JP2012094848A

JP2012094848A - Drying processing apparatus and drying processing method for microstructure

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Publication number: JP2012094848A
Application number: JP2011213812A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yomogida; 茂蓬田; Takashi Yada; 隆司矢田
Original assignee: Kisco Ltd
Current assignee: Kisco Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-05-17
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP6006923B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drying processing apparatus and a dry processing method capable of performing efficient drying processing by preventing damage to microstructure.SOLUTION: There is provided a drying processing apparatus for microstructure that comprises: a processing tank 1 in which objects to be dried are placed for drying; fluid sources 31 and 32 which supply a first fluid and a second fluid to the processing tank 1 at least. The first fluid, which has an affinity for the second fluid, has lower surface tension than water, while the second fluid can be put in a supercritical or a subcritical state. A drying processing method for microstructure comprises: introducing the first fluid into the processing tank 1 before placing the objects to be dried 2 or placing the objects to be dried into the processing tank 1 before introducing the first fluid into the processing tank 1; discharging the first fluid and introducing the second fluid in the supercritical or the subcritical state into the processing tank 1 or introducing the second fluid in a liquid state, which is put in the supercritical or the subcritical state, to evaporate the second fluid without liquid phase for drying processing.

Description

本発明は、LSI等の半導体素子や微細電子機械システム（MEMS）、微細光学機械システム（MOEMS）、表面微細機械工システム等を洗浄、リンス後の乾燥処理や、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲル、シリカエアロゲルなどのエアロゲル(aerogel)、メソポーラス多孔体、ナノポーラス多孔体、メソポーラス以下の多孔体、およびマトリクス構造体、微小構造物中に残存する有機溶媒などの溶媒を除去する超臨界流体処理装置および超臨界流体処理方法に関する。 The present invention cleans semiconductor elements such as LSI, micro electro mechanical system (MEMS), micro optical mechanical system (MOEMS), surface micro mechanic system, etc., rinse treatment, carbon airgel, alumina airgel, silica airgel Supercritical fluid processing equipment and supercritical fluid that removes solvents such as aerogel, mesoporous porous material, nanoporous porous material, subporous mesoporous material, matrix structure, organic solvent remaining in microstructures, etc. It relates to the processing method.

近年の電子機器における小型化、高集積化の要請は、素子や装置を構成する各部材のさらなる微小化を必要とする。しかし、個々の部材の微小化は、その製造工程において新たな問題を生じている。 In recent years, the demand for miniaturization and high integration in electronic devices requires further miniaturization of each member constituting elements and devices. However, miniaturization of individual members creates new problems in the manufacturing process.

LSIやMEMS素子を始めとする極小の高集積デバイスを製作するためには、極微細構造が必要となる。この極微細構造は、例えば通常露光、現像、リンス洗浄(以下、単にリンスと言う)および乾燥を経てレジストパターンを形成した後、エッチング、水洗、リンス・乾燥を経て形成される。リンスは通常、イオン除去した水等で行われるが、乾燥時にレジスト薄膜のスティッキング（sticking）やスティクション（stiction）と称するパターン倒れや付着故障の問題が生じる場合がある。パターン倒れを起こすと、集積回路が寸断され、素子として機能しなくなるという致命的な問題を生じる。スティクション（付着故障）とはカンチレバーやダイヤフラムなどの微小な可動部が基板や周囲の構造物に付着して動かなくなる現象である。 In order to manufacture extremely small highly integrated devices such as LSIs and MEMS elements, an extremely fine structure is required. This ultrafine structure is formed, for example, by forming a resist pattern through normal exposure, development, rinse cleaning (hereinafter simply referred to as “rinse”) and drying, and then etching, washing, rinsing and drying. The rinsing is usually performed with water from which ions have been removed. However, there may be a problem of pattern collapse or sticking failure called resist sticking or stiction during drying. If the pattern collapses, the integrated circuit is severed, resulting in a fatal problem that it does not function as an element. Stiction (adhesion failure) is a phenomenon in which minute movable parts such as cantilevers and diaphragms adhere to the substrate and surrounding structures and cannot move.

このような現象が生じるのは、例えば微細電子機械システム（MEMS）において、素子基体上に僅かに離れて形成された２つの凸部や、基体上に僅かなギャップを開けて形成された構造物があるとする。この素子を洗浄液、リンス液に浸漬して洗浄／リンスした後、これを乾燥させる際に２つの凸部の間や構造物とのギャップからも洗浄液、リンス液が蒸発する。このとき、毛細管力（capillary force）が作用して、凸部を互いの方向に方へ引っ張ったり、構造物を基体の方向に引っ張る力が働く。すると、この凸部の一方が他方の凸部を突いたり、構造物が基体を付いて傷を付けたり、凸部や構造物が折れて構造自体が破壊される。また、可動部が張り付くのも同じことである。 Such a phenomenon occurs, for example, in a microelectromechanical system (MEMS), two convex portions formed slightly apart on the element substrate, or a structure formed with a slight gap formed on the substrate. Suppose there is. After the element is immersed in a cleaning solution and a rinsing solution for cleaning / rinsing, the cleaning solution and the rinsing solution evaporate from the gap between the two convex portions and the structure when the element is dried. At this time, a capillary force acts to pull the convex portions toward each other or pull the structure toward the base. Then, one of the convex portions protrudes from the other convex portion, the structure adheres to the base and scratches, or the convex portion or the structure is broken to destroy the structure itself. Also, the movable part sticks in the same way.

毛細管力は、パターン間に残った液内圧力と大気圧との差で生じ、洗浄液、リンス液の表面張力に依存する。このため、リンス液の表面張力が大きい程、毛細管力は大きくなりスティッキング、スティクションが生じやすくなる。スティッキング等を防止するために、通常用いる洗浄液、リンス液から表面張力の小さい溶媒に置換してその後乾燥する手法が検討されている。表面張力は、液体と気体の界面で発生するため、液体と気体の界面を生じさせない溶媒として超臨界流体を用いる試みがなされている。一般に使われる超臨界流体としては、臨界圧力、臨界温度が低く安全な二酸化炭素(CO₂)が知られている（例えば、特許文献１参照）。 The capillary force is generated by the difference between the liquid pressure remaining between the patterns and the atmospheric pressure, and depends on the surface tension of the cleaning liquid and the rinse liquid. For this reason, as the surface tension of the rinsing liquid increases, the capillary force increases and sticking and stiction tend to occur. In order to prevent sticking and the like, a method of substituting a commonly used cleaning solution and rinsing solution with a solvent having a low surface tension and then drying is being studied. Since surface tension is generated at the interface between liquid and gas, attempts have been made to use a supercritical fluid as a solvent that does not generate an interface between liquid and gas. As a generally used supercritical fluid, safe carbon dioxide (CO ₂ ) having a low critical pressure and critical temperature is known (see, for example, Patent Document 1).

しかし、このような二酸化炭素の超臨界流体を用いた洗浄、乾燥装置は、超臨界流体である二酸化炭素が水との親和性が極めて低いため、水を直接二酸化炭素で置換することが困難であった。このため、水でリンスした半導体装置を乾燥させる場合には上記乾燥法を用いることが困難である。一方、界面活性剤等を用いて水と二酸化炭素との親和性を高める試みも種々なされているが、未だ実用に耐えうるような結果は得られていない。 However, in such a cleaning and drying device using a supercritical fluid of carbon dioxide, it is difficult to directly replace water with carbon dioxide because carbon dioxide, which is a supercritical fluid, has extremely low affinity with water. there were. For this reason, when drying the semiconductor device rinsed with water, it is difficult to use the said drying method. On the other hand, various attempts have been made to increase the affinity between water and carbon dioxide using a surfactant or the like, but a result that can withstand practical use has not yet been obtained.

特開２００７−３０５９３３号公報（特許文献２）には、超臨界二酸化炭素を媒体として使用し、表面に硬化層を有するレジストを剥離することが可能な基板の洗浄方法を提供することを目的として、半導体基板上のレジストを剥離する工程において、基板５１上のレジスト７０に、二酸化炭素エアロゾル７１を噴射することにより前記レジスト表面の硬化層７０Ａに亀裂を発生させた後、同一のチャンバー４６内において超臨界二酸化炭素４０と添加剤とを供給し、基板上のレジスト７０を剥離して基板を洗浄する基板の洗浄方法が開示されている。また、有機溶剤が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、トリフロロ酢酸から選ばれる少なくとも１種類以上であることも記載されている。 JP-A-2007-305933 (Patent Document 2) aims to provide a method for cleaning a substrate, which uses supercritical carbon dioxide as a medium and can remove a resist having a hardened layer on the surface. In the step of peeling the resist on the semiconductor substrate, a crack is generated in the hardened layer 70A on the resist surface by spraying carbon dioxide aerosol 71 onto the resist 70 on the substrate 51, and then in the same chamber 46. A substrate cleaning method is disclosed in which supercritical carbon dioxide 40 and an additive are supplied, the resist 70 on the substrate is peeled off, and the substrate is cleaned. It is also described that the organic solvent is at least one selected from methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol, ethylene glycol, N-methylpyrrolidone, propylene carbonate, ethylene carbonate, and trifluoroacetic acid.

しかし、この文献の洗浄方法は、レジストを効果的に剥離することを目的としたもので、微細加工された構造物の破損を解消するものではない。このため、超臨界流体と添加剤とが一体として用いられ、特定の溶媒を超臨界流体で置換する操作は行われない。そして、添加剤が加えられた超臨界流体は溶解槽からそのまま気液分離・回収手段４７に排出されて、ここで気化され、添加剤と分離されている。 However, the cleaning method of this document is intended to effectively remove the resist, and does not eliminate the damage of the finely processed structure. For this reason, the supercritical fluid and the additive are used as one body, and the operation of replacing the specific solvent with the supercritical fluid is not performed. The supercritical fluid to which the additive has been added is directly discharged from the dissolution tank to the gas-liquid separation / recovery means 47 where it is vaporized and separated from the additive.

特開２００６−０６６６９８号公報（特許文献３）には、パターンの変形が抑制された状態で、液処理に引き続いて超臨界処理を行うことによる乾燥処理ができるようにすることを目的として、移送トレー１０３を副処理槽１０２より引き上げ、移送トレー１０３に洗浄水１０４が収容され、洗浄水１０４の中に基板１１１が浸漬された状態とする。次に、移送トレー１０３中に、イソプロピルアルコールを導入し、移送トレー１０３中に収容されていた洗浄水１０４をイソプロピルアルコールに置換し、移送トレー１０３にイソプロピルアルコール１０５が収容され、イソプロピルアルコール１０５の中に基板１１１が浸漬された状態とする。次に、超臨界処理装置１０６の反応室内部に、移送トレー１０３が収容された状態とする構成の乾燥方法が開示されています。さらに、この文献の段落０００９には、超臨界流体で満たされた状態から徐々にこの超臨界流体を放出すると、液体と気体との界面が形成されないことから、乾燥対象の超微細パターンに表面張力を作用させずに乾燥させることができる点も記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-066668 (Patent Document 3) describes a transfer for the purpose of enabling a drying process by performing a supercritical process subsequent to a liquid process in a state where pattern deformation is suppressed. The tray 103 is pulled up from the sub-treatment tank 102, the cleaning water 104 is accommodated in the transfer tray 103, and the substrate 111 is immersed in the cleaning water 104. Next, isopropyl alcohol is introduced into the transfer tray 103, the washing water 104 stored in the transfer tray 103 is replaced with isopropyl alcohol, and the transfer tray 103 stores isopropyl alcohol 105. The substrate 111 is immersed in the substrate. Next, a drying method is disclosed in which the transfer tray 103 is accommodated in the reaction chamber of the supercritical processing device 106. Furthermore, in paragraph 0009 of this document, since the interface between the liquid and the gas is not formed when the supercritical fluid is gradually released from the state filled with the supercritical fluid, the surface tension is applied to the ultrafine pattern to be dried. It also describes that it can be dried without acting.

しかし、上記方法は、常に水が満たされた搬送トレーにイソプロピルアルコールを導入しているが、溶液を導入するための機構が複雑になり、実用的ではない。また、上記方法では、処理槽内において二酸化炭素を導入した際、大量に用いたイソプロピルアルコールが分散し、これを完全に排出されるためには二酸化炭素を多量に流入させなければならない。これは、原料である二酸化炭素を浪費するばかりか、排出される二酸化炭素量が増大し、地球温暖化を防止するために温暖化ガスを規制する規則にも反することになる。また、イソプロピルアルコールや二酸化炭素を排出する時間も掛かり、これも量産工程に向けた課題となっている。
特開２０００−２２３４６７号公報特開２００７−３０５９３３号公報特開２００６−０６６６９８号公報表面技術, Vol.56, No.2, p92-97（2005） However, although the above method always introduces isopropyl alcohol into a transport tray filled with water, the mechanism for introducing the solution becomes complicated and is not practical. In the above method, when carbon dioxide is introduced into the treatment tank, a large amount of isopropyl alcohol is dispersed, and in order to be completely discharged, a large amount of carbon dioxide must be introduced. This not only wastes carbon dioxide, which is a raw material, but also increases the amount of carbon dioxide that is emitted, which violates regulations that regulate greenhouse gases in order to prevent global warming. In addition, it takes time to discharge isopropyl alcohol and carbon dioxide, which is also an issue for mass production processes.
JP 2000-223467 A JP 2007-305933 A JP 2006-066668 A Surface Technology, Vol.56, No.2, p92-97 (2005)

本発明の目的は、極微細構造体のダメージや破損を防止して、効率よく乾燥処理が行え、さらに多孔体やマトリクス状の構造体等微細構造物内に含有する溶媒も除去可能な乾燥処理装置および乾燥処理方法を提供することである。 The purpose of the present invention is to prevent damage and breakage of the ultrafine structure, to efficiently perform the drying process, and further to remove the solvent contained in the fine structure such as a porous body or a matrix-like structure. An apparatus and a drying method are provided.

また、本発明の他の目的は、乾燥に要する時間を極力短縮し、しかも使用する流体の消費を抑えることの可能な乾燥処理装置および乾燥処理方法提供することである。 Another object of the present invention is to provide a drying processing apparatus and a drying processing method capable of shortening the time required for drying as much as possible and suppressing consumption of the fluid to be used.

上記目的を達成するため本発明は以下の構成とした。
（１）被乾燥物を配置し乾燥を行う処理槽と、少なくともこの処理槽に第１の流体と第２の流体を供給する流体源を有し、
前記第１の流体は第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体であり第２の流体は超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な流体であり、
処理槽内に第１の流体を導入して被乾燥物を配置するかあるいは処理槽内に被乾燥物を配置して第１の流体を導入し、
前記第１の流体を排出して処理槽に超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
前記第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理装置。
（２）被乾燥物を配置し乾燥を行う処理槽と、この処理槽に少なくとも第２の流体を供給する流体源と、他の処理槽に収納されている第１の流体を少なくとも有し、
前記第１の流体は第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体であり第２の流体は超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な流体であり、
前記被洗浄物を第１の流体が収納された第１の流体槽内に浸漬し、
前記被洗浄物を第１の流体槽から取り出して処理槽内に配置し、
超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
前記第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理装置。
（３）さらに、第１の流体に対して親和性の低い第３の流体を供給する流体源を有し、前記第２の流体を供給後に第３の流体を供給して第１の流体と第２の流体を排出する上記（１）または（２）の極微細構造体の乾燥処理装置。
（４）前記被乾燥物に付着している水と第１の流体とが置換される上記（１）〜（３）の何れかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（５）前記第１の流体は、アルコール系溶媒である上記（１）〜（４）のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（６）前記第１の流体は有機溶媒であり、予め被乾燥物に付着または包含されている上記（１）〜（４）の何れかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（７）前記第２の流体は、二酸化炭素である上記（１）〜（６）のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（８）前記第３の流体は、窒素または不活性ガスである上記（３）〜（７）のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（９）前記処理槽は、流体流入口と流体流出口が槽内空間を介して対向する位置にある上記（１）〜（８）のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。
（１０）被乾燥物に付着した水を第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体である第１の流体で置換し、
次いで被乾燥物が配置された処理槽内に超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
その後第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理方法。
（１１）さらに、前記第２の流体を供給後に第３の流体を供給して第１の流体と第２の流体を排出する上記（１０）の極微細構造体の乾燥処理方法。
（１２）前記第１の流体は有機溶媒であり、予め被乾燥物に付着または包含されている上記（１０）または（１１）の極微細構造体の乾燥処理方法。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1) A treatment tank in which an object to be dried is disposed and dried, and a fluid source that supplies at least the first fluid and the second fluid to the treatment tank,
The first fluid is a liquid having an affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, and the second fluid is a fluid that can be in a supercritical or subcritical state,
Introducing the first fluid into the treatment tank and arranging the object to be dried or arranging the object to be dried in the treatment tank and introducing the first fluid,
Discharging the first fluid and introducing a supercritical or subcritical second fluid into the treatment tank or introducing a liquid second fluid into a supercritical or subcritical state;
An ultrafine structure drying apparatus for performing a drying process by removing the second fluid without passing through a gas-liquid interface.
(2) a treatment tank in which an object to be dried is placed and dried, a fluid source that supplies at least a second fluid to the treatment tank, and at least a first fluid stored in another treatment tank,
The first fluid is a liquid having an affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, and the second fluid is a fluid that can be in a supercritical or subcritical state,
Immersing the object to be cleaned in a first fluid tank containing a first fluid;
The object to be cleaned is taken out of the first fluid tank and placed in the processing tank,
Introducing a supercritical or subcritical second fluid or introducing a liquid second fluid into a supercritical or subcritical state,
An ultrafine structure drying apparatus for performing a drying process by removing the second fluid without passing through a gas-liquid interface.
(3) Furthermore, it has a fluid source that supplies a third fluid having a low affinity for the first fluid, and the third fluid is supplied after the second fluid is supplied, The drying apparatus for the ultrafine structure according to the above (1) or (2), which discharges the second fluid.
(4) The ultrafine structure drying treatment apparatus according to any one of (1) to (3), wherein water attached to the object to be dried and the first fluid are replaced.
(5) The ultrafine structure drying apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the first fluid is an alcohol solvent.
(6) The drying apparatus for the ultrafine structure according to any one of (1) to (4), wherein the first fluid is an organic solvent and is attached to or included in an object to be dried in advance.
(7) The ultrafine structure drying treatment apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the second fluid is carbon dioxide.
(8) The ultrafine structure drying treatment apparatus according to any one of (3) to (7), wherein the third fluid is nitrogen or an inert gas.
(9) The ultrafine structure drying treatment apparatus according to any one of (1) to (8), wherein the treatment tank is located at a position where the fluid inlet and the fluid outlet face each other via the tank space.
(10) Replacing water adhering to an object to be dried with a first fluid that is a liquid having an affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water;
Next, the supercritical or subcritical second fluid is introduced into the treatment tank in which the material to be dried is arranged, or the liquid second fluid is introduced into the supercritical or subcritical state,
A method for drying an ultrafine structure in which the second fluid is then removed without passing through the gas-liquid interface and the drying process is performed.
(11) The method for drying an ultrafine structure according to (10), further comprising supplying a third fluid after supplying the second fluid and discharging the first fluid and the second fluid.
(12) The method for drying an ultrafine structure according to (10) or (11), wherein the first fluid is an organic solvent and is attached to or included in an object to be dried in advance.

本発明によれば、LSIやMEMS等の半導体、ディスプレーなど超微細構造体の洗浄・リンス後の乾燥処理において、ダメージや破損を防止して、効率よく乾燥処理を行うことが可能となり歩留まりが向上し、生産性が格段に向上する。さらに、微小多孔体、マトリクス構造体、微小構造物などに付着、含有している溶媒を除去することが可能である。 According to the present invention, it is possible to prevent damage and breakage in drying processing after cleaning and rinsing of ultra-fine structures such as LSIs and MEMS, and displays, and to improve the yield, thereby improving the yield. In addition, productivity is significantly improved. Furthermore, it is possible to remove the solvent attached to and contained in the microporous body, the matrix structure, the microstructure, and the like.

また、乾燥に要する時間を極力短縮し、しかも使用する流体の消費を抑えることが可能になる。 Further, the time required for drying can be shortened as much as possible, and consumption of the fluid to be used can be suppressed.

本発明の極微細構造体の乾燥処理装置は、被乾燥物を配置し乾燥を行う処理槽と、少なくともこの処理槽に第１の流体と第２の流体を供給する流体源を有し、前記第１の流体は第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体であり第２の流体は超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な流体であり、処理槽内に第１の流体を導入して被乾燥物を配置するかあるいは処理槽内に被乾燥物を配置して第１の流体を導入し、前記第１の流体を排出して処理槽に超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、前記第２の流体を液相を介することなく気化して乾燥処理を行うものである。 The drying apparatus for an ultrafine structure of the present invention includes a processing tank for placing an object to be dried and drying, and a fluid source that supplies at least the first fluid and the second fluid to the processing tank, The first fluid is a liquid having an affinity with the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, and the second fluid is a fluid that can be brought into a supercritical or subcritical state. The first fluid is introduced to place the material to be dried, or the material to be dried is placed in the treatment tank and the first fluid is introduced, and the first fluid is discharged to be supercritical to the treatment tank. A second fluid in a subcritical state is introduced or a second fluid in a liquid state is introduced to be in a supercritical or subcritical state, and the second fluid is vaporized without passing through a liquid phase to perform a drying process. Is.

また、前記第１の流体は第１の流体槽に収納し、これに被乾燥物を浸漬した後、前記処理槽内に配置して第２の流体を導入するようにしてもよい。 Further, the first fluid may be stored in a first fluid tank, and after a material to be dried is immersed in the first fluid tank, the first fluid may be disposed in the processing tank and the second fluid may be introduced.

このように、水洗後の被処理物を第２の流体と親和性を有し水より表面張力の小さい第１の流体で置換することで、第２の流体を導入した際に水と置換された第１の流体が第２の流体によく拡散する。そして、第２の流体を超臨界ないし亜臨界状態から液相を経ずに気液界面を生じることなく乾燥させることができ、微細構造のダメージや破損を防止することができる。 Thus, by replacing the object to be treated after water washing with the first fluid having affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, the water is replaced when the second fluid is introduced. The first fluid diffuses well into the second fluid. Then, the second fluid can be dried from the supercritical or subcritical state without passing through the liquid phase without generating a gas-liquid interface, and damage and breakage of the fine structure can be prevented.

本発明の被乾燥物とは、極微細構造を有する電子素子やその他の極微細構体である。具体的にはメモリーやＣＰＵあるいはシステム用途のＬＳＩ等の半導体素子、微細電子機械システム（MEMS）、微細光学機械システム（MOEMS）、表面微細機械工システムの他、プラズマ、液晶、有機・無機エレクトロルミネッセンス素子などの微細配線、素子構造を有するディスプレーも含まれる。さらに、これらの電子デバイスの他、極微細構造を有する物であれば適用できる。また、極微際構造とは例えばパターン倒れが問題となる線幅１００nm以下の配線構造を有する素子である。より詳細には、シリコン構造物の場合、定数ｋ＝０．３１、ライン間隔：Ｄ、アスペクト比：Ｈ／Ｗ（高さ：Ｈ、幅：Ｗ）としたときＤ＞ｋ（Ｈ／Ｗ）² の式を満たす条件を満たす構造物を有する素子である。また、レジストの場合は、定数ｋ＝５〜１０である。その他の微細構造も前記寸法に準じたものであれば極微再構造に含まれる。 The to-be-dried object of the present invention is an electronic device having an ultrafine structure or other ultrafine structure. Specifically, semiconductor elements such as memory, CPU or LSI for system use, micro electro mechanical system (MEMS), micro optical mechanical system (MOEMS), surface micro mechanic system, plasma, liquid crystal, organic / inorganic electroluminescence A fine wiring such as an element and a display having an element structure are also included. Furthermore, in addition to these electronic devices, any material having an ultrafine structure can be applied. An extremely fine structure is, for example, an element having a wiring structure with a line width of 100 nm or less in which pattern collapse is a problem. More specifically, in the case of a silicon structure, D> k (H / W) when constant k = 0.31, line spacing: D, aspect ratio: H / W (height: H, width: W). It is an element having a structure that satisfies the condition of ² . In the case of a resist, the constant k = 5-10. Other fine structures are also included in the micro-restructure if they conform to the above dimensions.

本発明の被乾燥物は、その製造工程における洗浄、リンス工程を経たものであり、いわゆるウエット状態になっている。このため、被乾燥物には前記工程で付着した液体がそのまま表面に存在するか、あるいは液体中に浸漬した状態で提供される。このような液体は、所定の機能を有する溶液であってもよいが、通常リンス工程における水、特に純水（ＤＩＷ）である。また、リンスや洗浄に必要な成分を含む組成物の水溶液であってもよい。そして、このような付着した液体を除去する工程が本発明の乾燥工程である。 The material to be dried of the present invention has undergone a washing and rinsing process in its production process, and is in a so-called wet state. Therefore, the liquid to be dried is provided on the surface as it is, or is immersed in the liquid. Such a liquid may be a solution having a predetermined function, but is usually water in a rinsing process, particularly pure water (DIW). Moreover, the aqueous solution of the composition containing a component required for rinse and washing | cleaning may be sufficient. And the process of removing such adhering liquid is a drying process of this invention.

本発明装置の処理槽は、上記被乾燥物を、先ず洗浄、リンス等の前処理を行った後の乾燥処理等を行う。その大きさや形状も特に限定されるものではなく、処理対象が収納可能な大きさ、形状にすればよい。例えば３００mmシリコンウェーハの量産工程で処理を行う場合、通常１〜２５枚、好ましくは３〜２５枚程度収容できることが望ましい。この場合、容量は好ましくは０．００１〜１m³ より好ましくは０．００１〜０．０３m³程度である。 The treatment tank of the apparatus of the present invention performs the drying treatment after the pretreatment such as washing and rinsing is performed on the material to be dried. The size and shape are not particularly limited, and may be a size and shape that can be stored in the processing target. For example, when processing in a mass production process of a 300 mm silicon wafer, it is usually desirable to accommodate 1 to 25 sheets, preferably about 3 to 25 sheets. In this case, the capacity is preferably more preferably 0.001~1m ^³ 0.001~0.03m ³ about.

処理槽の形状としては、特に限定されるのではなく所定の耐圧を有し密閉可能な容器であればよく、耐圧の高い一般的なタンク形状でもよいし、これを変形、加工してより収容効率を向上させた楕円や箱状などでもよい。しかし、超臨界ないし亜臨界状態の流体を扱うことから耐圧性能の面では、円筒状の容器が好ましく、円筒の上部が蓋として取り外し可能な容器が、被乾燥物の出し入れが容易になることから推奨される。 The shape of the treatment tank is not particularly limited as long as it is a container that has a predetermined pressure resistance and can be sealed, and may be a general tank shape with a high pressure resistance, or may be deformed and processed to accommodate more. It may be an ellipse or box with improved efficiency. However, from the viewpoint of pressure-resistant performance because it handles fluids in the supercritical or subcritical state, a cylindrical container is preferable, and a container in which the upper part of the cylinder can be removed as a lid makes it easy to put in and out the object to be dried. Recommended.

また、処理槽には流体を導入する流入口と流体を排出する排出口が設けられている。これら流入／排出口の位置は特に限定されるものではないが、流体の交換や排出を効率よく行わせるためには、流入口と流出口とが槽内空間を介して対向する位置に形成されているとよい。例えば流入口を処理槽上部に、流出口を処理槽下部に設けるとよい。ここで前記の上部、下部とは、処理槽の内部空間の高さの２／３以上、好ましくは１／４以上を上部といい、１／３以下、好ましくは１／４を下部という。また、排出口は底面、より好ましくは中央付近に設けるとよい。あるいは、流入口を一方の側面に設け、流出口をこれと対向するような側面に設けてもよい。つまり、流体が槽内を一定の方向に流れるような配置になればよい。なお、対向するとは完全に向かい合っている必要はなく、上下左右にずれた位置であってもよい。 The treatment tank is provided with an inlet for introducing fluid and an outlet for discharging the fluid. The position of these inflow / outlet is not particularly limited, but in order to efficiently exchange and discharge the fluid, the inflow port and the outflow port are formed at positions facing each other through the space in the tank. It is good to have. For example, the inlet may be provided in the upper part of the processing tank and the outlet may be provided in the lower part of the processing tank. Here, the upper part and the lower part refer to 2/3 or more, preferably 1/4 or more, of the height of the internal space of the processing tank as the upper part, and 1/3 or less, preferably 1/4 as the lower part. The discharge port may be provided on the bottom surface, more preferably near the center. Alternatively, the inflow port may be provided on one side surface and the outflow port may be provided on the side surface facing this. That is, it is only necessary that the fluid flow in the tank in a certain direction. In addition, it is not necessary to completely face each other, and the position may be shifted vertically and horizontally.

処理槽には導入／流出する流体に圧力を与える吸入／排出装置を設けてもよい。特に、第２の流体を液体相として導入し、処理槽内で超臨界ないし亜臨界状態とする場合には吸入装置（加圧装置）は必須となる。排出装置は無くてもよいが、流体の排出を迅速かつ確実に行わせる場合には必要である。吸入装置は１次側の流体を吸引し、２次側を所定の圧力まで昇圧できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、ガスまたはエアー、あるいは液体用のポンプやコンプレッサーの機能を有するものを製造してもよいし、市販されているものの中から用途に即したものを選択して用いてもよい。なお、流体源自体が必要とする圧力以上の圧力を有するものであれば、前記吸入装置は不要である。 The treatment tank may be provided with a suction / discharge device that applies pressure to the fluid that is introduced / outflowed. In particular, when the second fluid is introduced as a liquid phase and brought into a supercritical or subcritical state in the treatment tank, an inhaler (pressure device) is essential. There is no need for a discharge device, but it is necessary in order to discharge fluid quickly and reliably. The suction device is not particularly limited as long as it can suck the fluid on the primary side and increase the pressure on the secondary side to a predetermined pressure. For example, a gas or air or liquid pump or compressor may be manufactured, or a commercially available product may be selected and used. Note that the suction device is not necessary if the fluid source itself has a pressure higher than that required.

処理槽内の流体の圧力および温度は、流体の種類や対象物の種類などにより好適な圧力、温度にすればよい。具体的には第１の流体の場合、通常被乾燥物が浸漬できる程度に存在すればよいので圧力は雰囲気と同じ程度であり、温度は２０〜４０℃の範囲で使用される。第２の流体の場合、通常温度は２０〜５０℃、圧力は５〜３５MPaの範囲で使用される。第３の流体の場合、通常温度は２０〜５０℃、圧力は５〜３５MPaの範囲で使用される。 The pressure and temperature of the fluid in the treatment tank may be set to a pressure and temperature suitable for the type of fluid and the type of object. Specifically, in the case of the first fluid, the pressure should be the same as that of the atmosphere and the temperature should be in the range of 20 to 40 ° C., as long as the first fluid is usually present so that the material to be dried can be immersed. In the case of the second fluid, the normal temperature is 20 to 50 ° C. and the pressure is 5 to 35 MPa. In the case of the third fluid, the normal temperature is 20 to 50 ° C. and the pressure is 5 to 35 MPa.

第１〜第３の流体を供給する流体源は、特に限定されるものではなく、各流体を収納保存可能であって、必要な場合には所定の圧力に耐えられる容器であればよい。通常、第１の流体源は、耐食性を有する液体を収納できる容器が用いられ、第２第３の流体源はガスボンベ等、耐食性、耐圧性を備えた容器が用いられる。これらの容器の材質は、樹脂材料や、ステンレス、鉄、アルミニウムなどの金属材料により形成される。さらにこれらの材料を組み合わせたり、樹脂やガラスなどをコーティングしたりして用いてもよい。 The fluid source for supplying the first to third fluids is not particularly limited as long as it is a container that can store and store each fluid and can withstand a predetermined pressure when necessary. Usually, a container that can store a liquid having corrosion resistance is used as the first fluid source, and a container having corrosion resistance and pressure resistance such as a gas cylinder is used as the second and third fluid sources. The material of these containers is formed of a resin material or a metal material such as stainless steel, iron, or aluminum. Further, these materials may be used in combination, or may be coated with resin or glass.

処理槽には、流体の供給側および／または排出側にそれぞれ圧力調節器として圧力レギュレターを設けてもよい。この圧力レギュレターは、通常流体の供給側に減圧レギュレター、排出側に背圧レギュレターが用いられる。減圧レギュレターは２次側の圧力を所定の圧力に調節するものであり、背圧レギュレターは１次側の圧力を所定の圧力に調節する。圧力の調節にはレギュレーター内のバネの押圧力とこれに接続されているピストン、ダイヤフラムの受ける圧との均衡作用を利用している。これにより、処理槽内部が所望の圧力に保つことができる。圧力調節範囲は必要とされる処理槽内の圧力に応じて好適な範囲のものを選択すればよい。通常市販の圧力レギュレターでは、０〜３５ＭPa程度である。また、本発明の圧力調節装置は上記圧力レギュレーターに限定されるものではなく、圧力の調節が可能な機器であればいかなる形態の機器を用いてもよい。また、圧力調節器は、通常流路中に配置される。 The treatment tank may be provided with pressure regulators as pressure regulators on the fluid supply side and / or the discharge side, respectively. As this pressure regulator, a decompression regulator is usually used on the fluid supply side, and a back pressure regulator is used on the discharge side. The pressure reduction regulator adjusts the secondary pressure to a predetermined pressure, and the back pressure regulator adjusts the primary pressure to a predetermined pressure. The pressure is adjusted by utilizing the balance between the pressure of the spring in the regulator and the pressure received by the piston and diaphragm connected to it. Thereby, the inside of a processing tank can be maintained at a desired pressure. What is necessary is just to select the thing of the suitable range according to the pressure in the processing tank required for the pressure adjustment range. Usually, in a commercially available pressure regulator, it is about 0 to 35 MPa. Further, the pressure adjusting device of the present invention is not limited to the pressure regulator, and any type of device may be used as long as the device can adjust the pressure. Further, the pressure regulator is usually disposed in the flow path.

処理槽には、必要に応じて加熱器を設けてもよい。この加熱器は処理槽に直接設けるのではなく、処理槽に流体を供給する流路に設けてもよい。流路に設けることで、流体への熱の伝達が良好になり、温度制御の速度が早く、精度も向上する。用いられる加熱器は特に限定されるものではなく、一般に市販されている加熱器、つまり工業用ヒーターの中から好適なものを選択して用いることができる。具体的には熱源として、セラミックス、電熱線、ラバーヒーター等の中から好適なものを用いればよい。ヒーターの形態としては、例えばシーズヒーター、投入ヒーター、バンドヒーター、ベルトヒーター、リボンヒーター、フラットヒーター等がある。これらの中でも、シーズヒーターは配管で加熱するのに適し、バンドヒーター、ベルトヒーターは処理槽で加熱するのに適している。 You may provide a heater in a processing tank as needed. This heater may not be provided directly in the processing tank, but may be provided in a flow path for supplying fluid to the processing tank. By providing it in the flow path, heat transfer to the fluid becomes good, the temperature control speed is fast, and the accuracy is improved. The heater to be used is not particularly limited, and a suitable heater can be selected from commercially available heaters, that is, industrial heaters. Specifically, a suitable heat source may be used among ceramics, heating wires, rubber heaters and the like. Examples of the form of the heater include a sheathed heater, a charging heater, a band heater, a belt heater, a ribbon heater, and a flat heater. Among these, the sheathed heater is suitable for heating by piping, and the band heater and the belt heater are suitable for heating by a treatment tank.

本発明における第１ないし第３の流体は、それぞれ要求される特性を満たし、上記被乾燥物の乾燥処理等を行うのに適した流体であれば特に限定されるものではない。 The 1st thru | or 3rd fluid in this invention will not be specifically limited if it is a fluid which satisfy | fills the characteristic each requested | required and is suitable for performing the drying process etc. of the said to-be-dried object.

第１の流体は、下記の第２の流体と親和性があり、水と混和し置換可能であって水より表面張力の小さい液体が好ましい。水と置換することで、水を被乾燥物から取り除き、それ自体も下記第２の流体に拡散して排出可能になる。このような流体としては、例えば直鎖もしくは分岐を有する炭素数１〜６のアルコール系溶媒が好ましく、より具体的にはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールが好ましい。特にメタノールまたはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が好ましく、これらは単独でも２種以上を混合して用いてもよい。 The first fluid is preferably a liquid that has affinity with the following second fluid, is miscible with water and can be replaced, and has a lower surface tension than water. By substituting with water, the water is removed from the material to be dried, and the water itself can be diffused into the second fluid described below and discharged. As such a fluid, for example, a linear or branched alcohol solvent having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and more specifically, methanol, ethanol, and isopropyl alcohol are preferable. In particular, methanol or isopropyl alcohol (IPA) is preferable, and these may be used alone or in admixture of two or more.

第２の流体は、第１の流体と親和性があり、超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な液体または気体である。超臨界流体となる材料としては超臨界二酸化炭素（ＳＣＣＯ₂）がよく知られている。この二酸化炭素は製造が容易で、毒性がなく環境への影響が少ないことから超臨界流体として優れている。この二酸化炭素に基本性能を損なわない範囲で種々の副成分を混合して用いてもよい。 The second fluid is a liquid or gas that has an affinity for the first fluid and can be in a supercritical or subcritical state. Supercritical carbon dioxide (SCCO ₂ ) is well known as a material that becomes a supercritical fluid. This carbon dioxide is excellent as a supercritical fluid because it is easy to produce, has no toxicity and has little impact on the environment. Various subcomponents may be mixed and used in the carbon dioxide as long as the basic performance is not impaired.

第２の流体による乾燥処理は、超臨界状態（31.1℃、7.4MPa以上）から液相を経ないで、界面を生じることなく気化することで高い効果が得られる。また、いわゆる亜臨界状態であっても超臨界に準じた効果が得られる。 The drying treatment with the second fluid can achieve a high effect by evaporating without generating an interface from the supercritical state (31.1 ° C., 7.4 MPa or more) without passing through the liquid phase. Even in a so-called subcritical state, an effect equivalent to supercriticality can be obtained.

第３の流体は、上記第１の流体に対して親和性の低い流体である。このような、親和性の低い流体により第１の流体を処理槽から排出する。また、不活性な流体が好ましく、具体的には窒素の他アルゴンなどの不活性元素のガス・流体（超臨界流体）である。これらは複数種類を組み合わせて用いてもよい。第３の流体は、拡散している第１の流体および第２の流体を効率よく排出することが主な目的であることから、通常気体もしくは超臨界流体で供給される。ここで不活性元素とは、周期表第１８族の元素であり、具体的にはヘリウムＨｅ、ネオンＮｅ、アルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キセノンＸｅ、ラドンＲｎである。これらの中でも、ヘリウムＨｅ、ネオンＮｅ、アルゴンＡｒが好ましい。これらのなかでも特に窒素ガスが好ましい。 The third fluid is a fluid having a low affinity for the first fluid. The first fluid is discharged from the processing tank by such a low affinity fluid. An inert fluid is preferable, and specifically, a gas / fluid (supercritical fluid) of an inert element such as argon in addition to nitrogen. You may use these in combination of multiple types. The third fluid is usually supplied as a gas or a supercritical fluid because the main purpose is to efficiently discharge the first fluid and the second fluid that are diffusing. Here, the inert element is an element belonging to Group 18 of the periodic table, and specifically helium He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe, and radon Rn. Among these, helium He, neon Ne, and argon Ar are preferable. Of these, nitrogen gas is particularly preferable.

上記第１〜第３の流体は、流体源内に収納され、必要に応じて適量が処理槽内に供給される。また、第１の流体は他の槽に収納された状態で使用される場合もある。流体源と処理槽とは好ましくは、流路で接続されている。流体源と処理槽とが直接接続されていると、嵩張るばかりか、両者の圧力や温度管理が困難になる。この流路は液体または気体である流体の流路として通常用いられている流路であれば特に限定されるものではなく、一般的な配管材の中から好適なものを選択して用いればよい。また、特に耐圧力性を考慮すると金属の管が好ましく、さらに耐腐食性が必要な場合にはステンレス鋼などの腐食に強い材質かあるいはフッ素系樹脂などの腐食に強い樹脂をコーティングあるいは不動態化処理したものや、２重構造にしたものを用いるとよい。 The first to third fluids are stored in a fluid source, and an appropriate amount is supplied into the processing tank as necessary. The first fluid may be used in a state where it is stored in another tank. The fluid source and the treatment tank are preferably connected by a flow path. If the fluid source and the treatment tank are directly connected, not only will the volume be bulky, but the pressure and temperature management of both will be difficult. The flow path is not particularly limited as long as it is a flow path that is normally used as a flow path for fluid that is liquid or gas, and a suitable one may be selected from general piping materials. . Also, considering the pressure resistance, metal pipes are preferable, and if corrosion resistance is required, it is coated or passivated with a corrosion-resistant material such as stainless steel or a resin resistant to corrosion such as fluororesin. What was processed and what was made into the double structure are good.

各流路には必要に応じて流体の供給／停止を行ったり、流量を調節する流量調節弁を設けるとよい。流量調節弁は、流体の流量をゼロから所定の流量にまで無段階的に調節できるものが好ましい。このような流量調節弁は特に限定されるものではなく、一般に流量調節弁として市販されているものの中から好適なものを選択して用いればよい。流量調節弁は手動で動作させるものでもよいが、自動調整を行うような場合には電動の動力源等を用いて遠隔で制御可能なものがよい。 Each flow path may be provided with a flow rate adjusting valve for supplying / stopping a fluid or adjusting a flow rate as necessary. The flow rate adjusting valve is preferably one that can steplessly adjust the flow rate of the fluid from zero to a predetermined flow rate. Such a flow control valve is not specifically limited, What is necessary is just to select and use a suitable thing from what is generally marketed as a flow control valve. The flow rate adjusting valve may be manually operated, but in the case of performing automatic adjustment, a valve that can be remotely controlled using an electric power source or the like is preferable.

次に本発明の第２の態様について説明する。本発明の第２の態様では、被乾燥物として、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲル、シリカエアロゲルなどのエアロゲル(aerogel)、メソポーラス多孔体、ナノポーラス多孔体、メソポーラス以下の多孔体等、およびマトリクス構造体、あるいは半導体、機能性薄膜などを組み合わせた微小構造物、さらには核酸、タンパク質断片、生体に作用する有機構造物などの有機構造体を対象にする。これらのなかでも、特にメソポーラス多孔体、ナノポーラス多孔体、メソポーラス以下の多孔体など微小粒状多孔体、およびマトリクス構造体が適している。 Next, the second aspect of the present invention will be described. In the second aspect of the present invention, as the object to be dried, aerogel such as carbon aerogel, alumina aerogel, silica aerogel, mesoporous porous body, nanoporous porous body, porous body below mesoporous, etc., and matrix structure, or It is intended for microstructures that combine semiconductors, functional thin films, and the like, as well as organic structures such as nucleic acids, protein fragments, and organic structures that act on living bodies. Among these, a mesoporous porous body, a nanoporous porous body, a micro granular porous body such as a porous body below mesoporous, and a matrix structure are particularly suitable.

本発明の第２の態様では前記被乾燥物中に残存する有機溶媒などの溶媒を除去することを主な目的とている。このような溶媒は、被乾燥物の製造工程や前処理工程で被乾燥物に付着したり、多孔体、マトリクス内部に残存する形で被乾燥物に包含されている。 The main object of the second aspect of the present invention is to remove a solvent such as an organic solvent remaining in the material to be dried. Such a solvent is included in the material to be dried in a form that adheres to the material to be dried in a manufacturing process or a pretreatment process of the material to be dried, or remains in the porous body or matrix.

そして、前記有機溶媒などの溶媒が上記第１の流体に相当する。このような溶媒としては、特に有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、具体的には次のようなものが挙げられる。ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、ヘキサン、ペンタン、トルエン、ニトロベンゼン、テトラクロロエチレン、ジクロロエチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン、トリクロロエタン、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、エチルエーテル、塩化メチレン、キシレン、ピリジン、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ベンゼン、クロロベンゼン等。これらは単独でも複数の混合物になっていてもよい。 A solvent such as the organic solvent corresponds to the first fluid. As such a solvent, an organic solvent is particularly preferable. Specific examples of the organic solvent include the following. Dimethylformamide, diethylformamide, acetone, dimethylsulfoxide, methyl ethyl ketone, hexane, pentane, toluene, nitrobenzene, tetrachloroethylene, dichloroethylene, chloroform, trichloroethylene, trichloroethane, dimethyl phthalate, dioctyl phthalate, ethyl ether, methylene chloride, xylene, pyridine, ethylene glycol, Ethylene glycol monobutyl ether, benzene, chlorobenzene, etc. These may be used alone or in a mixture.

上記の様に、第２の態様では第１の流体に相当する溶媒は既に被乾燥物に付着するか多孔体やマトリクス内部に包含されている。このため、第２の態様では上記第１の流体を処理槽内に導入したり、被乾燥物を浸漬する工程は不要である。その他の工程、処理内容は上記と同様であるが、特に本態様では第３の流体を用いた排出工程が重要である。 As described above, in the second aspect, the solvent corresponding to the first fluid has already adhered to the material to be dried or is included in the porous body or matrix. For this reason, in the second aspect, there is no need to introduce the first fluid into the treatment tank or immerse the material to be dried. Other steps and processing contents are the same as described above, but in particular, in this embodiment, the discharging step using the third fluid is important.

次に図を参照しつつ本発明の装置について、より具体的に説明する。図１は本発明装置の概略構成を示すブロック図である。 Next, the apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the apparatus of the present invention.

図において、本発明装置は流体源となる第１〜第３の流体容器３１〜３３と処理槽１とを有する。第１〜第３の流体容器３１〜３３はそれぞれ流路１１１，１２１，１３１を介して、吸入装置であるポンプ２１，２２，２３と接続されている。ポンプ２１，２２，２３は、流体を加圧して処理槽に流入する速度を速めたり、処理槽内の圧力を高めたりする。 In the figure, the device of the present invention has first to third fluid containers 31 to 33 and a processing tank 1 which are fluid sources. The first to third fluid containers 31 to 33 are connected to pumps 21, 22 and 23 which are suction devices via flow paths 111, 121 and 131, respectively. The pumps 21, 22, and 23 pressurize the fluid to increase the speed at which the fluid flows into the processing tank or increase the pressure in the processing tank.

さらに、ポンプ２１，２２，２３から流路１１２，１２２，１３２を介してフィルター４１，４２，４３と接続され、さらのこのフィルター４１，４２，４３から流路１１３，１２３，１３３を介して流量調整弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３と接続されている。流量調整弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３は、供給される流体の流量を調節する。さらに、流量調整弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３は、流路１１４，１２４，１３４を介してバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３と接続されている。バルブＶ２，Ｖ３は、流路１０１に接続され、流路１０１の他端は処理槽１に接続されている。この流路１０１には加熱するためのヒーター４が取り付けられている。前記流路１２２および流路１３２から流路１０１に至る経路を共通にして一方を省略してもよい。 Further, the pumps 21, 22, and 23 are connected to the filters 41, 42, and 43 through the flow paths 112, 122, and 132, and the flow rate from the filters 41, 42, and 43 through the flow paths 113, 123, and 133 It is connected to the regulating valves V11, V12, V13. The flow rate adjustment valves V11, V12, and V13 adjust the flow rate of the supplied fluid. Furthermore, the flow rate adjusting valves V11, V12, V13 are connected to the valves V1, V2, V3 via flow paths 114, 124, 134. The valves V2 and V3 are connected to the flow path 101, and the other end of the flow path 101 is connected to the processing tank 1. A heater 4 for heating is attached to the flow path 101. One of the paths from the flow path 122 and the flow path 132 to the flow path 101 may be shared, and one of them may be omitted.

一方、バルブＶ１は流路１１５を介して後述する処理槽１に接続した流路１０３と接続されている。前記流路１２１，１３１と流路１２２，１３２にはそれぞれ、ポンプ２２，２３の１次側と２次側の圧力を測定する圧力計Ｐ２１，Ｐ３１およびＰ２２，Ｐ３２が設けられている。また、処理槽１にも同様に槽内の圧力を測定する圧力計Ｐ１０が設けられている。 On the other hand, the valve V1 is connected to a flow path 103 connected to a processing tank 1 described later via a flow path 115. The flow paths 121 and 131 and the flow paths 122 and 132 are provided with pressure gauges P21 and P31 and P22 and P32 for measuring the pressures on the primary and secondary sides of the pumps 22 and 23, respectively. The processing tank 1 is also provided with a pressure gauge P10 that similarly measures the pressure in the tank.

処理槽１内には被乾燥物２が配置されている。処理槽１は流路１０３を介して背圧レギュレターＶＣ１と接続され、さらに背圧レギュレターＶＣ１は流路１０４を介してバルブＶ４と接続されている。前記背圧レギュレーターＶＣ１は主に圧力を制御することで、処理槽１内の圧力を一定に保つことができる。さらに、前記バルブＶ４は流路１０５を介して外部出力ＯＵＴに接続される。この外部出力ＯＵＴは、大気中に媒体を放出したり、図示しないリサイクル経路に流体を送出したり、あるいは一時的に受容器に受け止めて排出したりする。 An object to be dried 2 is arranged in the treatment tank 1. The treatment tank 1 is connected to the back pressure regulator VC1 through the flow path 103, and the back pressure regulator VC1 is connected to the valve V4 through the flow path 104. The back pressure regulator VC1 can keep the pressure in the processing tank 1 constant by mainly controlling the pressure. Further, the valve V4 is connected to the external output OUT via the flow path 105. The external output OUT discharges the medium into the atmosphere, sends the fluid to a recycle path (not shown), or temporarily receives it in the receiver and discharges it.

前記媒体容器３１は、流路１１１、流量調整弁Ｖ１１、流路１１２、ポンプ２１流路１１３、バルブＶ３、流路１１４、流路１０３を介して処理槽１と接続される。つまり、前記経路から容器３１の第１の流体が排出口側から処理槽１に供給できるようになっている。第１の流体を供給するときには排出用のバルブＶ４は閉じている。また、前記経路は、上記第２の流体、第３の流体の供給経路側に設けてもよいし、これらと経路の一部を共通にしてもよい。 The medium container 31 is connected to the processing tank 1 through a flow path 111, a flow rate adjustment valve V 11, a flow path 112, a pump 21 flow path 113, a valve V 3, a flow path 114, and a flow path 103. That is, the first fluid in the container 31 can be supplied to the treatment tank 1 from the discharge port side through the path. When supplying the first fluid, the discharge valve V4 is closed. In addition, the path may be provided on the supply path side of the second fluid and the third fluid, or a part of the path may be shared.

本発明において、圧力レギュレーター、流量調節弁、吸入装置、排出装置は、それぞれ単独で手動制御してもよいし、単独あるいは連動する形で電気的に制御してもよい。また、処理槽１および必要な箇所には、図示しない圧力センサー、温度センサーが設けられていて、各部の圧力、温度を監視し、適切な圧力、温度に管理できるようになっている。また、異常な圧力から保護するための安全弁を各バルブやレギュレーターに使用することも推奨される。このため、本発明の好ましい態様では、安全弁、圧力レギュレーター、流量調節弁、吸入装置、排出装置を圧力センサー、温度センサーが接続された制御装置により自動制御し、自動運転が可能な装置にするとよい。このような制御装置としては、一般的なプロセッサを有するＰＣやシーケンサー等を用いることができる。 In the present invention, the pressure regulator, the flow rate adjusting valve, the suction device, and the discharge device may be manually controlled individually or may be electrically controlled independently or in conjunction with each other. Moreover, the processing tank 1 and a required location are provided with a pressure sensor and a temperature sensor (not shown) so that the pressure and temperature of each part can be monitored and managed to an appropriate pressure and temperature. It is also recommended to use a safety valve on each valve or regulator to protect against abnormal pressure. For this reason, in a preferred embodiment of the present invention, the safety valve, the pressure regulator, the flow rate adjustment valve, the suction device, and the discharge device may be automatically controlled by a control device to which a pressure sensor and a temperature sensor are connected so that automatic operation is possible. . As such a control device, a PC having a general processor, a sequencer, or the like can be used.

次に、上記本発明装置の動作について説明する。図２は本発明の方法を示したフローチャートである。
（１）先ず、バルブ４を閉じ、バルブＶ１を開いてポンプ２１を動作させ、所定流量で第１の流体を容器３１から処理槽１に供給する。処理槽１内に第１の流体が被乾燥物を浸漬できる量が満たされると、ポンプ２１を停止して、バルブＶ１を閉じる（S1)。
（２）次に、被処理物を処理槽１の第１の流体中に配置し、密閉する（S2)。
（３）次いで、バルブＶ２を開き、ポンプ２２を動作させ、所定流量で第２の流体を第２の流体容器３２から処理槽１に供給して処理槽内の圧力を上昇させる（S3)。
（４）引き続き第２の流体を加圧しながら処理槽１に供給し、処理槽１内の圧力、密度、温度条件を速やかに超臨界状態になる設定値まで到達させる（S4)。
（５）処理槽１内の圧力、密度、温度条件が既定値に達するとバルブＶ４を開いて、処理槽内の圧力を一定条件に保ちながら第１の流体、および第１と第２の流体の混合物を排出する(S5)。
（６）処理槽１内の圧力、密度、温度条件を一定に保ちながら所定時間、第２の流体への置換処理を行う。
（７）次に、バルブＶ２を閉じ、第２の流体の供給を停止し、背圧レギュレーターＶＣ1を調整しながら処理槽内の温度を低下させることなく第２の流体を排出して、第２の流体が液化しないように排出して減圧する（S6)。これにより、被乾燥物はストレスを受けることなく乾燥する。また、必要によりバルブＶ２を調節して第２の流体を供給しながら排出作業を行ってもよい。
（８）また、本発明の好ましい態様では、上記（７）第２の流体の供給停止後にバルブＶ３を開いてポンプ２３を動作させ所定流量の第３の流体を流体容器３３から処理槽１に供給する(S11)。
（９）処理槽１内では、第１の流体が第３の流体に拡散、溶解する量は極少量のため、第１および２の流体は、第３の流体に押し出されるように速やかに排出される(S12)。これにより、乾燥時間を短縮することができ、処理槽内で第２の流体に残存する第１の流体が拡散することもなく第２に流体の使用量も少なくすることができる。 Next, the operation of the apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the method of the present invention.
(1) First, the valve 4 is closed, the valve V1 is opened, the pump 21 is operated, and the first fluid is supplied from the container 31 to the processing tank 1 at a predetermined flow rate. When the amount by which the first fluid can immerse the object to be dried is filled in the treatment tank 1, the pump 21 is stopped and the valve V1 is closed (S1).
(2) Next, the object to be processed is placed in the first fluid of the processing tank 1 and sealed (S2).
(3) Next, the valve V2 is opened, the pump 22 is operated, and the second fluid is supplied from the second fluid container 32 to the processing tank 1 at a predetermined flow rate to increase the pressure in the processing tank (S3).
(4) The second fluid is continuously supplied to the processing tank 1 while being pressurized, and the pressure, density, and temperature conditions in the processing tank 1 are quickly reached to the set values at which the supercritical state is reached (S4).
(5) When the pressure, density, and temperature conditions in the processing tank 1 reach predetermined values, the valve V4 is opened, and the first fluid and the first and second fluids are maintained while maintaining the pressure in the processing tank at a constant condition. Is discharged (S5).
(6) The replacement process with the second fluid is performed for a predetermined time while keeping the pressure, density, and temperature conditions in the processing tank 1 constant.
(7) Next, the valve V2 is closed, the supply of the second fluid is stopped, the second fluid is discharged without lowering the temperature in the treatment tank while adjusting the back pressure regulator VC1, and the second fluid is discharged. The fluid is discharged and depressurized so as not to liquefy (S6). Thereby, a to-be-dried object dries without receiving stress. Further, if necessary, the discharge operation may be performed while adjusting the valve V2 and supplying the second fluid.
(8) According to a preferred aspect of the present invention, (7) after the supply of the second fluid is stopped, the valve V3 is opened and the pump 23 is operated to transfer the third fluid at a predetermined flow rate from the fluid container 33 to the treatment tank 1. Supply (S11).
(9) Since the amount of the first fluid that diffuses and dissolves into the third fluid in the treatment tank 1 is extremely small, the first and second fluids are quickly discharged so as to be pushed out by the third fluid. (S12). As a result, the drying time can be shortened, and the first fluid remaining in the second fluid does not diffuse in the processing tank, and secondly, the amount of fluid used can be reduced.

なお、本発明の第２の態様では、上記（１）の工程は不要であり、（２）において単に処理槽内に被乾燥物を配置することになる。 In the second aspect of the present invention, the step (1) is not necessary, and in (2), an object to be dried is simply placed in the treatment tank.

なお、上記構成例および動作説明ではポンプ２１，２２，２３を使用しているが、流体源である容器３１，３２，３３の内圧が十分高い場合には、ポンプ２１，２２，２３を省略することができる。 Although the pumps 21, 22, and 23 are used in the above configuration example and operation description, the pumps 21, 22, and 23 are omitted when the internal pressure of the containers 31, 32, and 33, which are fluid sources, is sufficiently high. be able to.

次に、本発明の他の態様の装置について説明する。図３は本発明の他の態様の装置の基本構成を示した模式図で、乾燥処理の前工程であるエッチング、洗浄工程を備えている。図３において、装置２００は、ローダー２１０と、前処理工程部２２０に備えられたエッチング槽２２１と、リンス槽２２２と、第１の流体を収納した第１の流体槽２２３とを備えている。第１の流体槽２２３は、置換を完全かつ効率よく行わせるために必要により２つ設けてもよい。 Next, an apparatus according to another aspect of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the basic configuration of the apparatus according to another aspect of the present invention, which includes an etching and cleaning process which is a pre-process of the drying process. 3, the apparatus 200 includes a loader 210, an etching tank 221 provided in the pretreatment process unit 220, a rinse tank 222, and a first fluid tank 223 that stores a first fluid. If necessary, two first fluid tanks 223 may be provided for complete and efficient replacement.

さらに、装置２００上部には移動レール２４０に備え付けられたロボットアーム２４１が有り、半導体ウェーハ等の被乾燥物２０６が収納されたカセット２０５を、ローダー２１０からハンドリング機構の間を上下動自在に自由に移動できるようになっている。また、前処理工程部２２０から離れた位置に乾燥工程用の処理槽２０１と蓋２０２が流体供給ユニット２０３上に配置されている。前記蓋２０２には、被乾燥物が収納されたカセット２０５を着脱自在に保持するカセット保持機構２０２ａが設けられている。 In addition, a robot arm 241 provided on the moving rail 240 is provided on the upper part of the apparatus 200, and the cassette 205 containing the object to be dried 206 such as a semiconductor wafer can be freely moved up and down between the loader 210 and the handling mechanism. It can be moved. Further, a treatment tank 201 and a lid 202 for a drying process are arranged on the fluid supply unit 203 at a position away from the pretreatment process unit 220. The lid 202 is provided with a cassette holding mechanism 202a for detachably holding a cassette 205 in which an object to be dried is stored.

また、前記前処理工程部２２０と流体供給ユニット２０３の間には、台座２５０上にハンドリング機構２５１が配置されている。このハンドリング機構２５１は、回転軸２５２設けられたアーム２５３の先端にチャック２５４を有し、前記カセット２０５を着脱自在に保持することができる。また、チャック２５４の下部には支柱２５５に保持された受け皿２５６を有し、カセット２０５から滴下する流体を回収できるようになっている。そして、前記第１の流体槽２２３からロボットアーム２４１により引き上げ有られたカセット２０５を保持して、回動し、処理槽２０１の蓋２０２に設けられたカセット保持機構２０２ａにカセットを装着することができるようになっている。 A handling mechanism 251 is disposed on the pedestal 250 between the pretreatment process unit 220 and the fluid supply unit 203. The handling mechanism 251 has a chuck 254 at the tip of an arm 253 provided with a rotation shaft 252 and can hold the cassette 205 in a detachable manner. In addition, a lower part of the chuck 254 has a tray 256 held by a support column 255 so that the fluid dropped from the cassette 205 can be collected. Then, the cassette 205 lifted from the first fluid tank 223 by the robot arm 241 is held and rotated, and the cassette is mounted on the cassette holding mechanism 202 a provided on the lid 202 of the processing tank 201. It can be done.

このような装置において、先ずローダー２１０に供給されたカセット２０５は、ロボットアーム２４１に保持され、エッチング槽２２１迄移動して、槽内の処理液に浸漬され、所定の時間処理される。次に、ロボットアーム２４１によりカセット２０５は同様にしてエッチング槽２２１から洗浄槽２２２に移動して洗浄処理が行われる(S21)。その後、同様にして第１の流体を収納した第１の槽２２３にカセットを浸漬して、洗浄液と第１の流体とを置換する(S22)。 In such an apparatus, the cassette 205 supplied to the loader 210 is first held by the robot arm 241, moved to the etching tank 221, immersed in the processing liquid in the tank, and processed for a predetermined time. Next, the cassette 205 is similarly moved from the etching tank 221 to the cleaning tank 222 by the robot arm 241, and cleaning processing is performed (S21). Thereafter, similarly, the cassette is immersed in the first tank 223 containing the first fluid to replace the cleaning liquid and the first fluid (S22).

次いで、ハンドリング機構２５１によりカセット２０５は蓋２０２のカセット保持機構２０２ａに装着され、蓋２０２を閉じることで処理槽内に収納される(S24)。処理槽を密閉した後、上記工程（３）〜（８）と同様にして第２の流体を供給／排出し、さらに第３の流体を供給／排出して乾燥処理を行う。このような装置を用いることで、連続的な処理が可能になり、より効率的な量産が可能になる。 Next, the cassette 205 is mounted on the cassette holding mechanism 202a of the lid 202 by the handling mechanism 251 and is stored in the processing tank by closing the lid 202 (S24). After the treatment tank is sealed, the second fluid is supplied / discharged in the same manner as the above steps (3) to (8), and the third fluid is supplied / discharged to perform the drying process. By using such an apparatus, continuous processing becomes possible, and more efficient mass production becomes possible.

なお、上記各装置において、第１の流体の置換や排出は完全に行われなくてもよく、被乾燥物に支障の無い範囲に第１の流体が減少していればよい。このため、第２の流体および第３の流体の供給／排出時間は、対象となる被乾燥物に適した時間に調整すればよい。 In each of the above devices, the first fluid may not be completely replaced or discharged, and it is sufficient that the first fluid is reduced within a range that does not interfere with the object to be dried. For this reason, the supply / discharge time of the second fluid and the third fluid may be adjusted to a time suitable for the object to be dried.

〔実施例１〕
次に実施例を示し、本発明装置および方法をより具体的に説明する。図１に示す構成の装置において、第１の流体をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、第２の流体を二酸化炭素、第３の流体を窒素（Ｎ₂）として、以下の手順で乾燥処理を行った。 [Example 1]
Next, an Example is shown and the apparatus and method of this invention are demonstrated more concretely. In the apparatus having the configuration shown in FIG. 1, the first fluid was isopropyl alcohol (IPA), the second fluid was carbon dioxide, and the third fluid was nitrogen (N ₂ ).

先ず、中空状で線幅８０nm、長さ５μm、ギャップ１μmのSi微細構造体を形成した６インチウェーハを用意した。このウェーハを搬送用カセットに納め、洗浄、リンスを行った後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に浸漬した。 First, a 6-inch wafer was prepared which was hollow and formed with a Si microstructure having a line width of 80 nm, a length of 5 μm, and a gap of 1 μm. The wafer was placed in a transfer cassette, washed and rinsed, and then immersed in isopropyl alcohol (IPA).

次いで、バルブＶ４を閉じた状態でバルブＶ１を開いてポンプ２１を動作させ第１の流体としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を、流体源である容器３１からカセットが完全に浸漬する量に達するまで処理槽１に供給した。次いで、表面にＩＰＡが付着した状態の被乾燥物を処理槽１内のＩＰＡ中に配置した。 Next, the valve V1 is opened with the valve V4 closed, and the pump 21 is operated to supply isopropyl alcohol (IPA) as the first fluid from the container 31 serving as the fluid source until the cassette is completely immersed in the treatment tank. 1 was supplied. Next, the material to be dried with IPA attached to the surface was placed in the IPA in the treatment tank 1.

処理槽を密閉後、バルブＶ１を開いてポンプ２２を動作させ、流体源であるボンベ３２から第二の流体である二酸化炭素を供給して、処理槽内の圧力は１３MPaにまで上昇した。このときの処理槽内の温度は３５℃、流体の密度は０．７８g／ccで超臨界状態となった。第２の流体を供給してから超臨界状態になるまでの時間は約３minであった。そして、バルブＶ４を調整しながら開き、槽内の圧力を一定に保ちつつ槽内の第二酸化炭素を排出した。二酸化炭素を供給しながらこの状態で約６min保持し、おおよそのＩＰＡと二酸化炭素を置換した。 After sealing the treatment tank, the valve V1 was opened and the pump 22 was operated. Carbon dioxide as the second fluid was supplied from the cylinder 32 as the fluid source, and the pressure in the treatment tank rose to 13 MPa. At this time, the temperature in the treatment tank was 35 ° C., the density of the fluid was 0.78 g / cc, and a supercritical state was obtained. The time from supplying the second fluid to reaching the supercritical state was about 3 min. And it opened while adjusting valve | bulb V4, and the 2nd carbon dioxide in a tank was discharged | emitted, keeping the pressure in a tank constant. While supplying carbon dioxide, this state was maintained for about 6 minutes to replace the approximate IPA and carbon dioxide.

次に、ポンプ２２を停止し、バルブＶ２を閉じ、さらにバルブ３を開いてポンプ２３を動作させて流体源であるボンベ３３から窒素（Ｎ₂）を供給した。このときの窒素は超臨界流体であった。この状態で１０min窒素を供給し、処理槽内の超臨界二酸化炭素（ＳＣＣＯ₂ ）が略完全に排出された後、ポンプ２３を停止しバルブＶ３を閉じて窒素の供給を停止した。その後、窒素を３minの間排出し続け、槽内の窒素を略完全排出した。最後に、処理槽の蓋を開けカセットを取り出し、ウェーハ表面の状態を確認したところ、パターン倒れは確認できなかった。このことから、本発明の装置、方法を用いることで、超微細加工された半導体ウェーハのパターンを損傷することなく迅速な乾燥処理ができることが分かった。このときの二酸化炭素の消費量は０．７kgであった。 Next, the pump 22 was stopped, the valve V2 was closed, the valve 3 was opened, and the pump 23 was operated to supply nitrogen (N ₂ ) from the cylinder 33 which is a fluid source. Nitrogen at this time was a supercritical fluid. In this state, nitrogen was supplied for 10 minutes, and after supercritical carbon dioxide (SCCO ₂ ) in the treatment tank was almost completely discharged, the pump 23 was stopped and the valve V3 was closed to stop the supply of nitrogen. Thereafter, nitrogen was continuously discharged for 3 minutes, and the nitrogen in the tank was almost completely discharged. Finally, the lid of the processing tank was opened, the cassette was taken out, and the state of the wafer surface was confirmed. As a result, pattern collapse could not be confirmed. From this, it was found that by using the apparatus and method of the present invention, a rapid drying process can be performed without damaging the pattern of the ultrafinely processed semiconductor wafer. The consumption of carbon dioxide at this time was 0.7 kg.

〔実施例２〕
実施例１において、第２の流体である二酸化炭素排出時に第３の流体として窒素を供給しない以外は、実施例１と同様にして実験を行った。その結果、二酸化炭素（ＳＣＣＯ₂ ）の排出を開始してから二酸化炭素中に拡散しているＩＰＡが完全に無くなり全ての二酸化炭素が排出されるまでの時間は８０min必要になった。また、実施例１に比べて７倍程度余計に流体源の二酸化炭素を消費することが分かった。この場合も実施例１と同様にウェーハ表面の状態を確認したところ、パターン倒れは確認できなかった。また、被乾燥物の種類により二酸化炭素の置換・排出工程は６０〜９０minの範囲の時間が必要なことが分かった。このときの二酸化炭素の消費量は約３kgであった。 [Example 2]
In Example 1, the experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that nitrogen was not supplied as the third fluid when carbon dioxide as the second fluid was discharged. As a result, it took 80 min for the time from the start of the discharge of carbon dioxide (SCCO ₂ ) to completely eliminate the IPA diffused in the carbon dioxide and the discharge of all the carbon dioxide. Moreover, it turned out that the carbon dioxide of a fluid source is consumed about 7 times more compared with Example 1. FIG. Also in this case, the state of the wafer surface was confirmed in the same manner as in Example 1, and no pattern collapse was confirmed. Moreover, it turned out that the time of the range of 60-90 minutes is required for the substitution and discharge | emission process of a carbon dioxide by the kind of to-be-dried object. The consumption of carbon dioxide at this time was about 3 kg.

以上の結果から、第３の流体を使用しない場合にも微細構造にダメージを与えることなく乾燥できることが分かった。しかし、処理時間にして４倍程度要し、第２の流体も上記のように多量に消費することが分かった。このため、経済性のみならず環境問題や法規制の観点からも第３の流体を用いることが有利である。なお、上記実施例では発明効果を確認するために比較的小規模の容量での実験を行ったが、実際の量産装置に用いられる大型の処理槽では、本発明の効果がより顕著になるものと期待できる。また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、上記した発明範囲の種々の変更が可能である。 From the above results, it was found that drying can be performed without damaging the microstructure even when the third fluid is not used. However, it was found that the processing time required about 4 times, and the second fluid was consumed in a large amount as described above. For this reason, it is advantageous to use the third fluid not only from the viewpoint of economy but also from the viewpoint of environmental problems and legal regulations. In the above embodiment, an experiment with a relatively small capacity was performed in order to confirm the effect of the invention. However, the effect of the present invention becomes more remarkable in a large processing tank used in an actual mass production apparatus. Can be expected. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications of the above-described invention scope are possible.

本発明は極微細構造体、例えばＬＳＩ等の半導体素子、微細電子機械システム（MEMS）、微細光学機械システム（MOEMS）、表面微細機械工システム等の半導体素子や、プラズマ、液晶、有機、無機エレクトロルミネッセンス等のディスプレー素子における配線、基板上に形成された素子や微細構造物、あるいは基板上に形成されたアクチュエーターなどの微細可動構造、マイクロモータ等の極微細構造体を洗浄、リンスした後の乾燥処理等を行う工程で特に有用である。また、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲル、シリカエアロゲルなどのエアロゲル(aerogel)、メソポーラス多孔体、ナノポーラス多孔体、メソポーラス以下の多孔体など微小粒状多孔体、およびマトリクス構造体、あるいは半導体、機能性薄膜などを組み合わせた微小構造物、さらには核酸、タンパク質断片、生体に作用する有機構造物などの有機構造体等、これらに付着、包含した溶媒除去にも応用することができる。 The present invention relates to a semiconductor device such as a semiconductor device such as a semiconductor device such as an LSI, a micro electro mechanical system (MEMS), a micro optical mechanical system (MOEMS), a surface micro mechanic system, plasma, liquid crystal, organic or inorganic electro Wiring in display elements such as luminescence, elements and microstructures formed on the substrate, micro movable structures such as actuators formed on the substrate, and ultrafine structures such as micromotors are washed and rinsed and then dried. This is particularly useful in the process of processing. In addition, aerogel (aerogel) such as carbon aerogel, alumina aerogel, silica aerogel, mesoporous porous material, nanoporous porous material, porous material less than mesoporous, and matrix structure, semiconductor, functional thin film, etc. The present invention can also be applied to removal of a solvent attached to and included in an organic structure such as a nucleic acid, a protein fragment, or an organic structure acting on a living body.

本発明の装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the apparatus of this invention. 本発明の方法の構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the structure of the method of this invention. 本発明の装置の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the apparatus of this invention.

１処理槽
２被乾燥物（カセット）
２１，２２，２３ポンプ
３１第１の流体源
３２第２の流体源
３３第３の流体源
４１，４２，４３フィルター
２００装置
２０１処理槽
２０２蓋
２０２ａカセット保持機構
２０５カセット
２０６被乾燥物
２１０ローダー
２２０前処理工程部
２４１ロボットアーム
２５１ハンドリング機構 1 Processing tank 2 Object to be dried (cassette)
21, 22, 23 Pump 31 First fluid source 32 Second fluid source 33 Third fluid source 41, 42, 43 Filter 200 Device 201 Processing tank 202 Lid 202a Cassette holding mechanism 205 Cassette 206 Dried object 210 Loader 220 Pretreatment process unit 241 Robot arm 251 Handling mechanism

Claims

被乾燥物を配置し乾燥を行う処理槽と、少なくともこの処理槽に第１の流体と第２の流体を供給する流体源を有し、
前記第１の流体は第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体であり第２の流体は超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な流体であり、
処理槽内に第１の流体を導入して被乾燥物を配置するかあるいは処理槽内に被乾燥物を配置して第１の流体を導入し、
前記第１の流体を排出して処理槽に超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
前記第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理装置。 A treatment tank in which an object to be dried is disposed and drying, and a fluid source that supplies at least the first fluid and the second fluid to the treatment tank;
The first fluid is a liquid having an affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, and the second fluid is a fluid that can be in a supercritical or subcritical state,
Introducing the first fluid into the treatment tank and arranging the object to be dried or arranging the object to be dried in the treatment tank and introducing the first fluid,
Discharging the first fluid and introducing a supercritical or subcritical second fluid into the treatment tank or introducing a liquid second fluid into a supercritical or subcritical state;
An ultrafine structure drying apparatus for performing a drying process by removing the second fluid without passing through a gas-liquid interface.

被乾燥物を配置し乾燥を行う処理槽と、この処理槽に少なくとも第２の流体を供給する流体源と、他の処理槽に収納されている第１の流体を少なくとも有し、
前記第１の流体は第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体であり第２の流体は超臨界ないし亜臨界状態にすることが可能な流体であり、
前記被洗浄物を第１の流体が収納された第１の流体槽内に浸漬し、
前記被洗浄物を第１の流体槽から取り出して処理槽内に配置し、
超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
前記第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理装置。 A treatment tank in which an object to be dried is placed and dried; a fluid source for supplying at least a second fluid to the treatment tank; and at least a first fluid stored in another treatment tank;
The first fluid is a liquid having an affinity for the second fluid and having a surface tension smaller than that of water, and the second fluid is a fluid that can be in a supercritical or subcritical state,
Immersing the object to be cleaned in a first fluid tank containing a first fluid;
The object to be cleaned is taken out of the first fluid tank and placed in the processing tank,
Introducing a supercritical or subcritical second fluid or introducing a liquid second fluid into a supercritical or subcritical state,
An ultrafine structure drying apparatus for performing a drying process by removing the second fluid without passing through a gas-liquid interface.

さらに、第１の流体に対して親和性の低い第３の流体を供給する流体源を有し、前記第２の流体を供給後に第３の流体を供給して第１の流体と第２の流体を排出する請求項１または２の極微細構造体の乾燥処理装置。 Furthermore, it has a fluid source that supplies a third fluid having a low affinity for the first fluid, and after the second fluid is supplied, the third fluid is supplied and the first fluid and the second fluid are supplied. The apparatus for drying an ultrafine structure according to claim 1 or 2, wherein the fluid is discharged.

前記被乾燥物に付着している水と第１の流体とが置換される請求項１〜３の何れかの極微細構造体の乾燥処理装置。 The ultrafine structure drying treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein water and the first fluid adhering to the object to be dried are replaced.

前記第１の流体は、アルコール系溶媒である請求項１〜４のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。 5. The ultrafine structure drying apparatus according to claim 1, wherein the first fluid is an alcohol solvent.

前記第１の流体は有機溶媒であり、予め被乾燥物に付着または包含されている請求項１〜４の何れかの極微細構造体の乾燥処理装置。 The ultrafine structure drying apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the first fluid is an organic solvent, and is attached to or included in an object to be dried in advance.

前記第２の流体は、二酸化炭素である請求項１〜６のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。 7. The ultrafine structure drying apparatus according to claim 1, wherein the second fluid is carbon dioxide.

前記第３の流体は、窒素または不活性ガスである請求項３〜７のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。 The apparatus for drying an ultrafine structure according to any one of claims 3 to 7, wherein the third fluid is nitrogen or an inert gas.

前記処理槽は、流体流入口と流体流出口が槽内空間を介して対向する位置にある請求項１〜８のいずれかの極微細構造体の乾燥処理装置。 The ultrafine structure drying apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the treatment tank is located at a position where a fluid inlet and a fluid outlet face each other via a tank space.

被乾燥物に付着した水を第２の流体と親和性を有しかつ水より表面張力の小さい液体である第１の流体で置換し、
次いで被乾燥物が配置された処理槽内に超臨界ないし亜臨界状態の第２の流体を導入するか液体状態の第２の流体を導入して超臨界ないし亜臨界状態とし、
その後第２の流体を気液界面を介することなく除去して乾燥処理を行う極微細構造体の乾燥処理方法。 Replacing the water adhering to the object to be dried with the first fluid which is a liquid having affinity with the second fluid and having a surface tension smaller than that of the water;
Next, the supercritical or subcritical second fluid is introduced into the treatment tank in which the material to be dried is arranged, or the liquid second fluid is introduced into the supercritical or subcritical state,
A method for drying an ultrafine structure in which the second fluid is then removed without passing through a gas-liquid interface and drying is performed.

さらに、前記第２の流体を供給後に第３の流体を供給して第１の流体と第２の流体を排出する請求項１０の極微細構造体の乾燥処理方法。 The method for drying a micro structure according to claim 10, further comprising supplying a third fluid after supplying the second fluid to discharge the first fluid and the second fluid.

前記第１の流体は有機溶媒であり、予め被乾燥物に付着または包含されている請求項１０または１１の極微細構造体の乾燥処理方法。 12. The method for drying a very fine structure according to claim 10 or 11, wherein the first fluid is an organic solvent, and is attached to or included in an object to be dried in advance.