期間に亘って、筐体３１０内にはドライエアのダウンフローが形成されている。このため、ウエハＷの表面に吸湿性の高いＩＰＡを供給しても、このＩＰＡには水分が殆ど吸収されない。また、ウエハＷの表面に供給されるＩＰＡが常温よりも高い温度に加熱されていることによってもＩＰＡには水分が吸収されにくい。

こうして洗浄処理を終え、筐体３１０の開閉扉が開いたら、昇降ピンにより持ち上げられたウエハＷの下方側へ第２フォーク２２を進入させ、昇降ピンを降下させることによりウエハＷが第２フォーク２２に受け渡される（図７）。ここで図７においては、図示の便宜上、筐体３１０やインナーカップ３２等の記載を省略し、ウエハ保持機構３３の上部側のみを示してある。

このときウエハ搬送機構２のカバー部２３の下方側には、ドライエア供給孔２３４からドライエアが供給されており、搬送空間１６２内の雰囲気よりも水分が少ない状態となっている。

ウエハＷが第２フォーク２２に受け渡されたら、第２フォーク２２を後退させ、カバー部２３の下方側にウエハＷを位置させる。カバー部２３を構成する天板部材２３１は、当該天板部材２３１の下面とウエハＷの表面を覆うＩＰＡとの間に隙間が形成される高さ位置に配置されている。このため、ドライエア供給孔２３４から供給されたドライエアは、この隙間を通ってカバー部２３の外へ排出されるので、ウエハＷはその周囲がドライエアで覆われた状態となる（図８）。

ウエハ搬送機構２は、ドライエア供給孔２３４からのドライエアの供給を継続したまま、基台部２４を回転させ、ウエハＷを覆うＩＰＡが蒸発してパターン倒れが発生しないうちに次の処理が行われる超臨界処理装置４へウエハＷを搬送する。このようにウエハＷは、カバー部２３によって覆われた状態でウエハ搬送機構２から洗浄装置３への搬送路を搬送される。このため、ウエハＷの周囲には、カバー部２３の外部である搬送空間１６２よりも水分含有量の少ないドライエアの雰囲気が形成され、ウエハＷを覆うＩＰＡへは水分は殆ど吸収されない。

ウエハ搬送機構２が第２フォーク２２を超臨界処理部１５に進入させるとき、超臨界処理装置４は保持板４３を処理容器４１の外に引き出した状態で待機している（図１、３参照）。そして、保持板４３の上方に第２フォーク２２を進入させ、ウエハＷの中央部の上方位置に配置されているＩＰＡノズル４６から、水分含有量が０．１重量％以下に調整されたＩＰＡを追加供給する（図９）。ここで、第２フォーク２２を超臨界処理部１５内に進入させた後は、カバー部２３へのドライエアの供給を停止してもよい。さらに、超臨界処理装置４が配置されている超臨界処理部１５内の空間にもドライエアを供給してもよいことは勿論である。

ＩＰＡを追加供給したら、保持板４３から昇降ピン４３１を上昇させ、第２フォーク２２を降下させて昇降ピン４３１にウエハＷを受け渡した後、第２フォーク２２を後退させる。その後、昇降ピン４３１を降下させて保持板４３上にウエハＷを載置し、保持板４３を移動させて処理容器４１内にウエハＷを収容する。

処理容器４１が密閉されたら、供給ライン４５１のバルブＶ１を開き、超臨界ＣＯ_２供給部４０から処理容器４１内に超臨界ＣＯ_２を供給し、処理容器４１内の温度がＣＯ_２の臨界温度よりも高い温度となるようにヒーターで温度調整を行う。また、超臨界ＣＯ_２供給部４０からの超臨界ＣＯ_２の供給を継続しつつ、排出ライン４５２側のバルブＶ２の開度を調整し、処理容器４１内の圧力をＣＯ_２の臨界圧力よりも高い圧力に維持しながら処理容器４１内の超臨界ＣＯ_２の一部を抜き出す。

こうして、処理容器４１への超臨界ＣＯ_２の供給と、抜き出しとを継続すると、処理容器４１内には超臨界ＣＯ_２（高圧流体）の雰囲気が形成され、ウエハＷの表面を覆うＩＰＡが超臨界ＣＯ_２に溶解して除去される。そして、パターン内に入り込んだＩＰＡが次第に超臨界ＣＯ_２と置換され、ウエハＷの表面が超臨界ＣＯ_２と接し、液体ＩＰＡが除去された状態となる。

このとき、ＩＰＡは超臨界ＣＯ_２の高圧雰囲気に晒されるが、水分濃度が低く、加熱されたＩＰＡを使用することと、及び洗浄処理装置３内や洗浄処理装置３から超臨界処理装置４までの搬送路を搬送されるウエハＷにドライエアを供給することとにより、ＩＰＡには殆ど水分が含まれていない。このため、高活性となった水分に起因する処理容器４１、保持板４３、蓋部材４４などの腐食を殆ど引き起こすことなく、超臨界ＣＯ_２を利用したＩＰＡの除去を行うことができる。

ＩＰＡを溶解した超臨界ＣＯ_２は、排出ライン４５２から排出され、処理容器４１内の超臨界ＣＯ_２に含まれるＩＰＡの濃度も次第に低下していく。そして、処理容器４１内を減圧してもＩＰＡがウエハＷ上で再び液化しない程度にまでＩＰＡが排出されたら、供給ライン４５１のバルブＶ１を閉じて超臨界ＣＯ_２の供給を停止する。次いで、排出ライン４５２のバルブＶ２をさらに開き、超臨界ＣＯ_２を排出して処理容器４１内を大気圧まで減圧する。

このとき、処理容器４１内のＣＯ_２は、超臨界状態から気体に状態変化するが、液体ＩＰＡと比べて粘度が小さい超臨界ＣＯ_２や気体ＣＯ_２は、パターンに対してダメージを与えることなくウエハＷの表面から除去される。

処理容器４１の内部が大気圧程度まで減圧されたら、蓋部材４４による密閉を解除し、保持板４３を移動させて、ＩＰＡが除去されて乾燥した状態のウエハＷを搬出する。しかる後、処理後のウエハＷが昇降ピン４３１にて持ち上げ、上段側の第１フォーク２１をウエハＷの下方側に進入させて、昇降ピン４３１からウエハＷを受け取る。
そして、搬入時とは反対の経路で、受け渡し棚１３１、搬入出部１２のウエハ搬送機構１２１を介してウエハＷを搬送し、処理済みのウエハＷをＦＯＵＰ１００内に搬入して当該ウエハＷに対する処理を終える。

ここでカバー部２３のドライエア供給孔２３４からウエハＷの周囲にドライエアを供給するタイミングは、洗浄装置３から超臨界処理装置４へのウエハＷの搬送期間中、継続的に供給する場合に限定されない。例えばウエハＷの搬送の途中でドライエアの供給を停止したとしても、ウエハＷをカバー部２３で覆うことにより、カバー部２３の下方側にドライエアを滞留させて、水分を含む大気の進入を抑えることができる。一方で、ドライエアの供給を抑制することにより、ＩＰＡの蒸発を抑えることもできる。

また、図５、６に示した例とは異なり、切り欠き２３６が設けられていないカバー部２３を用い、第２フォーク２２に保持されたウエハＷを覆う位置と、ウエハＷを覆う位置から上方に退避し、第２フォーク２２の進退移動時の軌道を確保する位置との間でカバー部２３を昇降させる昇降機構を設けてもよい。

このようにカバー部２３を昇降させる場合には、外部からの大気の進入を防ぐ効果も高く、またドライエアの供給を途中で停止してもカバー部２３の下方側の空間にドライエアを滞留させやすい。さらに当該空間に供給される低湿気体としてＩＰＡ蒸気を含むドライエアなどを供給してウエハＷを覆うＩＰＡの蒸発を抑制してもよい。

また、表面がＩＰＡで覆われたウエハＷを搬送する第２フォーク２２と、ＩＰＡが除去された後のウエハＷを搬送する第１フォーク２１とを別体とすることは必須の要件ではない。カバー部２３を備えた共通のフォークによりすべてのウエハＷを搬送してもよいことは勿論である。

次に、他の実施の形態係わる洗浄処理システム１ａの例について図１１を参照しながら説明する。本例の洗浄処理システム１ａは、ウエハ搬送機構２が配置されている搬送空間１６２の内部全体にドライエアを供給する点が、第２フォーク２２に保持されたウエハＷと、このウエハＷを覆うカバー部２３との間の隙間に局所的にドライエアを供給する、図４〜１０に示したウエハ搬送機構２を備える洗浄処理システム１と異なっている。

図１１に示すように本例では、搬送空間１６２の天井部にＦＦＵ（Fan Filter Unit）１０１を設け、このＦＦＵ１０１の給気側にドライエア供給源１０４から供給されたドライエアを導入している。この結果、搬送空間１６２内には、天板１０２に設けられたドライエア供給孔１０２ａから床板１０３に設けられたドライエア排気孔１０３ａへ向けて流れるドライエアのダウンフローが形成さる。本例の場合、ＦＦＵ１０１やドライエア供給孔１０２ａが低湿気体供給部に相当している。

このように搬送空間１６２の全体にドライエアを供給することより、カバー部２３の下方側に保持されているウエハＷの周囲にドライエアを供給する機構を備えていないウエハ搬送機構２ａを用いてウエハＷを搬送する場合であっても、ウエハＷを覆うＩＰＡへの水分の吸収が抑えられる。なお、この例においても、搬送空間１６２にカバー部２３を備えたウエハ搬送機構２を配置してもよいことは勿論である。

本実施の形態に係わる洗浄処理システム１、１ａによれば、以下の効果がある。洗浄装置３にてウエハＷの表面に乾燥防止用のＩＰＡを供給し、このＩＰＡを除去するために当該ウエハＷを超臨界処理装置４へと搬送する際に、ウエハＷの周囲に水分含有量の少ないドライエアを供給することによりＩＰＡへの水分の吸収を抑えることができる。この結果、ウエハＷからＩＰＡを除去する処理が行われる処理容器４１への水分の持ち込み量が減り、当該処理容器４１の腐食を低減できる。

上述の実施の形態においては、ウエハＷの表面を覆うＩＰＡを除去する手法として、ウエハＷを収容した処理容器４１に超臨界ＣＯ_２を連続的に供給し、この超臨界ＣＯ_２にＩＰＡを溶解させてウエハＷの表面のＩＰＡを超臨界ＣＯ_２と置換する手法を例に挙げた。しかしながら、ＩＰＡで覆われたウエハＷの表面が超臨界ＣＯ_２（高圧流体）と接する状態とする手法はこの例に限定されるものではなく、種々の手法を採用することができる。

例えば、表面がＩＰＡで覆われたウエハＷを収容した処理容器４１に、気体状態または液体状態のＣＯ_２を供給し、このＣＯ_２を昇温、昇圧して超臨界ＣＯ_２に変化させた後、ウエハＷの表面のＩＰＡを超臨界ＣＯ_２と接触させ置換してもよい。また、処理容器４１内にＩＰＡの液溜まりを形成しておき、表面がＩＰＡで覆われたウエハＷをこの液溜まりに浸漬した後、ＩＰＡを昇温、昇圧してＩＰＡを液体から超臨界状態に変化させることにより、超臨界ＩＰＡをウエハＷに接触させ、置換を行ってもよい。

さらには、処理容器４１内を超臨界状態や気体状態のＣＯ_２、不活性ガス（Ｎ_２、Ａｒなど）で加圧することによりＩＰＡの蒸発を抑えつつ、処理容器４１内の温度及び圧力をＩＰＡの臨界温度、臨界圧力よりも高い温度、圧力に上げて、ウエハＷを覆うＩＰＡ（乾燥防止用の液体）を液体状態から超臨界状態の流体（高圧流体）に直接、変化させることにより、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡと接する状態としてから処理容器４１内を減圧することによりＩＰＡの除去を行ってもよい。

例えば、処理容器４１内を加圧する流体がＣＯ_２である場合には、ＩＰＡの臨界温度（２３５℃）は、ＣＯ_２の臨界温度（３１℃）よりも高く、ＩＰＡの臨界圧力（４．８ＭＰａ（絶対圧））はＣＯ_２の臨界圧力（７．４ＭＰａ（絶対圧））よりも低い。従って、ウエハＷの表面のＩＰＡが超臨界状態となっているときに、ＣＯ_２は超臨界状態となっている場合も気体状態である場合も考えられる。これらいずれの場合であっても処理容器４１内に超臨界ＩＰＡが存在しているので、当該処理容器４１内には超臨界ＩＰＡ（高圧流体）の雰囲気が形成され、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡと接した状態となっているといえる。

また、乾燥防止用の液体と置換される超臨界流体の原料は、ＣＯ_２やＩＰＡにＨＦＥやＮ_２（窒素）、アルゴンなどを用いてもよい。さらに乾燥防止用の液体と置換される高圧流体の状態は、超臨界状態の場合に限られない。例えば、温度や圧力が臨界温度、臨界圧力よりも低く、且つ、通常の液体と比べて粘度が小さい亜臨界状態の流体を用いて乾燥防止用の液体と置換する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、乾燥防止用の液体の種類もＩＰＡに限定されるものではなく、他の種類の非水性の液体、例えばアセトンなどを採用してもよい。

そして、低湿気体の種類もドライエアに限られるものではない。例えば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給してもよいし、乾燥防止用の液体と同じ物質の蒸気（例えばＩＰＡ蒸気）など供給してもよい。

（実験１）
ウエハＷの表面にＩＰＡを供給した後、このウエハＷの周囲の雰囲気を変化させた。
Ａ．実験条件
３００ｍｍのウエハが載置されている雰囲気を変化させ、当該ウエハＷの表面に、水分含有量０．１重量％、温度２３℃のＩＰＡを１００ｍｌ供給した後、当該ＩＰＡを回収してＩＰＡ中の水分濃度を測定した。
（実施例１−１）相対湿度１．０％（温度２３℃）（露点−３６℃）のドライエア雰囲気下でＩＰＡを供給した直後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。
（実施例１−２）実施例１−１と同じ条件下で、ＩＰＡを供給し、ウエハを１分間放置した後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。
（実施例１−３）相対湿度１．０％（温度２３℃）の窒素ガス雰囲気下でＩＰＡを供給した直後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。
（実施例１−４）実施例１−３と同じ条件下で、ＩＰＡを供給し、ウエハを１分間放置した後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。
（比較例１−１）相対湿度５０％（温度２３℃）（露点１２℃）の大気雰囲気下でＩＰＡを供給した直後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。
（比較例１−２）実施例１−３と同じ条件下で、ＩＰＡを供給し、ウエハを１分間放置した後、ＩＰＡを回収して水分濃度を測定した。

Ｂ．実験結果
実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−２の実験結果を図１２に示す。図１２に示した結果によれば、ＩＰＡが供給されたウエハＷの周囲の雰囲気をドライエアまたは窒素ガスとした各実施例では、ＩＰＡ中の水分濃度を０．０３〜０．０４重量％程度に抑えることができている。

これに対して、相対湿度が５０％の大気雰囲気下でＩＰＡを供給すると、供給直後にＩＰＡを回収した場合であっても１．１３重量％の水分が吸収されてしまう。また、このウエハＷを上記大気雰囲気下で１分間放置すると、ＩＰＡ中の水分濃度は３．１５重量％まで上昇してしまう。洗浄装置３から超臨界処理装置４までウエハＷを搬送するのに要する時間が例えば１０秒程度の短い時間であっても、ＩＰＡに水分が吸収され、処理容器４１等の腐食原因となり得ることが分かる。

（実験２）
既述の比較例１−２と同様の条件下でウエハＷの表面にＩＰＡを供給し、このＩＰＡの温度を変化させた。
Ａ．実験条件
（実施例２−１）ＩＰＡの温度を４５℃とした。
（実施例２−２）ＩＰＡの温度を５５℃とした。
（実施例２−３）ＩＰＡの温度を６５℃とした。
（比較例２−１）ＩＰＡの温度を２３℃とした。

Ｂ．実験結果
実施例２−１〜２−３、比較例２−１の実験結果を図１３に示す。図１３に示した結果によれば、相対湿度が５０％の大気雰囲気にウエハＷを１分間放置した場合であっても、ＩＰＡの温度を上昇させることにより、回収後のＩＰＡに含まれる水分量を低減できることが分かる。

また、回収後のＩＰＡに含まれる水分量は、ウエハＷの表面に供給されるＩＰＡの温度の上昇と共に低下し、ＩＰＡの温度が６５℃のときの水分量が最も低かった。このとき、６５℃まで加熱したＩＰＡをウエハＷの表面に供給し、相対湿度が５０％（露点１２℃）の大気雰囲気下で１分間放置した場合であっても、すべてのＩＰＡが蒸発してしまうことはなく、ウエハＷの表面はＩＰＡで覆われた状態が維持されることを確認した。

Ｗ ウエハ
１０４ ドライエア供給源
２ ウエハ搬送機構
２０ ドライエア供給源
２１ 第１フォーク
２２ 第２フォーク
２３ カバー部
２３４ ドライエア供給孔
３ 洗浄装置
３６１ 薬液供給部
３６２ リンス液供給部
３６３ ＩＰＡ供給部
４ 超臨界処理装置
４０ 超臨界ＣＯ_２供給部
４１ 処理容器
５ 制御部

Claims (8)

1. 表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする液処理装置と、
   前記基板を収容する容器を備え、この容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する高圧流体処理装置と、
   表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、前記液処理装置から搬送路に沿って前記高圧流体処理装置へ搬送するために設けられ、前記搬送路側で基板を保持する後方側の位置と、前記液処理装置または高圧流体処理装置の内部へ進入する前方側の位置との間を進退自在に構成された基板保持部と、前記搬送路側の位置にて基板保持部に保持された基板を、隙間を介して上方側から覆うカバー部と、基板を保持した基板保持部を側方から囲むようにして前記カバー部の側周部側に設けられ、当該基板保持部の進退方向の前方側に切り欠きが形成された側板部材とを備えた基板搬送機構と、
   前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲である前記カバー部と基板との隙間内に、前記進退方向の後方側から前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する低湿気体供給部と、を備えたことを特徴とする基板処理システム。
2. 表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体である、４５〜６５℃の範囲内の温度に加熱されたイソプロピルアルコールを供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする液処理装置と、
   前記基板を収容する容器を備え、この容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する高圧流体処理装置と、
   表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、前記液処理装置から搬送路に沿って前記高圧流体処理装置へ搬送する基板搬送機構と、
   前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲に、前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する低湿気体供給部と、を備えたことを特徴とする基板処理システム。
3. 前記低湿気体供給部は、前記基板搬送機構が配置された搬送空間内に低湿気体を供給することを特徴とする請求項２に記載の基板処理システム。
4. 前記低湿気体供給部は、前記搬送空間の天井部に設けられ、当該搬送空間内に低湿気体のダウンフローを形成することを特徴とする請求項３に記載の基板処理システム。
5. 前記乾燥防止用の液体は、４５〜６５℃の範囲内の温度に加熱されたイソプロピルアルコールであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。
6. 表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体を供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする工程と、
   前記基板を収容する容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する工程と、
   前記基板を搬送する際に、当該基板が保持される後方側の位置と、前記液体の供給が行われる位置または高圧流体処理による処理が行われる前記容器との間で基板の受け渡すための前方側の位置との間を進退自在に構成された基板保持部と、前記後方側の位置にて基板保持部に保持された基板を、隙間を介して上方側から覆うカバー部と、基板を保持した基板保持部を側方から囲むようにして前記カバー部の側周部側に設けられ、当該基板保持部の進退方向の前方側に切り欠きが形成された側板部材とを備えた基板搬送機構を用いて、表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、この液体が供給された位置から、当該液体の除去が行われる前記容器へ搬送路に沿って搬送する工程と、
   前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲である前記カバー部と基板との隙間内に、前記進退方向の後方側から前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
7. 表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行い、次いで当該基板の表面に乾燥防止用の液体である、４５〜６５℃の範囲内の温度に加熱されたイソプロピルアルコールを供給して、当該表面を当該液体で覆った状態とする工程と、
   前記基板を収容する容器の内部に高圧流体の雰囲気を形成して、当該基板の表面が高圧流体と接する状態としてから当該容器内を減圧することにより、前記基板の表面から前記液体を除去する工程と、
   表面が前記乾燥防止用の液体で覆われた基板を、この液体が供給された位置から、当該液体の除去が行われる前記容器へ搬送路に沿って搬送する工程と、
   前記乾燥防止用の液体への水分の吸収を抑えるために、前記搬送路を搬送される基板の周囲に、前記搬送路の外部の大気よりも水分含有量の少ない低湿気体を供給する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
8. 表面にパターンが形成された基板に処理液を供給することにより基板の液処理を行う液処理装置と、この液処理装置にて基板の表面に供給された乾燥防止用の液体を高圧流体と置換して除去する高圧流体処理装置と、これら液処理装置と高圧流体処理装置との間で基板を搬送する基板搬送機構と、を備えた基板処理システムに用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
   前記プログラムは請求項６または７に記載された基板処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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