WO2024085014A1 - 処理流体供給装置および処理流体供給方法 - Google Patents

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WO2024085014A1
WO2024085014A1 PCT/JP2023/036677 JP2023036677W WO2024085014A1 WO 2024085014 A1 WO2024085014 A1 WO 2024085014A1 JP 2023036677 W JP2023036677 W JP 2023036677W WO 2024085014 A1 WO2024085014 A1 WO 2024085014A1
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WO
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processing fluid
fluid
supply line
supply
processing
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PCT/JP2023/036677
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English (en)
French (fr)
Inventor
幹雄 中島
翔太 梅▲崎▼
貴大 林田
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the disclosed embodiments relate to a processing fluid supply device and a processing fluid supply method.
  • a substrate processing apparatus that forms a liquid film to prevent drying on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and then brings the wafer on which the liquid film has been formed into contact with a processing fluid in a supercritical state to perform a drying process.
  • a processing fluid supplying apparatus that supplies a processing fluid to such a substrate processing apparatus (for example, see Patent Document 1).
  • This disclosure provides a technology that can improve the filtering performance of a processing fluid in a processing fluid supply device that supplies a processing fluid to a substrate processing device.
  • a processing fluid supply device includes a supply line, a cooling unit, a pump, a return line, a heating unit, and a flow rate adjustment mechanism.
  • the supply line supplies processing fluid from a processing fluid supply source that supplies processing fluid in a gaseous state to a substrate processing apparatus.
  • the cooling unit is provided in the supply line and cools the processing fluid in the gaseous state to generate the processing fluid in a liquid state.
  • the pump is provided in the supply line downstream of the cooling unit.
  • the return line branches from a branching unit located downstream of the pump in the supply line and returns the processing fluid to a junction located upstream of the cooling unit in the supply line.
  • the heating unit is provided in the return line and heats the processing fluid.
  • the flow rate adjustment mechanism adjusts the flow rate of the processing fluid supplied to the heating unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a liquid processing unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a configuration example of the drying unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the overall system configuration of the substrate processing system according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a piping configuration of a supply unit and a drying unit according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a piping configuration of the processing fluid supplying apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a heater according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus according to the second modification of the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus according to the third modification of the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus according to the fourth modification of the embodiment.
  • substrate processing apparatuses that form a liquid film to prevent drying on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and then bring the wafer with the liquid film formed thereon into contact with a processing fluid in a supercritical state to perform a drying process.
  • a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer)
  • a processing fluid in a supercritical state
  • the processing fluid supply device that supplies processing fluid to such substrate processing equipment has piping arranged in series from the processing fluid supply source to the substrate processing equipment, so even if foreign matter in the processing fluid is filtered using a filter, there is a limit to the number of times it can be filtered.
  • the number of times that it can be filtered can be increased, improving the performance of removing foreign matter.
  • liquid processing fluid on the downstream side is heated by a heater in the return line to change the processing fluid into a gaseous state, and this gaseous processing fluid is then filtered by a gas filter.
  • Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment.
  • an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis that are orthogonal to each other are defined, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertical upward direction.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3.
  • the loading/unloading station 2 and the processing station 3 are provided adjacent to each other.
  • the loading/unloading station 2 includes a carrier placement section 11 and a transport section 12.
  • a plurality of carriers C each of which holds a plurality of semiconductor wafers W (hereinafter referred to as "wafers W") in a horizontal position, are placed on the carrier placement section 11.
  • the transport section 12 is provided adjacent to the carrier placement section 11. Inside the transport section 12, a transport device 13 and a delivery section 14 are arranged.
  • the transfer device 13 is equipped with a wafer holding mechanism that holds the wafer W.
  • the transfer device 13 is also capable of moving in the horizontal and vertical directions and rotating around a vertical axis, and transfers the wafer W between the carrier C and the transfer section 14 using the wafer holding mechanism.
  • the processing station 3 is located adjacent to the transport section 12.
  • the processing station 3 includes a transport block 4 and a plurality of processing blocks 5.
  • the transport block 4 includes a transport area 15 and a transport device 16.
  • the transport area 15 is, for example, a rectangular parallelepiped region extending along the arrangement direction (X-axis direction) of the loading/unloading stations 2 and the processing stations 3.
  • the transport device 16 is disposed in the transport area 15.
  • the transfer device 16 is equipped with a wafer holding mechanism that holds the wafer W.
  • the transfer device 16 is also capable of moving in the horizontal and vertical directions and rotating around a vertical axis, and uses the wafer holding mechanism to transfer the wafer W between the transfer section 14 and the multiple processing blocks 5.
  • the multiple processing blocks 5 are arranged adjacent to the transport area 15 on both sides of the transport area 15. Specifically, the multiple processing blocks 5 are arranged on one side (positive Y-axis direction) and the other side (negative Y-axis direction) of the transport area 15 in a direction (Y-axis direction) perpendicular to the arrangement direction (X-axis direction) of the loading/unloading stations 2 and processing stations 3.
  • the multiple processing blocks 5 are arranged in multiple stages (for example, three stages) along the vertical direction.
  • the wafers W are transported between the processing blocks 5 arranged in each stage and the transfer section 14 by a single transport device 16 arranged in the transport block 4.
  • the number of stages of the multiple processing blocks 5 is not limited to three.
  • Each processing block 5 includes a liquid processing unit 17, a drying unit 18, and a supply unit 19.
  • the drying unit 18 is an example of a substrate processing section.
  • the liquid processing unit 17 performs a cleaning process to clean the top surface of the wafer W, which is the pattern formation surface.
  • the liquid processing unit 17 also performs a liquid film formation process to form a liquid film on the top surface of the wafer W after the cleaning process.
  • the configuration of the liquid processing unit 17 will be described later.
  • the drying unit 18 performs a supercritical drying process on the wafer W after the liquid film formation process. Specifically, the drying unit 18 dries the wafer W by bringing the wafer W after the liquid film formation process into contact with a processing fluid in a supercritical state (hereinafter also referred to as "supercritical fluid"). The configuration of the drying unit 18 will be described later.
  • the supply unit 19 supplies the processing fluid to the drying unit 18.
  • the supply unit 19 includes a group of supply devices including a flow meter, a flow regulator, a back pressure valve, a heater, etc., and a housing that houses the group of supply devices.
  • the supply unit 19 supplies CO2 as the processing fluid to the drying unit 18. The configuration of the supply unit 19 will be described later.
  • a treatment fluid supplying device 70 (see FIG. 4) that supplies a treatment fluid is connected to the supply unit 19.
  • the treatment fluid supplying device 70 supplies CO2 as the treatment fluid to the supply unit 19.
  • the treatment fluid supplying device 70 will be described in detail later.
  • the liquid treatment unit 17, drying unit 18 and supply unit 19 are arranged along the transport area 15 (i.e., along the X-axis direction). Of the liquid treatment unit 17, drying unit 18 and supply unit 19, the liquid treatment unit 17 is disposed at a position closest to the loading/unloading station 2, and the supply unit 19 is disposed at a position farthest from the loading/unloading station 2.
  • each processing block 5 has one liquid processing unit 17, one drying unit 18, and one supply unit 19.
  • the substrate processing apparatus 1 is provided with the same number of liquid processing units 17, drying units 18, and supply units 19.
  • the drying unit 18 also includes a processing area 18a where the supercritical drying process is performed, and a transfer area 18b where the wafer W is transferred between the transport block 4 and the processing area 18a.
  • the processing area 18a and the transfer area 18b are aligned along the transport area 15.
  • the delivery area 18b is arranged closer to the liquid processing unit 17 than the processing area 18a. That is, in each processing block 5, the liquid processing unit 17, the delivery area 18b, the processing area 18a, and the supply unit 19 are arranged in this order along the transport area 15.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a control device 6.
  • the control device 6 is, for example, a computer, and includes a control unit 7 and a memory unit 8.
  • the control unit 7 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), input/output ports, and various circuits.
  • the CPU of the microcomputer reads and executes programs stored in the ROM to realize control of the conveying devices 13, 16, the liquid treatment unit 17, the drying unit 18, the supply unit 19, and the like.
  • Such a program may be stored in a computer-readable storage medium and installed from that storage medium into the storage unit 8 of the control device 6.
  • Examples of computer-readable storage media include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical disk (MO), and a memory card.
  • the memory unit 8 is realized, for example, by a semiconductor memory element such as a RAM or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk.
  • the transfer device 13 in the loading/unloading station 2 removes the wafer W from the carrier C placed on the carrier placement section 11, and places the removed wafer W on the transfer section 14.
  • the wafer W placed on the transfer section 14 is then removed from the transfer section 14 by the transfer device 16 in the processing station 3, and is transferred to the liquid processing unit 17.
  • the wafer W carried into the liquid treatment unit 17 is subjected to cleaning and liquid film forming processes by the liquid treatment unit 17, and then carried out of the liquid treatment unit 17 by the transfer device 16.
  • the wafer W carried out of the liquid treatment unit 17 is carried into the drying unit 18 by the transfer device 16, and is subjected to drying processes by the drying unit 18.
  • the wafer W that has been dried by the drying unit 18 is removed from the drying unit 18 by the transport device 16 and placed in the transfer section 14.
  • the processed wafer W placed in the transfer section 14 is then returned to the carrier C in the carrier placement section 11 by the transport device 13.
  • Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of liquid processing unit 17.
  • Liquid processing unit 17 is configured, for example, as a single-wafer cleaning device that cleans wafers W one by one by spin cleaning.
  • the liquid processing unit 17 holds the wafer W almost horizontally using a wafer holding mechanism 25 disposed in an outer chamber 23 that forms the processing space, and rotates the wafer W by rotating the wafer holding mechanism 25 around a vertical axis.
  • the liquid processing unit 17 then inserts the nozzle arm 26 above the rotating wafer W and supplies chemical liquid and rinsing liquid in a predetermined order from the chemical nozzle 26a provided at the tip of the nozzle arm 26, thereby cleaning the top surface of the wafer W.
  • a chemical liquid supply path 25a is also formed inside the wafer holding mechanism 25.
  • the underside of the wafer W is also cleaned by the chemical liquid and rinsing liquid supplied from the chemical liquid supply path 25a.
  • the cleaning process begins with the removal of particles and organic contaminants using an alkaline chemical called SC1 liquid (a mixture of ammonia and hydrogen peroxide). This is followed by a rinse wash using deionized water (DIW), which serves as a rinse liquid.
  • SC1 liquid a mixture of ammonia and hydrogen peroxide
  • DIW deionized water
  • DIW diluted hydrofluoric acid
  • the various chemical solutions described above are received in the outer chamber 23 or the inner cup 24 placed in the outer chamber 23, and are discharged from the drainage port 23a provided at the bottom of the outer chamber 23 and the drainage port 24a provided at the bottom of the inner cup 24. Furthermore, the atmosphere inside the outer chamber 23 is exhausted from the exhaust port 23b provided at the bottom of the outer chamber 23.
  • the liquid film formation process is performed after the rinsing process in the cleaning process.
  • the liquid processing unit 17 supplies liquid IPA (Isopropyl Alcohol) (hereinafter also referred to as "IPA liquid") to the upper and lower surfaces of the wafer W while rotating the wafer holding mechanism 25. This replaces the DIW remaining on both sides of the wafer W with IPA.
  • the liquid processing unit 17 then gently stops the rotation of the wafer holding mechanism 25.
  • the wafer W After completing the liquid film formation process, the wafer W, with the IPA liquid film formed on its upper surface, is transferred to the transfer device 16 by a transfer mechanism (not shown) provided in the wafer holding mechanism 25, and is removed from the liquid processing unit 17.
  • the liquid film formed on the wafer W prevents pattern collapse caused by evaporation (vaporization) of the liquid on the top surface of the wafer W during transport of the wafer W from the liquid processing unit 17 to the drying unit 18 and during loading into the drying unit 18.
  • Fig. 3 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the drying unit 18.
  • the drying unit 18 has a main body 31, a holding plate 32, and a lid member 33.
  • the housing-shaped main body 31 has an opening 34 formed therein for loading and unloading the wafer W.
  • the holding plate 32 holds the wafer W to be processed in a horizontal direction.
  • the lid member 33 supports the holding plate 32 and seals the opening 34 when the wafer W is loaded into the main body 31.
  • the main body 31 is a container having a processing space formed therein capable of accommodating a wafer W having a diameter of, for example, 300 mm, and its wall is provided with supply ports 35, 36 and discharge port 37.
  • the supply ports 35, 36 and the discharge port 37 are respectively connected to a supply flow path and a discharge flow path for circulating a supercritical fluid to the drying unit 18.
  • the supply port 35 is connected to the side of the housing-like main body 31 opposite the opening 34.
  • the supply port 36 is connected to the bottom surface of the main body 31.
  • the discharge port 37 is connected to the lower side of the opening 34. Note that although two supply ports 35, 36 and one discharge port 37 are illustrated in FIG. 3, the number of supply ports 35, 36 and discharge ports 37 is not particularly limited.
  • fluid supply headers 38, 39 and a fluid discharge header 40 are provided inside the main body 31 .
  • the fluid supply headers 38, 39 are formed with a plurality of supply ports aligned in the longitudinal direction of the fluid supply headers 38, 39, and the fluid discharge header 40 is formed with a plurality of discharge ports aligned in the longitudinal direction of the fluid discharge header 40.
  • the fluid supply header 38 is connected to the supply port 35 and is provided inside the housing-like main body 31 adjacent to the side opposite the opening 34.
  • the multiple supply ports formed in line with the fluid supply header 38 face the opening 34 side.
  • the fluid supply header 39 is connected to the supply port 36 and is provided in the center of the bottom surface inside the housing-like main body 31.
  • the multiple supply ports formed in line with the fluid supply header 39 face upward.
  • the fluid discharge header 40 is connected to the discharge port 37 and is located inside the housing-like main body 31 adjacent to the side facing the opening 34 and below the opening 34.
  • the multiple discharge ports formed next to the fluid discharge header 40 face upward.
  • the fluid supply headers 38 and 39 supply the supercritical fluid into the main body 31.
  • the fluid discharge header 40 guides the supercritical fluid in the main body 31 to the outside of the main body 31 and discharges it.
  • the supercritical fluid discharged to the outside of the main body 31 via the fluid discharge header 40 includes IPA liquid that has dissolved in the supercritical fluid in a supercritical state from the surface of the wafer W.
  • the IPA liquid between the patterns formed on the wafer W comes into contact with the supercritical fluid at a high pressure (for example, 16 MPa) and gradually dissolves in the supercritical fluid, and the spaces between the patterns are gradually replaced by the supercritical fluid. Finally, the spaces between the patterns are filled only with the supercritical fluid.
  • a high pressure for example, 16 MPa
  • the pressure inside the main body 31 is reduced from a high pressure state to atmospheric pressure, whereby the CO2 changes from a supercritical state to a gaseous state, and the spaces between the patterns are occupied only by gas. In this way, the IPA liquid between the patterns is removed, and the drying process of the wafer W is completed.
  • supercritical fluids have a lower viscosity than liquids (e.g., IPA liquid) and a higher ability to dissolve liquids.
  • liquids e.g., IPA liquid
  • IPA liquid is used as the liquid for preventing drying
  • CO2 in a supercritical state is used as the processing fluid
  • a liquid other than IPA may be used as the liquid for preventing drying
  • a fluid other than CO2 in a supercritical state may be used as the processing fluid.
  • Fig. 4 is a diagram showing an example of the overall system configuration of the substrate processing system S according to the embodiment. Each part of the substrate processing system S described below can be controlled by a control unit 7.
  • the substrate processing system S includes a processing fluid supply source 60, a processing fluid supply device 70, and a substrate processing apparatus 1.
  • the processing fluid supply device 70 supplies the processing fluid supplied from the processing fluid supply source 60 to the substrate processing apparatus 1.
  • the substrate processing apparatus 1 has multiple drying units 18 and multiple supply units 19, and processes the wafer W (see FIG. 5) in the drying units 18 with the processing fluid supplied via the corresponding supply units 19.
  • the treatment fluid supply source 60 and the multiple drying units 18 are connected by a supply line 61, and treatment fluid is supplied from the treatment fluid supply source 60 to the multiple drying units 18 via this supply line 61.
  • the supply line 61 has a first supply line 62 and a plurality of second supply lines 63.
  • the first supply line 62 supplies the treatment fluid from the treatment fluid supply source 60 to the treatment fluid supply device 70.
  • the first supply line 62 also branches into a plurality of second supply lines 63 within the treatment fluid supply device 70.
  • the second supply lines 63 supply the treatment fluid to the drying unit 18 via the supply unit 19.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the piping configuration of the supply unit 19 and drying unit 18 according to an embodiment.
  • the processing fluid flowing through the second supply line 63 is supplied to the drying unit 18 and discharged from the drying unit 18 to the outside via the discharge line 50.
  • a valve 41, a heater 42, a temperature sensor 43, an orifice 44, a filter 45, and a valve 46 are provided in this order from the upstream side.
  • a valve 48 is provided in a branch line 47 that branches off from between the filter 45 and the valve 46 in the second supply line 63.
  • Valve 41 is a valve that adjusts the flow of the processing fluid on and off. When open, the processing fluid flows to the downstream heater 42, and when closed, the processing fluid does not flow to the downstream heater 42.
  • the heater 42 heats the liquid processing fluid flowing through the second supply line 63 to generate a supercritical processing fluid.
  • the temperature sensor 43 detects the temperature of the supercritical processing fluid generated by the heater 42.
  • the orifice 44 serves to reduce the flow rate of the supercritical processing fluid generated by the heater 42 and adjust the pressure.
  • the orifice 44 can pass the supercritical processing fluid, the pressure of which is adjusted to, for example, about 16 MPa, through the downstream second supply line 63.
  • the filter 45 filters the supercritical processing fluid flowing through the second supply line 63 and removes foreign matter contained in the processing fluid. By removing foreign matter from the processing fluid using the filter 45, it is possible to suppress the generation of particles on the surface of the wafer W during the drying process of the wafer W using the supercritical fluid.
  • Valves 46 and 48 are valves that adjust the flow of the processing fluid on and off. When open, the processing fluid flows to the downstream drying unit 18, and when closed, the processing fluid does not flow to the downstream drying unit 18.
  • the drying unit 18 is provided with a temperature sensor 49.
  • the temperature sensor 49 detects the temperature of the processing fluid filled in the drying unit 18.
  • a pressure sensor 51 In the discharge line 50, a pressure sensor 51, a valve 52, a flow meter 53, and a back pressure valve 54 are provided in that order from the upstream side.
  • the pressure sensor 51 measures the pressure of the processing fluid flowing through the discharge line 50. Since the pressure sensor 51 is directly connected to the drying unit 18 via the discharge line 50, the pressure of the processing fluid measured by the pressure sensor 51 is approximately equal to the internal pressure of the processing fluid in the drying unit 18.
  • Valve 52 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream drain section DR, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream drain section DR.
  • Flow meter 53 measures the flow rate of the treatment fluid flowing through discharge line 50.
  • the back pressure valve 54 is configured to adjust the valve opening to allow fluid to flow to the secondary side when the primary pressure of the discharge line 50 exceeds the set pressure, thereby maintaining the primary pressure at the set pressure.
  • the valve opening and set pressure of the back pressure valve 54 can be changed at any time by the control unit 7.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the piping configuration of a treatment fluid supplying device 70 according to an embodiment.
  • the treatment fluid supplying device 70 has a supply line 61.
  • the supply line 61 has a first supply line 62 and multiple (two in the figure) second supply lines 63.
  • the first supply line 62 supplies the treatment fluid from the treatment fluid supply source 60 to the treatment fluid supply device 70.
  • the first supply line 62 also branches into multiple second supply lines 63 within the treatment fluid supply device 70.
  • first supply line 62 from the upstream side with respect to the treatment fluid supply source 60, there are provided a valve 64, a check valve 65, a junction 71, multiple junctions 72 (two in the figure), a filter 73, a condenser 74, a pump 75, and a branching section 76.
  • a connection section 77 from the upstream side with respect to the branching section 76, there are provided a connection section 77, a pressure sensor 78, and a branching section 79.
  • Valve 64 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream check valve 65, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream check valve 65.
  • the check valve 65 prevents the treatment fluid in the first supply line 62 from flowing back to the upstream side of the check valve 65.
  • the junction 71 is where the first supply line 62 and the return line 90, which will be described later, join.
  • the junction 72 is an example of another junction.
  • the junction 72 is where the first supply line 62 and the return line 100, which will be described later, join.
  • the treatment fluid in a gaseous state is supplied from the treatment fluid supply source 60. Furthermore, the liquid treatment fluid returned to the first supply line 62 from the multiple return lines 100 changes from a liquid state to a gaseous state due to the high-temperature gaseous treatment fluid returned to the first supply line 62 from the return line 90. As a result, the treatment fluid in a gaseous state flows into the filter 73.
  • the filter 73 is, for example, a gas filter, and filters the gaseous processing fluid flowing through the first supply line 62 to remove foreign matter contained in the processing fluid. By removing foreign matter from the processing fluid using the filter 73, it is possible to suppress the generation of particles on the surface of the wafer W during the drying process of the wafer W using a supercritical fluid.
  • the condenser 74 is an example of a cooling section.
  • the condenser 74 is connected, for example, to a cooling water supply section (not shown) and can exchange heat between the cooling water and the gaseous processing fluid. In this way, the condenser 74 cools the gaseous processing fluid flowing through the first supply line 62 to generate a liquid processing fluid.
  • the pump 75 pumps the liquid treatment fluid supplied from the condenser 74 to the downstream side of the first supply line 62.
  • a return line 90 branches off from the branching point 76.
  • a bypass line 110 is connected to the connection point 77.
  • the pressure sensor 78 measures the pressure of the treatment fluid flowing through the first supply line 62. Multiple (two in the figure) second supply lines 63 branch off from the branching point 79.
  • Each second supply line 63 is provided with an orifice 80, a branch 81, and a pressure sensor 82, in that order from the upstream side, based on the branch 79.
  • the orifice 80 reduces the flow rate of the liquid-state treatment fluid flowing through the second supply line 63, thereby adjusting the pressure.
  • the return line 100 branches off from the branch point 81.
  • the pressure sensor 82 measures the pressure of the treatment fluid flowing through the second supply line 63.
  • the return line 100 is an example of another return line.
  • the return line 100 returns the liquid treatment fluid flowing through the second supply line 63 to the junction 72 of the first supply line 62. In this way, by returning the treatment fluid to the upstream side through the return line 100, the number of times that filtering can be performed can be increased, thereby improving the performance of removing foreign matter.
  • the return line 100 is provided with a back pressure valve 101 and a valve 102, in that order from the upstream side, based on the branching section 81.
  • the back pressure valve 101 is configured to adjust the valve opening to allow fluid to flow to the secondary side when the primary pressure of the return line 100 exceeds the set pressure, thereby maintaining the primary pressure at the set pressure.
  • the valve opening and set pressure of the back pressure valve 101 can be changed at any time by the control unit 7.
  • Valve 102 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream junction 72, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream junction 72.
  • the liquid-state processing fluid returned from the return line 100 returns to the junction 72 of the first supply line 62.
  • the liquid-state processing fluid returned from the junction 72 changes from the liquid state to the gas state due to the high-temperature gas-state processing fluid returned from the junction 71 and flowing through the first supply line 62.
  • the return line 90 branching off from the branching point 76 of the first supply line 62 returns the liquid treatment fluid flowing through the first supply line 62 to the confluence point 71 of the first supply line 62. In this way, by returning the treatment fluid to the upstream side through the return line 90, the number of times that it can be filtered can be increased, improving the performance of removing foreign matter.
  • the return line 90 is provided with a spiral heater 91, a connection 92, a back pressure valve 93, and a valve 94, in that order from the upstream side, based on the branching section 76.
  • the spiral heater 91 is an example of a heating unit.
  • the spiral heater 91 is wound around the return line 90 and heats the liquid processing fluid flowing through the return line 90 to generate a supercritical processing fluid.
  • a bypass line 110 is connected to the connection part 92. That is, the connection part 77 of the first supply line 62 and the connection part 92 of the return line 90 are connected by the bypass line 110.
  • the back pressure valve 93 is configured to maintain the primary pressure at the set pressure by adjusting the valve opening to allow fluid to flow to the secondary side when the primary pressure of the return line 90 exceeds the set pressure.
  • the back pressure valve 93 reduces the pressure of the supercritical processing fluid flowing through the return line 90 to generate a gaseous processing fluid.
  • the valve opening and set pressure of the back pressure valve 93 can be changed at any time by the control unit 7.
  • connection part 92 and the back pressure valve 93 are positioned above the spiral heater 91. This allows the low-density processing fluid in a supercritical state to flow smoothly from the spiral heater 91 to the connection part 92 and the back pressure valve 93.
  • Valve 94 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream junction 71, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream junction 71.
  • the high-temperature gaseous process fluid generated by the back pressure valve 93 returns to the junction 71 of the first supply line 62 via the valve 94.
  • the processing fluid supply device 70 described above supplies the processing fluid in a liquid state to the multiple supply units 19 (see FIG. 4). That is, in this embodiment, the processing fluid is supplied from the processing fluid supply device 70 to the substrate processing apparatus 1 in a liquid state, not in a gaseous state or a supercritical state.
  • the control unit 7 measures the pressure of the treatment fluid supplied from the second supply line 63 to the supply unit 19 using a pressure sensor 82 and controls it by the valve opening degree of the back pressure valve 101.
  • the control unit 7 increases the pressure of the treatment fluid supplied to the supply unit 19, for example, by increasing the set pressure on the primary side of the back pressure valve 101.
  • the control unit 7 also reduces the pressure of the treatment fluid supplied to the supply unit 19, for example, by lowering the set pressure on the primary side of the back pressure valve 101.
  • control unit 7 measures the pressure of the processing fluid supplied from the first supply line 62 to the multiple second supply lines 63 using a pressure sensor 78, and controls it by the valve opening of the back pressure valve 93. The control unit 7 then appropriately controls the valve opening of the back pressure valve 93 so that the measured value of the pressure sensor 78 becomes constant.
  • the spiral heater 91 changes the phase of the processing fluid between the pump 75 and the back pressure valve 93 from a liquid state to a supercritical state.
  • the space between the pump 75 and the valve 41 (see FIG. 5) or the back pressure valve 93, which can be closed, is not filled with processing fluid in a non-compressible liquid state, but is filled with processing fluid in a partially compressible supercritical state.
  • the treatment fluid supply device 70 is not provided with a bypass line 110, if the flow rate of the treatment fluid flowing through the first supply line 62 increases suddenly, the feedback control by the back pressure valve 93 may not be able to keep up.
  • the pressure loss of the processing fluid in the spiral heater 91 increases rapidly, and there is a risk that the processing fluid will not be sufficiently heated in the spiral heater 91.
  • the processing fluid returned from the return line 90 to the first supply line 62 does not reach the desired high temperature, and there is a risk that the liquid processing fluid supplied from the return line 100 will not be sufficiently heated.
  • the processing fluid flowing through the filter 73 is in a gas-liquid mixed state, and the processing fluid is not sufficiently filtered by the filter 73.
  • the bypass line 110 is not provided in the processing fluid supply device 70, a sudden increase in the flow rate of the processing fluid flowing through the first supply line 62 may cause a decrease in the filtering performance of the processing fluid.
  • a bypass line 110 is provided in the treatment fluid supply device 70. This allows the treatment fluid to flow through the bypass line 110 to the downstream side of the spiral heater 91 in the return line 90 when the flow rate of the treatment fluid flowing through the first supply line 62 increases suddenly.
  • the bypass line 110 allows the flow rate of the treatment fluid flowing through the spiral heater 91 to be adjusted.
  • the bypass line 110 functions as a flow rate adjustment mechanism that adjusts the flow rate of the processing fluid flowing to the spiral heater 91.
  • a sudden increase in pressure loss of the processing fluid in the spiral heater 91 can be suppressed.
  • the spiral heater 91 can sufficiently heat the processing fluid to the desired temperature, which can prevent the processing fluid from becoming a gas-liquid mixed state upstream of the filter 73 in the first supply line 62. Therefore, according to the embodiment, the filtering performance of the processing fluid can be improved.
  • the low-density supercritical processing fluid generated by the spiral heater 91 fills most of the connection part 92 and the bypass line 110, so the high-density liquid processing fluid from the first supply line 62 is unlikely to flow into the downstream side of the bypass line 110.
  • Figure 7 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus 70 according to a first modified example of the embodiment.
  • the treatment fluid supply device 70 according to the first modification example differs from the above-described embodiment in that a heater 120 is provided in the first supply line 62. Therefore, in the following examples, parts similar to those in the already-described embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations are omitted.
  • the heater 120 is an example of another heating unit.
  • the heater 120 is provided between the multiple junctions 72 in the first supply line 62 and the filter 73, and heats the processing fluid flowing through the first supply line 62.
  • the filtration performance of the processing fluid can be improved.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of a heater 120 according to the first modified embodiment, and is a schematic cross-sectional view of the heater 120 as viewed from the side. As shown in FIG. 8, the heater 120 has an annular pipe 121 and a heating member 122.
  • the annular pipe 121 is an annular pipe, and is arranged at an angle, for example, having a horizontally long rectangular shape in a side view.
  • the annular pipe 121 has a branching portion 121a, a descending portion 121b, an ascending portion 121c, an ascending portion 121d, a descending portion 121e, and a merging portion 121f.
  • the branching portion 121a is located, for example, at a corner of the rectangular annular pipe 121, and is connected to the upstream first supply line 62, and is the portion where the annular pipe 121 branches into a descending portion 121b and an ascending portion 121c.
  • the descending portion 121b is, for example, the long side of the rectangular annular pipe 121, and is the portion that descends gently from the branching portion 121a.
  • the ascending portion 121c is, for example, the short side of the rectangular annular pipe 121, and is the portion that ascends from the branching portion 121a.
  • the rising portion 121d is connected to the lower end of the falling portion 121b and rises from the lower end of the falling portion 121b.
  • This rising portion 121d includes, for example, most of the short and long sides of the rectangular ring pipe 121.
  • the descending portion 121e is connected to the upper end of the ascending portion 121c and is a portion that descends gently from the upper end of the ascending portion 121c.
  • This descending portion 121e includes, for example, a part of the long side of the rectangular ring pipe 121.
  • the junction 121f is where the upper end of the ascending section 121d and the lower end of the descending section 121e join together and are connected to the first supply line 62 downstream.
  • the heating element 122 is located along the descending portion 121b of the annular pipe 121, and heats the processing fluid flowing inside the descending portion 121b.
  • the detailed configuration of the heating element 122 will be described later.
  • the high density liquid processing fluid flows into the descending section 121b, and the low density gas processing fluid flows into the ascending section 121c. That is, in the first modification, a gas-liquid separation mechanism is provided inside the heater 120.
  • the liquid-state processing fluid that flows into the descending portion 121b is heated by the heating member 122 and changes into a gaseous processing fluid. Furthermore, this gaseous processing fluid flows downstream to the first supply line 62 through the ascending portion 121d and the junction portion 121f.
  • the gaseous processing fluid that flows into the ascending portion 121c flows downstream through the descending portion 121e and the junction portion 121f to the first supply line 62.
  • the liquid-state processing fluid that has flowed into the descending portion 121b is heated by the heating member 122 while flowing relatively slowly in the gently sloping descending portion 121b. This allows the liquid-state processing fluid to be heated over a wide contact area, so that the liquid-state processing fluid can be efficiently changed into a gas-state processing fluid.
  • the heater 120 has a gas-liquid separation mechanism. This allows the processing fluid in a gas-liquid mixed state to be heated only in a liquid state, so that the processing fluid in a gas-liquid mixed state can be efficiently changed to a gas state.
  • the annular pipe 121 has a horizontally long rectangular shape when viewed from the side, but the present disclosure is not limited to this example, and any side shape may be used as long as it is annular.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 8, showing the cross-sectional configuration of the heating member 122.
  • the heating member 122 has a first plate-shaped member 123, a second plate-shaped member 124, a heater body 125, a fastening member 126, and a fastening member 127.
  • the first plate-like member 123 is made of a metal material such as aluminum, and is, for example, flat.
  • the first plate-like member 123 has a screw hole 123a, a through hole 123b, a rod-like member 123c, and a groove 123d.
  • the screw hole 123a is a screw hole formed so that the fastening member 126 can be screwed in.
  • the through hole 123b penetrates between the upper and lower surfaces of the first plate-like member 123.
  • the rod-shaped member 123c is a rod-shaped member that extends in a predetermined direction (perpendicular to the paper in the figure) inside the through-hole 123b.
  • the rod-shaped member 123c is configured to be rotatable in the circumferential direction inside the through-hole 123b, and has a screw hole 123c1 that extends in the radial direction.
  • the screw hole 123c1 is a screw hole that is formed so that the fastening member 127 can be screwed in.
  • the groove 123d is formed on the underside of the first plate-like member 123, extends in a predetermined direction (perpendicular to the paper in the figure), and has a semicircular shape in cross section. This semicircular shape corresponds to the upper half of the cross-sectional shape of the descending portion 121b (see FIG. 8) of the annular piping 121 (see FIG. 8).
  • the second plate-like member 124 is made of a metal material such as aluminum, and is, for example, flat.
  • the second plate-like member 124 has a through hole 124a, a through hole 124b, a rod-like member 124c, and a groove 124d.
  • the through hole 124a is a through hole formed so that the fastening member 126 can be inserted therethrough, and is located at a position corresponding to the screw hole 123a of the first plate-like member 123.
  • the through-hole 124b passes through between the upper and lower surfaces of the second plate-like member 124. It is positioned at a position offset in a predetermined direction (to the right in the figure) relative to the through-hole 123b of the first plate-like member 123.
  • the rod-shaped member 124c is a rod-shaped member that extends in a predetermined direction (perpendicular to the paper in the figure) inside the through-hole 124b.
  • the rod-shaped member 124c is configured to be rotatable in the circumferential direction inside the through-hole 124b, and has a through-hole 124c1 that extends in the radial direction.
  • the through-hole 124c1 is a through-hole that is formed so that the fastening member 127 can be inserted therethrough.
  • the groove 124d is formed on the upper surface of the second plate-like member 124, extends in a predetermined direction (perpendicular to the paper in the figure), and has a semicircular shape in cross-section. This semicircular shape corresponds to the lower half of the cross-sectional shape of the descending portion 121b of the annular piping 121.
  • the groove 124d is positioned at a position corresponding to the groove 123d of the first plate-like member 123.
  • the heater body 125 is a member that heats up when power is supplied from the outside, and is embedded inside the second plate-like member 124.
  • the heater body 125 extends, for example, inside the second plate-like member 124 along a predetermined direction (a direction perpendicular to the paper surface in the figure).
  • Fastening member 126 and fastening member 127 are, for example, bolts, and are screwed to first plate-like member 123 via second plate-like member 124.
  • the heating member 122 is formed by positioning the descending portion 121b of the annular piping 121 between the groove 123d of the first plate-shaped member 123 and the groove 124d of the second plate-shaped member 124, and fastening the first plate-shaped member 123 and the second plate-shaped member 124 with fastening members 126 and 127.
  • the fastening member 126 is positioned approximately perpendicular to the main surface of the first plate-like member 123 and the main surface of the second plate-like member 124, while the fastening member 127 is positioned at an angle to the main surface of the first plate-like member 123 and the main surface of the second plate-like member 124.
  • rod-shaped members 123c and 124c which are in direct contact with fastening member 127, rotate in the circumferential direction as the screw fastening force is applied, generating a force that shifts the first plate-shaped member 123 and the second plate-shaped member 124 horizontally relative to each other.
  • the adhesion between the first plate-like member 123 and the second plate-like member 124 and the descending portion 121b of the annular piping 121 can be improved. Therefore, according to the first modification, the amount of heat transferred from the heater body 125 to the descending portion 121b of the annular piping 121 can be increased, thereby improving the heating efficiency of the heating member 122.
  • the left-right force generated by the fastening member 127 is suppressed to a certain extent by the fastening member 126, so that the left-right force generated by the fastening member 127 does not apply excessive force to the descending portion 121b of the annular pipe 121.
  • Fig. 10 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus 70 according to Modification 2 of the embodiment. As shown in Fig. 10, the treatment fluid supplying apparatus 70 according to Modification 2 differs from the above-described Modification 1 in that the spiral heater 91 and the bypass line 110 are not provided.
  • the treatment fluid is not heated in the return line 90, and the treatment fluid in a liquid state is supplied to the junction 71 of the first supply line 62. Therefore, the treatment fluid in a gas-liquid mixed state flows into the downstream side of the multiple junctions 72 in the first supply line 62.
  • a heater 120 is provided between the multiple junctions 72 in the first supply line 62 and the filter 73, so that the processing fluid in a gas-liquid mixed state can be changed to a gaseous state.
  • the filtration performance of the processing fluid can be improved.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus 70 according to Modification 3 of the embodiment.
  • a valve 64, a check valve 65, a junction 171, a plurality of junctions 172, and a junction 173 are provided in the first supply line 62 in this order from the upstream side with respect to the treatment fluid supply source 60.
  • the first supply line 62 is provided with a filter 174, a condenser 175, a pump 176, a branching section 177, a pressure sensor 178, a branching section 179, and a branching section 180, in that order from the upstream side with respect to the junction section 173.
  • the first supply line 62 and the return line 200 described later join.
  • the first supply line 62 and the return line 210 described later join.
  • the first supply line 62 and the return line 190 described later join.
  • the liquid-state processing fluid returned from the multiple return lines 210 and the return line 190 to the first supply line 62 changes from the liquid state to the gas state due to the high-temperature gas-state processing fluid returned from the return line 200 to the first supply line 62.
  • the gas-state processing fluid flows into the filter 174.
  • the filter 174 is, for example, a gas filter, and filters the gaseous processing fluid flowing through the first supply line 62 to remove foreign matter contained in the processing fluid. By removing foreign matter from the processing fluid using the filter 174, it is possible to suppress the generation of particles on the surface of the wafer W during the drying process of the wafer W using a supercritical fluid.
  • the condenser 175 is an example of a cooling unit.
  • the condenser 175 is connected, for example, to a cooling water supply unit (not shown) and can exchange heat between the cooling water and the gaseous processing fluid. In this way, the condenser 175 cools the gaseous processing fluid flowing through the first supply line 62 to generate a liquid processing fluid.
  • the pump 176 pumps the liquid process fluid supplied from the condenser 175 to the downstream side of the first supply line 62.
  • a return line 190 which will be described later, branches off from the branch point 177.
  • the pressure sensor 178 measures the pressure of the process fluid flowing through the first supply line 62.
  • the return line 200 branches out from the branch point 179.
  • Multiple second supply lines 63 (two in the figure) branch out from the branch point 180.
  • Each second supply line 63 is provided with an orifice 181, a branch 182, and a pressure sensor 183, in that order from the upstream side, based on the branch 180.
  • the orifice 181 reduces the flow rate of the liquid-state treatment fluid flowing through the second supply line 63, thereby adjusting the pressure.
  • the return line 210 branches off from the branch point 182.
  • the pressure sensor 183 measures the pressure of the treatment fluid flowing through the second supply line 63.
  • the return line 210 is an example of another return line.
  • the return line 210 returns the liquid treatment fluid flowing through the second supply line 63 to the junction 172 of the first supply line 62. In this way, by returning the treatment fluid to the upstream side through the return line 210, the number of times that filtering can be performed can be increased, thereby improving the performance of removing foreign matter.
  • the return line 210 is provided with a back pressure valve 211 and a valve 212 in this order from the upstream side with respect to the branch section 182.
  • the back pressure valve 211 is configured to adjust the valve opening to allow fluid to flow to the secondary side when the primary pressure of the return line 210 exceeds the set pressure, thereby maintaining the primary pressure at the set pressure.
  • the valve opening and set pressure of the back pressure valve 211 can be changed at any time by the control unit 7.
  • Valve 212 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream junction 172, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream junction 172.
  • the liquid-state processing fluid returned from the return line 210 returns to the junction 172 of the first supply line 62.
  • the liquid-state processing fluid returned from the junction 172 changes from the liquid state to the gas state due to the high-temperature gas-state processing fluid returned from the junction 171 and flowing through the first supply line 62.
  • the return line 190 which branches off from the branch point 177 of the first supply line 62, returns the liquid treatment fluid flowing through the first supply line 62 to the junction 173 of the first supply line 62. In this way, by returning the treatment fluid to the upstream side through the return line 190, the number of times that filtering can be performed can be increased, improving the performance of removing foreign matter.
  • the return line 190 is provided with a back pressure valve 191 and a valve 192, in that order from the upstream side with respect to the branching section 177.
  • the back pressure valve 191 is configured to maintain the primary pressure at the set pressure by adjusting the valve opening to allow fluid to flow to the secondary side when the primary pressure of the return line 190 exceeds the set pressure.
  • Valve 192 is a valve that adjusts the flow of the treatment fluid on and off. When open, it allows the treatment fluid to flow to the downstream junction 173, and when closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the downstream junction 173.
  • the liquid-state processing fluid returned from the return line 190 returns to the junction 173 of the first supply line 62.
  • the liquid-state processing fluid returned from the junction 173 changes from the liquid state to the gas state due to the high-temperature gas-state processing fluid returned from the junction 171 and flowing through the first supply line 62.
  • the return line 200 which branches off from the branch point 179 of the first supply line 62, returns the liquid treatment fluid flowing through the first supply line 62 to the junction 171 of the first supply line 62. In this way, by returning the treatment fluid to the upstream side through the return line 200, the number of times that filtering can be performed can be increased, improving the performance of removing foreign matter.
  • the return line 200 is provided with a spiral heater 201, a valve 202, and an orifice 203, in that order from the upstream side, based on the branching point 179.
  • the spiral heater 201 is an example of a heating section.
  • the spiral heater 201 is wound around the return line 200, and heats the liquid processing fluid flowing through the return line 200 to generate a supercritical processing fluid.
  • the spiral heater 201 is located near the confluence 171.
  • Valve 202 is a valve that adjusts the flow of the processing fluid on and off. When open, it allows the processing fluid to flow to the downstream orifice 203, and when closed, it does not allow the processing fluid to flow to the downstream orifice 203.
  • Orifice 203 is an example of a flow rate adjustment mechanism. Orifice 203 controls the flow rate of the processing fluid so that the flow rate of the processing fluid passing through return line 200 is kept constant. Orifice 203 also reduces the pressure of the processing fluid in a supercritical state flowing through return line 200 to generate processing fluid in a gaseous state.
  • the high-temperature gaseous processing fluid generated at the orifice 203 returns to the junction 171 of the first supply line 62.
  • the spiral heater 201 changes the phase of the processing fluid between the pump 176 and the valve 202 from a liquid state to a supercritical state.
  • the space between the pump 176 and the valve 41 (see FIG. 5) or the valve 202, which may be in a closed state, is not filled with processing fluid in a non-compressible liquid state, but is filled partially with processing fluid in a compressible supercritical state.
  • the orifice 203 controls the amount of processing fluid flowing through the return line 200 to a constant value. This makes it possible to keep the amount of processing fluid flowing through the return line 200 constant even if the flow rate of the processing fluid flowing through the first supply line 62 increases suddenly, so that the spiral heater 201 can sufficiently heat the processing fluid to the desired temperature.
  • the processing fluid it is possible to prevent the processing fluid from becoming a gas-liquid mixed state upstream of the filter 174 in the first supply line 62, thereby improving the filtering performance of the processing fluid.
  • the spiral heater 201 is located near the junction 171. This allows a higher temperature gaseous processing fluid to be supplied to the junction 171 of the first supply line 62, thereby preventing the gas-liquid processing fluid from flowing into the filter 174.
  • ⁇ Modification 4> 12 is a diagram showing an example of a piping configuration of a treatment fluid supplying apparatus 70 according to the embodiment of the modified example 4. As shown in FIG. 12, the treatment fluid supplying apparatus 70 according to the modified example 4 is different from the modified example 3 in that the above-mentioned heater 120 is provided in the first supply line 62.
  • the heater 120 is provided between the junction 173 and the filter 174 in the first supply line 62, and heats the processing fluid flowing through the first supply line 62.
  • the filtration performance of the processing fluid can be improved.
  • the processing fluid supply device 70 includes a supply line 61, a cooling section (condenser 74 (175)), a pump 75 (176), a return line 90 (200), a heating section (spiral heater 91 (201)), and a flow rate adjustment mechanism.
  • the supply line 61 supplies processing fluid to the substrate processing apparatus 1 from a processing fluid supply source 60 that supplies processing fluid in a gaseous state.
  • the cooling section (condenser 74 (175)) is provided on the supply line 61 and cools the processing fluid in a gaseous state to generate processing fluid in a liquid state.
  • the pump 75 (176) is provided downstream of the cooling section (condenser 74 (175)) on the supply line 61.
  • the return line 90 (200) branches off from a branching section 76 (179) located downstream of the pump 75 (176) in the supply line 61, and returns the processing fluid to a junction section 71 (171) located upstream of the cooling section (condenser 74 (175)) in the supply line 61.
  • a heating section (spiral heater 91 (201)) is provided in the return line 90 (200) and heats the processing fluid.
  • a flow rate adjustment mechanism (bypass line 110, orifice 203) adjusts the flow rate of the processing fluid supplied to the heating section (spiral heater 91 (201)). This improves the filtration performance of the processing fluid.
  • the flow rate adjustment mechanism is a bypass line 110 that connects the downstream side of the branching section 76 in the supply line 61 to the downstream side of the heating section (spiral heater 91) in the return line 90. This makes it possible to suppress a sudden increase in pressure loss of the treatment fluid in the spiral heater 91 even if the flow rate of the treatment fluid flowing through the first supply line 62 increases suddenly.
  • the treatment fluid supply device 70 further includes a filter 174 provided between the junction 171 and the cooling section (condenser 175) in the supply line 61.
  • the heating section (spiral heater 201) is provided near the junction 171. This makes it possible to prevent the treatment fluid in a gas-liquid mixed state from flowing into the filter 174.
  • the heating section (spiral heater 201) is provided near the junction 171 in the return line 200.
  • the flow rate adjustment mechanism is an orifice 203 provided downstream of the heating section (spiral heater 201) in the return line 200. This makes it possible to suppress a sudden increase in pressure loss of the treatment fluid in the spiral heater 201, even if the flow rate of the treatment fluid flowing through the first supply line 62 increases suddenly.
  • the treatment fluid supply device 70 further includes another return line (return line 100 (210)).
  • the other return line (return line 100 (210)) branches off from another branch (branch 81 (182)) located downstream of branch 76 (179) in the supply line 61.
  • the other return line (return line 100 (210)) returns the treatment fluid to another junction (junction 72 (172)) located upstream of the cooling section (condenser 74 (175)) in the supply line 61. This increases the number of times that filtration can be performed, improving the performance of removing foreign matter.
  • the treatment fluid supply device 70 further includes a filter 73 (174) and another heating section (heater 120).
  • the filter 73 (174) is provided between another junction (junction 72 (172)) and a cooling section (condenser 74 (175)) in the supply line 61.
  • the other heating section (heater 120) is located between the other junction (junction 72 (172)) and the filter 73 (174) and heats the treatment fluid. This can improve the filtration performance of the treatment fluid.
  • another heating section (heater 120) has a gas-liquid separation mechanism. This allows the treatment fluid in a gas-liquid mixed state to be efficiently changed to a gas state.
  • the processing fluid supply method also includes a filtering step, a liquid state step, a liquid passage step, and a flow rate adjustment step.
  • the filtering step the gaseous processing fluid supplied from the processing fluid supply source 60 is filtered by passing it through a filter 73 (174) provided in the supply line 61.
  • the liquid state step the processing fluid that has passed through the filter 73 (174) is cooled in a cooling section (condenser 74 (175)) provided in the supply line 61 to be liquidized.
  • the liquid processing fluid is pumped to the substrate processing apparatus 1 by the pump 75 (176), while being passed through a return line 90 (200) that branches off from the downstream side of the pump 75 (176) in the supply line 61.
  • the flow rate adjustment process involves heating the processing fluid in a heating section (spiral heater 91 (201)) installed in the return line 90 (200) and adjusting the flow rate of the processing fluid supplied to the heating section (spiral heater 91 (201)). This improves the filtering performance of the processing fluid.
  • the processing fluid supply method includes a filtering step, a liquid state liquefying step, a liquid passing step, and a heating step.
  • the filtering step the gaseous processing fluid supplied from the processing fluid supply source 60 is filtered by passing it through a filter 73 (174) provided in the supply line 61.
  • the liquid state liquefying step the processing fluid that has passed through the filter 73 (174) is cooled by a cooling section (condenser 74 (175)) provided in the supply line 61 to be liquid.
  • the liquid processing fluid is pumped to the substrate processing apparatus 1 by the pump 75 (176) while passing it through the return line 90 (200) branching off from the downstream side of the pump 75 (176) in the supply line 61.
  • the heating step the processing fluid returned from the return line 90 (200) to the upstream side of the filter 73 (174) in the supply line 61 is heated before passing it through the filter 73 (174). This improves the filtration performance of the processing fluid.
  • first supply line 62 branches into two second supply lines 63
  • first supply line 62 may branch into three second supply lines 63
  • first supply line 62 does not have to branch into multiple second supply lines 63.
  • Substrate processing apparatus 18 Drying unit (an example of a substrate processing section) 60 Processing fluid supply source 61 Supply line 62 First supply line 63 Second supply line 71 Junction 72 Junction (another example of a junction) 73 Filter 74 Condenser (an example of a cooling section) 75 Pump 76 Branching portion 81 Branching portion (an example of another branching portion) 90 Return line 91 Spiral heater (an example of a heating section) 110 Bypass line (an example of a flow rate adjustment mechanism) 120 Heater (an example of another heating unit) 171 Junction 172 Junction (an example of another junction) 174 Filter 175 Condenser (an example of a cooling section) 176 Pump 179 Branching portion 182 Branching portion (an example of another branching portion) 200 Return line 201 Spiral heater (an example of a heating unit) 203 Orifice (an example of a flow rate adjustment mechanism)

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Abstract

本開示の一態様による処理流体供給装置(70)は、供給ライン(61)と、冷却部と、ポンプ(75)と、戻しライン(90)と、加熱部と、流量調整機構と、を備える。供給ライン(61)は、気体状態の処理流体を供給する処理流体供給源(60)から基板処理装置(1)に処理流体を供給する。冷却部は、供給ライン(61)に設けられ、気体状態の処理流体を冷却して液体状態の処理流体を生成する。ポンプ(75)は、供給ライン(61)における冷却部の下流側に設けられる。戻しライン(90)は、供給ライン(61)におけるポンプ(75)の下流側に位置する分岐部(76)から分岐して、供給ライン(61)における冷却部よりも上流側に位置する合流部(71)に処理流体を戻す。加熱部は、戻しライン(90)に設けられ、処理流体を加熱する。流量調整機構は、加熱部に供給される処理流体の流量を調整する。

Description

処理流体供給装置および処理流体供給方法
 開示の実施形態は、処理流体供給装置および処理流体供給方法に関する。
 従来、基板である半導体ウェハ(以下、ウェハと呼称する。)などの表面に乾燥防止用の液膜を形成し、かかる液膜が形成されたウェハを超臨界状態の処理流体に接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。また、かかる基板処理装置に処理流体を供給する処理流体供給装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特許第7109328号公報
 本開示は、基板処理装置に処理流体を供給する処理流体供給装置において、処理流体の濾過性能を向上させることができる技術を提供する。
 本開示の一態様による処理流体供給装置は、供給ラインと、冷却部と、ポンプと、戻しラインと、加熱部と、流量調整機構と、を備える。供給ラインは、気体状態の処理流体を供給する処理流体供給源から基板処理装置に前記処理流体を供給する。冷却部は、前記供給ラインに設けられ、気体状態の前記処理流体を冷却して液体状態の前記処理流体を生成する。ポンプは、前記供給ラインにおける前記冷却部の下流側に設けられる。戻しラインは、前記供給ラインにおける前記ポンプの下流側に位置する分岐部から分岐して、前記供給ラインにおける前記冷却部よりも上流側に位置する合流部に前記処理流体を戻す。加熱部は、前記戻しラインに設けられ、前記処理流体を加熱する。流量調整機構は、前記加熱部に供給される前記処理流体の流量を調整する。
 本開示によれば、基板処理装置に処理流体を供給する処理流体供給装置において、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
図1は、実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す図である。 図2は、実施形態に係る液処理ユニットの構成例を示す図である。 図3は、実施形態に係る乾燥ユニットの構成例を示す模式斜視図である。 図4は、実施形態に係る基板処理システムのシステム全体の構成例を示す図である。 図5は、実施形態に係る供給ユニットおよび乾燥ユニットの配管構成の一例を示す図である。 図6は、実施形態に係る処理流体供給装置の配管構成の一例を示す図である。 図7は、実施形態の変形例1に係る処理流体供給装置の配管構成の一例を示す図である。 図8は、実施形態の変形例1に係るヒータの構成の一例を示す図である。 図9は、図8に示すA-A線の矢視断面図である。 図10は、実施形態の変形例2に係る処理流体供給装置の配管構成の一例を示す図である。 図11は、実施形態の変形例3に係る処理流体供給装置の配管構成の一例を示す図である。 図12は、実施形態の変形例4に係る処理流体供給装置の配管構成の一例を示す図である。
 以下、添付図面を参照して、本願の開示する処理流体供給装置および処理流体供給方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
 従来、基板である半導体ウェハ(以下、ウェハと呼称する。)などの表面に乾燥防止用の液膜を形成し、かかる液膜が形成されたウェハを超臨界状態の処理流体に接触させて乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。
 かかる基板処理装置に処理流体を供給する処理流体供給装置は、処理流体供給源から基板処理装置までの配管が直列状に形成されているため、処理流体内の異物をフィルタで濾過しようとしても濾過できる回数に限りがある。
 そこで、処理流体供給装置内において下流側から上流側に処理流体を戻す戻しラインを形成し、処理流体供給装置内で処理流体を循環させることにより、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 この際、下流側では液体状態の処理流体を、戻しラインにおいてヒータで加熱することで処理流体を気体状態に変化させた上で、かかる気体状態の処理流体がガスフィルタで濾過されている。
 しかしながら、処理流体供給装置内において処理流体の圧力などが急上昇することで、戻しラインから上流側に戻される処理流体が十分に加熱されず、その結果気液混合状態の処理流体がガスフィルタを通流すると、処理流体の濾過性能が低下する恐れがあった。
 そこで、上記の課題を解決し、基板処理装置に処理流体を供給する処理流体供給装置において、処理流体の濾過性能を向上させることができる技術の実現が期待されている。
<基板処理装置の構成>
 まず、実施形態に係る基板処理装置1の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る基板処理装置1の構成例を示す図である。なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
 図1に示すように、基板処理装置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」と記載する)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
 搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられる。搬送部12の内部には、搬送装置13と受渡部14とが配置される。
 搬送装置13は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウェハWの搬送を行う。
 処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送ブロック4と、複数の処理ブロック5とを備える。
 搬送ブロック4は、搬送エリア15と、搬送装置16とを備える。搬送エリア15は、たとえば、搬入出ステーション2および処理ステーション3の並び方向(X軸方向)に沿って延在する直方体状の領域である。搬送エリア15には、搬送装置16が配置される。
 搬送装置16は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置16は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部14と複数の処理ブロック5との間でウェハWの搬送を行う。
 複数の処理ブロック5は、搬送エリア15の両側において搬送エリア15に隣接して配置される。具体的には、複数の処理ブロック5は、搬入出ステーション2および処理ステーション3の並び方向(X軸方向)に直交する方向(Y軸方向)における搬送エリア15の一方側(Y軸正方向側)および他方側(Y軸負方向側)に配置される。
 また、図示してはいないが、複数の処理ブロック5は、鉛直方向に沿って多段(たとえば、3段)に配置される。そして、各段に配置された処理ブロック5と受渡部14との間のウェハWの搬送は、搬送ブロック4に配置された1台の搬送装置16によって行われる。なお、複数の処理ブロック5の段数は3段に限定されない。
 各処理ブロック5は、液処理ユニット17と、乾燥ユニット18と、供給ユニット19とを備える。乾燥ユニット18は基板処理部の一例である。
 液処理ユニット17は、ウェハWのパターン形成面である上面を洗浄する洗浄処理を行う。また、液処理ユニット17は、洗浄処理後のウェハWの上面に液膜を形成する液膜形成処理を行う。液処理ユニット17の構成については後述する。
 乾燥ユニット18は、液膜形成処理後のウェハWに対して超臨界乾燥処理を行う。具体的には、乾燥ユニット18は、液膜形成処理後のウェハWを超臨界状態の処理流体(以下、「超臨界流体」とも呼称する。)と接触させることによって同ウェハWを乾燥させる。乾燥ユニット18の構成については後述する。
 供給ユニット19は、乾燥ユニット18に対して処理流体を供給する。具体的には、供給ユニット19は、流量計、流量調整器、背圧弁、ヒータなどを含む供給機器群と、供給機器群を収容する筐体とを備える。本実施形態において、供給ユニット19は、処理流体としてCOを乾燥ユニット18に供給する。供給ユニット19の構成については後述する。
 また、供給ユニット19には、処理流体を供給する処理流体供給装置70(図4参照)が接続される。実施形態において、処理流体供給装置70は、処理流体としてCOを供給ユニット19に供給する。かかる処理流体供給装置70の詳細については後述する。
 液処理ユニット17、乾燥ユニット18および供給ユニット19は、搬送エリア15に沿って(すなわち、X軸方向に沿って)並べられる。液処理ユニット17、乾燥ユニット18および供給ユニット19のうち、液処理ユニット17は、搬入出ステーション2に最も近い位置に配置され、供給ユニット19は、搬入出ステーション2から最も遠い位置に配置される。
 このように、各処理ブロック5は、液処理ユニット17と乾燥ユニット18と供給ユニット19とをそれぞれ1つずつ備える。すなわち、基板処理装置1には、液処理ユニット17と乾燥ユニット18と供給ユニット19とが同じ数だけ設けられる。
 また、乾燥ユニット18は、超臨界乾燥処理が行われる処理エリア18aと、搬送ブロック4と処理エリア18aとの間でのウェハWの受け渡しが行われる受渡エリア18bとを備える。これら処理エリア18aおよび受渡エリア18bは、搬送エリア15に沿って並べられる。
 具体的には、処理エリア18aおよび受渡エリア18bのうち、受渡エリア18bは、処理エリア18aよりも液処理ユニット17に近い側に配置される。すなわち、各処理ブロック5には、液処理ユニット17、受渡エリア18b、処理エリア18aおよび供給ユニット19が、搬送エリア15に沿ってこの順番で配置される。
 図1に示すように、基板処理装置1は、制御装置6を備える。制御装置6は、たとえばコンピュータであり、制御部7と記憶部8とを備える。
 制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのCPUは、ROMに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送装置13、16、液処理ユニット17、乾燥ユニット18および供給ユニット19等の制御を実現する。
 なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されていたものであって、その記憶媒体から制御装置6の記憶部8にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
 記憶部8は、たとえば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。
 上記のように構成された基板処理装置1では、まず、搬入出ステーション2の搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウェハWは、処理ステーション3の搬送装置16によって受渡部14から取り出されて、液処理ユニット17へ搬入される。
 液処理ユニット17へ搬入されたウェハWは、液処理ユニット17によって洗浄処理および液膜形成処理が施された後、搬送装置16によって液処理ユニット17から搬出される。液処理ユニット17から搬出されたウェハWは、搬送装置16によって乾燥ユニット18へ搬入され、乾燥ユニット18によって乾燥処理が施される。
 乾燥ユニット18によって乾燥処理されたウェハWは、搬送装置16によって乾燥ユニット18から搬出され、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウェハWは、搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。
<液処理ユニットの構成>
 次に、液処理ユニット17の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、液処理ユニット17の構成例を示す図である。液処理ユニット17は、たとえば、スピン洗浄によりウェハWを1枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置として構成される。
 図2に示すように、液処理ユニット17は、処理空間を形成するアウターチャンバー23内に配置されたウェハ保持機構25にてウェハWをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構25を鉛直軸周りに回転させることによりウェハWを回転させる。
 そして、液処理ユニット17は、回転するウェハWの上方にノズルアーム26を進入させ、かかるノズルアーム26の先端部に設けられる薬液ノズル26aから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハW上面の洗浄処理を行う。
 また、液処理ユニット17には、ウェハ保持機構25の内部にも薬液供給路25aが形成されている。そして、かかる薬液供給路25aから供給された薬液やリンス液によって、ウェハWの下面も洗浄される。
 洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるSC1液(アンモニアと過酸化水素水の混合液)によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われる。次に、リンス液である脱イオン水(DeIonized Water:以下、「DIW」と記載する)によるリンス洗浄が行われる。
 次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液(Diluted HydroFluoric acid:以下、「DHF」と記載する)による自然酸化膜の除去が行われ、次に、DIWによるリンス洗浄が行われる。
 上述の各種薬液は、アウターチャンバー23や、アウターチャンバー23内に配置されるインナーカップ24に受け止められて、アウターチャンバー23の底部に設けられる排液口23aや、インナーカップ24の底部に設けられる排液口24aから排出される。さらに、アウターチャンバー23内の雰囲気は、アウターチャンバー23の底部に設けられる排気口23bから排気される。
 液膜形成処理は、洗浄処理におけるリンス処理の後に行われる。具体的には、液処理ユニット17は、ウェハ保持機構25を回転させながら、ウェハWの上面および下面に液体状態のIPA(Isopropyl Alcohol)(以下、「IPA液体」とも呼称する)を供給する。これにより、ウェハWの両面に残存するDIWがIPAに置換される。その後、液処理ユニット17は、ウェハ保持機構25の回転を緩やかに停止する。
 液膜形成処理を終えたウェハWは、その上面にIPA液体の液膜が形成された状態のまま、ウェハ保持機構25に設けられた不図示の受け渡し機構により搬送装置16に受け渡され、液処理ユニット17から搬出される。
 ウェハW上に形成された液膜は、液処理ユニット17から乾燥ユニット18へのウェハWの搬送中や、乾燥ユニット18への搬入動作中に、ウェハW上面の液体が蒸発(気化)することによってパターン倒れが発生することを防止する。
<乾燥ユニットの構成>
 つづいて、乾燥ユニット18の構成について、図3を参照しながら説明する。図3は、乾燥ユニット18の構成例を示す模式斜視図である。
 乾燥ユニット18は、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、かかる保持板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、たとえば直径300mmのウェハ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35、36と排出ポート37とが設けられる。供給ポート35、36および排出ポート37は、それぞれ、乾燥ユニット18に超臨界流体を流通させるための供給流路および排出流路に接続されている。
 供給ポート35は、筐体状の本体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36は、本体31の底面に接続されている。さらに、排出ポート37は、開口部34の下方側に接続されている。なお、図3には2つの供給ポート35、36と1つの排出ポート37が図示されているが、供給ポート35、36や排出ポート37の数は特に限定されない。
 また、本体31の内部には、流体供給ヘッダー38、39と、流体排出ヘッダー40とが設けられる。そして、流体供給ヘッダー38、39には複数の供給口がかかる流体供給ヘッダー38,39の長手方向に並んで形成され、流体排出ヘッダー40には複数の排出口がかかる流体排出ヘッダー40の長手方向に並んで形成される。
 流体供給ヘッダー38は、供給ポート35に接続され、筐体状の本体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38に並んで形成される複数の供給口は、開口部34側を向いている。
 流体供給ヘッダー39は、供給ポート36に接続され、筐体状の本体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39に並んで形成される複数の供給口は、上方を向いている。
 流体排出ヘッダー40は、排出ポート37に接続され、筐体状の本体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より下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー40に並んで形成される複数の排出口は、上方を向いている。
 流体供給ヘッダー38、39は、超臨界流体を本体31内に供給する。また、流体排出ヘッダー40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40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の表面から超臨界状態の超臨界流体に溶け込んだIPA液体が含まれる。
 かかる乾燥ユニット18内において、ウェハW上に形成されているパターンの間のIPA液体は、高圧状態(たとえば、16MPa)である超臨界流体と接触することで、徐々に超臨界流体に溶解し、パターンの間は徐々に超臨界流体と置き換わる。そして、最終的には、超臨界流体のみによってパターンの間が満たされる。
 そして、パターンの間からIPA液体が除去された後に、本体31内部の圧力を高圧状態から大気圧まで減圧することによって、COは超臨界状態から気体状態に変化し、パターンの間は気体のみによって占められる。このようにしてパターンの間のIPA液体は除去され、ウェハWの乾燥処理が完了する。
 ここで、超臨界流体は、液体(たとえばIPA液体)と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。これにより、超臨界流体を用いた乾燥処理では、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。したがって、実施形態によれば、乾燥処理の際にパターンが倒れることを抑制することができる。
 なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてIPA液体を用い、処理流体として超臨界状態のCOを用いた例について示しているが、IPA以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、超臨界状態のCO以外の流体を処理流体として用いてもよい。
<基板処理システムの構成>
 つづいて、実施形態に係る基板処理システムSの構成について、図4~図6を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係る基板処理システムSのシステム全体の構成例を示す図である。なお、以下に示す基板処理システムSの各部は、制御部7によって制御可能である。
 基板処理システムSは、処理流体供給源60と、処理流体供給装置70と、基板処理装置1とを備える。処理流体供給装置70は、処理流体供給源60から供給される処理流体を基板処理装置1に供給する。
 図4に示すように、基板処理装置1は、複数の乾燥ユニット18および複数の供給ユニット19を有し、対応する供給ユニット19を介して供給された処理流体によって、乾燥ユニット18内でウェハW(図5参照)を処理する。
 処理流体供給源60と複数の乾燥ユニット18との間は、供給ライン61によって接続され、かかる供給ライン61を介して処理流体供給源60から複数の乾燥ユニット18に処理流体が供給される。
 供給ライン61は、第1供給ライン62および複数の第2供給ライン63を有する。第1供給ライン62は、処理流体供給源60から処理流体供給装置70に処理流体を供給する。また、第1供給ライン62は、処理流体供給装置70内で複数の第2供給ライン63に分岐する。第2供給ライン63は、供給ユニット19を介して、乾燥ユニット18に処理流体を供給する。
 図5は、実施形態に係る供給ユニット19および乾燥ユニット18の配管構成の一例を示す図である。基板処理装置1において、第2供給ライン63を流れる処理流体は乾燥ユニット18に供給され、排出ライン50を介して乾燥ユニット18から外部に排出される。
 基板処理装置1内の第2供給ライン63には、上流側から順にバルブ41と、ヒータ42および温度センサ43と、オリフィス44と、フィルタ45と、バルブ46とが設けられる。また、第2供給ライン63におけるフィルタ45とバルブ46との間から分岐する分岐ライン47には、バルブ48が設けられる。
 バルブ41は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側のヒータ42に処理流体を流し、閉状態では下流側のヒータ42に処理流体を流さない。
 ヒータ42は、第2供給ライン63を流れる液体状態の処理流体を加熱して、超臨界状態の処理流体を生成する。温度センサ43は、ヒータ42で生成される超臨界状態の処理流体の温度を検出する。
 オリフィス44は、ヒータ42で生成された超臨界状態の処理流体の流速を低下させ、圧力を調整する役割を果たす。オリフィス44は、下流側の第2供給ライン63に、たとえば16MPa程度に圧力が調整された超臨界状態の処理流体を流通させることができる。
 フィルタ45は、第2供給ライン63内を流れる超臨界状態の処理流体を濾過し、処理流体に含まれる異物を取り除く。かかるフィルタ45で処理流体内の異物を取り除くことにより、超臨界流体を用いたウェハWの乾燥処理の際に、ウェハW表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。
 バルブ46、48は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の乾燥ユニット18に処理流体を流し、閉状態では下流側の乾燥ユニット18に処理流体を流さない。
 乾燥ユニット18には、温度センサ49が設けられる。かかる温度センサ49は、乾燥ユニット18内に充填される処理流体の温度を検出する。
 排出ライン50には、上流側から順に圧力センサ51と、バルブ52と、流量計53と、背圧弁54とが設けられる。圧力センサ51は、排出ライン50を流れる処理流体の圧力を測定する。なお、圧力センサ51は排出ライン50を介して乾燥ユニット18と直接つながっていることから、圧力センサ51で測定された処理流体の圧力は、乾燥ユニット18における処理流体の内圧と略等しい値である。
 バルブ52は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側のドレイン部DRに処理流体を流し、閉状態では下流側のドレイン部DRに処理流体を流さない。流量計53は、排出ライン50を流れる処理流体の流量を測定する。
 背圧弁54は、排出ライン50の一次側圧力が設定圧力を超えた場合には弁開度を調整して二次側に流体を流すことにより、一次側圧力を設定圧力に維持するように構成される。なお、背圧弁54の弁開度および設定圧力は制御部7により随時変更することが可能である。
 図6は、実施形態に係る処理流体供給装置70の配管構成の一例を示す図である。図6に示すように、処理流体供給装置70は、供給ライン61を有する。かかる供給ライン61は、第1供給ライン62および複数(図では2つ)の第2供給ライン63を有する。
 第1供給ライン62は、処理流体供給源60から処理流体供給装置70に処理流体を供給する。また、第1供給ライン62は、処理流体供給装置70内で複数の第2供給ライン63に分岐する。
 第1供給ライン62には、処理流体供給源60を基準として、上流側から順にバルブ64と、逆止弁65と、合流部71と、複数(図では2つ)の合流部72と、フィルタ73と、コンデンサ74と、ポンプ75と、分岐部76とが設けられる。また、第1供給ライン62には、分岐部76を基準として、上流側から順に接続部77と、圧力センサ78と、分岐部79とが設けられる。
 バルブ64は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の逆止弁65に処理流体を流し、閉状態では下流側の逆止弁65に処理流体を流さない。逆止弁65は、第1供給ライン62内の処理流体が逆止弁65の上流側に逆流することを防止する。
 合流部71は、第1供給ライン62と、後述する戻しライン90とが合流する。合流部72は、別の合流部の一例である。合流部72は、第1供給ライン62と、後述する戻しライン100とが合流する。
 なお、第1供給ライン62において、処理流体供給源60からは気体状態の処理流体が供給される。さらに、複数の戻しライン100から第1供給ライン62に戻される液体状態の処理流体は、戻しライン90から第1供給ライン62に戻される高熱の気体状態の処理流体によって、液体状態から気体状態に変化する。これにより、フィルタ73には、気体状態の処理流体が流れ込む。
 フィルタ73は、たとえばガスフィルタであり、第1供給ライン62内を流れる気体状態の処理流体を濾過し、処理流体に含まれる異物を取り除く。かかるフィルタ73で処理流体内の異物を取り除くことにより、超臨界流体を用いたウェハWの乾燥処理の際に、ウェハW表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。
 コンデンサ74は、冷却部の一例である。コンデンサ74は、たとえば、図示しない冷却水供給部に接続され、冷却水と気体状態の処理流体とを熱交換させることができる。これにより、コンデンサ74は、第1供給ライン62内を流れる気体状態の処理流体を冷却して、液体状態の処理流体を生成する。
 ポンプ75は、コンデンサ74から供給される液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の下流側に圧送する。分岐部76からは、後述する戻しライン90が分岐する。接続部77には、バイパスライン110が接続される。
 圧力センサ78は、第1供給ライン62を流れる処理流体の圧力を測定する。分岐部79からは、複数(図では2つ)の第2供給ライン63が分岐する。
 それぞれの第2供給ライン63には、分岐部79を基準として、上流側から順にオリフィス80と、分岐部81と、圧力センサ82とが設けられる。オリフィス80は、第2供給ライン63を流れる液体状態の処理流体の流速を低下させ、圧力を調整する。
 分岐部81からは、戻しライン100が分岐する。圧力センサ82は、第2供給ライン63を流れる処理流体の圧力を測定する。
 戻しライン100は、別の戻しラインの一例である。戻しライン100は、第2供給ライン63を流れる液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の合流部72に戻す。このように、戻しライン100によって処理流体を上流側に戻すことで、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 戻しライン100には、分岐部81を基準として、上流側から順に背圧弁101と、バルブ102とが設けられる。
 背圧弁101は、戻しライン100の一次側圧力が設定圧力を超えた場合には弁開度を調整して二次側に流体を流すことにより、一次側圧力を設定圧力に維持するように構成される。なお、背圧弁101の弁開度および設定圧力は制御部7により随時変更することが可能である。
 バルブ102は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の合流部72に処理流体を流し、閉状態では下流側の合流部72に処理流体を流さない。
 そして、戻しライン100から戻された液体状態の処理流体は、第1供給ライン62の合流部72に戻る。なお、合流部72から戻された液体状態の処理流体は、合流部71から戻されて第1供給ライン62を流れる高熱の気体状態の処理流体によって、液体状態から気体状態に変化する。
 第1供給ライン62の分岐部76から分岐する戻しライン90は、第1供給ライン62を流れる液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の合流部71に戻す。このように、戻しライン90によって処理流体を上流側に戻すことで、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 戻しライン90には、分岐部76を基準として、上流側から順にスパイラルヒータ91と、接続部92と、背圧弁93と、バルブ94とが設けられる。
 スパイラルヒータ91は、加熱部の一例である。スパイラルヒータ91は、戻しライン90に巻回され、かかる戻しライン90を流れる液体状態の処理流体を加熱して、超臨界状態の処理流体を生成する。
 接続部92には、バイパスライン110が接続される。すなわち、第1供給ライン62の接続部77と戻しライン90の接続部92との間は、バイパスライン110で接続される。
 背圧弁93は、戻しライン90の一次側圧力が設定圧力を超えた場合には弁開度を調整して二次側に流体を流すことにより、一次側圧力を設定圧力に維持するように構成される。
 そして、背圧弁93は、戻しライン90を流れる超臨界状態の処理流体を減圧して、気体状態の処理流体を生成する。なお、背圧弁93の弁開度および設定圧力は制御部7により随時変更することが可能である。
 また、接続部92および背圧弁93は、スパイラルヒータ91よりも上方に配置される。これにより、密度の低い超臨界状態の処理流体をスパイラルヒータ91から円滑に接続部92および背圧弁93に通流させることができる。
 バルブ94は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の合流部71に処理流体を流し、閉状態では下流側の合流部71に処理流体を流さない。
 そして、背圧弁93で生成された高温の気体状態の処理流体は、バルブ94を介して第1供給ライン62の合流部71に戻る。
 ここまで説明した処理流体供給装置70によって、複数の供給ユニット19(図4参照)に向けて液体状態の処理流体が供給される。すなわち、実施形態では、処理流体を気体状態や超臨界状態ではなく、液体状態で処理流体供給装置70から基板処理装置1に供給している。
 これにより、処理流体供給装置70と各乾燥ユニット18との距離、すなわち各第2供給ライン63の長さにバラツキが生じたとしても、かかる長さのバラツキによる不具合を低減することができる。
 制御部7は、供給ユニット19に向けて第2供給ライン63から供給する処理流体の圧力を、圧力センサ82によって測定するとともに、背圧弁101の弁開度によって制御する。制御部7は、たとえば、背圧弁101の一次側の設定圧力を上げることで、供給ユニット19に向けて供給する処理流体の圧力を上昇させる。
 また、制御部7は、たとえば、背圧弁101の一次側の設定圧力を下げることで、供給ユニット19に向けて供給する処理流体の圧力を低下させる。
 同様に、制御部7は、複数の第2供給ライン63に向けて第1供給ライン62から供給する処理流体の圧力を、圧力センサ78によって測定するとともに、背圧弁93の弁開度によって制御する。そして、制御部7は、圧力センサ78の測定値が一定となるように、背圧弁93の弁開度を適宜制御する。
 また、実施形態では、ポンプ75と背圧弁93との間において、スパイラルヒータ91により処理流体が液体状態から超臨界状態に相変化している。すなわち、ポンプ75と、閉状態となりうるバルブ41(図5参照)または背圧弁93との間が、非圧縮性である液体状態の処理流体で満たされるのではなく、一部が圧縮性である超臨界状態の処理流体となっている。
 これにより、第1供給ライン62において非圧縮性である液体状態の処理流体をポンプ75で送り出す場合でも、かかるポンプ75で生じる脈動を超臨界状態の部位で吸収させることができる。したがって、実施形態によれば、液体状態の処理流体をポンプ75で送り出す際に、かかるポンプ75で生じる脈動の影響を低減することができる。
 ここで、たとえば処理流体供給装置70にバイパスライン110が設けられない場合、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加すると、背圧弁93によるフィードバック制御が追いつかない場合がある。
 そのため、この場合、スパイラルヒータ91での処理流体の圧損が急激に増加することから、スパイラルヒータ91において処理流体が十分に加熱されなくなる恐れがある。これにより、戻しライン90から第1供給ライン62に戻される処理流体が所望の高温に達していないため、戻しライン100から供給される液体状態の処理流体が十分に加熱されない恐れがある。
 そのため、フィルタ73を通流する処理流体が気液混合状態となることから、フィルタ73において処理流体が十分に濾過されなくなる。すなわち、処理流体供給装置70にバイパスライン110が設けられない場合、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加すると、処理流体の濾過性能が低下する恐れがある。
 そこで、実施形態では、処理流体供給装置70にバイパスライン110を設けることとした。これにより、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加した場合に、バイパスライン110を通じて戻しライン90におけるスパイラルヒータ91の下流側に処理流体を流すことができる。すなわち、実施形態では、バイパスライン110によって、スパイラルヒータ91を流れる処理流体の流量を調整することができる。
 換言すると、実施形態では、バイパスライン110がスパイラルヒータ91に流れる処理流体の流量を調整する流量調整機構として機能する。そして、スパイラルヒータ91に流れる処理流体の流量が調整されることで、スパイラルヒータ91において処理流体の圧損が急激に増加することを抑制できる。
 そのため、スパイラルヒータ91において処理流体を所望の温度まで十分に加熱することができることから、第1供給ライン62におけるフィルタ73の上流側で処理流体が気液混合状態になることを抑制できる。したがって、実施形態によれば、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 なお、通常動作時には、スパイラルヒータ91で生成される密度の低い超臨界状態の処理流体が接続部92及びバイパスライン110の大半を満たすため、第1供給ライン62から密度の高い液体状態の処理流体はバイパスライン110の下流側に流れ込みにくい。
<変形例1>
 つづいては、実施形態の各種変形例について、図7~図12を参照しながら説明する。図7は、実施形態の変形例1に係る処理流体供給装置70の配管構成の一例を示す図である。
 図7に示すように、変形例1に係る処理流体供給装置70では、第1供給ライン62にヒータ120が設けられる点が上述の実施形態と異なる。そこで、以降の例では、すでに説明した実施形態等と同様の部位については同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
 ヒータ120は、別の加熱部の一例である。ヒータ120は、第1供給ライン62における複数の合流部72とフィルタ73との間に設けられ、第1供給ライン62を流れる処理流体を加熱する。
 これにより、図7に示すように、たとえば戻しライン100から戻る処理流体の量が多く、複数の合流部72よりも下流側で処理流体が気液混合状態である場合にも、かかる気液混合状態の処理流体を加熱して気体状態に変化させることができる。
 したがって、変形例1によれば、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 図8は、実施形態の変形例1に係るヒータ120の構成の一例を示す図であり、ヒータ120を側面から見た場合の概略断面図である。図8に示すように、ヒータ120は、環状配管121と、加熱部材122とを有する。
 環状配管121は、環状の配管であり、たとえば側面視で横長の長方形状を有する環状の配管が傾いて配置される。環状配管121は、分岐部121aと、下降部121bと、上昇部121cと、上昇部121dと、下降部121eと、合流部121fとを有する。
 分岐部121aは、たとえば長方形状の環状配管121の角部に位置し、上流側の第1供給ライン62に接続されるとともに、環状配管121が下降部121bと上昇部121cとに分岐する部位である。
 下降部121bは、たとえば長方形状の環状配管121の長辺であり、分岐部121aからなだらかに下降する部位である。上昇部121cは、たとえば長方形状の環状配管121の短辺であり、分岐部121aから上昇する部位である。
 上昇部121dは、下降部121bの下端部に接続され、かかる下降部121bの下端部から上昇する部位である。この上昇部121dには、たとえば、長方形状の環状配管121の短辺および長辺の大部分が含まれる。
 下降部121eは、上昇部121cの上端部に接続され、かかる上昇部121cの上端部からなだらかに下降する部位である。この下降部121eには、たとえば、長方形状の環状配管121における長辺の一部が含まれる。
 合流部121fは、上昇部121dの上端部と下降部121eの下端部とが合流して、下流側の第1供給ライン62に接続される部位である。
 加熱部材122は、環状配管121の下降部121bに沿って位置し、かかる下降部121bの内部を流れる処理流体を加熱する。加熱部材122の詳細な構成については後述する。
 そして、変形例1では、図8に示すように、第1供給ライン62の上流側からヒータ120に流れ込む気液混合状態の処理流体のうち、密度の高い液体状態の処理流体が下降部121bに流れるとともに、密度の低い気体状態の処理流体が上昇部121cに流れる。すなわち、変形例1では、ヒータ120の内部に気液分離機構が設けられる。
 そして、下降部121bに流れ込んだ液体状態の処理流体は、加熱部材122によって加熱されることで、気体状態の処理流体に変化する。さらに、かかる気体状態の処理流体は、上昇部121dおよび合流部121fを通じて下流側の第1供給ライン62に流れる。
 また、上昇部121cに流れ込んだ気体状態の処理流体は、下降部121eおよび合流部121fを通じて下流側の第1供給ライン62に流れる。
 このように、変形例1では、下降部121bに流れ込んだ液体状態の処理流体を、傾斜の緩い下降部121bにおいて比較的ゆっくり流しながら、加熱部材122によって加熱する。これにより、広い接触面積で液体状態の処理流体を加熱することができるため、液体状態の処理流体を効率よく気体状態の処理流体に変化させることができる。
 また、変形例1では、ヒータ120が気液分離機構を有するとよい。これにより、気液混合状態の処理流体の中から液体状態の処理流体に絞って加熱することができるため、気液混合状態の処理流体を気体状態に効率よく変化させることができる。
 なお、図8の例では、環状配管121が側面視で横長の長方形状である例について示したが、本開示はかかる例に限られず、環状であればどのような側面形状であってもよい。
 図9は、図8に示すA-A線の矢視断面図であり、加熱部材122の断面構成を示す図である。図9に示すように、加熱部材122は、第1板状部材123と、第2板状部材124と、ヒータ本体125と、締結部材126と、締結部材127とを有する。
 第1板状部材123は、アルミニウムなどの金属材料で構成され、たとえば平板状である。第1板状部材123は、ネジ穴123aと、貫通孔123bと、棒状部材123cと、溝123dとを有する。ネジ穴123aは、締結部材126をネジ止め可能に形成されるネジ穴である。貫通孔123bは、第1板状部材123の上面と下面との間を貫通する。
 棒状部材123cは、貫通孔123bの内部で所定の方向(図では紙面に垂直な方向)に沿って延びる棒状の部材である。棒状部材123cは、貫通孔123bの内部で周方向に沿って回動可能に構成されるとともに、径方向に沿って延びるネジ穴123c1を有する。ネジ穴123c1は、締結部材127をネジ止め可能に形成されるネジ穴である。
 溝123dは、第1板状部材123の下面に形成され、所定の方向(図では紙面に垂直な方向)に沿って延び、断面視で半円形状を有する。かかる半円形状は、環状配管121(図8参照)の下降部121b(図8参照)における断面形状の上半分に対応する形状である。
 第2板状部材124は、アルミニウムなどの金属材料で構成され、たとえば平板状である。第2板状部材124は、貫通孔124aと、貫通孔124bと、棒状部材124cと、溝124dとを有する。貫通孔124aは、締結部材126を挿通可能に形成される貫通孔であり、第1板状部材123のネジ穴123aと対応する位置に配置される。
 貫通孔124bは、第2板状部材124の上面と下面との間を貫通する。第1板状部材123の貫通孔123bに対して所定の方向(図では右方向)にずれた位置に配置される。
 棒状部材124cは、貫通孔124bの内部で所定の方向(図では紙面に垂直な方向)に沿って延びる棒状の部材である。棒状部材124cは、貫通孔124bの内部で周方向に沿って回動可能に構成されるとともに、径方向に沿って延びる貫通孔124c1を有する。貫通孔124c1は、締結部材127を挿通可能に形成される貫通孔である。
 溝124dは、第2板状部材124の上面に形成され、所定の方向(図では紙面に垂直な方向)に沿って延び、断面視で半円形状を有する。かかる半円形状は、環状配管121の下降部121bにおける断面形状の下半分に対応する形状である。溝124dは、第1板状部材123の溝123dと対応する位置に配置される。
 ヒータ本体125は、外部から電力が供給されることによって昇温する部材であり、第2板状部材124の内部に埋め込まれるように位置する。ヒータ本体125は、たとえば、第2板状部材124の内部で所定の方向(図では紙面に垂直な方向)に沿って延びる。
 締結部材126および締結部材127は、たとえばボルトであり、第2板状部材124を介して第1板状部材123にネジ止めされる。
 そして、加熱部材122は、第1板状部材123の溝123dと第2板状部材124の溝124dとで環状配管121の下降部121bを挟み込むように配置させ、締結部材126、127で第1板状部材123と第2板状部材124とを締結して形成される。
 この際、締結部材126は第1板状部材123の主面および第2板状部材124の主面と略垂直に位置する一方、締結部材127は第1板状部材123の主面および第2板状部材124の主面に対して傾いて位置する。
 これにより、図9に示すように、溝123dおよび溝124dの内部に位置する環状配管121の下降部121bに対して、第1板状部材123および第2板状部材124が左右から押圧する力が発生する。
 なぜなら、締結部材127が直接接する棒状部材123cおよび棒状部材124cは、ネジ止めの力が加わるに従い周方向に回動するため、第1板状部材123と第2板状部材124との間で互いに水平方向にずれる力が生じるからである。
 これにより、変形例1では、第1板状部材123および第2板状部材124と、環状配管121の下降部121bとの間の密着力を向上させることができる。したがって、変形例1によれば、ヒータ本体125から環状配管121の下降部121bに伝達する熱量を増加させることができるため、加熱部材122の加熱効率を向上させることができる。
 なお、締結部材127によって生じる左右方向の力は、締結部材126によってある程度のところで抑えられるため、締結部材127によって生じる左右方向の力によって環状配管121の下降部121bに過剰な力が加わることはない。
<変形例2>
 図10は、実施形態の変形例2に係る処理流体供給装置70の配管構成の一例を示す図である。図10に示すように、変形例2に係る処理流体供給装置70では、スパイラルヒータ91およびバイパスライン110が設けられない点が上述の変形例1と異なる。
 これにより、戻しライン90では、処理流体が加熱されないため、液体状態の処理流体が第1供給ライン62の合流部71に供給される。そのため、第1供給ライン62における複数の合流部72の下流側には、気液混合状態の処理流体が流れ込む。
 一方で、変形例2では、第1供給ライン62における複数の合流部72とフィルタ73との間にヒータ120が設けられるため、気液混合状態の処理流体を気体状態に変化させることができる。
 したがって、変形例2によれば、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
<変形例3>
 図11は、実施形態の変形例3に係る処理流体供給装置70の配管構成の一例を示す図である。図11に示すように、変形例3に係る処理流体供給装置70において、第1供給ライン62には、処理流体供給源60を基準として、上流側から順にバルブ64と、逆止弁65と、合流部171と、複数の合流部172と、合流部173とが設けられる。
 また、第1供給ライン62には、合流部173を基準として、上流側から順にフィルタ174と、コンデンサ175と、ポンプ176と、分岐部177と、圧力センサ178と、分岐部179と、分岐部180とが設けられる。
 合流部171は、第1供給ライン62と、後述する戻しライン200とが合流する。合流部172は、別の合流部の一例である。合流部172は、第1供給ライン62と、後述する戻しライン210とが合流する。合流部173は、第1供給ライン62と、後述する戻しライン190とが合流する。
 なお、変形例3において、複数の戻しライン210および戻しライン190から第1供給ライン62に戻される液体状態の処理流体は、戻しライン200から第1供給ライン62に戻される高熱の気体状態の処理流体によって、液体状態から気体状態に変化する。これにより、フィルタ174には、気体状態の処理流体が流れ込む。
 フィルタ174は、たとえばガスフィルタであり、第1供給ライン62内を流れる気体状態の処理流体を濾過し、処理流体に含まれる異物を取り除く。かかるフィルタ174で処理流体内の異物を取り除くことにより、超臨界流体を用いたウェハWの乾燥処理の際に、ウェハW表面にパーティクルが発生することを抑制することができる。
 コンデンサ175は、冷却部の一例である。コンデンサ175は、たとえば、図示しない冷却水供給部に接続され、冷却水と気体状態の処理流体とを熱交換させることができる。これにより、コンデンサ175は、第1供給ライン62内を流れる気体状態の処理流体を冷却して、液体状態の処理流体を生成する。
 ポンプ176は、コンデンサ175から供給される液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の下流側に圧送する。分岐部177からは、後述する戻しライン190が分岐する。圧力センサ178は、第1供給ライン62を流れる処理流体の圧力を測定する。
 分岐部179からは、後述する戻しライン200が分岐する。分岐部180からは、複数(図では2つ)の第2供給ライン63が分岐する。
 それぞれの第2供給ライン63には、分岐部180を基準として、上流側から順にオリフィス181と、分岐部182と、圧力センサ183とが設けられる。オリフィス181は、第2供給ライン63を流れる液体状態の処理流体の流速を低下させ、圧力を調整する。
 分岐部182からは、戻しライン210が分岐する。圧力センサ183は、第2供給ライン63を流れる処理流体の圧力を測定する。
 戻しライン210は、別の戻しラインの一例である。戻しライン210は、第2供給ライン63を流れる液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の合流部172に戻す。このように、戻しライン210によって処理流体を上流側に戻すことで、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 戻しライン210には、分岐部182を基準として、上流側から順に背圧弁211と、バルブ212とが設けられる。
 背圧弁211は、戻しライン210の一次側圧力が設定圧力を超えた場合には弁開度を調整して二次側に流体を流すことにより、一次側圧力を設定圧力に維持するように構成される。なお、背圧弁211の弁開度および設定圧力は制御部7により随時変更することが可能である。
 バルブ212は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の合流部172に処理流体を流し、閉状態では下流側の合流部172に処理流体を流さない。
 そして、戻しライン210から戻された液体状態の処理流体は、第1供給ライン62の合流部172に戻る。なお、合流部172から戻された液体状態の処理流体は、合流部171から戻されて第1供給ライン62を流れる高熱の気体状態の処理流体によって、液体状態から気体状態に変化する。
 第1供給ライン62の分岐部177から分岐する戻しライン190は、第1供給ライン62を流れる液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の合流部173に戻す。このように、戻しライン190によって処理流体を上流側に戻すことで、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 戻しライン190には、分岐部177を基準として、上流側から順に背圧弁191と、バルブ192とが設けられる。
 背圧弁191は、戻しライン190の一次側圧力が設定圧力を超えた場合には弁開度を調整して二次側に流体を流すことにより、一次側圧力を設定圧力に維持するように構成される。
 バルブ192は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の合流部173に処理流体を流し、閉状態では下流側の合流部173に処理流体を流さない。
 そして、戻しライン190から戻された液体状態の処理流体は、第1供給ライン62の合流部173に戻る。なお、合流部173から戻された液体状態の処理流体は、合流部171から戻されて第1供給ライン62を流れる高熱の気体状態の処理流体によって、液体状態から気体状態に変化する。
 第1供給ライン62の分岐部179から分岐する戻しライン200は、第1供給ライン62を流れる液体状態の処理流体を、第1供給ライン62の合流部171に戻す。このように、戻しライン200によって処理流体を上流側に戻すことで、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 戻しライン200には、分岐部179を基準として、上流側から順にスパイラルヒータ201と、バルブ202と、オリフィス203とが設けられる。
 スパイラルヒータ201は、加熱部の一例である。スパイラルヒータ201は、戻しライン200に巻回され、かかる戻しライン200を流れる液体状態の処理流体を加熱して、超臨界状態の処理流体を生成する。スパイラルヒータ201は、合流部171の近傍に位置する。
 バルブ202は、処理流体の流れのオン及びオフを調整するバルブであり、開状態では下流側のオリフィス203に処理流体を流し、閉状態では下流側のオリフィス203に処理流体を流さない。
 オリフィス203は、流量調整機構の一例である。オリフィス203は、戻しライン200を通流する処理流体の流量が一定の値を保つように、処理流体の流量を制御する。また、オリフィス203は、戻しライン200を流れる超臨界状態の処理流体を減圧して、気体状態の処理流体を生成する。
 そして、オリフィス203で生成された高温の気体状態の処理流体は、第1供給ライン62の合流部171に戻る。
 変形例3では、ポンプ176とバルブ202との間において、スパイラルヒータ201により処理流体が液体状態から超臨界状態に相変化している。すなわち、ポンプ176と、閉状態となりうるバルブ41(図5参照)またはバルブ202との間が、非圧縮性である液体状態の処理流体で満たされるのではなく、一部が圧縮性である超臨界状態の処理流体となっている。
 これにより、第1供給ライン62において非圧縮性である液体状態の処理流体をポンプ176で送り出す場合でも、かかるポンプ176で生じる脈動を超臨界状態の部位で吸収させることができる。したがって、変形例3によれば、液体状態の処理流体をポンプ176で送り出す際に、かかるポンプ176で生じる脈動の影響を低減することができる。
 また、変形例3では、オリフィス203によって戻しライン200を通流する処理流体の量を一定の値に制御する。これにより、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加した場合でも、戻しライン200を通流する処理流体の量を一定に保つことができるため、スパイラルヒータ201において処理流体を所望の温度まで十分に加熱することができる。
 したがって、変形例3によれば、第1供給ライン62におけるフィルタ174の上流側で処理流体が気液混合状態になることを抑制できるため、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 また、変形例3では、スパイラルヒータ201が、合流部171の近傍にあるとよい。これによって、より高温の気体状態の処理流体を第1供給ライン62の合流部171に供給できるため、気液混合状態の処理流体がフィルタ174に流れ込むことを抑制できる。
<変形例4>
 図12は、実施形態の変形例4に係る処理流体供給装置70の配管構成の一例を示す図である。図12に示すように、変形例4に係る処理流体供給装置70では、第1供給ライン62に上述のヒータ120が設けられる点が上述の変形例3と異なる。
 ヒータ120は、第1供給ライン62における合流部173とフィルタ174との間に設けられ、第1供給ライン62を流れる処理流体を加熱する。
 これにより、図12に示すように、たとえば戻しライン190や戻しライン210から戻る処理流体の量が多く、合流部173よりも下流側で処理流体が気液混合状態である場合にも、かかる気液混合状態の処理流体を加熱して気体状態に変化させることができる。
 したがって、変形例4によれば、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 実施形態に係る処理流体供給装置70は、供給ライン61と、冷却部(コンデンサ74(175))と、ポンプ75(176)と、戻しライン90(200)と、加熱部(スパイラルヒータ91(201))と、流量調整機構と、を備える。供給ライン61は、気体状態の処理流体を供給する処理流体供給源60から基板処理装置1に処理流体を供給する。冷却部(コンデンサ74(175))は、供給ライン61に設けられ、気体状態の処理流体を冷却して液体状態の処理流体を生成する。ポンプ75(176)は、供給ライン61における冷却部(コンデンサ74(175))の下流側に設けられる。戻しライン90(200)は、供給ライン61におけるポンプ75(176)の下流側に位置する分岐部76(179)から分岐して、供給ライン61における冷却部(コンデンサ74(175))よりも上流側に位置する合流部71(171)に処理流体を戻す。加熱部(スパイラルヒータ91(201))は、戻しライン90(200)に設けられ、処理流体を加熱する。流量調整機構(バイパスライン110、オリフィス203)は、加熱部(スパイラルヒータ91(201))に供給される処理流体の流量を調整する。これにより、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70において、流量調整機構は、供給ライン61における分岐部76の下流側と戻しライン90における加熱部(スパイラルヒータ91)の下流側とを繋ぐバイパスライン110である。これにより、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加した場合にも、スパイラルヒータ91において処理流体の圧損が急激に増加することを抑制できる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70は、供給ライン61における合流部171と冷却部(コンデンサ175)との間に設けられるフィルタ174、をさらに備える。また、加熱部(スパイラルヒータ201)は、合流部171の近傍に設けられる。これにより、気液混合状態の処理流体がフィルタ174に流れ込むことを抑制できる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70において、加熱部(スパイラルヒータ201)は、戻しライン200における合流部171の近傍に設けられる。また、流量調整機構は、戻しライン200における加熱部(スパイラルヒータ201)の下流側に設けられるオリフィス203である。これにより、第1供給ライン62を流れる処理流体の流量が急激に増加した場合にも、スパイラルヒータ201において処理流体の圧損が急激に増加することを抑制できる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70は、別の戻しライン(戻しライン100(210))をさらに備える。別の戻しライン(戻しライン100(210))は、供給ライン61における分岐部76(179)の下流側に位置する別の分岐部(分岐部81(182))から分岐する。また、別の戻しライン(戻しライン100(210))は、処理流体を供給ライン61における冷却部(コンデンサ74(175))よりも上流側に位置する別の合流部(合流部72(172))に処理流体を戻す。これにより、濾過できる回数を増やして異物を除去する性能を向上させることができる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70は、フィルタ73(174)と、別の加熱部(ヒータ120)とをさらに備える。フィルタ73(174)は、供給ライン61における別の合流部(合流部72(172))と冷却部(コンデンサ74(175))との間に設けられる。別の加熱部(ヒータ120)は、別の合流部(合流部72(172))とフィルタ73(174)との間に位置し、処理流体を加熱する。これにより、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 また、実施形態に係る処理流体供給装置70において、別の加熱部(ヒータ120)は、気液分離機構を有する。これにより、気液混合状態の処理流体を気体状態に効率よく変化させることができる。
 また、実施形態に係る処理流体供給方法は、濾過する工程と、液体状態にする工程と、通液する工程と、流量を調整する工程と、を含む。濾過する工程は、処理流体供給源60から供給された気体状態の処理流体を、供給ライン61に設けられるフィルタ73(174)に通流させて濾過する。液体状態にする工程は、フィルタ73(174)を通流した処理流体を、供給ライン61に設けられる冷却部(コンデンサ74(175))で冷却して液体状態にする。通液する工程は、液体状態の処理流体をポンプ75(176)で基板処理装置1に圧送しつつ、供給ライン61におけるポンプ75(176)の下流側から分岐する戻しライン90(200)に通液する。流量を調整する工程は、戻しライン90(200)に設けられる加熱部(スパイラルヒータ91(201))で処理流体を加熱するとともに、加熱部(スパイラルヒータ91(201))に供給される処理流体の流量を調整する。これにより、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 また、実施形態に係る処理流体供給方法は、濾過する工程と、液体状態にする工程と、通液する工程と、加熱する工程と、を含む。濾過する工程は、処理流体供給源60から供給された気体状態の処理流体を、供給ライン61に設けられるフィルタ73(174)に通流させて濾過する。液体状態にする工程は、フィルタ73(174)を通流した処理流体を、供給ライン61に設けられる冷却部(コンデンサ74(175))で冷却して液体状態にする。通液する工程は、液体状態の処理流体をポンプ75(176)で基板処理装置1に圧送しつつ、供給ライン61におけるポンプ75(176)の下流側から分岐する戻しライン90(200)に通液する。加熱する工程は、戻しライン90(200)から供給ライン61におけるフィルタ73(174)の上流側に戻される処理流体を、フィルタ73(174)に通流させる前に加熱する。これにより、処理流体の濾過性能を向上させることができる。
 以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、第1供給ライン62が2つの第2供給ライン63に分岐する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、第1供給ライン62が3つの第2供給ライン63に分岐してもよい。また、第1供給ライン62が複数の第2供給ライン63に分岐していなくてもよい。
 今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
 1   基板処理装置
 18  乾燥ユニット(基板処理部の一例)
 60  処理流体供給源
 61  供給ライン
 62  第1供給ライン
 63  第2供給ライン
 71  合流部
 72  合流部(別の合流部の一例)
 73  フィルタ
 74  コンデンサ(冷却部の一例)
 75  ポンプ
 76  分岐部
 81  分岐部(別の分岐部の一例)
 90  戻しライン
 91  スパイラルヒータ(加熱部の一例)
 110 バイパスライン(流量調整機構の一例)
 120 ヒータ(別の加熱部の一例)
 171 合流部
 172 合流部(別の合流部の一例)
 174 フィルタ
 175 コンデンサ(冷却部の一例)
 176 ポンプ
 179 分岐部
 182 分岐部(別の分岐部の一例)
 200 戻しライン
 201 スパイラルヒータ(加熱部の一例)
 203 オリフィス(流量調整機構の一例)

Claims (9)

  1.  気体状態の処理流体を供給する処理流体供給源から基板処理装置に前記処理流体を供給する供給ラインと、
     前記供給ラインに設けられ、気体状態の前記処理流体を冷却して液体状態の前記処理流体を生成する冷却部と、
     前記供給ラインにおける前記冷却部の下流側に設けられるポンプと、
     前記供給ラインにおける前記ポンプの下流側に位置する分岐部から分岐して、前記供給ラインにおける前記冷却部よりも上流側に位置する合流部に前記処理流体を戻す戻しラインと、
     前記戻しラインに設けられ、前記処理流体を加熱する加熱部と、
     前記加熱部に供給される前記処理流体の流量を調整する流量調整機構と、
     を備える処理流体供給装置。
  2.  前記流量調整機構は、前記供給ラインにおける前記分岐部の下流側と前記戻しラインにおける前記加熱部の下流側とを繋ぐバイパスラインである
     請求項1に記載の処理流体供給装置。
  3.  前記供給ラインにおける前記合流部と前記冷却部との間に設けられるフィルタ、をさらに備え、
     前記加熱部は、前記合流部の近傍に設けられる
     請求項1または2に記載の処理流体供給装置。
  4.  前記加熱部は、前記戻しラインにおける前記合流部の近傍に設けられ、
     前記流量調整機構は、前記戻しラインにおける前記加熱部の下流側に設けられるオリフィスである
     請求項3に記載の処理流体供給装置。
  5.  前記供給ラインにおける前記分岐部の下流側に位置する別の分岐部から分岐して、前記処理流体を前記供給ラインにおける前記冷却部よりも上流側に位置する別の合流部に前記処理流体を戻す別の戻しライン、をさらに備える
     請求項1または2に記載の処理流体供給装置。
  6.  前記供給ラインにおける前記別の合流部と前記冷却部との間に設けられるフィルタと、
     前記別の合流部と前記フィルタとの間に位置し、前記処理流体を加熱する別の加熱部と、をさらに備える
     請求項5に記載の処理流体供給装置。
  7.  前記別の加熱部は、気液分離機構を有する
     請求項6に記載の処理流体供給装置。
  8.  処理流体供給源から供給された気体状態の処理流体を、供給ラインに設けられるフィルタに通流させて濾過する工程と、
     前記フィルタを通流した前記処理流体を、前記供給ラインに設けられる冷却部で冷却して液体状態にする工程と、
     液体状態の前記処理流体をポンプで基板処理装置に圧送しつつ、前記供給ラインにおける前記ポンプの下流側から分岐する戻しラインに通液する工程と、
     前記戻しラインに設けられる加熱部で前記処理流体を加熱するとともに、前記加熱部に供給される前記処理流体の流量を調整する工程と、
     を含む処理流体供給方法。
  9.  処理流体供給源から供給された気体状態の処理流体を、供給ラインに設けられるフィルタに通流させて濾過する工程と、
     前記フィルタを通流した前記処理流体を、前記供給ラインに設けられる冷却部で冷却して液体状態にする工程と、
     液体状態の前記処理流体をポンプで基板処理装置に圧送しつつ、前記供給ラインにおける前記ポンプの下流側から分岐する戻しラインに通液する工程と、
     前記戻しラインから前記供給ラインにおける前記フィルタの上流側に戻される前記処理流体を、前記フィルタに通流させる前に加熱する工程と、
     を含む処理流体供給方法。
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