JP6735905B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、基板の表面に乾燥防止用の液膜を形成し、液膜が形成された基板を超臨界流体と接触させて液膜を形成する液体を超臨界流体に置換することで乾燥処理を行う基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３−１２５３８号公報
しかしながら、上記基板処理装置では、乾燥処理が行われる乾燥処理部内の基板表面の液体がなくなり適切に乾燥処理が終了したのか検出するという点で改善の余地があった。
実施形態の一態様は、乾燥処理が行われる乾燥処理部内の液体の有無を検出する基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理装置は、乾燥処理部と、排出ラインと、取得部と、検出部とを備える。乾燥処理部は、液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、液体を超臨界流体と置換することで基板の乾燥処理を行う。排出ラインは、乾燥処理部に設けられ乾燥処理部から流体を排出する。取得部は、排出ラインに設けられ乾燥処理部から排出される流体に対する光学情報を取得する。検出部は、取得部によって取得された光学情報に基づいて乾燥処理部内の液体の有無を検出する。
実施形態の一態様によれば、乾燥処理部内の液体の有無を検出することができる。
図１は、第１実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、洗浄処理ユニットの構成を示す断面図である。 図３は、乾燥処理ユニットの構成を示す外観斜視図である。 図４は、乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。 図５は、サイトグラスの構成を示す断面図である。 図６は、液体の有無を判定する制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図７は、カメラによって撮影される超臨界流体の画像を模式的に示す図である。 図８は、第１実施形態に係る乾燥処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係る乾燥処理の処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
（第１実施形態）
＜基板処理システム１の概要＞
図１を参照しながら、第１実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと称呼する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の洗浄処理ユニット１６と、複数の乾燥処理ユニット１７とを備える。複数の洗浄処理ユニット１６と複数の乾燥処理ユニット１７とは、搬送部１５の両側に並べて設けられる。なお、図１に示した洗浄処理ユニット１６および乾燥処理ユニット１７の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１８を備える。基板搬送装置１８は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１８は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、洗浄処理ユニット１６と、乾燥処理ユニット１７との間でウェハＷの搬送を行う。
洗浄処理ユニット１６は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所定の洗浄処理を行う。
洗浄処理ユニット１６について図２を参照し説明する。図２は、洗浄処理ユニット１６の構成を示す断面図である。洗浄処理ユニット１６は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄処理ユニットとして構成される。
洗浄処理ユニット１６は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。そして、洗浄処理ユニット１６は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、ノズルアーム２６の先端部に設けられた薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの表面の洗浄処理を行う。
また、洗浄処理ユニット１６には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液によって、ウェハＷの裏面洗浄が行われる。
上述のウェハＷの洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、ＤＩＷと呼称する。）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。
上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。
上述のウェハＷのリンス処理の後には、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの表面および裏面にＩＰＡ液体を供給し、ウェハＷの両面に残存しているＤＩＷと置換する。その後、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。
こうして洗浄処理を終えたウェハＷは、その表面にＩＰＡ液体の液膜が形成される。液膜が形成されたウェハＷは、ウェハ保持機構２５に設けられた不図示の受け渡し機構により基板搬送装置１８に受け渡され、洗浄処理ユニット１６より搬出される。
ウェハＷの表面に形成された液膜は、洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７へのウェハＷの搬送中や、乾燥処理ユニット１７への搬入動作中に、ウェハＷ表面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防ぐ、乾燥防止用の液体として機能する。
図１に戻り、乾燥処理ユニット１７は、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理されたウェハＷに対し、超臨界流体を用いて乾燥処理を行う。乾燥処理では、ウェハＷのＩＰＡ液体にＣＯ２の超臨界流体を接触させることで、ＩＰＡ液体が超臨界流体に溶解され除去される。これにより、ウェハＷが乾燥する。
乾燥処理ユニット１７について図３を参照し説明する。図３は、乾燥処理ユニット１７の構成を示す外観斜視図である。
乾燥処理ユニット１７は、本体３１と、保持板３２と、蓋部材３３とを有する。筐体状の本体３１には、ウェハＷを搬入出するための開口部３４が形成される。保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋部材３３は、保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを本体３１内に搬入したときに、開口部３４を密閉する。
本体３１は、ウェハＷを収容可能な処理空間が内部に形成された容器であり、その壁部には、供給ポート３５Ａ、３５Ｂと排出ポート３６とが設けられる。供給ポート３５Ａ、３５Ｂは、超臨界流体を流通するための供給ラインＬ１（図４参照）に接続されている。排出ポート３６は、超臨界流体を排出するための排出ラインＬ２（図４参照）に接続されている。
供給ポート３５Ａは、筐体状の本体３１において、開口部３４とは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート３５Ｂは、本体３１の底面に接続されている。さらに、排出ポート３６は、開口部３４の下方側に接続されている。なお、図３には２つの供給ポート３５Ａ、３５Ｂと１つの排出ポート３６が図示されているが、供給ポート３５Ａ、３５Ｂや排出ポート３６の数は特に限定されない。
また、本体３１の内部には、流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと、流体排出ヘッダー３８とが設けられる。流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと流体排出ヘッダー３８とは、いずれも多数の開孔が形成されている。
流体供給ヘッダー３７Ａは、供給ポート３５Ａに接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ａに形成される多数の開孔は、開口部３４側を向いている。
流体供給ヘッダー３７Ｂは、供給ポート３５Ｂに接続され、筐体状の本体３１内部における底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ｂに形成される多数の開孔は、上方を向いている。
流体排出ヘッダー３８は、排出ポート３６に接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４側の側面に隣接するとともに、開口部３４よりも下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー３８に形成される多数の開孔は、流体供給ヘッダー３７Ａ側を向いている。
流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂは、超臨界流体を本体３１内に供給する。また、流体排出ヘッダー３８は、本体３１内の超臨界流体を本体３１の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー３８を介して本体３１の外部に排出される超臨界流体には、ウェハＷの表面から超臨界流体に溶け込んだＩＰＡ液体が含まれる。
乾燥処理ユニット１７は、さらに、不図示の押圧機構を備える。押圧機構は、本体３１内部の処理空間内に供給された超臨界状態の超臨界流体によってもたらされる内圧に抗して、本体３１に向けて蓋部材３３を押し付け、処理空間を密閉する機能を有する。また、処理空間内に供給された超臨界流体が所定の温度を保てるように、本体３１の表面には、断熱材やテープヒータなどが設けられていてもよい。
次に、乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成について図４を参照して説明する。図４は、乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成例を示す図である。
乾燥処理ユニット１７のシステム全体において、乾燥処理ユニット１７よりも上流側には流体供給源５１が設けられている。また、流体供給源５１と乾燥処理ユニット１７とを接続し、乾燥処理ユニット１７において超臨界流体を流通させるための供給ラインＬ１が設けられている。供給ラインＬ１には、流体供給源５１から超臨界流体が供給される。流体供給源５１には、たとえば、ＣＯ2の超臨界流体を発生させるための原料ＣＯ2が貯蔵される。
また、供給ラインＬ１には、上流側から下流側に向かって、バルブ５２ａと、オリフィス５５ａと、フィルタ５７と、バルブ５２ｂとが順次設けられる。なお、ここでいう上流側および下流側の用語は、供給ラインＬ１および排出ラインＬ２における超臨界流体の流れ方向を基準とする。
バルブ５２ａは、流体供給源５１からの超臨界流体の供給のオンおよびオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の供給ラインＬ１に超臨界流体を流し、閉状態では下流側の供給ラインＬ１に超臨界流体を流さない。たとえば、バルブ５２ａが開状態にある場合、１６〜２０ＭＰａ程度の高圧の超臨界流体が、流体供給源５１からバルブ５２ａを介して供給ラインＬ１に供給される。
オリフィス５５ａは、流体供給源５１から供給される超臨界流体の圧力を調整する機能を有する。オリフィス５５ａは、たとえば、オリフィス５５ａよりも下流側の供給ラインＬ１に、１６ＭＰａ程度に圧力が調整された超臨界流体を流通させることができる。
フィルタ５７は、オリフィス５５ａから送られてくる超臨界流体に含まれる異物を取り除き、クリーンな超臨界流体を下流側に流す。
バルブ５２ｂは、乾燥処理ユニット１７への超臨界流体の供給のオンおよびオフを調整するバルブである。バルブ５２ｂから乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインＬ１は、図３に示した供給ポート３５Ａに接続され、バルブ５２ｂを流れる超臨界流体は、供給ポート３５Ａと流体供給ヘッダー３７Ａとを介して、本体３１内部に供給される。
なお、図４に示す乾燥処理ユニット１７のシステム全体では、フィルタ５７とバルブ５２ｂとの間で供給ラインＬ１が分岐している。具体的には、フィルタ５７とバルブ５２ｂとの間の供給ラインＬ１からは、バルブ５２ｃとオリフィス５５ｂとを介して乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインＬ１と、バルブ５２ｄとチェックバルブ５８ａとを介してパージ装置６２に接続される供給ラインＬ１とが分岐して延在する。
バルブ５２ｃとオリフィス５５ｂとを介して乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインＬ１は、乾燥処理ユニット１７への超臨界流体の供給のための補助的な流路である。補助的な流路である供給ラインＬ１は、図３に示した供給ポート３５Ｂに接続され、バルブ５２ｃを流れる超臨界流体は、供給ポート３５Ｂと流体供給ヘッダー３７Ｂとを介して、本体３１内部に供給される。
バルブ５２ｄとチェックバルブ５８ａとを介してパージ装置６２に接続される供給ラインＬ１は、窒素などの不活性ガスを乾燥処理ユニット１７に供給するための流路であり、たとえば、流体供給源５１から乾燥処理ユニット１７に対する超臨界流体の供給が停止している間に活用される。
たとえば、乾燥処理ユニット１７を不活性ガスで満たして清浄な状態を保つ場合には、バルブ５２ｄとバルブ５２ｂとが開状態に制御され、パージ装置６２から供給ラインＬ１に送られた不活性ガスはチェックバルブ５８ａと、バルブ５２ｄと、バルブ５２ｂとを介して乾燥処理ユニット１７に供給される。
乾燥処理ユニット１７のシステム全体において、乾燥処理ユニット１７よりも下流側には、乾燥処理ユニット１７から超臨界流体を排出する排出ラインＬ２が設けられている。
排出ラインＬ２には、上流側から下流側に向かって、切替バルブ５２ｉと、サイトグラス７０と、切替バルブ５２ｊと、バルブ５２ｅと、排気調整バルブ５９と、バルブ５２ｆとが順次設けられている。排出ラインＬ２は、排出ポート３６に接続され、乾燥処理ユニット１７の本体３１内部の超臨界流体は、図３に示した流体排出ヘッダー３８と排出ポート３６とを介して、バルブ５２ｅに向かって送られる。
サイトグラス７０は、図５に示すように、管部７１と、一対の透過窓７２と、透過窓７２を支持し、透過窓７２を管部７１に取り付ける一対のフレーム７３とを備える。図５は、サイトグラス７０の構成を示す断面図である。管部７１は、排出ラインＬ２と連通する。一対の透過窓７２は、向かい合うように配置される。なお、管部７１は排出ラインＬ２と一体的に構成されてもよい。
サイトグラス７０の外側には、乾燥処理ユニット１７から排出される超臨界流体の光学情報を取得する取得部７５が配置される。
取得部７５は、光源７６と、カメラ７７とを備える。光源７６は、一方の透過窓７２の外側から管部７１内に向けて光を照射する。カメラ７７は、ＣＯＭＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子を有するカメラである。カメラ７７は、もう一方の透過窓７２から管部７１内を撮影する。カメラ７７は、乾燥処理ユニット１７から排出される超臨界流体を撮影する。撮影により取得された画像データは、制御部１９に出力される。
なお、サイトグラス７０および取得部７５は、例えば、バルブ５２ｅよりも下流側の排出ラインＬ２に設けられてもよい。
図４に戻り、切替バルブ５２ｉは、サイトグラス７０に流通する流体を切り替えるバルブであり、三方弁である。切替バルブ５２ｉは、乾燥処理時には乾燥処理ユニット１７からサイトグラス７０に超臨界流体を流通させ、洗浄時には洗浄液供給ラインＬ３を介して、洗浄液供給源６３からサイトグラス７０にＩＰＡやＤＩＷなどの洗浄液を流通させる。
切替バルブ５２ｊは、サイトグラス７０を流通した流体の流通方向（排出方向）を切り替えるバルブであり、三方弁である。切替バルブ５２ｊは、乾燥処理時には、サイトグラス７０から、切替バルブ５２ｊよりも下流側の排出ラインＬ２に超臨界流体を流通させ、洗浄時には、サイトグラス７０から洗浄液を排出する洗浄液排出ラインＬ４に洗浄液を流通させる。なお、切替バルブ５２ｉおよび切替バルブ５２ｊは、２つのバルブを組み合わせて構成されてもよい。例えば、洗浄液供給ラインＬ３と、洗浄液供給ラインＬ３が合流する箇所よりも上流側の排出ラインＬ２にそれぞれバルブを設けてもよい。
バルブ５２ｅは、乾燥処理ユニット１７からの超臨界流体の排出のオンおよびオフを調整するバルブである。乾燥処理ユニット１７から超臨界流体を排出する場合にはバルブ５２ｅが開状態に制御され、乾燥処理ユニット１７から超臨界流体を排出しない場合にはバルブ５２ｅが閉状態に制御される。
排気調整バルブ５９は、乾燥処理ユニット１７からの超臨界流体の排出量を調整するバルブであり、たとえば背圧弁によって構成することができる。排気調整バルブ５９の開度は、本体３１内部からの超臨界流体の所望の排出量に応じて、制御装置４の制御下で適応的に調整される。
バルブ５２ｆは、乾燥処理ユニット１７からの超臨界流体の外部への排出のオンおよびオフを調整するバルブである。超臨界流体を外部に排出する場合にはバルブ５２ｆが開状態に制御され、超臨界流体を排出しない場合にはバルブ５２ｆが閉状態に制御される。なお、バルブ５２ｆの下流側には、排気調整ニードルバルブ６１ａとチェックバルブ５８ｂとが設けられる。
排気調整ニードルバルブ６１ａは、バルブ５２ｆを介して送られてくる超臨界流体の外部への排出量を調整するバルブであり、排気調整ニードルバルブ６１ａの開度は超臨界流体の所望の排出量に応じて調整される。チェックバルブ５８ｂは、排出される超臨界流体の逆流を防ぐ弁であり、超臨界流体を確実に外部に排出する機能を有する。
なお、図４に示す乾燥処理ユニット１７では、排気調整バルブ５９とバルブ５２ｆとの間で排出ラインＬ２が分岐している。具体的には、排気調整バルブ５９とバルブ５２ｆとの間の排出ラインＬ２からは、バルブ５２ｇを介して外部に接続される排出ラインＬ２と、バルブ５２ｈを介して外部に接続される排出ラインＬ２とが分岐して延在する。
バルブ５２ｇとバルブ５２ｈとは、バルブ５２ｆと同様に、超臨界流体の外部への排出のオンおよびオフを調整するバルブである。バルブ５２ｇの下流側には、排気調整ニードルバルブ６１ｂとチェックバルブ５８ｃとが設けられ、超臨界流体の排出量の調整と超臨界流体の逆流防止とが行われる。バルブ５２ｈの下流側にはチェックバルブ５８ｄが設けられ、超臨界流体の逆流防止が行われる。
そして、乾燥処理ユニット１７から超臨界流体を排出する場合、バルブ５２ｆと、バルブ５２ｇと、バルブ５２ｈとのうちの１以上のバルブが開状態に制御される。ここで、乾燥処理ユニット１７のシステム全体において、超臨界流体の外部への排出を複数のバルブ（バルブ５２ｆ、５２ｇ、５２ｈ）を介して行うことにより、超臨界流体の外部への排出量を細かく制御することができる。
また、上述の供給ラインＬ１および排出ラインＬ２の様々な箇所には、超臨界流体の圧力を検出する圧力センサと、超臨界流体の温度を検出する温度センサとが設置される。図４に示す例では、バルブ５２ａとオリフィス５５ａとの間には圧力センサ５３ａと温度センサ５４ａとが設けられ、オリフィス５５ａとフィルタ５７との間には圧力センサ５３ｂと温度センサ５４ｂとが設けられる。
また、フィルタ５７とバルブ５２ｂとの間には圧力センサ５３ｃが設けられ、バルブ５２ｂと乾燥処理ユニット１７との間には温度センサ５４ｃが設けられ、オリフィス５５ｂと乾燥処理ユニット１７との間には温度センサ５４ｄが設けられ、乾燥処理ユニット１７には温度センサ５４ｅが設けられる。
さらに、乾燥処理ユニット１７とバルブ５２ｅとの間には圧力センサ５３ｄと温度センサ５４ｆとが設けられ、排気調整バルブ５９とバルブ５２ｆとの間には圧力センサ５３ｅと温度センサ５４ｇとが設けられる。
また、乾燥処理ユニット１７において超臨界流体が流れる任意の箇所には、ヒータＨが設けられる。図４に示す例では、供給ラインＬ１であるバルブ５２ａとオリフィス５５ａとの間、オリフィス５５ａとフィルタ５７との間、フィルタ５７とバルブ５２ｂとの間、およびバルブ５２ｂと乾燥処理ユニット１７との間にヒータＨが設けられる。
一方で、乾燥処理ユニット１７や、排出ラインＬ２を含む他の箇所にヒータＨが設けられていてもよい。すなわち、流体供給源５１から供給される超臨界流体が外部に排出されるまでの全流路においてヒータＨが設けられていてもよい。
上述する乾燥処理ユニット１７のシステムでは、供給ラインＬ１を介して乾燥処理ユニット１７の本体３１に超臨界流体を供給し、本体３１内部を超臨界状態とする。そして、排出ラインＬ２によって超臨界流体を排出しつつ、超臨界流体を供給して本体３１内部を超臨界状態に維持し、ウェハＷ上のＩＰＡを超臨界流体で徐々に置換する。
図１に戻り、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１９と記憶部２０とを備える。
記憶部２０は、たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。
制御部１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。マイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、基板搬送装置１３、１８や、洗浄処理ユニット１６、乾燥処理ユニット１７などの制御を実現する。また、制御部１９は、各センサの計測結果を受信し、計測結果に基づいて各バルブを制御する指示信号を出力する。
なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置４の記憶部２０にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
ここで、超臨界流体の光学情報に基づいてＩＰＡ（液体）の有無を判定する制御装置４の構成について図６を参照して説明する。図６は、ＩＰＡの有無を判定する制御装置４の概略構成を示すブロック図である。制御部１９は、指示部１９Ａと、入力部１９Ｂと、判定部１９Ｃと、出力部１９Ｄとを備える。
指示部１９Ａは、乾燥処理ユニット１７による乾燥処理が開始されてから完了時間が経過すると、超臨界流体を撮影するようにカメラ７７に撮影指示を出力する。完了時間は、予め設定された時間であり、通常、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されるまでの時間である。
入力部１９Ｂは、カメラ７７によって取得された超臨界流体の画像データが入力される。
判定部１９Ｃは、取得された画像データと、記憶部２０に記憶された参考画像データとを比較し、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定する。参考画像データは、ＩＰＡが含まれない超臨界流体の画像データである。
ここで、超臨界流体に含まれるＩＰＡ量と、カメラ７７によって撮影される超臨界流体の画像との関係について図７を参照して説明する。図７は、カメラ７７によって撮影される超臨界流体の画像を模式的に示す図である。
超臨界流体に含まれるＩＰＡ量が多い場合には、カメラ７７によって撮影された画像は暗く写り、ＩＰＡ量が少なくなるほど、すなわち、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されるほど、カメラ７７によって撮影される画像は明るく、白く写る。
これは、ＣＯ２のみの超臨界流体は光を透過しやすく、ＩＰＡを含む超臨界流体は、ＣＯ２のみの超臨界流体よりも光を透過し難いためである。
判定部１９Ｃは、カメラ７７によって撮影された画像データの色情報（色相、彩度、明度のうち少なくとも１つ）と、参考画像データの色情報（色相、彩度、明度のうち少なくとも１つ）とを比較し、撮影された画像データの色情報と、参考画像データの色情報との差が所定の閾値よりも大きい場合、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されていないと判定する。判定部１９Ｃは、撮影された画像データの色情報と、参考画像データの色情報との差が所定の閾値以下の場合、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたと判定する。このようにして、判定部１９Ｃは、超臨界流体の光学情報に基づいて乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの有無を検出する。
判定部１９Ｃは、乾燥処理が開始されてから完了時間が経過してもウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されていない場合には、乾燥処理で異常が発生していると判定する。
出力部１９Ｄは、乾燥処理が開始されてから完了時間が経過してもウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されていない場合には、警告部７８に警告信号を出力する。
これにより、警告部７８は、乾燥処理が異常であることを示す警告を行う。警告部７８は、警告灯や、モニタなどであり、乾燥処理が異常である場合、例えば、警告灯が点灯、点滅し、モニタに異常である旨が表示される。
また、出力部１９Ｄは、乾燥処理が開始されてから完了時間が経過し、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されている場合には、乾燥処理ユニット１７に乾燥処理完了信号を出力する。
＜乾燥処理＞
次に、第１実施形態に係る基板処理システム１における乾燥処理について図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態に係る乾燥処理の処理手順を示すフローチャートである。
基板処理システム１は、洗浄処理が終了し、液膜が形成されたウェハＷを乾燥処理ユニット１７の本体３１に搬入すると乾燥処理を実行する（Ｓ１０）。乾燥処理が進行するにつれて、ウェハＷ上のＩＰＡが徐々に超臨界流体に置換される。
基板処理システム１は、乾燥処理を開始してから完了時間が経過するまで（Ｓ１１：Ｎｏ）乾燥処理を継続する。基板処理システム１は、乾燥処理を開始してから完了時間が経過すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、カメラ７７によって超臨界流体を撮影する（Ｓ１２）。
基板処理システム１は、撮影によって取得された画像データと、参考画像データとを比較し、超臨界流体によるウェハＷ上のＩＰＡの置換が完了しているかどうか判定する（Ｓ１３）。すなわち、基板処理システム１は、乾燥処理において異常が発生してないかどうか判定する。
基板処理システム１は、置換が完了し、乾燥処理で異常が発生していない場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、本体３１内の圧力を大気圧まで下げて、乾燥処理を完了する（Ｓ１４）。
基板処理システム１は、置換が完了しておらず、乾燥処理で異常が発生している場合（Ｓ１３：Ｎｏ）には、警告部７８によって乾燥処理で異常が発生していることを警告する（Ｓ１５）。
＜第１実施形態の効果＞
基板処理システム１は、乾燥処理ユニット１７から排出される超臨界流体を撮影し、撮影によって取得された画像データに基づいて乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡ（液体）の有無を検出することができる。
基板処理システム１は、乾燥処理ユニット１７による乾燥処理を開始し、完了時間が経過するとカメラ７７によって超臨界流体を撮影する。そして、基板処理システム１は、撮影によって取得された画像データと、参考画像データとを比較し、完了時間が経過してもＩＰＡが超臨界流体に置換されておらず、乾燥処理で異常が発生している場合には、警告部７８によって警告を行う。これにより、乾燥処理で異常が発生した場合に、異常の発生を正確に検出し、異常の発生を警告することができる。
基板処理システム１はカメラ７７によって超臨界流体を撮影することで、ＩＰＡの有無を検出することができる。
基板処理システム１は、排出ラインＬ２に洗浄液を供給することで、サイトグラス７０の透過窓７２を洗浄する。これにより、サイトグラス７０の透過窓７２に付着した付着物を洗い流すことができ、カメラ７７によって超臨界流体を鮮明に撮影することができ、ＩＰＡの有無を検出することができる。
（第２実施形態）
＜基板処理システム１の構成＞
次に、第２実施形態に係る基板処理システム１について説明する。第２実施形態に係る基板処理システム１では、超臨界流体の光学情報に基づいてＩＰＡの有無を判定する制御装置４が異なっており、ここでは、制御装置４について説明する。なお、制御装置４の概略構成は第１実施形態と同じであり、図６を参照して説明する。
指示部１９Ａは、乾燥処理ユニット１７による乾燥処理が開始されると、カメラ７７によって超臨界流体を撮影するようにカメラ７７に撮影指示を出力する。指示部１９Ａは、予め設定された所定間隔で撮影指示を出力する。これにより、カメラ７７は、所定間隔で超臨界流体を撮影する。
判定部１９Ｃは、所定間隔で取得された画像データと、記憶部２０に記憶された参考画像データとを比較し、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定する。
また、判定部１９Ｃは、乾燥処理を開始してから、完了時間が経過したかどうか判定する。
出力部１９Ｄは、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換された場合には、乾燥処理ユニット１７に置換完了指示を出力する。また、出力部１９Ｄは、乾燥処理が開始されてから完了時間が経過してもウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されていない場合には、警告部７８に警告信号を出力する。
このように、第２実施形態では、超臨界流体を撮影して取得された画像データに基づいて乾燥処理の進行を判定し、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたタイミングで乾燥処理を終了する。
＜乾燥処理＞
次に第２実施形態に係る基板処理システム１における乾燥処理について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係る乾燥処理の処理手順を示すフローチャートである。
基板処理システム１は、洗浄処理が終了し、液膜が形成されたウェハＷを乾燥処理ユニット１７の本体３１に搬入すると乾燥処理を実行する（Ｓ２０）。
基板処理システム１は、カメラ７７によって超臨界流体を撮影する（Ｓ２１）。基板処理システム１は、撮影によって取得された画像データと、参考画像データとを比較し、超臨界流体によるウェハＷ上のＩＰＡの置換が完了しているかどうか判定する（Ｓ２２）。
基板処理システム１は、置換が完了している場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）には、本体３１内の圧力を大気圧まで下げて、乾燥処理を完了する（Ｓ２３）。
基板処理システム１は、置換が完了していない場合（Ｓ２２：Ｎｏ）には、乾燥処理を開始してから完了時間が経過したかどうか判定する（Ｓ２４）。
基板処理システム１は、完了時間が経過していない場合（Ｓ２４：Ｎｏ）には、乾燥処理を継続する。基板処理システム１は、完了時間が経過した場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）には、警告部７８によって乾燥処理で異常が発生していることを警告する（Ｓ２５）。
＜第２実施形態の効果＞
基板処理システム１は、カメラ７７によって超臨界流体を撮影し、撮影によって取得された画像データと参考画像データとを比較することで、超臨界流体によるＩＰＡの置換完了を検出する。これにより、ＩＰＡを正確に超臨界流体に置換することができる。また、超臨界流体によるＩＰＡの置換が完了したタイミングで本体３１内の圧力を下げることができ、完了時間の経過前に置換が完了する場合には、乾燥処理を短い時間で完了させることができる。
（変形例）
上記実施形態では、取得部７５は、カメラ７７によって超臨界流体を撮影し、超臨界流体に対する光学情報を取得したが、例えば、分光光度計によって吸光度を測定し、超臨界流体に対する光学情報を取得してもよい。この場合、判定部１９Ｃは、吸光度に基づいてウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定する。また、取得部７５は、超臨界流体による反射光に基づいて超臨界流体に対する光学情報を取得してもよい。
また、取得部７５は、カメラ７７および分光光度計を有し、判定部１９Ｃは、カメラ７７に撮影されて取得された画像データおよび吸光度に基づいてウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定してもよい。
また、判定部１９Ｃは、機械学習、例えば、ディープラーニングによりウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換された画像データの特徴量を学習し、カメラ７７によって撮影されて取得された画像データからウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定してもよい。
また、上記実施形態では、判定部１９Ｃは、ウェハＷ上のＩＰＡが超臨界流体に置換されたかどうか判定したが、カメラ７７によって撮影することで、液体の有無として、本体３１内が超臨界流体で満たされたかどうか判定してもよい。本体３１内が超臨界流体で満たされた前後で、本体３１内の流体の密度が変わるため、カメラ７７によって撮影された画像は、本体３１内が超臨界流体で満たされる前後で異なる画像となる。
判定部１９Ｃは、本体３１内が超臨界流体で満たされる前の画像データ（または後の画像データ）を記憶し、記憶した画像データと撮影によって得られた画像データとを比較することで、本体３１内が超臨界流体で満たされかどうか判定してもよい。
また、乾燥処理ユニット１７に異常が発生した場合には、気泡が発生する場合がある。そのため、カメラ７７によって撮影された画像に気泡が確認された場合には、判定部１９Ｃは、乾燥処理ユニット１７に異常が発生していると判定し、警告部７８によって警告を行ってもよい。
また、上記実施形態の制御部１９における処理は、統合され、または分離されて行われてもよい。例えば、支持部１９Ａと出力部１９Ｄとを統合して、１つの出力部としてもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 基板処理システム(基板処理装置)
４ 制御装置
１６ 洗浄処理ユニット
１７ 乾燥処理ユニット（乾燥処理部）
１９ 制御部
１９Ａ 指示部
１９Ｂ 入力部
１９Ｃ 判定部（検出部）
１９Ｄ 出力部
２０ 記憶部
６３ 洗浄液供給源（洗浄液供給部）
７０ サイトグラス
７２ 透過窓
７５ 取得部
７７ カメラ
７８ 警告部
Ｌ１ 供給ライン
Ｌ２ 排出ライン
Ｌ３ 洗浄液供給ライン
Ｌ４ 洗浄液排出ライン

Claims (7)

  1. 液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記液体を前記超臨界流体と置換することで前記基板の乾燥処理を行う乾燥処理部と、
    前記乾燥処理部に設けられ前記乾燥処理部から流体を排出する排出ラインと、
    前記排出ラインに設けられ前記乾燥処理部から排出される前記流体に対する光学情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記光学情報に基づいて前記乾燥処理部内の前記液体の有無を検出する検出部とを備える
    基板処理装置。
  2. 前記検出部によって検出された前記乾燥処理部内の前記液体の有無が、前記乾燥処理を開始してから所定時間経過しても前記液体が前記超臨界流体に置換されていない状態である場合、警告を行う警告部を備える
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記検出部は、
    前記光学情報に基づいて前記超臨界流体による前記液体の置換完了を検出し、
    前記乾燥処理部は、
    前記検出部によって前記置換完了が検出された場合、前記乾燥処理を終了する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記取得部は、
    前記乾燥処理部から排出された前記流体を撮影して画像データを取得し、
    前記検出部は、
    前記画像データに基づいて前記乾燥処理部内の前記液体の有無を検出する
    請求項１から３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  5. 前記取得部は、
    前記乾燥処理部から排出された前記流体に対する吸光度を測定し、
    前記検出部は、
    前記吸光度に基づいて前記乾燥処理部内の前記液体の有無を検出する
    請求項１から４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  6. 前記排出ラインに設けられ、前記取得部によって前記光学情報が取得される際に光を透過する透過窓と、
    前記透過窓を洗浄する洗浄液を前記排出ラインに供給する洗浄液供給部を備える
    請求項１から５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記液体を前記超臨界流体と置換することで前記基板を乾燥させる乾燥処理工程と、
    前記基板を乾燥させる乾燥処理部から流体を排出する排出ラインにおいて、前記乾燥処理部から排出された前記流体に対する光学情報を取得する取得工程と、
    前記取得工程によって取得された前記光学情報に基づいて前記乾燥処理部内の前記液体の有無を検出する検出工程とを含む
    基板処理方法。
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