TWI761389B - 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

[課題] 降低附著於使用了超臨界流體之處理後的基板之表面的微粒位準。 　　[解決手段] 在將處理容器(301)內之壓力從低於處理流體之臨界壓力的壓力(例如常壓)升壓至高於臨界壓力的處理壓力之升壓工程的至少一部分之期間，一面使處理流體從處理容器以所控制的排出流量排出，一面使處理流體從流體供給源供給至處理容器，藉此，進行升壓。附著於處理容器內之構件表面的微粒因從流體供給源將處理流體供給至處理容器而揚起。該微粒，係與處理流體一起從處理容器被排出。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
[0001] 本發明，係關於使用超臨界狀態的處理流體去除殘留於基板之表面之液體的技術。
[0002] 在將集成電路之層積構造形成於基板即半導體晶圓(以下，稱為晶圓)等的表面之半導體裝置的製造工程中，係進行藥液洗淨或溼蝕刻等的液處理。在藉由像這樣的液處理去除殘留於晶圓之表面的液體之際，在近年來，係利用使用了超臨界狀態的處理流體之乾燥方法(例如參閱專利文獻1)。 　　[0003] 當將超臨界狀態之處理流體從超臨界流體的供給源供給至處理容器而進行基板之乾燥處理時，往往會產生附著於處理容器內之構件表面的微粒被揚起，微粒附著於處理後的基板之表面這樣的現象。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0004] 　　[專利文獻1] 日本特開2013-12538號公報
[本發明所欲解決之課題] 　　[0005] 本發明，係以提供一種可降低附著於使用了超臨界狀態的處理流體之處理後的基板之表面的微粒位準之技術為目的。 [用以解決課題之手段] 　　[0006] 根據本發明之一實施形態，提供一種使用超臨界狀態的處理流體來處理基板之基板處理裝置，其特徵係，具備有：處理容器，收容前述基板；供給管線，連接流體供給源與前述處理容器，該流體供給源，係送出處於超臨界狀態的處理流體；排出管線，從前述處理容器排出處理流體；排出流量調節部，調節從前述處理容器被排出至前述排出管線之處理流體的流量；及控制部，控制前述排出流量調節部之動作，前述控制部，係在將前述處理容器內之壓力從低於處理流體之臨界壓力的壓力升壓至高於臨界壓力的處理壓力之升壓工程的至少一部分之期間，一面藉由控制前述排出流量調節部的方式，使處理流體從前述處理容器以由前述排出管線所控制的排出流量排出，一面使處理流體從前述流體供給源經由前述供給管線供給至前述處理容器，藉此，進行升壓。 　　[0007] 根據本發明之另一實施形態，提供一種使用超臨界狀態的處理流體來處理基板之基板處理方法，其特徵係，具備有：搬入工程，將前述基板收容於處理容器；及升壓工程，將前述處理容器內之壓力從低於臨界壓力的壓力升壓至高於處理流體之臨界壓力的處理壓力，在前述升壓工程的至少一部分之期間，一面將處理流體從前述處理容器以所控制的排出流量排出，一面將處理流體從流體供給源供給至前述處理容器，藉此，進行升壓。 　　[0008] 根據本發明之另外其他實施形態，提供一種記憶媒體，其特徵係，記錄有程式，該程式，係在被用以控制基板處理裝置之動作的電腦所執行時，使前述電腦控制前述基板處理裝置而執行上述基板處理方法。 [發明之效果] 　　[0009] 根據本發明，可降低附著於使用了超臨界狀態的處理流體之處理後的基板之表面的微粒位準。
[0011] 以下，參閱圖面，說明關於本發明之一實施形態。另外，在附加於本件說明書之圖面的構成中，係可包含為了方便易於進行圖示與理解，而將尺寸及縮尺等從實物進行變更的部分。 　　[0012] [基板處理系統之構成] 　　如圖1所示，基板處理系統1，係具備有：複數個洗淨裝置2(在圖1所示的例子中，係2台洗淨裝置2)，將洗淨液供給至晶圓W且進行洗淨處理；及複數個超臨界處理裝置3(在圖1所示的例子中，係6台超臨界處理裝置3)，使殘留於洗淨處理後之晶圓W的防止乾燥用之液體(在本實施形態中，係IPA：異丙醇)與超臨界狀態之處理流體(在本實施形態中，係CO2 ：二氧化碳)接觸而去除。 　　[0013] 在該基板處理系統1中，係FOUP100被載置於載置部11，儲存於該FOUP100的晶圓W經由搬入搬出部12及收授部13被收授至洗淨處理部14及超臨界處理部15。在洗淨處理部14及超臨界處理部15中，晶圓W，係首先被搬入設置在洗淨處理部14的洗淨裝置2而接受洗淨處理，其後，被搬入設置在超臨界處理部15的超臨界處理裝置3而接受從晶圓W上去除IPA的乾燥處理。圖1中，符號「121」，係表示在FOUP100與收授部13之間搬送晶圓W的第1搬送機構，符號「131」，係表示扮演作為暫時載置在搬入搬出部12與洗淨處理部14及超臨界處理部15之間所搬送的晶圓W之緩衝區之角色的收授棚架。 　　[0014] 在收授部13之開口部，係連接有晶圓搬送路徑162，且沿著晶圓搬送路徑162設置有洗淨處理部14及超臨界處理部15。在洗淨處理部14，係隔著該晶圓搬送路徑162，各配置有1台洗淨裝置2，合計設置有2台洗淨裝置2。另一方面，在超臨界處理部15，係隔著晶圓搬送路徑162，各配置有3台作為進行從晶圓W去除IPA的乾燥處理之基板處理裝置而發揮功能的超臨界處理裝置3，合計設置有6台超臨界處理裝置3。在晶圓搬送路徑162，係配置有第2搬送機構161，第2搬送機構161，係被設置為可在晶圓搬送路徑162內移動。載置於收授棚架131之晶圓W，係藉由第2搬送機構161來接收，第2搬送機構161，係將晶圓W搬入洗淨裝置2及超臨界處理裝置3。另外，洗淨裝置2及超臨界處理裝置3之個數及配置態樣並不特別限定，可因應每單位時間之晶圓W的處理片數及各洗淨裝置2及各超臨界處理裝置3的處理時間等，以適當之態樣配置適當之個數的洗淨裝置2及超臨界處理裝置3。 　　[0015] 洗淨裝置2，係例如被構成為藉由旋轉洗淨逐片洗淨晶圓W的枚葉式裝置。在該情況下，一面在水平地保持晶圓W的狀態下使其繞垂直軸旋轉，一面以適當之時序對晶圓W的處理面供給洗淨用之藥液或用以沖洗藥液的沖洗液，藉此，可進行晶圓W之洗淨處理。洗淨裝置2所使用的藥液及沖洗液並不特別限定。例如，可將鹼性之藥液即SC1液(亦即氨與過氧化氫水之混合液)供給至晶圓W，並從晶圓W去除微粒或有機性的污染物質。其後，可將沖洗液即去離子水(DIW：DeIonized Water)供給至晶圓W，並從晶圓W沖洗SC1液。而且，亦可將酸性之藥液即稀釋氫氟酸水溶液(DHF：Diluted HydroFluoric acid)供給至晶圓W而去除自然氧化膜，其後，將DIW供給至晶圓W而從晶圓W沖洗稀釋氫氟酸水溶液。 　　[0016] 而且，洗淨裝置2，係在完成DIW所致之沖洗處理後，一面使晶圓W旋轉，一面將作為防止乾燥用之液體的IPA供給至晶圓W，並將殘存於晶圓W之處理面的DIW置換成IPA。其後，緩和地停止晶圓W之旋轉。此時，在晶圓W，係供給有充分量的IPA，形成有半導體之圖案之晶圓W的表面，係成為被裝滿IPA的狀態，在晶圓W之表面，係形成有IPA的液膜。晶圓W，係一面維持被裝滿IPA的狀態，一面藉由第2搬送機構161從洗淨裝置2被搬出。 　　[0017] 如此一來，賦予至晶圓W之表面的IPA，係扮演防止晶圓W之乾燥的角色。特別是，為了防止因晶圓W從洗淨裝置2朝超臨界處理裝置3的搬送期間之IPA的蒸發而導致在晶圓W發生所謂圖案倒毀之情形，洗淨裝置2，係以使具有比較大之厚度的IPA膜被形成於晶圓W之表面的方式，將充分量之IPA賦予至晶圓W。 　　[0018] 從洗淨裝置2所搬出的晶圓W，係藉由第2搬送機構161，在被裝滿IPA的狀態下，被搬入超臨界處理裝置3之處理容器內，並在超臨界處理裝置3進行IPA的乾燥處理。 　　[0019] [超臨界處理裝置] 　　[0020] 以下，參閱圖2～圖4，說明關於超臨界處理裝置3。 　　[0021] 如圖2及圖3所示，處理容器301，係具備有：容器本體311，形成有晶圓W之搬入搬出用之開口部312；保持板316，水平地保持處理對象之晶圓W；及蓋構件315，在支撐該保持板316，並且將晶圓W搬入容器本體311內時，密封開口部312。 　　[0022] 容器本體311，係在內部形成有可收容例如直徑300mm之晶圓W之處理空間的容器。在容器本體311之內部的一端側設置有流體供給集管(第1流體供給部)317，並在另一端側設置有流體排出集管(流體排出部)318。在圖示例中，流體供給集管317，係由設置有多數個開口(第1流體供給口)的塊體所構成，流體排出集管318，係由設置有多數個開口(流體排出口)的管所構成。流體供給集管317之第1流體供給口，係位於稍微比藉由保持板316所保持之晶圓W之上面高的位置為較佳。 　　[0023] 流體供給集管317及流體排出集管318之構成，係不限定於圖示例，亦可從塊體形成流體排出集管318，且亦可從管形成流體供給集管317。 　　[0024] 當從下方觀察保持板316時，保持板316，係覆蓋晶圓W之下面的大致整個區域。保持板316，係在蓋構件315側之端部具有開口316a。位於保持板316之上方的空間之處理流體，係通過開口316a被引導至流體排出集管318(參閱圖3之箭頭F5)。 　　[0025] 流體供給集管317，係在實質上朝向水平方向，將處理流體供給至容器本體311(處理容器301)內。在此所謂水平方向，係指與重力作用之垂直方向垂直的方向，一般，係指與被保持於保持板316之晶圓W的平坦表面延伸之方向平行的方向。 　　[0026] 處理容器301內之流體經由流體排出集管318被排出至處理容器301的外部。在經由流體排出集管318所排出的流體，係除了經由流體供給集管317被供給至處理容器301內的處理流體外，亦包含殘留於晶圓W之表面而溶入處理流體的IPA。 　　[0027] 在容器本體311之底部，係設置有將處理流體供給至處理容器301之內部的流體供給噴嘴(第2流體供給部)341。在圖示例中，流體供給噴嘴341，係由穿過容器本體311之底壁的開口所構成。流體供給噴嘴341，係位於晶圓W之中心部的下方(例如，正下方)，並朝向晶圓W之中心部(例如，垂直方向上方)，將處理流體供給至處理容器301內。 　　[0028] 處理容器301，係更具備有未圖示的推壓機構。該推壓機構，係扮演抵抗因被供給至處理空間內之超臨界狀態的處理流體所導致之內壓，且將蓋構件315朝向容器本體311推壓而密閉處理空間的角色。又，以使被供給至處理空間內之處理流體保持超臨界狀態之溫度的方式，在容器本體311之天井壁及底壁設置隔熱材料、帶狀加熱器等(未圖示)為較佳。 　　[0029] 如圖4所示，超臨界處理裝置3，係具有超臨界狀態的處理流體例如16～20MPa(兆帕)左右之高壓之處理流體的供給源即流體供給槽51。在流體供給槽51，係連接有主供給管線50。主供給管線50，係在中途分歧成第1供給管線63與第2供給管線64，該第1供給管線63，係被連接於處理容器301內之流體供給集管(第1流體供給部)317，該第2供給管線64，係被連接於流體供給噴嘴(第2流體供給部)341。 　　[0030] 在流體供給槽51與流體供給集管317之間(亦即主供給管線50及連接於主供給管線50之第1供給管線63)，係從上游側依該順序設置有開關閥52a、孔口55a、過濾器57及開關閥52b。第2供給管線64，係在過濾器57及開關閥52b之間的位置，從主供給管線50分歧。在第2供給管線64，係設置有開關閥52c。 　　[0031] 孔口55a，係為了保護晶圓W，使從流體供給槽51所供給之處理流體的流速下降而設置。過濾器57，係為了去除包含於流經主供給管線50之處理流體的異物(微粒原因物質)而設置。 　　[0032] 超臨界處理裝置3，係更具有：沖洗氣體供給管線70，經由開關閥52d及止回閥58a被連接於沖洗裝置62；及排出管線71，經由開關閥52e及孔口55c被連接於超臨界處理裝置3的外部空間。沖洗氣體供給管線70及排出管線71，係被連接於主供給管線50、第1供給管線63及第2供給管線64。 　　[0033] 沖洗氣體供給管線70，係例如基於在停止從流體供給槽51對處理容器301供給處理流體的期間，以惰性氣體填滿處理容器301而保持潔淨之狀態的目的所使用。排出管線71，係為了例如在超臨界處理裝置3之電源關閉時，將殘存於開關閥52a與開關閥52b之間的供給管線內之處理流體排出至外部而使用。 　　[0034] 在處理容器301內之流體排出集管318，係連接有主排出管線65。主排出管線65，係在中途分歧成第1排出管線66、第2排出管線67、第3排出管線68及第4排出管線69。 　　[0035] 在主排出管線65及連接於主排出管線65之第1排出管線66，係從上游側依序設置有開關閥52f、背壓閥59、濃度感測器60及開關閥52g。 　　[0036] 背壓閥59，係被構成為在一次側壓力(此與處理容器301內之壓力相等)超過了設定壓力時進行開啟而使流體流向二次側，藉此，將一次側壓力維持為設定壓力。背壓閥59之設定壓力，係可藉由控制部4隨時進行變更。 　　[0037] 濃度感測器60，係計測流經主排出管線65之流體之IPA濃度的感測器。 　　[0038] 在開關閥52g之下游側中，在第1排出管線66，係設置有針閥(可變節流)61a及止回閥58b。針閥61a，係調整通過第1排出管線66被排出至超臨界處理裝置3的外部之流體之流量的閥。 　　[0039] 第2排出管線67、第3排出管線68及第4排出管線69，係在濃度感測器60與開關閥52g之間的位置，從主排出管線65分歧。在第2排出管線67，係設置有開關閥52h、針閥61b及止回閥58c。在第3排出管線68，係設置有開關閥52i及止回閥58d。在第4排出管線69，係設置有開關閥52j及孔口55d。 　　[0040] 第2排出管線67及第3排出管線68，係被連接於第1排出端例如流體回收裝置，第4排出管線69，係被連接於第2排出端例如超臨界處理裝置3外部的大氣空間或工場排氣系統。 　　[0041] 在從處理容器301排出流體的情況下，將開關閥52g、52h、52i、52j中之1個以上的閥設成為開啟狀態。特別是，在超臨界處理裝置3之停止時，係亦可開啟開關閥52j，並將存在於濃度感測器60與濃度感測器60和開關閥52g之間的第1排出管線66之流體排出至超臨界處理裝置3的外部。 　　[0042] 在超臨界處理裝置3之流體流經之管線的各個位置，設置有檢測流體之壓力的壓力感測器及檢測流體之溫度的溫度感測器。在圖4所示的例子中，係在開關閥52a與孔口55a之間設置有壓力感測器53a及溫度感測器54a，在孔口55a與過濾器57之間設置有壓力感測器53b及溫度感測器54b，在過濾器57與開關閥52b之間設置有壓力感測器53c，在開關閥52b與處理容器301之間設置有溫度感測器54c，在孔口55b與處理容器301之間設置有溫度感測器54d。又，在處理容器301與開關閥52f之間設置有壓力感測器53d及溫度感測器54f，在濃度感測器60與開關閥52g之間設置有壓力感測器53e及溫度感測器54g。而且，設置有用以檢測處理容器301內之流體的溫度之溫度感測器54e。 　　[0043] 在主供給管線50及第1供給管線63設置有4個加熱器H，該加熱器H，係用以調節供給至處理容器301之處理流體的溫度。亦可在比處理容器301更下游側之排出管線設置加熱器H。 　　[0044] 而且，在主供給管線50的孔口55a與過濾器57之間，係設置有安全閥(釋壓閥)56a，在處理容器301與開關閥52f之間，係設置有安全閥56b，在濃度感測器60與開關閥52g之間，係設置有安全閥56c。該些安全閥56a～56c，係在設置有該些安全閥之管線(配管)內的壓力成為過大之情況下等的異常時，將管線內之流體緊急地排出至外部。 　　[0045] 控制部4，係從圖3所示的各種感測器(壓力感測器53a～53e、溫度感測器54a～54g及濃度感測器60等)接收計測信號，並將控制信號(開關閥52a～52j之開關信號、背壓閥59之設定壓力調節信號、針閥61a～61b之開合度調節信號等)發送至各種功能元素。控制裝置4，係例如電腦，具備有演算部18與記憶部19。在記憶部19，係儲存有控制在基板處理系統1所執行之各種處理的程式。演算部18，係藉由讀出並執行被記憶於記憶部19之程式的方式，控制基板處理系統1的動作。程式，係被記錄於可藉由電腦而讀取的記憶媒體者，且亦可為從該記憶媒體安裝於控制裝置4的記憶部19者。作為可藉由電腦而讀取的記憶媒體，係有例如硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。 　　[0046] [超臨界乾燥處理] 　　其次，參閱圖5，簡單地說明關於使用了超臨界狀態的處理流體(例如二氧化碳(CO2 ))之IPA的乾燥機制。 　　[0047] 在超臨界狀態的處理流體R被導入處理容器301內後不久，係如圖5(a)所示，在晶圓W之圖案P的凹部內僅存在有IPA。 　　[0048] 凹部內之IPA，係以與超臨界狀態的處理流體R接觸的方式，逐漸溶解於處理流體R，並如圖5(b)所示，逐漸置換為處理流體R。此時，在凹部內，係除了IPA及處理流體R外，另存在有混合了IPA與處理流體R之狀態的混合流體M。 　　[0049] 在凹部內，隨著從IPA置換為處理流體R的進行，存在於凹部內之IPA便減少，最後如圖5(c)所示，在凹部內，僅僅存在有超臨界狀態的處理流體R。 　　[0050] 在IPA從凹部內被去除後，將處理容器301內的壓力降低至大氣壓，藉此，如圖5(d)所示，處理流體R，係從超臨界狀態變化成氣體狀態，凹部內，係僅被氣體佔據。如此一來，圖案P之凹部內的IPA被去除，晶圓W之乾燥處理便結束。 　　[0051] 其次，說明關於使用上述之超臨界處理裝置3所執行的乾燥方法(基板處理方法)。另外，以下說明之乾燥方法，係基於被記憶於記憶部19的處理配方及控制程式，在控制部4之控制下自動地執行。 　　[0052] ＜搬入工程＞ 　　在其表面之圖案的凹部內被IPA填充且在其表面形成了IPA之積液的狀態下，洗淨裝置2中施予了洗淨處理的晶圓W藉由第2搬送機構161從洗淨裝置2被搬出。第2搬送機構161，係將晶圓載置於保持板316上，其後，載置了晶圓之保持板316便進入容器本體311內，蓋構件315與容器本體311密封卡合。藉由以上，晶圓之搬入便結束。 　　[0053] 其次，隨著圖6之時序圖所示的流程，處理流體(CO2 )被供給至處理容器301內，藉此，進行晶圓W之乾燥處理。圖6所示之折線A，係表示從乾燥處理開始時點起之經過時間與處理容器301內之壓力的關係。 　　[0054] ＜升壓工程＞ 　　其次，將作為處理流體之CO2 (二氧化碳)填充至處理容器301內，藉此，將處理容器301內之壓力從低於處理流體之臨界壓力的壓力(具體而言，係常壓(大氣壓))升壓至高於臨界壓力的處理壓力。具體而言，係在CO2 開始朝處理容器301內供給之前，背壓閥59之初期設定壓力被設定成在表壓下為0(與大氣壓相同)或比其稍微高的值，開關閥52a，52f，52g被設成為開啟狀態，開關閥52b，52c，52d，52e，52h，52i，52j被設成為關閉狀態。又，針閥61a，61b被調整成預先設定的開合度。 　　[0055] 從該狀態開啟開關閥52c，藉此，開始升壓工程。當開啟開關閥52c時，則從流體供給槽51所送出之處於超臨界狀態之16MPa左右的壓力CO2 ，係經由主供給管線50及第2供給管線64從位於晶圓W之中央部的正下方之流體供給噴嘴341朝向保持板316的下面被吐出。 　　[0056] 從流體供給噴嘴341所吐出的CO2 (參閱圖3之箭頭F1)，係在與覆蓋晶圓W之下面的保持板316發生衝突後，沿著保持板316之下面放射狀地擴散(參閱圖3之箭頭F2)，其後，通過保持板316的端緣與容器本體311的側壁之間的間隙及保持板316之開口316a，流入晶圓W之上面側的空間(參閱圖3之箭頭F3)。 　　[0057] 當CO2 流入處理容器301內時，則處理容器301內之壓力，係從常壓(大氣壓)開始上升，當處理容器301之壓力超過背壓閥59的設定壓力(在表壓下為0或比其稍微高的壓力)時，則背壓閥59以因應於處理容器301之壓力的開合度而開啟。藉此，經由流體排出集管318，CO2 從處理容器301流出。背壓閥59之設定壓力，係隨著時間經過逐漸變高，在升壓工程T1之結束時，係成為後述的處理壓力。又，背壓閥59之設定壓力，係以使從處理容器301所排出之CO2 的流量成為被供給至處理容器301之CO2 的流量之例如10～20%左右的方式而變化。為了實現此，例如只要預先藉由實驗求出適當之背壓閥59之設定壓力的經時變化，並基於此使背壓閥59之設定壓力變化即可。在升壓工程T1中，背壓閥59，係實質上使用來作為流量控制閥。 　　[0058] 如上述，使背壓閥59之設定壓力變化，藉此，一面經由流體排出集管318使CO2 以比較小的流量從處理容器301流出，一面經由流體供給噴嘴341將CO2 逐漸供給至處理容器301，伴隨於此，處理容器301內之壓力逐漸上升。因此，在處理容器301內，係產生從流體供給噴嘴341朝向流體排出集管318之CO2 的流動。 　　[0059] 升壓工程T1之初期，特別是CO2 開始朝處理容器301供給後不久，係有附著於面對處理容器301之內部空間之構件的表面例如處理容器301之內壁面、保持板316之表面等的微粒被揚起之傾向。像這樣的微粒，係乘著處理容器301內之CO2 的流動，經由流體供給集管317從處理容器301被排出。 　　[0060] 於升壓工程T1之初期，從流體供給槽51以超臨界狀態所送出之CO2 的壓力，係在通過孔口55a時下降，又，在流入處於常壓狀態之處理容器301內時亦下降。因此，於升壓工程T1之初期，流入處理容器301內之CO2 的壓力，係低於臨界壓力(例如約7MPa)，亦即，CO2 ，係以氣體之狀態流入處理容器301內。其後，隨著CO2 朝處理容器301內之填充的進行，處理容器301內之壓力逐漸增加，當處理容器301內之壓力超過臨界壓力時，則存在於處理容器301內的CO2 會成為超臨界狀態。 　　[0061] 在升壓工程T1中，當處理容器301內之壓力增大而超過臨界壓力時，則處理容器301內之處理流體成為超臨界狀態，晶圓W上之IPA開始溶入超臨界狀態的處理流體。於是，從CO2 及IPA所構成的混合流體中之IPA與CO2 的混合比逐漸變化。另外，混合比，係不限於在晶圓W表面整體上均勻。為了防止無法預料之混合流體的氣化所致之圖案倒毀，在升壓工程T1中，係無關於混合流體中之CO2 濃度，將處理容器301內之壓力升壓至保證處理容器301內之CO2 成為超臨界狀態的壓力，在此為15MPa。在此，「保證成為超臨界狀態的壓力」，係高於圖7之曲線圖的曲線C所示之壓力之極大值的壓力。該壓力(15MPa)，係被稱為「處理壓力」。 　　[0062] ＜保持工程＞ 　　藉由上述升壓工程T1，在處理容器301內之壓力上升至上述處理壓力(15MPa)後，關閉分別位於處理容器301之上游側及下游側的開關閥52b及開關閥52f，且轉變成維持處理容器301內之壓力的保持工程T2。該保持工程，係持續直至位於晶圓W之圖案P的凹部內之混合流體中的IPA濃度及CO2 濃度成為預先設定之濃度(例如IPA濃度為30%以下，CO2 濃度為70%以上)為止。保持工程T2之時間，係可藉由時間來決定。在該保持工程T2中，其他閥之開關狀態，係與升壓工程T1中之開關狀態相同。 　　[0063] ＜流通工程＞ 　　保持工程T2後，進行流通工程T3。流通工程T3，係可藉由交互重複如下述階段的方式來進行：降壓階段，從處理容器301內排出CO2 及IPA之混合流體，使處理容器301內降壓；及升壓階段，將不含有IPA之新的CO2 從流體供給槽51供給至處理容器301內，使處理容器301內進行升壓。 　　[0064] 流通工程T3，係例如藉由使開關閥52b及開關閥52f成為開啟狀態，重複背壓閥59之設定壓力之上升及下降的方式來進行。亦可藉由在開啟開關閥52b且將背壓閥59之設定壓力設定成較低值的狀態下，重複開關閥52f之開關的方式進行流通工程T3，以取代此。 　　[0065] 在流通工程T3中，係使用流體供給集管317，將CO2 供給至處理容器301內(參閱圖3之箭頭F4)。流體供給集管317，係能以較流體供給噴嘴341大的流量來供給CO2 。在流通工程T3中，由於處理容器301內之壓力，係維持為比臨界壓力充分高的壓力，因此，即便大流量之CO2 與晶圓W表面衝突或流經晶圓W表面附近，亦無乾燥的問題。因此，重視處理時間之縮短而使用流體供給集管317。 　　[0066] 在升壓階段中，係使處理容器301內之壓力上升至上述處理壓力(15MPa)。在降壓階段中，係使處理容器301內之壓力從上述處理壓力下降至預先設定的壓力(高於臨界壓力的壓力)。由於在降壓階段中，係經由流體供給集管317將處理流體供給至處理容器301內，並且經由流體排出集管318從處理容器301對處理流體進行排氣，因此，在處理容器301內，係形成流動於與晶圓W的表面大致平行之處理流體的層流(參閱圖3之箭頭F6)。 　　[0067] 藉由進行流通工程的方式，促進在晶圓W之圖案的凹部內從IPA置換為CO2 。在凹部內，隨著逐漸從IPA置換為CO2 的進行，如圖7之左側所示，由於混合流體之臨界壓力下降，因此，可一面使各降壓階段的結束時之處理容器301內的壓力滿足高於與混合流體中之CO2 濃度相對應之混合流體的臨界壓力之條件，一面逐漸降低。 　　[0068] ＜排出工程＞ 　　藉由流通工程T3，在圖案之凹部內，從IPA置換為CO2 結束後，進行排出工程T4。排出工程T4，係可藉由使開關閥52a，52b，52c，52d，52e成為關閉狀態，將背壓閥59之設定壓力設成為常壓，使開關閥52f，52g，52h，52i成為開啟狀態，並使開關閥52j成為關閉狀態的方式來進行。藉由排出工程T4，當處理容器301內之壓力低於CO2 的臨界壓力時，則超臨界狀態之CO2 便氣化而從圖案的凹部內脫離。藉此，對一片晶圓W的乾燥處理便結束。 　　[0069] 以下，說明關於上述實施形態的效果。如前述，當將CO2 供給至處理容器301時，則附著於處理容器301內部之構件的表面之微粒會剝離而在處理容器301內揚起。特別是，開始升壓工程後不久，係由於處理容器301內之壓力低且CO2 的流入速度高，因此，多量的微粒會揚起。在以往方法中，升壓工程，係不進行從處理容器301之CO2 的排出。因此，隨著處理容器301之壓力上升，從流體供給噴嘴341所噴射之CO2 的流速則逐漸下降，最後，係實質上成為零。於是，揚起的微粒落下而附著於晶圓W之表面。 　　[0070] 對此，在上述之實施形態中，係在升壓工程T1中，從流體供給噴嘴341將CO2 供給至處理容器301，並且經由流體排出集管318從處理容器301排出CO2 ，藉此，形成從流體供給噴嘴341朝向流體排出集管318之CO2 的流動(參閱圖8中之粗線箭頭)。因此，藉由從流體供給噴嘴341將CO2 供給至處理容器301的方式，揚起之微粒(在圖8中以賦予了符號P的白色圓形所示)乘著被形成於處理容器301內之CO2 的流動，從處理容器301被排出。因此，可防止或大幅降低揚起之微粒附著於晶圓W的情形。 　　[0071] 從防止微粒附著於晶圓W之情形的觀點來看，係自升壓工程T1之開始時點起至結束時點為止的期間一直經由流體排出集管318從處理容器301持續排出CO2 為較佳。在上述實施形態中，係形成為像這樣的情形。另一方面，當進行CO2 之排出時，則導致升壓所需的時間變長。升壓工程T1之開始後不久，係由於從流體供給噴嘴341所吐出之CO2 的流速高，因此，微粒之揚起最劇烈，其後隨著時間經過，新揚起的微粒變少。因此，來自處理容器301之微粒的排出量亦在升壓工程T1的前期變多而在後期變少。考慮上述之情形，亦可在升壓工程T1之中途停止CO2 的排出。抑或，亦可在升壓工程T1的中途，使CO2 之排出流量下降。例如，從處理容器301所排出之CO2 的流量亦可在升壓工程之前期設成為被供給至處理容器301之CO2 之流量的20%，在後期設成為10%。亦可在自開始時點起經過少許時間之程度的量之微粒揚起後開始CO2 之排出，以取代自升壓工程T1的開始時點起進行CO2 之排出。 　　[0072] 在上述實施形態中，升壓工程T1，係僅藉由流體供給噴嘴341進行了朝處理容器301之CO2 的供給。這對於抑制微粒之揚起非常有效。然而，並不限定於此，亦可藉由流體供給集管317進行升壓工程T1的後期(此時，係由於處理容器301之壓力上升，因此，CO2 之供給流量變得比較低)中之朝處理容器301之CO2 的供給，且亦可藉由流體供給噴嘴341及流體供給集管317兩者來進行。 　　[0073] 即便在僅藉由流體供給集管317進行升壓工程T1中之朝處理容器301之CO2 的供給(亦即，如被設置於處理容器301內之一側端部的噴嘴般，CO2 從吐出構件被吐出至與晶圓W之面平行的方向)之以往形式的基板處理裝置中，一面從處理容器301排出CO2 ，一面將CO2 供給至處理容器301這樣的操作，係用以防止微粒附著於晶圓W亦有效。 　　[0074] 另外，在處理容器301內之壓力達到處理流體(該情況為CO2 )的臨界壓力(約7MPa)之前，當去除對象之液體(該情況為IPA)從晶圓W的表面被去除時，則發生圖案倒塌。當經由了流體排出集管318之從處理容器301之CO2 的排出流量較高時，微粒之排出效率雖提升，但到達臨界壓力的時間會變長。在該情況下，直至到達臨界壓力為止，IPA蒸發而發生圖案倒塌的危險性變高。不發生圖案倒塌之CO2 的排出流量，係最好預先藉由實驗來進行確認。 　　[0075] 在上述實施形態中，係隨著時間使設定壓力可變之(能藉由控制裝置4遠端控制之)背壓閥59的設定壓力變化，藉此，一面進行從處理容器301之CO2 的排出，一面使處理容器301的壓力增加。亦即，在上述實施形態中，係構成了藉由背壓閥59來調節從處理容器301被排出至主排出管線65之處理流體之流量的排出流量調節部。然而，在上述之態樣中，實現升壓之排出流量調節部的構成，不限定於上述者。作為一例，亦可在主排出管線65設置使背壓閥59旋轉之旁通管線(未圖示)，並在該旁通管線設置開關閥､針閥等的流量控制閥及流量計。在該情況下，在升壓工程T1中，背壓閥59之設定壓力，係事先固定為處理壓力(16MPa)。而且，在開啟了旁通管線之開關閥的狀態下，以使流量計之檢測值維持為目標值(較小流量)的方式，調節流量控制閥之開合度，藉此，可進行升壓。在後續的工程中，係旁通管線之開關閥被關閉，如前述之說明般控制背壓閥59。 　　[0076] 本發明，係不限定於上述之實施形態及變形例者，亦可包含該領域具有通常知識者能想到之施加了各種變形的各種態樣者，藉由本發明所達到的效果亦不限定於上述事項。因此，在不脫離本發明之技術思想及主旨的範圍下，可對申請專利範圍及說明書所記載的各要素進行各種追加、變更及部分刪除。 　　[0077] 例如，使用於乾燥處理的處理流體，係亦可為CO2 以外的流體(例如氟系之流體)，且可使用能夠以超臨界狀態來去除被裝滿於基板之防止乾燥用的液體之任意流體來作為處理流體。又，防止乾燥用之液體亦不限定於IPA，亦可使用能夠使用的任意液體來作為防止乾燥用液體。處理對象之基板，係並不限定於上述之半導體晶圓W，亦可為LCD用玻璃基板、陶瓷基板等的其他基板。
[0078]W‧‧‧基板(半導體晶圓)4‧‧‧控制部(控制裝置)301‧‧‧處理容器50、64‧‧‧供給管線(主供給管線、第2供給管線)65、66、67、68‧‧‧排出管線(主排出管線、第1～第3排出管線)59‧‧‧流量調節部(背壓閥)
[0010] 　　[圖1]表示基板處理系統之整體構成的橫剖平面圖。 　　[圖2]超臨界處理裝置之處理容器的外觀立體圖。 　　[圖3]處理容器的剖面圖。 　　[圖4]超臨界處理裝置的配管系統圖。 　　[圖5]說明IPA之乾燥機制的圖。 　　[圖6]表示乾燥處理中之處理容器內之壓力之變動的曲線圖。 　　[圖7]表示在由IPA及CO2 所構成的混合流體中，CO2 濃度與臨界溫度及臨界壓力之關係的曲線圖。 　　[圖8]用以說明微粒之揚起及排出的示意圖。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧洗淨裝置
3‧‧‧超臨界處理裝置
4‧‧‧控制部(控制裝置)
11‧‧‧載置部
12‧‧‧搬入搬出部
13‧‧‧收授部
14‧‧‧洗淨處理部
15‧‧‧超臨界處理部
18‧‧‧演算部
19‧‧‧記憶部
100‧‧‧FOUP
121‧‧‧第1搬送機構
131‧‧‧收授棚架
161‧‧‧第2搬送機構
162‧‧‧晶圓搬送路徑
W‧‧‧晶圓(半導體晶圓)

Claims (8)

  1. 一種基板處理裝置，係使用超臨界狀態的處理流體來處理基板，該基板處理裝置，其特徵係，具備有：處理容器，收容前述基板；供給管線，連接流體供給源與前述處理容器，該流體供給源，係送出處於超臨界狀態的處理流體；排出管線，從前述處理容器排出處理流體；排出流量調節部，調節從前述處理容器被排出至前述排出管線之處理流體的流量；及控制部，控制前述排出流量調節部之動作，前述控制部，係在將前述處理容器內之壓力從低於處理流體之臨界壓力的壓力升壓至高於臨界壓力的處理壓力之升壓工程的至少一部分之期間，藉由控制前述排出流量調節部的方式，使處理流體從前述處理容器以排出流量排出至前述排出管線，同時使處理流體從前述流體供給源經由前述供給管線供給至前述處理容器，藉此，進行升壓。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述控制部，係在前述升壓工程的所有期間，一面藉由控制前述排出流量調節部的方式，使處理流體從前述處理容器以排出流量排出至前述排出管線，一面使處理流體從前述流體供給源經由前述供給管線供給至前述處理容器，藉此，進行升壓。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述控制部，係在前述升壓工程的第1期間與前述第1期間後的第2期間，使前述排出流量變化。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，前述第1期間中之排出流量，係大於前述第2期間中之排出流量。
  5. 一種基板處理方法，係使用超臨界狀態的處理流體來處理基板，該基板處理方法，其特徵係，具備有：搬入工程，將前述基板收容於處理容器；及升壓工程，將前述處理容器內之壓力從低於處理流體之臨界壓力的壓力升壓至高於臨界壓力的處理壓力，在前述升壓工程的至少一部分之期間，將處理流體從前述處理容器以排出流量排出，同時將處理流體從流體供給源供給至前述處理容器，藉此，進行升壓，在前述升壓工程的第1期間與前述第1期間後的第2期間，使前述排出流量變化。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中，在前述升壓工程的所有期間，處理流體從前述處理容器以排出流量被排出，同時處理流體從流體供給源被供給至前述處理容器。
  7. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中，前述第1期間中之排出流量，係大於前述第2期間中之排出流量。
  8. 一種記憶媒體，其特徵係，記錄有程式，該程式，係在被用以控制基板處理裝置之動作的電腦所執行時，使前述電腦控制前述基板處理裝置而執行如申請專利範圍第5~7項中任一項之基板處理方法。
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