WO2025220490A1 - 流体供給装置、基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

流体供給装置、基板処理装置及び基板処理方法

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WO2025220490A1
WO2025220490A1 PCT/JP2025/013456 JP2025013456W WO2025220490A1 WO 2025220490 A1 WO2025220490 A1 WO 2025220490A1 JP 2025013456 W JP2025013456 W JP 2025013456W WO 2025220490 A1 WO2025220490 A1 WO 2025220490A1
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WO
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flow rate
supply
fluid
supply line
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/013456
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English (en)
French (fr)
Inventor
幹雄 中島
貴大 林田
俊文 那須
翔太 梅▲崎▼
厚嗣 田中
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • This disclosure relates to a fluid supply device, a substrate processing device, and a substrate processing method.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which the flow rate of the processing fluid supplied into the processing vessel is adjusted by controlling a backpressure valve installed in the circulation line.
  • This disclosure provides technology that can improve the accuracy of flow rate control of processing fluids.
  • a fluid supply device is a fluid supply device that supplies a processing fluid to a processing space of a processing unit having a processing space capable of accommodating a substrate whose surface is wetted with a liquid, and includes a supply line connected to the processing unit, a pressurizing unit provided in the supply line to increase the pressure of the processing fluid flowing through the supply line, a supply flow rate measuring unit provided in the supply line on the secondary side of the pressurizing unit, and a supply flow rate adjusting unit provided in the supply line on the secondary side of the supply flow rate measuring unit.
  • This disclosure makes it possible to improve the accuracy of flow rate control of processing fluids.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a substrate processing apparatus having a piping configuration according to the first example.
  • FIG. 3 is a diagram (1) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram (2) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram (3) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram (4) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram (5) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram (6) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a substrate processing apparatus having a piping configuration according to the second example.
  • FIG. 9 is a diagram showing a substrate processing apparatus having a piping configuration according to the second example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a substrate processing apparatus having a piping configuration according to the third example.
  • FIG. 11 is a diagram (1) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram (2) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 13 is a diagram (3) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram (4) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram (5) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 16 is a diagram (6) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 17 is a diagram (7) showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing a substrate processing apparatus having a piping configuration according to the fourth example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the substrate processing apparatus 100 according to an embodiment.
  • the substrate processing apparatus 100 has a processing unit 110, a fluid supply unit 120, a discharge unit 130, and a control unit 140.
  • the processing unit 110 has a processing space capable of accommodating a substrate whose surface is wetted with liquid.
  • the processing unit 110 is connected to a fluid supply device 120 and a discharge unit 130.
  • the fluid supply device 120 supplies processing fluid from a processing fluid supply source S11 to the processing unit 110.
  • the fluid supply device 120 has a supply line 121, a pressurizing unit 122, a supply flow rate measuring unit 123, a supply flow rate adjusting unit 124, a heating unit 125, an opening/closing unit 126, a first circulation unit 127, a pressure adjusting unit 128, and a second circulation unit 129.
  • the supply line 121 connects the processing fluid supply source S11 and the processing unit 110.
  • the supply line 121 supplies the processing fluid from the processing fluid supply source S11 to the processing unit 110.
  • the pressurizing unit 122 is provided in the supply line 121.
  • the pressurizing unit 122 increases the pressure of the treatment fluid flowing through the supply line 121.
  • the pressurizing unit 122 is, for example, a pump.
  • the pressurizing unit 122 may also be a pressurized tank.
  • the supply flow rate measuring unit 123 is provided on the secondary side of the pressurizing unit 122 in the supply line 121.
  • the supply flow rate measuring unit 123 measures the supply flow rate of the treatment fluid flowing through the supply line 121.
  • the supply flow rate measuring unit 123 is, for example, a pressure-controlled flow meter.
  • the supply flow rate measuring unit 123 may also be a mass flow meter.
  • the supply flow rate adjustment unit 124 is provided on the secondary side of the supply flow rate measurement unit 123 in the supply line 121.
  • the supply flow rate adjustment unit 124 adjusts the supply flow rate of the treatment fluid flowing through the supply line 121 based on the supply flow rate of the treatment fluid measured by the supply flow rate measurement unit 123.
  • the supply flow rate adjustment unit 124 includes, for example, a back pressure valve.
  • the heating unit 125 is provided on the secondary side of the supply flow rate adjustment unit 124 in the supply line 121.
  • the heating unit 125 heats the treatment fluid flowing through the supply line 121.
  • the heating unit 125 is, for example, a heater including a heater.
  • the opening/closing unit 126 is provided on the secondary side of the heating unit 125 in the supply line 121.
  • the opening/closing unit 126 may also be provided on the primary side of the heating unit 125 in the supply line 121.
  • the opening/closing unit 126 switches the flow of the treatment fluid on and off. When the opening/closing unit 126 is open, the treatment fluid flows to the secondary side, and when it is closed, the treatment fluid does not flow to the secondary side.
  • the opening/closing unit 126 includes, for example, an opening/closing valve.
  • the first circulation section 127 branches off from the supply line 121 at a position between the pressurizing section 122 and the supply flow rate measuring section 123, and merges with the supply line 121 at a position on the primary side of the pressurizing section 122.
  • the first circulation section 127 circulates the treatment fluid from the secondary side of the pressurizing section 122 to the primary side of the pressurizing section 122.
  • the pressure adjustment unit 128 is provided in the first circulation unit 127.
  • the pressure adjustment unit 128 maintains the pressure on the primary side of the supply flow rate measurement unit 123 at a set pressure.
  • the pressure adjustment unit 128 includes, for example, a back pressure valve.
  • the second circulation section 129 branches off from the supply line 121 at a position between the heating section 125 and the opening/closing section 126, and joins the supply line 121 at a position on the primary side of the pressurizing section 122.
  • the second circulation section 129 circulates the treatment fluid from the secondary side of the heating section 125 to the primary side of the pressurizing section 122.
  • the second circulation section 129 may branch off from the supply line 121 at a position between the supply flow rate adjustment section 124 and the opening/closing section 126, and joins the supply line 121 at a position on the primary side of the pressurizing section 122.
  • the discharge section 130 discharges the processing fluid from the processing section 110.
  • the control unit 140 is an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the control unit 140 executes the various control operations described in this specification by executing instruction codes stored in memory or by being a circuit designed for a specific application.
  • the supply flow rate measuring unit 123 and the supply flow rate adjusting unit 124 are provided in series in this order on the supply line 121. This improves the accuracy of flow rate control of the processing fluid supplied to the processing unit 11.
  • FIG. 2 is a diagram showing the substrate processing apparatus 10 having the piping configuration according to the first example.
  • the substrate processing apparatus 10 has a processing section 11, a fluid supply device 12, a discharge section 13, and a control section 14.
  • the processing section 11, the fluid supply device 12, the discharge section 13, and the control section 14 correspond to the processing section 110, the fluid supply device 120, the discharge section 130, and the control section 140 in FIG. 1, respectively.
  • the processing unit 11 has a processing vessel 11a and a holding unit 11b.
  • the processing vessel 11a is a vessel having a processing space formed therein that can accommodate a substrate W. In the processing space, a substrate having, for example, a liquid film formed thereon is processed.
  • the substrate W is, for example, a semiconductor wafer.
  • the holding unit 11b is provided inside the processing vessel 11a.
  • the holding unit 11b holds the substrate W horizontally.
  • the holding unit 11b is, for example, configured integrally with the processing vessel 11a.
  • the holding unit 11b may also be a holding plate configured separately from the processing vessel 11a.
  • the processing unit 11 may also have a temperature sensor and a pressure sensor.
  • the fluid supply device 12 has a supply line L11, a branch line L12, a first circulation line L13, a second circulation line L14, and a depressurization line L15.
  • the supply line L11 connects the processing fluid supply source S11 and the processing vessel 11a.
  • the supply line L11 supplies the processing fluid from the processing fluid supply source S11 into the processing vessel 11a.
  • the processing fluid is, for example, carbon dioxide (CO 2 ) in a gaseous or liquid state.
  • the supply line L11 corresponds to the supply line 121 in FIG. 1.
  • the supply line L11 is provided with, in order from the upstream side, a pump P11, a supply flow rate measurement unit M11, a back pressure valve BV11, a pressure sensor PS11c, a heater HE11, and an on-off valve V11.
  • the supply line L11 may be provided with a line heater for heating the supply line L11.
  • On-off valves, orifices, filters, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the supply line L11.
  • Pump P11 sends the treatment fluid to the secondary side of supply line L11. Pump P11 corresponds to pressurizing section 122 in Figure 1.
  • the supply flow rate measurement unit M11 includes a pressure sensor PS11a, an orifice OR11, and a pressure sensor PS11b.
  • Pressure sensor PS11a is provided on the primary side of orifice OR11. Pressure sensor PS11a is provided in supply line L11 between pump P11 and orifice OR11. Pressure sensor PS11a measures the pressure on the primary side of orifice OR11. Pressure sensor PS11a is an example of a first pressure sensor.
  • the orifice OR11 serves to reduce the flow rate of the processing fluid flowing through the supply line L11 and adjust the pressure.
  • the orifice OR11 passes the processing fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • the orifice OR11 is an example of a first restriction.
  • Pressure sensor PS11b is provided on the secondary side of orifice OR11. Pressure sensor PS11b is provided in supply line L11 between orifice OR11 and back pressure valve BV11. Pressure sensor PS11b measures the pressure on the secondary side of orifice OR11. Pressure sensor PS11b is an example of a second pressure sensor.
  • the supply flow rate measuring unit M11 calculates the supply flow rate of the process fluid based on the difference between the first pressure P1 measured by pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by pressure sensor PS11b.
  • the process fluid flowing through the supply flow rate measuring unit M11 is, for example, liquid carbon dioxide.
  • the orifice OR11 is located in the area where the liquid process fluid flows.
  • the relationship between the flow rate and the differential pressure is a quadratic function, allowing the supply flow rate of the process fluid to be measured with high accuracy. It also prevents changes in the temperature of the process fluid due to adiabatic expansion.
  • the supply flow rate measuring unit M11 corresponds to the supply flow rate measuring unit 123 in Figure 1.
  • the supply flow rate measurement unit M11 calculates the supply flow rate Q of the treatment fluid flowing through the supply line L11 using, for example, equation (1).
  • Cd is the flow coefficient
  • the flow coefficient Cd can be calculated, for example, by circulating the treatment fluid within the treatment vessel 11a under specified conditions, using equation (2) once the first pressure P1, second pressure P2, and the discharge flow rate of the treatment fluid measured by the flow meter F16 have stabilized.
  • Qs Cd ⁇ ( ⁇ Ps) 1/2 ...(2)
  • Qs is the discharge flow rate of the process fluid measured by the flow meter F16 at the time when the first pressure P1, the second pressure P2, and the discharge flow rate of the process fluid measured by the flow meter F16 become stable.
  • the back pressure valve BV11 adjusts the valve opening to allow the process fluid to flow to the secondary side, thereby maintaining the pressure on the primary side at the set pressure.
  • the set pressure of the back pressure valve BV11 is adjusted, for example, based on the supply flow rate of the process fluid measured by the supply flow rate measurement unit M11.
  • the set pressure of the back pressure valve BV11 is adjusted, for example, by the control unit 14.
  • the back pressure valve BV11 corresponds to the supply flow rate adjustment unit 124 in Figure 1.
  • Pressure sensor PS11c is provided on the secondary side of the back pressure valve BV11. Pressure sensor PS11c is provided in the supply line L11 between the back pressure valve BV11 and the heater HE11. Pressure sensor PS11c measures the pressure on the secondary side of the back pressure valve BV11.
  • the heater HE11 is provided on the primary side of the on-off valve V11 in the supply line L11.
  • the heater HE11 heats and vaporizes the treatment fluid flowing through the supply line L11, and supplies gas at a predetermined temperature to the secondary side.
  • the predetermined temperature is, for example, 40°C to 120°C.
  • the heater HE11 corresponds to the heating section 125 in Figure 1.
  • the on-off valve V11 is provided on the secondary side of the heater HE11 in the supply line L11.
  • the on-off valve V11 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V11 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the on-off valve V11 corresponds to the on-off unit 126 in Figure 1.
  • the branch line L12 branches off from the supply line L11 between the heater HE11 and the on-off valve V11 and merges with the supply line L11 on the secondary side of the on-off valve V11.
  • the branch line L12 supplies the treatment fluid vaporized in the heater HE11 into the treatment vessel 11a.
  • the branch line L12 is provided with an on-off valve V12 and an orifice OR12, in that order from upstream to downstream.
  • the on-off valve V12 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V12 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the orifice OR12 serves to reduce the flow rate of the treatment fluid flowing through the branch line L12 and adjust the pressure.
  • the orifice OR12 sends the pressure-adjusted treatment fluid to the secondary side.
  • the first circulation line L13 branches off from the supply line L11 at a position between the pump P11 and the supply flow rate measurement unit M11 and merges with the supply line L11 at the primary side of the pump P11.
  • the first circulation line L13 circulates the treatment fluid from the secondary side of the pump P11 to the primary side of the pump P11.
  • the first circulation line L13 corresponds to the first circulation unit 127 in Figure 1.
  • a back pressure valve BV13 is provided in the first circulation line L13. Open/close valves, orifices, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the first circulation line L13.
  • the back pressure valve BV13 adjusts the valve opening to allow the process fluid to flow to the primary side of the pump P11, thereby maintaining the pressure on the secondary side of the pump P11 at the set pressure.
  • the set pressure of the back pressure valve BV13 is adjusted, for example, by the control unit 14.
  • the back pressure valve BV13 corresponds to the pressure adjustment unit 128 in Figure 1.
  • the second circulation line L14 branches off from the supply line L11 between the heater HE11 and the on-off valve V11 and joins the supply line L11 at the primary side of the pump P11.
  • the second circulation line L14 corresponds to the second circulation section 129 in Figure 1.
  • An on-off valve V14 is provided in the second circulation line L14.
  • On-off valves, orifices, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the second circulation line L14.
  • the on-off valve V14 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V14 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the depressurization line L15 branches off from the supply line L11 at a position between the heater HE11 and the on-off valve V11.
  • the depressurization line L15 discharges the treated fluid from the supply line L11.
  • the depressurization line L15 is equipped with, from upstream to downstream, an on-off valve V15 and an orifice OR15.
  • the on-off valve V15 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V15 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the orifice OR15 serves to reduce the flow rate of the treatment fluid flowing through the depressurization line L15 and adjust the pressure.
  • the orifice OR15 sends the treatment fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • the discharge section 13 has a discharge line L16.
  • the discharge line L16 is connected to the processing vessel 11a.
  • the discharge line L16 is provided with, in order from the upstream side, a pressure sensor PS16, a flow meter F16, a back pressure valve BV16, and an on-off valve V16.
  • the discharge line L16 may also be provided with a line heater that heats the discharge line L16.
  • On-off valves, orifices, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the discharge line L16.
  • Pressure sensor PS16 measures the pressure of the processing fluid flowing through discharge line L16 immediately after processing vessel 11a. This allows the pressure inside processing vessel 11a to be measured.
  • the flow meter F16 measures the discharge flow rate of the treatment fluid flowing through the discharge line L16.
  • the output of the flow meter F16 is sent to the control unit 14.
  • the flow meter F16 is, for example, a mass flow meter.
  • the back pressure valve BV16 adjusts the valve opening to allow the process fluid to flow to the secondary side, thereby maintaining the pressure on the primary side at the set pressure.
  • the set pressure of the back pressure valve BV16 is adjusted by the control unit 14 based on the output of the pressure sensor PS16.
  • the on-off valve V16 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V16 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the control unit 14 is, for example, a computer.
  • the control unit 14 includes an arithmetic unit 14a and a memory unit 14b.
  • the memory unit 14b stores programs that control the various processes executed in the substrate processing apparatus 10.
  • the arithmetic unit 14a controls the operation of the substrate processing apparatus 10 by reading and executing the programs stored in the memory unit 14b.
  • the programs may be recorded on a computer-readable storage medium and installed from that storage medium into the memory unit 14b of the control unit 14. 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.
  • HD hard disk
  • FD flexible disk
  • CD compact disk
  • MO magnetic optical disk
  • the control unit 14 receives measurement signals from various sensors (pressure sensor PS11a, pressure sensor PS11b, pressure sensor PS11c, pressure sensor PS16, flow meter F16, etc.) and sends control signals to various functional elements.
  • the control signals include, for example, open/close signals for on-off valves V11, V12, V14, V15, and V16, set pressure signals for back pressure valves BV11, BV13, and BV16, and set temperature signals for heater HE11.
  • FIGS 3 to 8 are diagrams showing the operation of the substrate processing apparatus 10 of Figure 2.
  • the substrate processing method described below is automatically executed under the control of the control unit 14, based on the processing recipe and control program stored in the memory unit 14b.
  • the substrate W is already contained in the processing vessel 11a.
  • the substrate W has been subjected to a cleaning process, and is held in the holder 11b with the recesses of the surface pattern filled with isopropyl alcohol (IPA).
  • IPA isopropyl alcohol
  • the heater HE11 is set to a first temperature, e.g., 120° C.
  • the on-off valve V14 is opened, and the on-off valves V11, V12, V15, and V16 are closed.
  • the treatment fluid from the treatment fluid supply source S11 circulates through the supply line L11, the second circulation line L14, and the supply line L11 in this order.
  • the treatment fluid is heated in the heater HE11 in the supply line L11.
  • the temperatures of the supply line L11 and the second circulation line L14 approach the first temperature.
  • the control unit 14 receives output from the supply flow rate measurement unit M11 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV11 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M11 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS11b.
  • ⁇ Supply preparation process> 4 in the supply preparation step, the on-off valve V14 is switched from an open state to a closed state, and the on-off valve V15 is switched from a closed state to an open state. This stops the circulation of the processing fluid through the second circulation line L14, and the processing fluid in the supply line L11 is discharged through the depressurization line L15. This reduces the pressure in the supply line L11. In this case, high-pressure processing fluid is prevented from being supplied into the processing vessel 11a immediately after the on-off valve V12 is opened. This prevents the processing fluid from being supplied to the substrate W at high speed, thereby preventing pattern collapse.
  • the supply preparation step is terminated, and the first pressurization step is initiated.
  • the control unit 14 receives output from the supply flow rate measurement unit M11 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV11 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M11 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS11b.
  • ⁇ First pressure increase step> As shown in FIG. 5 , in the first pressurization step, the on-off valve V12 is switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S11 is heated to a first temperature by the heater HE11 and supplied into the processing vessel 11a via the branch line L12, to which the on-off valve V12 is attached. Therefore, the processing fluid at the first temperature is supplied into the processing vessel 11a.
  • the on-off valve V15 is open, so a portion of the processing fluid from the processing fluid supply source S11 is discharged through the depressurization line L15.
  • the on-off valve V16 is closed, so no processing fluid flows out of the processing vessel 11a. Therefore, the pressure in the processing vessel 11a gradually increases. As a result, pattern collapse can be suppressed.
  • the first pressurization step is terminated and the second pressurization step is initiated.
  • the control unit 14 receives output from the supply flow rate measurement unit M11 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV11 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M11 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS11b.
  • ⁇ Second pressure increase step> As shown in FIG. 6 , in the second pressurization step, the on-off valve V15 is switched from an open state to a closed state, and the on-off valve V11 is switched from a closed state to an open state.
  • the processing fluid from the processing fluid supply source S11 is heated to a first temperature by the heater HE11 and supplied into the processing vessel 11a via the supply line L11, which is provided with the on-off valve V11, and the branch line L12, which is provided with the on-off valve V12. Therefore, the processing fluid at the first temperature is supplied into the processing vessel 11a at a flow rate greater than that in the first pressurization step.
  • the on-off valve V16 is closed, so the processing fluid does not flow out of the processing vessel 11a. Therefore, the pressure in the processing vessel 11a gradually increases.
  • the processing fluid is pressurized at a larger flow rate than in the first pressurization step, and therefore the pressurization rate is faster than in the first pressurization step. This reduces the time required for pressurization.
  • the pressure of the processing fluid supplied into the processing vessel 11a is lower than the critical pressure. Therefore, the processing fluid is supplied into the processing vessel 11a in a gaseous state. Thereafter, as the processing vessel 11a is filled with the processing fluid, the pressure inside the processing vessel 11a increases, and when the pressure inside the processing vessel 11a exceeds the critical pressure, the processing fluid present in the processing vessel 11a enters a supercritical state. When the pressure inside the processing vessel 11a reaches the processing pressure, the second pressurization step ends and the circulation step begins.
  • control unit 14 receives output from the pressure sensor PS16 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the pressure inside the processing vessel 11a gradually increases at a predetermined rate.
  • the on-off valve V16 is switched from a closed state to an open state.
  • the processing fluid from the processing fluid supply source S11 is supplied into the processing vessel 11a via a supply line L11 provided with the on-off valve V11 and a branch line L12 provided with the on-off valve V12, and is discharged from the processing vessel 11a via a discharge line L16.
  • IPA is replaced with the processing fluid in the recesses of the pattern on the substrate W in the processing vessel 11a.
  • the circulation step is terminated and the depressurization step is initiated.
  • the control unit 14 receives output from the supply flow rate measurement unit M11 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV11 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M11 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS11b.
  • the control unit 14 also receives the output from the pressure sensor PS16 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV16 so that the pressure inside the processing vessel 11a is maintained at the processing pressure.
  • ⁇ Decompression step> 8 in the depressurization step, the on-off valves V11 and V12 are switched from an open state to a closed state. As a result, the processing fluid remaining in the processing vessel 11a is discharged through the discharge line L16. When the pressure in the processing vessel 11a becomes lower than the critical pressure of the processing fluid, the processing fluid in a supercritical state vaporizes and desorbs from the surface of the substrate W. This completes the drying process for one substrate W.
  • the on-off valve V14 is switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S11 circulates through the supply line L11, the second circulation line L14, and the supply line L11 in this order.
  • the control unit 14 receives output from the supply flow rate measurement unit M11 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV11 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV11 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M11 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS11a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS11b.
  • the control unit 14 also receives the output from the pressure sensor PS16 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV16 so that the pressure inside the processing vessel 11a gradually changes at a predetermined rate.
  • the supply flow rate measuring unit M11 and the back pressure valve BV11 are provided in series in this order on the supply line L11. This improves the accuracy of flow rate control of the processing fluid supplied to the processing unit 11.
  • the primary and secondary sides of the back pressure valve BV11 are always filled with liquid processing fluid. This makes it difficult for a pressure difference to occur inside the back pressure valve BV11. As a result, particle generation can be reduced.
  • the substrate processing apparatus 10 is configured so that pressure is always applied to the primary side of the back pressure valve BV11 and processing fluid can be supplied to the secondary side during the standby process, supply preparation process, first pressurization process, second pressurization process, circulation process, and depressurization process. This prevents the seal portion of the back pressure valve BV11 from becoming jammed. As a result, the initial operation of the back pressure valve BV11 is improved.
  • FIG. 9 is a diagram showing the substrate processing apparatus 20 having the piping configuration according to the second example.
  • Substrate processing apparatus 20 differs from substrate processing apparatus 10 in that it is equipped with a fluid supply device 22 instead of fluid supply device 12. Other configurations may be similar to those of substrate processing apparatus 10. The following description will focus on the configurations that differ from substrate processing apparatus 10.
  • the fluid supply device 22 has a supply line L11, a branch line L12, a first circulation line L13, a second circulation line L14, and a depressurization line L15.
  • the supply line L11 is provided with, in order from the upstream side, a pump P11, a supply flow rate measuring unit M21, a back pressure valve BV11, a pressure sensor PS11c, a heater HE11, and an on-off valve V11.
  • the supply flow rate measurement unit M21 includes a first supply line L21a and a second supply line L21b.
  • the first supply line L21a is part of the supply line L11.
  • the first supply line L21a is provided with, in order from upstream, a pressure sensor PS21a, an on-off valve V21a, an orifice OR21a, and a pressure sensor PS21b.
  • Pressure sensors PS21a and PS21b may have the same configuration as pressure sensors PS11a and PS11b, respectively.
  • the on-off valve V21a is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V21a is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the orifice OR21a serves to reduce the flow rate of the processing fluid flowing through the first supply line L21a and adjust the pressure.
  • the orifice OR21a passes the processing fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • the orifice OR21a is an example of a first restriction.
  • the second supply line L21b is arranged in parallel with the first supply line L21a.
  • the second supply line L21b branches off from the first supply line L21a between the pump P11 and the pressure sensor PS21a and merges with the first supply line L21a between the pressure sensor PS21b and the back pressure valve BV11.
  • the second supply line L21b is provided with an on-off valve V21b and an orifice OR21b, in that order from upstream.
  • the on-off valve V21b is provided in parallel with the on-off valve V21a.
  • the on-off valve V21b is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V21b is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • Orifice OR21b is arranged in parallel with orifice OR21a.
  • Orifice OR21b serves to reduce the flow rate of the processing fluid flowing through the second supply line L21b and adjust the pressure.
  • Orifice OR21b passes the processing fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • Orifice OR21b is an example of a second restriction.
  • the substrate processing apparatus 20 achieves the same effects as the substrate processing apparatus 10.
  • a second supply line L21b is provided in parallel to the first supply line L21a.
  • An on-off valve V21a and an orifice OR21a are provided in the first supply line L21a, and an on-off valve V21b and an orifice OR21b are provided in the second supply line L21b.
  • the adjustment range of the supply flow rate of the processing fluid can be increased.
  • a substrate processing apparatus 30 having a piping configuration according to a third example will be described as an example of the substrate processing apparatus 100.
  • Fig. 10 is a diagram showing the substrate processing apparatus 30 having the piping configuration according to the third example.
  • Substrate processing apparatus 30 has a processing section 31, a fluid supply device 32, a discharge section 33, and a control section 34.
  • Processing section 31, fluid supply device 32, discharge section 33, and control section 34 correspond to processing section 110, fluid supply device 120, discharge section 130, and control section 140 in FIG. 1, respectively.
  • Processing section 31 may have the same configuration as processing section 11.
  • Processing section 31 has a processing container 31a and a holding section 31b.
  • the fluid supply device 32 has a supply line L31, a branch line L32, a first circulation line L33, and a second circulation line L34.
  • the supply line L31 connects the treatment fluid supply source S31 and the treatment vessel 31a.
  • the supply line L31 supplies the treatment fluid from the treatment fluid supply source S31 into the treatment vessel 31a.
  • the treatment fluid is, for example, carbon dioxide in a gaseous or liquid state.
  • the supply line L31 corresponds to the supply line 121 in FIG. 1.
  • the supply line L31 is provided with, from upstream to downstream, a pump P31, a supply flow rate measurement unit M31, a back pressure valve BV31, a pressure sensor PS31c, an on-off valve V31a, an orifice OR31b, a heater HE31, and an on-off valve V31b.
  • the supply line L31 may be provided with a line heater that heats the supply line L31.
  • On-off valves, orifices, filters, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the supply line L31.
  • Pump P31 may have the same configuration as pump P11. Pump P31 corresponds to pressurizing section 122 in Figure 1.
  • the supply flow rate measuring unit M31 may have the same configuration as the supply flow rate measuring unit M11.
  • the supply flow rate measuring unit M31 includes a pressure sensor PS31a, an orifice OR31a, and a pressure sensor PS31b.
  • the pressure sensor PS31a is an example of a first pressure sensor.
  • the orifice OR31a is an example of a first restriction.
  • the pressure sensor PS31b is an example of a second pressure sensor.
  • the supply flow rate measuring unit M31 corresponds to the supply flow rate measuring unit 123 in Figure 1.
  • the back pressure valve BV31 may have the same configuration as the back pressure valve BV11.
  • the back pressure valve BV31 corresponds to the supply flow rate adjustment unit 124 in Figure 1.
  • Pressure sensor PS31c is provided on the secondary side of back pressure valve BV31. Pressure sensor PS31c is provided in supply line L31 between back pressure valve BV31 and on-off valve V31a. Pressure sensor PS31c measures the pressure on the secondary side of back pressure valve BV31.
  • the on-off valve V31a is provided on the primary side of the heater HE31 in the supply line L31.
  • the on-off valve V31a is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V31a is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the on-off valve V31a corresponds to the on-off unit 126 in Figure 1.
  • Orifice OR31b serves to reduce the flow rate of the treatment fluid flowing through supply line L31 and adjust the pressure. Orifice OR31b sends the pressure-adjusted treatment fluid to the secondary side.
  • the heater HE31 is provided on the secondary side of the on-off valve V31a in the supply line L31.
  • the heater HE31 heats and vaporizes the treatment fluid flowing through the supply line L31, and supplies gas at a first temperature to the secondary side.
  • the first temperature may be 40°C to 90°C.
  • the first temperature is 80°C.
  • the heater HE31 corresponds to the heating section 125 in Figure 1.
  • the on-off valve V31b is provided on the secondary side of the heater HE31 in the supply line L31.
  • the on-off valve V31b is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V31b is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • Branch line L32 branches off from supply line L31 between orifice OR31b and heater HE31 and merges with supply line L31 on the secondary side of shut-off valve V31b. From upstream to downstream, branch line L32 is equipped with heater HE32 and shut-off valve V32.
  • Heater HE32 is provided in parallel with heater HE31. Heater HE32 heats and vaporizes the treatment fluid flowing through branch line L32, and supplies gas at a second temperature to the secondary side.
  • the second temperature is higher than the first temperature.
  • the second temperature may be 100°C to 120°C.
  • the second temperature is, for example, 120°C.
  • Heater HE32 corresponds to heating section 125 in Figure 1.
  • the on-off valve V32 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V32 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the first circulation line L33 may have a configuration similar to that of the first circulation line L13.
  • the first circulation line L33 corresponds to the first circulation section 127 in Figure 1.
  • a back pressure valve BV33 is provided in the first circulation line L33. Opening and closing valves, orifices, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the first circulation line L33.
  • Back pressure valve BV33 may have the same configuration as back pressure valve BV13. Back pressure valve BV33 corresponds to pressure adjustment unit 128 in Figure 1.
  • the second circulation line L34 branches off from the supply line L31 between the back pressure valve BV31 and the on-off valve V31a, and merges with the supply line L31 at a position on the primary side of the pump P31.
  • the second circulation line L34 corresponds to the second circulation section 129 in Figure 1.
  • the second circulation line L34 is provided with, from upstream to downstream, an orifice OR34 and an on-off valve V34. On-off valves, orifices, temperature sensors, and pressure sensors may also be provided at various positions on the second circulation line L34.
  • the orifice OR34 serves to reduce the flow rate of the treatment fluid flowing through the second circulation line L34 and adjust the pressure.
  • the orifice OR34 sends the treatment fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • the on-off valve V34 is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V34 is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the discharge section 33 may have the same configuration as the discharge section 13.
  • the discharge section 33 has a discharge line L36.
  • a pressure sensor PS36, a flow meter F36, a back pressure valve BV36, and an on-off valve V36 are provided in this order from the upstream side.
  • the control unit 34 may have the same configuration as the control unit 14.
  • the control unit 34 includes a calculation unit 34a and a memory unit 34b.
  • the control unit 34 receives measurement signals from various sensors (pressure sensor PS31a, pressure sensor PS31b, pressure sensor PS31c, pressure sensor PS36, flow meter F36, etc.) and sends control signals to various functional elements.
  • the control signals include, for example, open/close signals for on-off valves V31a, V31b, V32, V34, and V36, set pressure signals for back pressure valves BV31, BV33, and BV36, and set temperature signals for heaters HE31 and HE32.
  • FIGS 11 to 17 are diagrams showing the operation of the substrate processing apparatus 30 of Figure 10.
  • the substrate processing method described below is automatically performed under the control of the control unit 34, based on the processing recipe and control program stored in the memory unit 34b.
  • the substrate W is already contained in the processing vessel 31a.
  • the substrate W has been subjected to a cleaning process, and is held in the holder 31b with the recesses of the surface pattern filled with IPA.
  • the set temperature of the heater HE31 is set to a first temperature, for example, 80° C.
  • the set temperature of the heater HE32 is set to a second temperature, for example, 120° C.
  • the on-off valve V34 is opened, and the on-off valves V31a, V31b, V32, and V36 are closed.
  • the processing fluid from the processing fluid supply source S31 circulates through the supply line L31, the second circulation line L34, and the supply line L31 in this order.
  • the control unit 34 receives output from the supply flow rate measurement unit M31 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV31 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M31 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS31a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS31b.
  • ⁇ Supply preparation process> 12 in the supply preparation step, the on-off valve V34 is maintained in an open state, and the on-off valves V31a, V31b, V32, and V36 are maintained in a closed state.
  • the supply preparation step is ended, and the first pressurization step is started.
  • control unit 34 receives the output from the pressure sensor PS31c and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the pressure on the secondary side of the back pressure valve BV31 becomes a preset pressure.
  • ⁇ First pressure increase step> As shown in FIG. 13 , in the first pressurization step, the on-off valves V31a and V31b are switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S31 is heated to a first temperature by the heater HE31 and supplied into the processing vessel 31a.
  • the on-off valve V34 is open, and a portion of the processing fluid from the processing fluid supply source S31 is returned to the primary side of the pump P31 in the supply line L31 via the second circulation line L34.
  • the on-off valve V36 is closed, and no processing fluid flows out of the processing vessel 31a. Therefore, the pressure within the processing vessel 31a gradually increases. As a result, pattern collapse can be suppressed.
  • the first pressurization step is terminated and the second pressurization step is initiated.
  • control unit 34 receives the output from the pressure sensor PS31c and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the pressure on the secondary side of the back pressure valve BV31 becomes a preset pressure.
  • ⁇ Second pressure increase step> As shown in FIG. 14 , in the second pressurization step, the on-off valve V34 is switched from an open state to a closed state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S31 is heated to a first temperature by the heater HE31 and supplied into the processing vessel 31a. In the second pressurization step, the on-off valve V36 is closed, so the processing fluid does not flow out of the processing vessel 31a. Therefore, the pressure inside the processing vessel 31a gradually increases. In the second pressurization step, the on-off valve V34 is closed, so the processing fluid from the processing fluid supply source S31 does not flow into the second circulation line L34.
  • the processing fluid is pressurized at a larger flow rate than in the first pressurization step, allowing for a faster pressurization rate.
  • the third pressurization step is initiated.
  • control unit 34 receives output from the pressure sensor PS36 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the pressure inside the processing vessel 31a gradually increases at a predetermined rate.
  • ⁇ Third pressure increase step> As shown in FIG. 15 , in the third pressurization step, the on-off valve V31b is switched from an open state to a closed state, and the on-off valve V32 is switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S31 is heated to a second temperature by the heater HE32 and supplied into the processing vessel 31a. In the third pressurization step, the on-off valve V36 is closed, so the processing fluid does not flow out of the processing vessel 31a. Therefore, the pressure inside the processing vessel 31a gradually increases. In the third pressurization step, the on-off valve V34 is closed, so the processing fluid from the processing fluid supply source S31 does not flow into the second circulation line L34. Therefore, the processing fluid is pressurized at a larger flow rate than in the first pressurization step, and the pressurization rate can be increased.
  • the pressure of the processing fluid supplied into the processing vessel 31a is lower than the critical pressure. Therefore, the processing fluid is supplied into the processing vessel 31a in a gaseous state. Thereafter, as the processing vessel 31a is filled with the processing fluid, the pressure inside the processing vessel 31a increases, and when the pressure inside the processing vessel 31a exceeds the critical pressure, the processing fluid present in the processing vessel 31a enters a supercritical state. When the pressure inside the processing vessel 31a reaches the processing pressure, the third pressurization step ends and the circulation step begins.
  • control unit 34 receives output from the pressure sensor PS36 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the pressure inside the processing vessel 31a gradually increases at a predetermined rate.
  • ⁇ Distribution process> 16 in the circulation process, the on-off valve V36 is switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S31 is heated to a second temperature by the heater HE32, supplied into the processing vessel 31a, and discharged from the processing vessel 31a via the discharge line L36. In the circulation process, the IPA is replaced with the processing fluid in the recesses of the pattern on the substrate W in the processing vessel 31a. When the replacement of the IPA with the processing fluid in the recesses of the pattern is completed, the circulation process is terminated and the depressurization process is initiated.
  • the control unit 34 receives output from the supply flow rate measurement unit M31 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV31 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M31 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS31a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS31b.
  • the control unit 34 also receives the output from the pressure sensor PS36 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV36 so that the pressure inside the processing vessel 31a is maintained at the processing pressure.
  • ⁇ Decompression step> 17 in the depressurization step, the on-off valves V31a and V32 are switched from an open state to a closed state. As a result, the processing fluid remaining in the processing vessel 31a is discharged through the discharge line L36. When the pressure in the processing vessel 31a becomes lower than the critical pressure of the processing fluid, the processing fluid in a supercritical state vaporizes and desorbs from the surface of the substrate W. This completes the drying process for one substrate W.
  • the on-off valve V34 is switched from a closed state to an open state. As a result, the processing fluid from the processing fluid supply source S31 circulates through the supply line L31, the second circulation line L34, and the supply line L31 in this order.
  • the control unit 34 receives output from the supply flow rate measurement unit M31 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV31 so that the supply flow rate of the process fluid flowing through the primary side of the back pressure valve BV31 becomes a preset flow rate.
  • the output from the supply flow rate measurement unit M31 is the supply flow rate of the process fluid calculated based on, for example, the difference between the first pressure P1 measured by the pressure sensor PS31a and the second pressure P2 measured by the pressure sensor PS31b.
  • the control unit 34 also receives the output from the pressure sensor PS36 and adjusts the set pressure of the back pressure valve BV36 so that the pressure inside the processing vessel 31a gradually changes at a predetermined rate.
  • the supply flow rate measuring unit M31 and the back pressure valve BV31 are provided in series in this order on the supply line L31. This improves the accuracy of flow rate control of the processing fluid supplied to the processing unit 31.
  • the primary and secondary sides of the back pressure valve BV31 are always filled with liquid processing fluid. This makes it difficult for a pressure difference to occur inside the back pressure valve BV31. As a result, particle generation can be reduced.
  • pressure is always applied to the primary side of the back pressure valve BV31 during the standby process, supply preparation process, first pressurization process, second pressurization process, third pressurization process, circulation process, and depressurization process, allowing the processing fluid to be supplied to the secondary side.
  • This prevents the seal portion of the back pressure valve BV31 from becoming jammed.
  • the initial operation of the back pressure valve BV31 is improved.
  • FIG. 18 is a diagram showing the substrate processing apparatus 40 having the piping configuration according to the fourth example.
  • Substrate processing apparatus 40 differs from substrate processing apparatus 30 in that it is equipped with a fluid supply device 42 instead of fluid supply device 32.
  • Other configurations may be similar to those of substrate processing apparatus 30. The following description will focus on the configurations that differ from substrate processing apparatus 30.
  • the fluid supply device 42 has a supply line L31, a branch line L32, a first circulation line L33, and a second circulation line L34.
  • the supply line L31 is provided with, from upstream to downstream, a pump P31, a supply flow rate measuring unit M41, a back pressure valve BV31, a pressure sensor PS31c, an on-off valve V31a, an orifice OR31b, a heater HE31, and an on-off valve V31b.
  • the supply flow rate measurement unit M41 includes a first supply line L41a and a second supply line L41b.
  • the first supply line L41a is part of the supply line L41.
  • the first supply line L41a is provided with, in order from upstream, a pressure sensor PS41a, an on-off valve V41a, an orifice OR41a, and a pressure sensor PS41b.
  • Pressure sensor PS41a and pressure sensor PS41b may have the same configuration as pressure sensor PS31a and pressure sensor PS31b, respectively.
  • the on-off valve V41a is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V41a is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • the orifice OR41a serves to reduce the flow rate of the processing fluid flowing through the first supply line L41a and adjust the pressure.
  • the orifice OR41a passes the processing fluid with adjusted pressure to the secondary side.
  • the orifice OR41a is an example of a first restriction.
  • the second supply line L41b is arranged in parallel with the first supply line L41a.
  • the second supply line L41b branches off from the first supply line L41a between the pump P31 and the pressure sensor PS41a and merges with the first supply line L41a between the pressure sensor PS41b and the back pressure valve BV31.
  • the second supply line L41b is provided with an on-off valve V41b and an orifice OR41b, in that order from upstream.
  • the on-off valve V41b is provided in parallel with the on-off valve V41a.
  • the on-off valve V41b is a valve that switches the flow of the treatment fluid on and off. When the on-off valve V41b is open, it allows the treatment fluid to flow to the secondary side, and when it is closed, it does not allow the treatment fluid to flow to the secondary side.
  • Orifice OR41b is arranged in parallel with orifice OR41a. Orifice OR41b serves to reduce the flow rate of the processing fluid flowing through the second supply line L41b and adjust the pressure. Orifice OR41b sends the processing fluid with adjusted pressure to the secondary side. Orifice OR41b is an example of a second restriction.
  • the substrate processing apparatus 40 achieves the same effects as the substrate processing apparatus 30.
  • a second supply line L41b is provided in parallel to the first supply line L41a.
  • the first supply line L41a is provided with an on-off valve V41a and an orifice OR41a
  • the second supply line L41b is provided with an on-off valve V41b and an orifice OR41b.
  • the supply flow rate of the processing fluid can be adjusted over a wider range.
  • Processing unit 120 Fluid supply device 121 Supply line 122 Pressurizing unit 123 Supply flow rate measuring unit 124 Supply flow rate adjusting unit

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  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本開示の一態様による流体供給装置は、液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する処理部の前記処理空間に処理流体を供給する流体供給装置であって、前記処理部に接続される供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理流体の圧力を高める加圧部と、前記供給ラインにおける前記加圧部の二次側に設けられる供給流量測定部と、前記供給ラインにおける前記供給流量測定部の二次側に設けられる供給流量調整部と、を有する。

Description

流体供給装置、基板処理装置及び基板処理方法
　本開示は、流体供給装置、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
　超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる技術が知られている。特許文献１には、循環ラインに設けられた背圧弁を制御することで処理容器内に供給する処理流体の流量を調整する構成が開示されている。
特開２０２２－１０１０５３号公報
　本開示は、処理流体の流量制御の精度を向上できる技術を提供する。
　本開示の一態様による流体供給装置は、液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する処理部の前記処理空間に処理流体を供給する流体供給装置であって、前記処理部に接続される供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理流体の圧力を高める加圧部と、前記供給ラインにおける前記加圧部の二次側に設けられる供給流量測定部と、前記供給ラインにおける前記供給流量測定部の二次側に設けられる供給流量調整部と、を有する。
　本開示によれば、処理流体の流量制御の精度を向上できる。
図１は、実施形態に係る基板処理装置を示すブロック図である。 図２は、第１例に係る配管構成を有する基板処理装置を示す図である。 図３は、図２の基板処理装置の動作を示す図（１）である。 図４は、図２の基板処理装置の動作を示す図（２）である。 図５は、図２の基板処理装置の動作を示す図（３）である。 図６は、図２の基板処理装置の動作を示す図（４）である。 図７は、図２の基板処理装置の動作を示す図（５）である。 図８は、図２の基板処理装置の動作を示す図（６）である。 図９は、第２例に係る配管構成を有する基板処理装置を示す図である。 図１０は、第３例に係る配管構成を有する基板処理装置を示す図である。 図１１は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（１）である。 図１２は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（２）である。 図１３は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（３）である。 図１４は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（４）である。 図１５は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（５）である。 図１６は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（６）である。 図１７は、図１０の基板処理装置の動作を示す図（７）である。 図１８は、第４例に係る配管構成を有する基板処理装置を示す図である。
　以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
　〔基板処理装置〕
　図１を参照し、実施形態に係る基板処理装置１００について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１００を示すブロック図である。
　基板処理装置１００は、処理部１１０と、流体供給装置１２０と、排出部１３０と、制御部１４０とを有する。
　処理部１１０は、液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する。処理部１１０には、流体供給装置１２０及び排出部１３０が接続される。
　流体供給装置１２０は、処理流体供給源Ｓ１１から処理部１１０に処理流体を供給する。流体供給装置１２０は、供給ライン１２１と、加圧部１２２と、供給流量測定部１２３と、供給流量調整部１２４と、加熱部１２５と、開閉部１２６と、第１循環部１２７と、圧力調整部１２８と、第２循環部１２９とを有する。
　供給ライン１２１は、処理流体供給源Ｓ１１と処理部１１０とを接続する。供給ライン１２１は、処理流体供給源Ｓ１１から処理部１１０に処理流体を供給する。
　加圧部１２２は、供給ライン１２１に設けられる。加圧部１２２は、供給ライン１２１を流れる処理流体の圧力を高める。加圧部１２２は、例えばポンプである。加圧部１２２は、加圧タンクであってもよい。
　供給流量測定部１２３は、供給ライン１２１における加圧部１２２の二次側に設けられる。供給流量測定部１２３は、供給ライン１２１を流れる処理流体の供給流量を測定する。供給流量測定部１２３は、例えば圧力制御式流量計である。供給流量測定部１２３は、質量流量計であってもよい。
　供給流量調整部１２４は、供給ライン１２１における供給流量測定部１２３の二次側に設けられる。供給流量調整部１２４は、供給流量測定部１２３が測定する処理流体の供給流量に基づいて、供給ライン１２１を流れる処理流体の供給流量を調整する。供給流量調整部１２４は、例えば背圧弁を含む。
　加熱部１２５は、供給ライン１２１における供給流量調整部１２４の二次側に設けられる。加熱部１２５は、供給ライン１２１を流れる処理流体を加熱する。加熱部１２５は、例えばヒータを含む加熱器である。
　開閉部１２６は、供給ライン１２１における加熱部１２５の二次側に設けられる。開閉部１２６は、供給ライン１２１における加熱部１２５の一次側に設けられてもよい。開閉部１２６は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換える。開閉部１２６は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。開閉部１２６は、例えば開閉弁を含む。
　第１循環部１２７は、加圧部１２２と供給流量測定部１２３との間の位置で供給ライン１２１から分岐し、加圧部１２２の一次側の位置で供給ライン１２１に合流する。第１循環部１２７は、加圧部１２２の二次側から加圧部１２２の一次側に処理流体を循環させる。
　圧力調整部１２８は、第１循環部１２７に設けられる。圧力調整部１２８は、供給流量測定部１２３の一次側の圧力を設定圧力に維持する。圧力調整部１２８は、例えば背圧弁を含む。
　第２循環部１２９は、加熱部１２５と開閉部１２６との間の位置で供給ライン１２１から分岐し、加圧部１２２の一次側の位置で供給ライン１２１に合流する。第２循環部１２９は、加熱部１２５の二次側から加圧部１２２の一次側に処理流体を循環させる。開閉部１２６が加熱部１２５の一次側に設けられる場合、第２循環部１２９は、供給流量調整部１２４と開閉部１２６との間の位置で供給ライン１２１から分岐し、加圧部１２２の一次側の位置で供給ライン１２１に合流してもよい。
　排出部１３０は、処理部１１０から処理流体を排出する。
　制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電子回路である。制御部１４０は、メモリに格納された命令コードを実行することにより、又は特殊用途向けに回路設計されることにより、本願明細書に記載の各種制御動作を実行する。
　以上に説明したように、基板処理装置１００によれば、供給ライン１２１に供給流量測定部１２３及び供給流量調整部１２４がこの順に直列に設けられる。このため、処理部１１に供給される処理流体の流量制御の精度を向上できる。
　〔第１例に係る配管構成を有する基板処理装置〕
　図２を参照し、基板処理装置１００の一例として、第１例に係る配管構成を有する基板処理装置１０について説明する。図２は、第１例に係る配管構成を有する基板処理装置１０を示す図である。
　基板処理装置１０は、処理部１１と、流体供給装置１２と、排出部１３と、制御部１４とを有する。処理部１１、流体供給装置１２、排出部１３及び制御部１４は、それぞれ図１の処理部１１０、流体供給装置１２０、排出部１３０及び制御部１４０に相当する。
　処理部１１は、処理容器１１ａと、保持部１１ｂとを有する。処理容器１１ａは、基板Ｗを収容可能な処理空間が内部に形成された容器である。処理空間では、例えば液膜が形成された基板が処理される。基板Ｗは、例えば半導体ウエハである。保持部１１ｂは、処理容器１１ａの内部に設けられる。保持部１１ｂは、基板Ｗを水平に保持する。保持部１１ｂは、例えば処理容器１１ａと一体に構成される。保持部１１ｂは、処理容器１１ａと別体に構成される保持板であってもよい。処理部１１は、温度センサと、圧力センサとを有してもよい。
　流体供給装置１２は、供給ラインＬ１１と、分岐ラインＬ１２と、第１循環ラインＬ１３と、第２循環ラインＬ１４と、圧抜きラインＬ１５とを有する。
　供給ラインＬ１１は、処理流体供給源Ｓ１１と処理容器１１ａとを接続する。供給ラインＬ１１は、処理流体供給源Ｓ１１から処理容器１１ａ内に処理流体を供給する。処理流体は、例えば気体状態又は液体状態の二酸化炭素（ＣＯ２）である。供給ラインＬ１１は、図１の供給ライン１２１に相当する。供給ラインＬ１１には、上流側から順に、ポンプＰ１１、供給流量測定部Ｍ１１、背圧弁ＢＶ１１、圧力センサＰＳ１１ｃ、加熱器ＨＥ１１及び開閉弁Ｖ１１が設けられる。供給ラインＬ１１には、供給ラインＬ１１を加熱するラインヒータが設けられてもよい。供給ラインＬ１１の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、フィルタ、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　ポンプＰ１１は、処理流体を供給ラインＬ１１の二次側に送り出す。ポンプＰ１１は、図１の加圧部１２２に相当する。
　供給流量測定部Ｍ１１は、圧力センサＰＳ１１ａと、オリフィスＯＲ１１と、圧力センサＰＳ１１ｂとを含む。
　圧力センサＰＳ１１ａは、オリフィスＯＲ１１の一次側に設けられる。圧力センサＰＳ１１ａは、供給ラインＬ１１におけるポンプＰ１１とオリフィスＯＲ１１との間に設けられる。圧力センサＰＳ１１ａは、オリフィスＯＲ１１の一次側の圧力を測定する。圧力センサＰＳ１１ａは、第１圧力センサの一例である。
　オリフィスＯＲ１１は、供給ラインＬ１１を流れる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ＯＲ１１は、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。オリフィスＯＲ１１は、第１絞りの一例である。
　圧力センサＰＳ１１ｂは、オリフィスＯＲ１１の二次側に設けられる。圧力センサＰＳ１１ｂは、供給ラインＬ１１におけるオリフィスＯＲ１１と背圧弁ＢＶ１１との間に設けられる。圧力センサＰＳ１１ｂは、オリフィスＯＲ１１の二次側の圧力を測定する。圧力センサＰＳ１１ｂは、第２圧力センサの一例である。
　供給流量測定部Ｍ１１は、圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて処理流体の供給流量を算出する。供給流量測定部Ｍ１１を流れる処理流体は、例えば液体状態の二酸化炭素である。この場合、オリフィスＯＲ１１が液体状態の処理流体が流れる部分に位置する。このため、流量と差圧との関係が２次関数となり、高い精度で処理流体の供給流量を測定できる。また、断熱膨張により処理流体の温度が変化することを防止できる。供給流量測定部Ｍ１１は、図１の供給流量測定部１２３に相当する。
　供給流量測定部Ｍ１１は、例えば式（１）の計算式によって供給ラインＬ１１を流れる処理流体の供給流量Ｑを算出する。
　Ｑ＝Ｃｄ・（ΔＰ）１／２・・・（１）
　式（１）中、ΔＰは第１圧力Ｐ１から第２圧力Ｐ２を減じた値（ΔＰ＝Ｐ１－Ｐ２）であり、Ｃｄは流量係数である。
　流量係数Ｃｄは、例えば処理容器１１ａ内に所定の条件で処理流体を流通させ、第１圧力Ｐ１と、第２圧力Ｐ２と、流量計Ｆ１６が測定する処理流体の排出流量とが安定した時点で、式（２）の計算式によって算出できる。
　Ｑｓ＝Ｃｄ・（ΔＰｓ）１／２・・・（２）
　式（２）中、Ｑｓは第１圧力Ｐ１と、第２圧力Ｐ２と、流量計Ｆ１６が測定する処理流体の排出流量とが安定した時点における、流量計Ｆ１６が測定する処理流体の排出流量である。式（２）中、ΔＰｓは第１圧力Ｐ１と、第２圧力Ｐ２と、流量計Ｆ１６が測定する処理流体の排出流量とが安定した時点における、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧（ΔＰｓ＝Ｐ１－Ｐ２）である。
　背圧弁ＢＶ１１は、供給ラインＬ１１の一次側の圧力が設定圧力を超えた場合に弁開度を調整して二次側に処理流体を流すことにより、一次側の圧力を設定圧力に維持する。背圧弁ＢＶ１１の設定圧力は、例えば供給流量測定部Ｍ１１が測定する処理流体の供給流量に基づいて調整される。背圧弁ＢＶ１１の設定圧力は、例えば制御部１４により調整される。背圧弁ＢＶ１１は、図１の供給流量調整部１２４に相当する。
　圧力センサＰＳ１１ｃは、背圧弁ＢＶ１１の二次側に設けられる。圧力センサＰＳ１１ｃは、供給ラインＬ１１における背圧弁ＢＶ１１と加熱器ＨＥ１１との間に設けられる。圧力センサＰＳ１１ｃは、背圧弁ＢＶ１１の二次側の圧力を測定する。
　加熱器ＨＥ１１は、供給ラインＬ１１における開閉弁Ｖ１１の一次側に設けられる。加熱器ＨＥ１１は、供給ラインＬ１１を流れる処理流体を加熱して気化させ、所定の温度の気体を二次側に供給する。所定の温度は、例えば４０℃～１２０℃である。加熱器ＨＥ１１は、図１の加熱部１２５に相当する。
　開閉弁Ｖ１１は、供給ラインＬ１１における加熱器ＨＥ１１の二次側に設けられる。開閉弁Ｖ１１は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ１１は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。開閉弁Ｖ１１は、図１の開閉部１２６に相当する。
　分岐ラインＬ１２は、加熱器ＨＥ１１と開閉弁Ｖ１１との間の位置で供給ラインＬ１１から分岐し、開閉弁Ｖ１１の二次側の位置で供給ラインＬ１１に合流する。分岐ラインＬ１２は、加熱器ＨＥ１１で気化された処理流体を処理容器１１ａ内に供給する。分岐ラインＬ１２には、上流側から順に、開閉弁Ｖ１２及びオリフィスＯＲ１２が設けられる。
　開閉弁Ｖ１２は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ１２は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ１２は、分岐ラインＬ１２を流れる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ＯＲ１２は、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。
　第１循環ラインＬ１３は、ポンプＰ１１と供給流量測定部Ｍ１１との間の位置で供給ラインＬ１１から分岐し、ポンプＰ１１の一次側の位置で供給ラインＬ１１に合流する。第１循環ラインＬ１３は、ポンプＰ１１の二次側からポンプＰ１１の一次側に処理流体を循環させる。第１循環ラインＬ１３は、図１の第１循環部１２７に相当する。第１循環ラインＬ１３には、背圧弁ＢＶ１３が設けられる。第１循環ラインＬ１３の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　背圧弁ＢＶ１３は、ポンプＰ１１の二次側の圧力が設定圧力を超えた場合に弁開度を調整してポンプＰ１１の一次側に処理流体を流すことにより、ポンプＰ１１の二次側の圧力を設定圧力に維持する。背圧弁ＢＶ１３の設定圧力は、例えば制御部１４により調整される。背圧弁ＢＶ１３は、図１の圧力調整部１２８に相当する。
　第２循環ラインＬ１４は、加熱器ＨＥ１１と開閉弁Ｖ１１との間の位置で供給ラインＬ１１から分岐し、ポンプＰ１１の一次側の位置で供給ラインＬ１１に合流する。第２循環ラインＬ１４は、図１の第２循環部１２９に相当する。第２循環ラインＬ１４には、開閉弁Ｖ１４が設けられる。第２循環ラインＬ１４の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　開閉弁Ｖ１４は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ１４は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　圧抜きラインＬ１５は、加熱器ＨＥ１１と開閉弁Ｖ１１との間の位置で供給ラインＬ１１から分岐する。圧抜きラインＬ１５は、供給ラインＬ１１の処理流体を排出する。圧抜きラインＬ１５には、上流側から順に、開閉弁Ｖ１５及びオリフィスＯＲ１５が設けられる。
　開閉弁Ｖ１５は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ１５は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ１５は、圧抜きラインＬ１５を流れる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ＯＲ１５は、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。
　排出部１３は、排出ラインＬ１６を有する。排出ラインＬ１６は、処理容器１１ａに接続される。排出ラインＬ１６には、上流側から順に、圧力センサＰＳ１６、流量計Ｆ１６、背圧弁ＢＶ１６及び開閉弁Ｖ１６が設けられる。排出ラインＬ１６には、排出ラインＬ１６を加熱するラインヒータが設けられてもよい。排出ラインＬ１６の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　圧力センサＰＳ１６は、処理容器１１ａの直後で排出ラインＬ１６を流れる処理流体の圧力を測定する。これにより、処理容器１１ａの内部の圧力を測定できる。
　流量計Ｆ１６は、排出ラインＬ１６を流れる処理流体の排出流量を測定する。流量計Ｆ１６の出力は、制御部１４に送信される。流量計Ｆ１６は、例えば質量流量計である。
　背圧弁ＢＶ１６は、排出ラインＬ１６の一次側の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処理流体を流すことにより、一次側の圧力を設定圧力に維持する。例えば、背圧弁ＢＶ１６の設定圧力は、制御部１４により圧力センサＰＳ１６の出力に基づいて調整される。
　開閉弁Ｖ１６は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ１６は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　制御部１４は、例えばコンピュータである。制御部１４は、演算部１４ａと、記憶部１４ｂとを備える。記憶部１４ｂには、基板処理装置１０において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１０の動作を制御する。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録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１４の記憶部１４ｂ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。
　制御部１４は、各種のセンサ（圧力センサＰＳ１１ａ、圧力センサＰＳ１１ｂ、圧力センサＰＳ１１ｃ、圧力センサＰＳ１６、流量計Ｆ１６など）から計測信号を受信し、各種機能要素に制御信号を送信する。制御信号は、例えば開閉弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１４、Ｖ１５、Ｖ１６の開閉信号と、背圧弁ＢＶ１１、ＢＶ１３、ＢＶ１６の設定圧力信号と、加熱器ＨＥ１１の設定温度信号とを含む。
　図３から図８を参照し、基板処理装置１０を用いて実行される基板処理方法について説明する。図３から図８は、図２の基板処理装置１０の動作を示す図である。以下に示される基板処理方法は、記憶部１４ｂに記憶された処理レシピ及び制御プログラムに基づいて、制御部１４の制御の下で、自動的に実行される。
　以下では、予め処理容器１１ａ内に基板Ｗが収容されているものとして説明する。基板Ｗは、洗浄処理が施され、表面のパターンの凹部内がイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に充填された状態で、保持部１１ｂに保持されている。
　＜待機工程＞
　図３に示されるように、待機工程では、加熱器ＨＥ１１の設定温度が第１温度、例えば１２０℃に設定され、開閉弁Ｖ１４が開状態とされ、開閉弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１５、Ｖ１６が閉状態とされる。これにより、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体は、供給ラインＬ１１、第２循環ラインＬ１４及び供給ラインＬ１１をこの順に循環する。処理流体は、供給ラインＬ１１において加熱器ＨＥ１１で加熱される。処理流体が供給ラインＬ１１、第２循環ラインＬ１４及び供給ラインＬ１１をこの順に循環することにより、供給ラインＬ１１及び第２循環ラインＬ１４が第１温度に近づいてゆく。待機工程を開始してから所定の時間が経過すると、待機工程を終了し、供給準備工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、供給流量測定部Ｍ１１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ１１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ１１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　＜供給準備工程＞
　図４に示されるように、供給準備工程では、開閉弁Ｖ１４が開状態から閉状態に切り換えられ、開閉弁Ｖ１５が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、第２循環ラインＬ１４を経由する処理流体の循環が停止され、かつ供給ラインＬ１１内の処理流体が圧抜きラインＬ１５から排出される。このため、供給ラインＬ１１内の圧力が低下する。この場合、開閉弁Ｖ１２が開状態とされた直後に高圧の処理流体が処理容器１１ａ内に供給されることが防止される。これにより、処理流体が高速で基板Ｗに供給されることが抑制され、パターン倒れを抑制できる。供給準備工程を開始してから所定の時間が経過すると、供給準備工程を終了し、第１昇圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、供給流量測定部Ｍ１１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ１１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ１１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　＜第１昇圧工程＞
　図５に示されるように、第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ１２が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体は、加熱器ＨＥ１１で第１温度に加熱され、開閉弁Ｖ１２が設けられた分岐ラインＬ１２を経由して処理容器１１ａ内に供給される。このため、第１温度の処理流体が処理容器１１ａ内に供給される。第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ１５が開状態であるため、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体の一部が圧抜きラインＬ１５から排出される。第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ１６が閉状態であるため、処理容器１１ａ内から処理流体は流出しない。このため、処理容器１１ａ内の圧力は徐々に上昇する。その結果、パターン倒れを抑制できる。第１昇圧工程を開始してから所定の時間が経過すると、第１昇圧工程を終了し、第２昇圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、供給流量測定部Ｍ１１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ１１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ１１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　＜第２昇圧工程＞
　図６に示されるように、第２昇圧工程では、開閉弁Ｖ１５が開状態から閉状態に切り換えられ、開閉弁Ｖ１１が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体は、加熱器ＨＥ１１で第１温度に加熱され、開閉弁Ｖ１１が設けられた供給ラインＬ１１及び開閉弁Ｖ１２が設けられた分岐ラインＬ１２を経由して処理容器１１ａ内に供給される。このため、第１温度の処理流体が第１昇圧工程よりも大流量で処理容器１１ａ内に供給される。第２昇圧工程では、開閉弁Ｖ１６が閉状態であるため、処理容器１１ａ内から処理流体は流出しない。このため、処理容器１１ａ内の圧力は徐々に上昇する。第２昇圧工程では、第１昇圧工程よりも大流量の処理流体で昇圧するので、第１昇圧工程よりも昇圧速度が大きい。このため、昇圧に要する時間を短縮できる。
　第２昇圧工程では、処理容器１１ａ内に供給される処理流体の圧力が臨界圧力よりも低い。このため、処理流体は気体（ガス）の状態で処理容器１１ａ内に供給される。その後、処理容器１１ａ内への処理流体の充填の進行と共に処理容器１１ａ内の圧力は増加してゆき、処理容器１１ａ内の圧力が臨界圧力を超えると、処理容器１１ａ内に存在する処理流体は超臨界状態となる。処理容器１１ａ内の圧力が処理圧力に達すると、第２昇圧工程を終了し、流通工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、圧力センサＰＳ１６からの出力を受信し、処理容器１１ａ内の圧力が予め定められた速度で徐々に上昇するように、背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。
　＜流通工程＞
　図７に示されるように、流通工程では、開閉弁Ｖ１６が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体は、開閉弁Ｖ１１が設けられた供給ラインＬ１１及び開閉弁Ｖ１２が設けられた分岐ラインＬ１２を経由して処理容器１１ａ内に供給され、かつ排出ラインＬ１６を経由して処理容器１１ａ内から排出される。流通工程では、処理容器１１ａ内の基板Ｗ上のパターンの凹部内においてＩＰＡから処理流体への置換が行われる。パターンの凹部内においてＩＰＡから処理流体への置換が完了すると、流通工程を終了し、減圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、供給流量測定部Ｍ１１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ１１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ１１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　また、制御部１４は、圧力センサＰＳ１６からの出力を受信し、処理容器１１ａ内の圧力が処理圧力に維持されるように背圧弁ＢＶ１６の設定圧力を調整する。
　＜減圧工程＞
　図８に示されるように、減圧工程では、開閉弁Ｖ１１、Ｖ１２が開状態から閉状態に切り換えられる。これにより、処理容器１１ａ内に残る処理流体が排出ラインＬ１６から排出される。処理容器１１ａ内の圧力が処理流体の臨界圧力よりも低くなると、超臨界状態の処理流体は気化し、基板Ｗの表面から離脱する。これにより、１枚の基板Ｗに対する乾燥処理が終了する。減圧工程では、開閉弁Ｖ１４が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ１１の処理流体は、供給ラインＬ１１、第２循環ラインＬ１４及び供給ラインＬ１１をこの順に循環する。
　この一連の動作の間、制御部１４は、供給流量測定部Ｍ１１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ１１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ１１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ１１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ１１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ１１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　また、制御部１４は、圧力センサＰＳ１６からの出力を受信し、処理容器１１ａ内の圧力が予め定められた速度で徐々に変化するように背圧弁ＢＶ１６の設定圧力を調整する。
　以上に説明したように、基板処理装置１０によれば、供給ラインＬ１１に供給流量測定部Ｍ１１及び背圧弁ＢＶ１１がこの順に直列に設けられる。このため、処理部１１に供給される処理流体の流量制御の精度を向上できる。
　また、基板処理装置１０によれば、背圧弁ＢＶ１１の一次側及び二次側が常に液体状態の処理流体で満たされている。このため、背圧弁ＢＶ１１の内部で圧力差が生じにくい。その結果、パーティクルの発生を低減できる。
　また、基板処理装置１０によれば、待機工程、供給準備工程、第１昇圧工程、第２昇圧工程、流通工程及び減圧工程において、常に背圧弁ＢＶ１１の一次側に圧力が加わり、二次側に処理流体を供給できる構成を有する。このため、背圧弁ＢＶ１１のシール部の食い込みを防止できる。その結果、背圧弁ＢＶ１１の初期動作が改善される。
　〔第２例に係る配管構成を有する基板処理装置〕
　図９を参照し、基板処理装置１００の一例として、第２例に係る配管構成を有する基板処理装置２０について説明する。図９は、第２例に係る配管構成を有する基板処理装置２０を示す図である。
　基板処理装置２０は、流体供給装置１２の代わりに流体供給装置２２を備える構成において基板処理装置１０と異なる。その他の構成については、基板処理装置１０と同様であってよい。以下、基板処理装置１０と異なる構成を中心に説明する。
　流体供給装置２２は、供給ラインＬ１１と、分岐ラインＬ１２と、第１循環ラインＬ１３と、第２循環ラインＬ１４と、圧抜きラインＬ１５とを有する。
　供給ラインＬ１１には、上流側から順に、ポンプＰ１１、供給流量測定部Ｍ２１、背圧弁ＢＶ１１、圧力センサＰＳ１１ｃ、加熱器ＨＥ１１及び開閉弁Ｖ１１が設けられる。
　供給流量測定部Ｍ２１は、第１供給ラインＬ２１ａと、第２供給ラインＬ２１ｂとを含む。
　第１供給ラインＬ２１ａは、供給ラインＬ１１の一部である。第１供給ラインＬ２１ａには、上流側から順に、圧力センサＰＳ２１ａ、開閉弁Ｖ２１ａ、オリフィスＯＲ２１ａ及び圧力センサＰＳ２１ｂが設けられる。
　圧力センサＰＳ２１ａ及び圧力センサＰＳ２１ｂは、それぞれ圧力センサＰＳ１１ａ及び圧力センサＰＳ１１ｂと同じ構成であってよい。
　開閉弁Ｖ２１ａは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ２１ａは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ２１ａは、第１供給ラインＬ２１ａを流れる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ＯＲ２１ａは、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。オリフィスＯＲ２１ａは、第１絞りの一例である。
　第２供給ラインＬ２１ｂは、第１供給ラインＬ２１ａと並列に設けられる。第２供給ラインＬ２１ｂは、ポンプＰ１１と圧力センサＰＳ２１ａとの間の位置で第１供給ラインＬ２１ａから分岐し、圧力センサＰＳ２１ｂと背圧弁ＢＶ１１との間の位置で第１供給ラインＬ２１ａに合流する。第２供給ラインＬ２１ｂには、上流側から順に、開閉弁Ｖ２１ｂ及びオリフィスＯＲ２１ｂが設けられる。
　開閉弁Ｖ２１ｂは、開閉弁Ｖ２１ａと並列に設けられる。開閉弁Ｖ２１ｂは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ２１ｂは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ２１ｂは、オリフィスＯＲ２１ａと並列に設けられる。オリフィスＯＲ２１ｂは、第２供給ラインＬ２１ｂを流れる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ＯＲ２１ｂは、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。オリフィスＯＲ２１ｂは、第２絞りの一例である。
　以上に説明したように、基板処理装置２０によれば、基板処理装置１０と同様の効果が奏される。
　また、基板処理装置２０によれば、第１供給ラインＬ２１ａに並列に第２供給ラインＬ２１ｂが設けられる。第１供給ラインＬ２１ａには開閉弁Ｖ２１ａ及びオリフィスＯＲ２１ａが設けられ、第２供給ラインＬ２１ｂには開閉弁Ｖ２１ｂ及びオリフィスＯＲ２１ｂが設けられる。この場合、処理流体の供給流量の調整幅を大きくできる。
　〔第３例に係る配管構成を有する基板処理装置〕
　図１０を参照し、基板処理装置１００の一例として、第３例に係る配管構成を有する基板処理装置３０について説明する。図１０は、第３例に係る配管構成を有する基板処理装置３０を示す図である。
　基板処理装置３０は、処理部３１と、流体供給装置３２と、排出部３３と、制御部３４とを有する。処理部３１、流体供給装置３２、排出部３３及び制御部３４は、それぞれ図１の処理部１１０、流体供給装置１２０、排出部１３０及び制御部１４０に相当する。
　処理部３１は、処理部１１と同様の構成であってよい。処理部３１は、処理容器３１ａと、保持部３１ｂとを有する。
　流体供給装置３２は、供給ラインＬ３１と、分岐ラインＬ３２と、第１循環ラインＬ３３と、第２循環ラインＬ３４とを有する。
　供給ラインＬ３１は、処理流体供給源Ｓ３１と処理容器３１ａとを接続する。供給ラインＬ３１は、処理流体供給源Ｓ３１から処理容器３１ａ内に処理流体を供給する。処理流体は、例えば気体状態又は液体状態の二酸化炭素である。供給ラインＬ３１は、図１の供給ライン１２１に相当する。供給ラインＬ３１には、上流側から順に、ポンプＰ３１、供給流量測定部Ｍ３１、背圧弁ＢＶ３１、圧力センサＰＳ３１ｃ、開閉弁Ｖ３１ａ、オリフィスＯＲ３１ｂ、加熱器ＨＥ３１及び開閉弁Ｖ３１ｂが設けられる。供給ラインＬ３１には、供給ラインＬ３１を加熱するラインヒータが設けられてもよい。供給ラインＬ３１の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、フィルタ、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　ポンプＰ３１は、ポンプＰ１１と同様の構成であってよい。ポンプＰ３１は、図１の加圧部１２２に相当する。
　供給流量測定部Ｍ３１は、供給流量測定部Ｍ１１と同様の構成であってよい。供給流量測定部Ｍ３１は、圧力センサＰＳ３１ａと、オリフィスＯＲ３１ａと、圧力センサＰＳ３１ｂとを含む。圧力センサＰＳ３１ａは、第１圧力センサの一例である。オリフィスＯＲ３１ａは、第１絞りの一例である。圧力センサＰＳ３１ｂは、第２圧力センサの一例である。供給流量測定部Ｍ３１は、図１の供給流量測定部１２３に相当する。
　背圧弁ＢＶ３１は、背圧弁ＢＶ１１と同様の構成であってよい。背圧弁ＢＶ３１は、図１の供給流量調整部１２４に相当する。
　圧力センサＰＳ３１ｃは、背圧弁ＢＶ３１の二次側に設けられる。圧力センサＰＳ３１ｃは、供給ラインＬ３１における背圧弁ＢＶ３１と開閉弁Ｖ３１ａとの間に設けられる。圧力センサＰＳ３１ｃは、背圧弁ＢＶ３１の二次側の圧力を測定する。
　開閉弁Ｖ３１ａは、供給ラインＬ３１における加熱器ＨＥ３１の一次側に設けられる。開閉弁Ｖ３１ａは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ３１ａは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。開閉弁Ｖ３１は、図１の開閉部１２６に相当する。
　オリフィスＯＲ３１ｂは、供給ラインＬ３１を流れる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ＯＲ３１ｂは、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。
　加熱器ＨＥ３１は、供給ラインＬ３１における開閉弁Ｖ３１ａの二次側に設けられる。加熱器ＨＥ３１は、供給ラインＬ３１を流れる処理流体を加熱して気化させ、第１温度の気体を二次側に供給する。第１温度は、４０℃～９０℃であってよい。第１温度は、例えば８０℃である。加熱器ＨＥ３１は、図１の加熱部１２５に相当する。
　開閉弁Ｖ３１ｂは、供給ラインＬ３１における加熱器ＨＥ３１の二次側に設けられる。開閉弁Ｖ３１ｂは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ３１ｂは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　分岐ラインＬ３２は、オリフィスＯＲ３１ｂと加熱器ＨＥ３１との間の位置で供給ラインＬ３１から分岐し、開閉弁Ｖ３１ｂの二次側の位置で供給ラインＬ３１に合流する。分岐ラインＬ３２には、上流側から順に、加熱器ＨＥ３２及び開閉弁Ｖ３２が設けられる。
　加熱器ＨＥ３２は、加熱器ＨＥ３１と並列に設けられる。加熱器ＨＥ３２は、分岐ラインＬ３２を流れる処理流体を加熱して気化させ、第２温度の気体を二次側に供給する。第２温度は、第１温度よりも高い温度である。第２温度は、１００℃～１２０℃であってよい。第２温度は、例えば１２０℃である。加熱器ＨＥ３２は、図１の加熱部１２５に相当する。
　開閉弁Ｖ３２は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ３２は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　第１循環ラインＬ３３は、第１循環ラインＬ１３と同様の構成であってよい。第１循環ラインＬ３３は、図１の第１循環部１２７に相当する。第１循環ラインＬ３３には、背圧弁ＢＶ３３が設けられる。第１循環ラインＬ３３の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　背圧弁ＢＶ３３は、背圧弁ＢＶ１３と同様の構成であってよい。背圧弁ＢＶ３３は、図１の圧力調整部１２８に相当する。
　第２循環ラインＬ３４は、背圧弁ＢＶ３１と開閉弁Ｖ３１ａとの間の位置で供給ラインＬ３１から分岐し、ポンプＰ３１の一次側の位置で供給ラインＬ３１に合流する。第２循環ラインＬ３４は、図１の第２循環部１２９に相当する。第２循環ラインＬ３４には、上流側から順に、オリフィスＯＲ３４及び開閉弁Ｖ３４が設けられる。第２循環ラインＬ３４の様々な位置に、開閉弁、オリフィス、温度センサ、圧力センサがさらに設けられてもよい。
　オリフィスＯＲ３４は、第２循環ラインＬ３４を流れる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ＯＲ３４は、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。
　開閉弁Ｖ３４は、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ３４は、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　排出部３３は、排出部１３と同様の構成であってよい。排出部３３は、排出ラインＬ３６を有する。排出ラインＬ３６には、上流側から順に、圧力センサＰＳ３６、流量計Ｆ３６、背圧弁ＢＶ３６及び開閉弁Ｖ３６が設けられる。
　制御部３４は、制御部１４と同様の構成であってよい。制御部３４は、演算部３４ａと、記憶部３４ｂとを備える。
　制御部３４は、各種のセンサ（圧力センサＰＳ３１ａ、圧力センサＰＳ３１ｂ、圧力センサＰＳ３１ｃ、圧力センサＰＳ３６、流量計Ｆ３６など）から計測信号を受信し、各種機能要素に制御信号を送信する。制御信号は、例えば開閉弁Ｖ３１ａ、Ｖ３１ｂ、Ｖ３２、Ｖ３４、Ｖ３６の開閉信号と、背圧弁ＢＶ３１、ＢＶ３３、ＢＶ３６の設定圧力信号と、加熱器ＨＥ３１、ＨＥ３２の設定温度信号とを含む。
　図１１から図１７を参照し、基板処理装置３０を用いて実行される基板処理方法について説明する。図１１から図１７は、図１０の基板処理装置３０の動作を示す図である。以下に示される基板処理方法は、記憶部３４ｂに記憶された処理レシピ及び制御プログラムに基づいて、制御部３４の制御の下で、自動的に実行される。
　以下では、予め処理容器３１ａ内に基板Ｗが収容されているものとして説明する。基板Ｗは、洗浄処理が施され、表面のパターンの凹部内がＩＰＡに充填された状態で、保持部３１ｂに保持されている。
　＜待機工程＞
　図１１に示されるように、待機工程では、加熱器ＨＥ３１の設定温度が第１温度、例えば８０℃に設定され、加熱器ＨＥ３２の設定温度が第２温度、例えば１２０℃に設定される。また、開閉弁Ｖ３４が開状態とされ、開閉弁Ｖ３１ａ、Ｖ３１ｂ、Ｖ３２、Ｖ３６が閉状態とされる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、供給ラインＬ３１、第２循環ラインＬ３４及び供給ラインＬ３１をこの順に循環する。待機工程を開始してから所定の時間が経過すると、待機工程を終了し、供給準備工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、供給流量測定部Ｍ３１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ３１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ３１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ３１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ３１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　＜供給準備工程＞
　図１２に示されるように、供給準備工程では、開閉弁Ｖ３４が開状態に維持され、開閉弁Ｖ３１ａ、Ｖ３１ｂ、Ｖ３２、Ｖ３６が閉状態に維持される。供給準備工程を開始してから所定の時間が経過すると、供給準備工程を終了し、第１昇圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、圧力センサＰＳ３１ｃからの出力を受信し、背圧弁ＢＶ３１の二次側の圧力が予め設定された圧力となるように背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。
　＜第１昇圧工程＞
　図１３に示されるように、第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ３１ａ、Ｖ３１ｂが閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、加熱器ＨＥ３１で第１温度に加熱されて処理容器３１ａ内に供給される。第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ３４が開状態であるため、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体の一部が第２循環ラインＬ３４を経由して供給ラインＬ３１におけるポンプＰ３１の一次側に戻される。第１昇圧工程では、開閉弁Ｖ３６が閉状態であるため、処理容器３１ａ内から処理流体は流出しない。このため、処理容器３１ａ内の圧力は徐々に上昇する。その結果、パターン倒れを抑制できる。第１昇圧工程を開始してから所定の時間が経過すると、第１昇圧工程を終了し、第２昇圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、圧力センサＰＳ３１ｃからの出力を受信し、背圧弁ＢＶ３１の二次側の圧力が予め設定された圧力となるように背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。
　＜第２昇圧工程＞
　図１４に示されるように、第２昇圧工程では、開閉弁Ｖ３４が開状態から閉状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、加熱器ＨＥ３１で第１温度に加熱されて処理容器３１ａ内に供給される。第２昇圧工程では、開閉弁Ｖ３６が閉状態であるため、処理容器３１ａ内から処理流体は流出しない。このため、処理容器３１ａ内の圧力は徐々に上昇する。第２昇圧工程では、開閉弁Ｖ３４が閉状態であるため、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は第２循環ラインＬ３４に流出しない。このため、第１昇圧工程よりも大流量の処理流体で昇圧するので、昇圧速度を速めることができる。第２昇圧工程を開始してから所定の時間が経過すると、第３昇圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、圧力センサＰＳ３６からの出力を受信し、処理容器３１ａ内の圧力が予め定められた速度で徐々に上昇するように、背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。
　＜第３昇圧工程＞
　図１５に示されるように、第３昇圧工程では、開閉弁Ｖ３１ｂが開状態から閉状態に切り換えられ、開閉弁Ｖ３２が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、加熱器ＨＥ３２で第２温度に加熱されて処理容器３１ａ内に供給される。第３昇圧工程では、開閉弁Ｖ３６が閉状態であるため、処理容器３１ａ内から処理流体は流出しない。このため、処理容器３１ａ内の圧力は徐々に上昇する。第３昇圧工程では、開閉弁Ｖ３４が閉状態であるため、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は第２循環ラインＬ３４に流出しない。このため、第１昇圧工程よりも大流量の処理流体で昇圧するので、昇圧速度を速めることができる。
　第３昇圧工程では、処理容器３１ａ内に供給される処理流体の圧力が臨界圧力よりも低い。このため、処理流体は気体（ガス）の状態で処理容器３１ａ内に供給される。その後、処理容器３１ａ内への処理流体の充填の進行と共に処理容器３１ａ内の圧力は増加してゆき、処理容器３１ａ内の圧力が臨界圧力を超えると、処理容器３１ａ内に存在する処理流体は超臨界状態となる。処理容器３１ａ内の圧力が処理圧力に達すると、第３昇圧工程を終了し、流通工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、圧力センサＰＳ３６からの出力を受信し、処理容器３１ａ内の圧力が予め定められた速度で徐々に上昇するように、背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。
　＜流通工程＞
　図１６に示されるように、流通工程では、開閉弁Ｖ３６が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、加熱器ＨＥ３２で第２温度に加熱されて処理容器３１ａ内に供給され、かつ排出ラインＬ３６を経由して処理容器３１ａ内から排出される。流通工程では、処理容器３１ａ内の基板Ｗ上のパターンの凹部内においてＩＰＡから処理流体への置換が行われる。パターンの凹部内においてＩＰＡから処理流体への置換が完了すると、流通工程を終了し、減圧工程を開始する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、供給流量測定部Ｍ３１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ３１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ３１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ３１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ３１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　また、制御部３４は、圧力センサＰＳ３６からの出力を受信し、処理容器３１ａ内の圧力が処理圧力に維持されるように背圧弁ＢＶ３６の設定圧力を調整する。
　＜減圧工程＞
　図１７に示されるように、減圧工程では、開閉弁Ｖ３１ａ、Ｖ３２が開状態から閉状態に切り換えられる。これにより、処理容器３１ａ内に残る処理流体が排出ラインＬ３６から排出される。処理容器３１ａ内の圧力が処理流体の臨界圧力よりも低くなると、超臨界状態の処理流体は気化し、基板Ｗの表面から離脱する。これにより、１枚の基板Ｗに対する乾燥処理が終了する。減圧工程では、開閉弁Ｖ３４が閉状態から開状態に切り換えられる。これにより、処理流体供給源Ｓ３１の処理流体は、供給ラインＬ３１、第２循環ラインＬ３４及び供給ラインＬ３１をこの順に循環する。
　この一連の動作の間、制御部３４は、供給流量測定部Ｍ３１からの出力を受信し、背圧弁ＢＶ３１の一次側を流れる処理流体の供給流量が予め設定された流量となるように背圧弁ＢＶ３１の設定圧力を調整する。供給流量測定部Ｍ３１からの出力は、例えば圧力センサＰＳ３１ａが測定する第１圧力Ｐ１と圧力センサＰＳ３１ｂが測定する第２圧力Ｐ２との差分に基づいて算出される処理流体の供給流量である。
　また、制御部３４は、圧力センサＰＳ３６からの出力を受信し、処理容器３１ａ内の圧力が予め定められた速度で徐々に変化するように背圧弁ＢＶ３６の設定圧力を調整する。
　以上に説明したように、基板処理装置３０によれば、供給ラインＬ３１に供給流量測定部Ｍ３１及び背圧弁ＢＶ３１がこの順に直列に設けられる。このため、処理部３１に供給される処理流体の流量制御の精度を向上できる。
　また、基板処理装置３０によれば、背圧弁ＢＶ３１の一次側及び二次側が常に液体状態の処理流体で満たされている。このため、背圧弁ＢＶ３１の内部で圧力差が生じにくい。その結果、パーティクルの発生を低減できる。
　また、基板処理装置３０によれば、待機工程、供給準備工程、第１昇圧工程、第２昇圧工程、第３昇圧工程、流通工程及び減圧工程において、常に背圧弁ＢＶ３１の一次側に圧力が加わり、二次側に処理流体を供給できる構成を有する。このため、背圧弁ＢＶ３１のシール部の食い込みを防止できる。その結果、背圧弁ＢＶ３１の初期動作が改善される。
　〔第４例に係る配管構成を有する基板処理装置〕
　図１８を参照し、基板処理装置１００の一例として、第４例に係る配管構成を有する基板処理装置４０について説明する。図１８は、第４例に係る配管構成を有する基板処理装置４０を示す図である。
　基板処理装置４０は、流体供給装置３２の代わりに流体供給装置４２を備える構成において基板処理装置３０と異なる。その他の構成については、基板処理装置３０と同様であってよい。以下、基板処理装置３０と異なる構成を中心に説明する。
　流体供給装置４２は、供給ラインＬ３１と、分岐ラインＬ３２と、第１循環ラインＬ３３と、第２循環ラインＬ３４とを有する。
　供給ラインＬ３１には、上流側から順に、ポンプＰ３１、供給流量測定部Ｍ４１、背圧弁ＢＶ３１、圧力センサＰＳ３１ｃ、開閉弁Ｖ３１ａ、オリフィスＯＲ３１ｂ、加熱器ＨＥ３１及び開閉弁Ｖ３１ｂが設けられる。
　供給流量測定部Ｍ４１は、第１供給ラインＬ４１ａと、第２供給ラインＬ４１ｂとを含む。
　第１供給ラインＬ４１ａは、供給ラインＬ４１の一部である。第１供給ラインＬ４１ａには、上流側から順に、圧力センサＰＳ４１ａ、開閉弁Ｖ４１ａ、オリフィスＯＲ４１ａ及び圧力センサＰＳ４１ｂが設けられる。
　圧力センサＰＳ４１ａ及び圧力センサＰＳ４１ｂは、それぞれ圧力センサＰＳ３１ａ及び圧力センサＰＳ３１ｂと同じ構成であってよい。
　開閉弁Ｖ４１ａは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ４１ａは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ４１ａは、第１供給ラインＬ４１ａを流れる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ＯＲ４１ａは、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。オリフィスＯＲ４１ａは、第１絞りの一例である。
　第２供給ラインＬ４１ｂは、第１供給ラインＬ４１ａと並列に設けられる。第２供給ラインＬ４１ｂは、ポンプＰ３１と圧力センサＰＳ４１ａとの間の位置で第１供給ラインＬ４１ａから分岐し、圧力センサＰＳ４１ｂと背圧弁ＢＶ３１との間の位置で第１供給ラインＬ４１ａに合流する。第２供給ラインＬ４１ｂには、上流側から順に、開閉弁Ｖ４１ｂ及びオリフィスＯＲ４１ｂが設けられる。
　開閉弁Ｖ４１ｂは、開閉弁Ｖ４１ａと並列に設けられる。開閉弁Ｖ４１ｂは、処理流体の流れのオン及びオフを切り換えるバルブである。開閉弁Ｖ４１ｂは、開状態では二次側に処理流体を流し、閉状態では二次側に処理流体を流さない。
　オリフィスＯＲ４１ｂは、オリフィスＯＲ４１ａと並列に設けられる。オリフィスＯＲ４１ｂは、第２供給ラインＬ４１ｂを流れる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ＯＲ４１ｂは、二次側に圧力が調整された処理流体を流す。オリフィスＯＲ４１ｂは、第２絞りの一例である。
　以上に説明したように、基板処理装置４０によれば、基板処理装置３０と同様の効果が奏される。
　また、基板処理装置４０によれば、第１供給ラインＬ４１ａに並列に第２供給ラインＬ４１ｂが設けられる。第１供給ラインＬ４１ａには開閉弁Ｖ４１ａ及びオリフィスＯＲ４１ａが設けられ、第２供給ラインＬ４１ｂには開閉弁Ｖ４１ｂ及びオリフィスＯＲ４１ｂが設けられる。この場合、処理流体の供給流量の調整幅を大きくできる。
　今回開示された実施形態はすべ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。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。
　本国際出願は、２０２４年４月１６日に出願した日本国特許出願第２０２４－０６６１９０号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
　１１０　処理部
　１２０　流体供給装置
　１２１　供給ライン
　１２２　加圧部
　１２３　供給流量測定部
　１２４　供給流量調整部

Claims (20)

  1. 　液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する処理部の前記処理空間に処理流体を供給する流体供給装置であって、
    　前記処理部に接続される供給ラインと、
    　前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理流体の圧力を高める加圧部と、
    　前記供給ラインにおける前記加圧部の二次側に設けられる供給流量測定部と、
    　前記供給ラインにおける前記供給流量測定部の二次側に設けられる供給流量調整部と、
    　を有する、流体供給装置。
  2. 　前記加圧部と前記供給流量測定部との間の位置で前記供給ラインから分岐し、前記加圧部の一次側の位置で前記供給ラインに合流する第１循環ラインと、
    　前記第１循環ラインに設けられ、前記供給流量測定部の一次側の圧力を設定圧力に維持する背圧弁と、
    　を有する、
    　請求項１に記載の流体供給装置。
  3. 　前記供給流量測定部は、
    　前記処理流体の流速を低下させる第１絞りと、
    　前記第１絞りの一次側に設けられる第１圧力センサと、
    　前記第１絞りの二次側に設けられる第２圧力センサと、
    　を有し、
    　前記供給流量測定部は、前記第１圧力センサが測定する第１圧力と前記第２圧力センサが測定する第２圧力との差分に基づいて前記処理流体の供給流量を算出する、
    　請求項１に記載の流体供給装置。
  4. 　前記供給流量調整部は、一次側の圧力を調整する背圧弁を有する、
    　請求項３に記載の流体供給装置。
  5. 　前記供給ラインにおける前記供給流量調整部の二次側に設けられる開閉弁と、
    　前記供給流量調整部と前記開閉弁との間の位置で前記供給ラインから分岐し、前記加圧部の一次側の位置で前記供給ラインに合流する第２循環ラインと、
    　を有する、
    　請求項１に記載の流体供給装置。
  6. 　前記供給ラインを流れる前記処理流体を加熱する加熱器を有し、
    　前記加熱器は、前記供給ラインにおける前記開閉弁の二次側に設けられる、
    　請求項５に記載の流体供給装置。
  7. 　前記供給ラインを流れる前記処理流体を加熱する加熱器を有し、
    　前記加熱器は、前記供給ラインにおける前記開閉弁の一次側に設けられる、
    　請求項５に記載の流体供給装置。
  8. 　前記供給流量測定部は、前記第１絞りと並列に設けられ、前記処理流体の流速を低下させる第２絞りを有する、
    　請求項３に記載の流体供給装置。
  9. 　前記供給流量測定部を流れる前記処理流体は、液体状態の二酸化炭素である、
    　請求項１に記載の流体供給装置。
  10. 　前記供給流量調整部は、前記供給流量測定部が測定する前記処理流体の供給流量に基づいて前記供給ラインを流れる前記処理流体の供給流量を調整する、
    　請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体供給装置。
  11. 　液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する処理部と、
    　前記処理空間に処理流体を供給する流体供給装置と、
    　を備え、
    　前記流体供給装置は、
    　前記処理部に接続される供給ラインと、
    　前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理流体の圧力を高める加圧部と、
    　前記供給ラインにおける前記加圧部の二次側に設けられる供給流量測定部と、
    　前記供給ラインにおける前記供給流量測定部の二次側に設けられる供給流量調整部と、
    　を有する、
    　基板処理装置。
  12. 　前記加圧部と前記供給流量測定部との間の位置で前記供給ラインから分岐し、前記加圧部の一次側の位置で前記供給ラインに合流する第１循環ラインと、
    　前記第１循環ラインに設けられ、前記供給流量測定部の一次側の圧力を設定圧力に維持する背圧弁と、
    　を有する、
    　請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 　前記供給流量測定部は、
    　前記処理流体の流速を低下させる第１絞りと、
    　前記第１絞りの一次側に設けられる第１圧力センサと、
    　前記第１絞りの二次側に設けられる第２圧力センサと、
    　を有し、
    　前記供給流量測定部は、前記第１圧力センサが測定する第１圧力と前記第２圧力センサが測定する第２圧力との差分に基づいて前記処理流体の供給流量を算出する、
    　請求項１１に記載の基板処理装置。
  14. 　前記供給流量調整部は、一次側の圧力を調整する背圧弁を有する、
    　請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 　前記供給ラインにおける前記供給流量調整部の二次側に設けられる開閉弁と、
    　前記供給流量調整部と前記開閉弁との間の位置で前記供給ラインから分岐し、前記加圧部の一次側の位置で前記供給ラインに合流する第２循環ラインと、
    　を有する、
    　請求項１１に記載の基板処理装置。
  16. 　前記供給ラインを流れる前記処理流体を加熱する加熱器を有し、
    　前記加熱器は、前記供給ラインにおける前記開閉弁の二次側に設けられる、
    　請求項１５に記載の基板処理装置。
  17. 　前記供給ラインを流れる前記処理流体を加熱する加熱器を有し、
    　前記加熱器は、前記供給ラインにおける前記開閉弁の一次側に設けられる、
    　請求項１５に記載の基板処理装置。
  18. 　前記供給流量測定部は、前記第１絞りと並列に設けられ、前記処理流体の流速を低下させる第２絞りを有する、
    　請求項１３に記載の基板処理装置。
  19. 　前記処理空間から前記処理流体を排出する排出部を備え、
    　前記排出部は、前記処理空間の圧力を調整する圧力調整部を有する、
    　請求項１１乃至１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  20. 　基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
    　前記基板処理装置は、
    　液体により表面が濡れた状態の基板を収容可能な処理空間を有する処理部と、
    　前記処理空間に処理流体を供給する流体供給装置と、
    　を備え、
    　前記流体供給装置は、
    　前記処理部に接続される供給ラインと、
    　前記供給ラインに設けられ、前記供給ラインを流れる前記処理流体の圧力を高める加圧部と、
    　前記供給ラインにおける前記加圧部の二次側に設けられる供給流量測定部と、
    　前記供給ラインにおける前記供給流量測定部の二次側に設けられる供給流量調整部と、
    　を有し、
    　前記供給流量調整部が、前記供給流量測定部が測定する前記処理流体の供給流量に基づいて前記供給ラインを流れる前記処理流体の供給流量を調整することを含む、
    　基板処理方法。
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