JP5471740B2

JP5471740B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP5471740B2
Application number: JP2010089466A
Authority: JP
Inventors: 裕二上川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-04-08
Also published as: JP2011222696A

Description

本発明は、洗浄などの処理が行われた被処理基板を、超臨界流体を利用して乾燥する技術に関する。 The present invention relates to a technique for drying a substrate to be processed, which has been subjected to processing such as cleaning, using a supercritical fluid.

被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程などにおいては、薬液などの洗浄液によりウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜を除去するなど、液体を利用してウエハ表面を処理する液処理工程が設けられている。 For example, in a manufacturing process of a semiconductor device in which a laminated structure of integrated circuits is formed on the surface of a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), fine dust and a natural oxide film on the wafer surface are removed by a cleaning solution such as a chemical solution. For example, a liquid processing step for processing the wafer surface using a liquid is provided.

例えばウエハの洗浄を行う枚葉式のスピン洗浄装置は、ノズルを用いてウエハの表面に例えばアルカリ性や酸性の薬液を供給しながらウエハを回転させることによってウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去する。この場合にはウエハ表面は、例えば純水などによるリンス洗浄により残った薬液が除去された後、ウエハを回転させて残った液体を振り飛ばす振切乾燥などによって乾燥される。 For example, a single wafer spin cleaning device that cleans wafers uses a nozzle to remove dust and natural oxides on the wafer surface by rotating the wafer while supplying, for example, alkaline or acidic chemicals to the wafer surface. To do. In this case, the surface of the wafer is dried by, for example, shake-off drying in which the remaining liquid is removed by rinsing with pure water or the like, and the remaining liquid is spun off by rotating the wafer.

ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、例えばウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れて液体の多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。 However, as semiconductor devices are highly integrated, the problem of so-called pattern collapse is increasing in the process of removing such liquids. For example, when the liquid that remains on the wafer surface is dried, the liquid that remains on the left and right of the projections and recesses that form the pattern is dried unevenly, for example, and the surface that pulls the projections to the left and right. This is a phenomenon in which the balance of tension collapses and the convex part falls down in the direction in which a large amount of liquid remains.

こうしたパターン倒れを抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として超臨界状態の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。超臨界流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで、液体の付着した状態のウエハを超臨界流体と置換し、しかる後、超臨界流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。 A drying method using a supercritical fluid (supercritical fluid) is known as a technique for removing the liquid remaining on the wafer surface while suppressing such pattern collapse. The supercritical fluid has a smaller viscosity than the liquid and has a high ability to dissolve the liquid, and there is no interface between the supercritical fluid and the liquid or gas in an equilibrium state. Therefore, the liquid can be dried without being affected by the surface tension by replacing the wafer on which the liquid is adhered with the supercritical fluid and then changing the state of the supercritical fluid to a gas.

ここで特許文献１には、洗浄部にて洗浄された基板を基板搬送ロボットにより乾燥装置内に搬送し、この乾燥装置内にて基板を超臨界流体と接触させて基板表面に付着している洗浄液を除去する技術が記載されている。この特許文献１に記載の技術では、被処理基板を搬送室に搬入して搬送用のロボットに受け渡し、しかる後、乾燥処理室に移送してから超臨界流体による乾燥を実行するので、処理が開始されるまでの間に被処理基板表面の液体が乾燥してしまいパターン倒れが発生してしまうおそれがある。 Here, in Patent Document 1, a substrate cleaned by a cleaning unit is transferred into a drying apparatus by a substrate transfer robot, and the substrate is brought into contact with a supercritical fluid in this drying apparatus and adhered to the substrate surface. A technique for removing the cleaning solution is described. In the technique described in Patent Document 1, a substrate to be processed is carried into a transfer chamber and transferred to a transfer robot. After that, the substrate is transferred to a drying processing chamber and then dried with a supercritical fluid. There is a risk that the liquid on the surface of the substrate to be processed dries before the start of the pattern and the pattern collapses.

特開２００８−７２１１８号公報：段落００２５〜００２９、図１Japanese Patent Laid-Open No. 2008-72118: paragraphs 0025 to 0029, FIG.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターン倒れや汚染の発生を抑えつつ、被処理基板を乾燥することの可能な基板処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a substrate processing apparatus capable of drying a substrate to be processed while suppressing occurrence of pattern collapse and contamination.

本発明に係る基板処理装置は、液体により表面が濡れた状態の被処理基板を超臨界流体と接触させて、当該被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
被処理基板を横向きに保持した状態で、前記処理容器に設けられた開口部を介して、当該処理容器の内部と外部との間を移動する基板保持部と、
この基板保持部と一体に形成され、当該基板保持部が前記処理容器の内部に移動したとき前記開口部を塞ぐ蓋部材と、
前記処理容器内を超臨界流体の雰囲気とするための雰囲気形成部と、
この雰囲気形成部にて前記処理容器内が気体雰囲気から直接超臨界流体の雰囲気とされた後、前記基板保持部に保持されている被処理基板を縦に向けて当該被処理基板上の液体を流下させるために、前記処理容器の姿勢を変換する姿勢変換機構と、
前記処理容器を姿勢変換することにより前記被処理基板から流下した液体を排出する排出部と、
前記液体が排出された後の処理容器内を減圧し、前記超臨界流体を気体にするための排気部と、を備えたことを特徴とする。

A substrate processing apparatus according to the present invention includes a processing container in which a substrate to be processed whose surface is wetted by a liquid is brought into contact with a supercritical fluid, and a processing for drying the substrate to be processed is performed.
A substrate holding unit that moves between the inside and the outside of the processing container through an opening provided in the processing container in a state where the substrate to be processed is held sideways;
A lid member that is formed integrally with the substrate holding portion and closes the opening when the substrate holding portion moves into the processing container;
An atmosphere forming section for making the inside of the processing vessel an atmosphere of a supercritical fluid;
After the inside of the processing vessel is changed directly from a gas atmosphere to a supercritical fluid atmosphere in the atmosphere forming unit, the substrate to be processed held in the substrate holding unit is directed vertically and the liquid on the substrate to be processed is poured. A posture changing mechanism for changing the posture of the processing container in order to flow down;
A discharge unit for discharging the liquid flowing down from the substrate to be processed by changing the posture of the processing container ;
And an exhaust section for decompressing the inside of the processing container after the liquid has been discharged to turn the supercritical fluid into a gas.

前記基板処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記処理容器には、超臨界流体となる流体が気体の状態で供給されること。
（ｂ）前記雰囲気形成部は、前記基板保持部により保持された被処理基板の表面が濡れた状態となっている期間内に、前記気体を超臨界流体とすること。
（ｃ）前記雰囲気形成部は、前記処理容器内の雰囲気を加熱する加熱機構を含むこと。（ｄ）前記処理容器の外部に移動した基板保持部を冷却する冷却機構を備えること。
（ｅ）前記開口部を塞いでいる蓋部材の開放を阻止するためのストッパ機構を備えること。 The substrate processing apparatus may have the following features.
(A) A fluid that is a supercritical fluid is supplied to the processing vessel in a gaseous state.
(B) The atmosphere forming unit uses the gas as a supercritical fluid within a period in which the surface of the substrate to be processed held by the substrate holding unit is in a wet state.
(C) The atmosphere forming unit includes a heating mechanism for heating the atmosphere in the processing container. (D) A cooling mechanism for cooling the substrate holding part moved to the outside of the processing container is provided.
(E) A stopper mechanism for preventing the opening of the lid member closing the opening is provided.

本発明によれば、液体により表面が濡れた状態の被処理基板を横向きに保持して処理容器内に搬入し、この処理容器内を超臨界流体の雰囲気にしてから処理容器の姿勢を縦向きに姿勢変換することにより、被処理基板の表面から前記液体を流下させて当該表面を超臨界流体に接触させるので、超臨界流体による処理を開始するまでの被処理基板の表面の自然乾燥が抑えられ、パターン倒れの発生を抑制することができる。また、このとき処理容器内では被処理基板が縦向きに保持されているので、例えば被処理基板に付着していたごみが飛散した場合であっても、これらのごみが重力によって沈降する位置に被処理基板の表面が存在しないことから被処理基板の再汚染が発生しにくい。 According to the present invention, the substrate to be processed whose surface has been wetted by the liquid is held horizontally and loaded into the processing container, and the processing container is placed in the supercritical fluid atmosphere, and then the processing container is oriented vertically. Since the liquid is caused to flow down from the surface of the substrate to be processed and brought into contact with the supercritical fluid, the natural drying of the surface of the substrate to be processed until the processing with the supercritical fluid is started is suppressed. The occurrence of pattern collapse can be suppressed. In addition, since the substrate to be processed is held vertically in the processing container at this time, for example, even when the dust adhering to the substrate to be processed is scattered, the waste is set at a position where it is settled by gravity. Since the surface of the substrate to be processed does not exist, recontamination of the substrate to be processed is unlikely to occur.

本実施の形態の洗浄システムの平面図である。It is a top view of the washing system of this embodiment. 前記洗浄システム内の洗浄装置の一例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows an example of the washing | cleaning apparatus in the said washing | cleaning system. 本実施の形態の超臨界処理装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the supercritical processing apparatus of this Embodiment. 前記超臨界処理装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the supercritical processing apparatus. 前記超臨界処理装置に設けられているウエハホルダーの構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the wafer holder provided in the said supercritical processing apparatus. ウエハを格納した状態における前記超臨界処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the supercritical processing apparatus in a state where a wafer is stored. 縦向き及び横向きの状態における前記超臨界処理装置の斜視図である。It is a perspective view of the supercritical processing apparatus in a vertically oriented state and a horizontally oriented state. 前記超臨界処理装置への処理流体の供給、排出系統を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the supply and discharge system of the processing fluid to the said supercritical processing apparatus. 前記超臨界処理装置の作用を示す第１の説明図である。It is a 1st explanatory view showing an operation of the supercritical processing device. 前記超臨界処理装置の作用を示す第２の説明図である。It is the 2nd explanatory view showing an operation of the supercritical processing device. 前記超臨界処理装置の作用を示す第３の説明図である。It is the 3rd explanatory view showing an operation of the supercritical processing device.

本発明の基板処理装置を備えた基板処理システムの一例として、被処理基板であるウエハＷに洗浄液を供給して洗浄処理を行う洗浄装置２と、超臨界流体を利用して前記洗浄処理後のウエハＷを乾燥する超臨界処理装置３とを備えた洗浄処理システム１について説明する。図１は洗浄処理システム１の全体構成を示す横断平面図であり、当該図に向かって左側を前方とすると、洗浄処理システム１は、例えば直径３００ｍｍの複数枚のウエハＷを収納したＦＯＵＰ１００が載置される載置部１１と、ＦＯＵＰ１００と洗浄処理システム１との間でのウエハＷの搬入出が行われる搬入出部１２と、搬入出部１２と後段のウエハ処理部１４との間でのウエハＷの受け渡しが行われる受け渡し部１３と、ウエハＷを洗浄装置２、超臨界処理装置３内に順番に搬入して洗浄処理や超臨界処理が行われるウエハ処理部１４と、を前方からこの順番に接続した構造となっている。 As an example of a substrate processing system including the substrate processing apparatus of the present invention, a cleaning apparatus 2 that supplies a cleaning liquid to a wafer W that is a substrate to be processed and performs a cleaning process, and a post-cleaning process using a supercritical fluid A cleaning processing system 1 including a supercritical processing apparatus 3 for drying the wafer W will be described. FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing the entire configuration of the cleaning processing system 1. When the left side is the front side in the drawing, the cleaning processing system 1 has a FOUP 100 containing a plurality of wafers W having a diameter of 300 mm, for example. Between the loading unit 11, the loading / unloading unit 12 in which the wafer W is loaded / unloaded between the FOUP 100 and the cleaning system 1, and the loading / unloading unit 12 and the subsequent wafer processing unit 14. The transfer unit 13 for transferring the wafer W and the wafer processing unit 14 for sequentially carrying the wafer W into the cleaning apparatus 2 and the supercritical processing apparatus 3 to perform the cleaning process and the supercritical process are arranged from the front. The structure is connected in order.

載置部１１は、例えば４個のＦＯＵＰ１００が載置可能な載置台として構成され、載置台上に載置された各ＦＯＵＰ１００を搬入出部１２に接続する。搬入出部１２では、各ＦＯＵＰ１００との接続面に設けられた不図示の開閉機構により、ＦＯＵＰ１００の開閉扉が取り外され、例えば前後方向に進退自在、左右方向に移動自在、及び回動、昇降自在に構成された第１の搬送機構１２１によって、ＦＯＵＰ１００内と受け渡し部１３との間でウエハＷが搬送される。前後を搬入出部１２とウエハ処理部１４とに挟まれた受け渡し部１３には、例えば８枚のウエハＷを載置可能なバッファとしての役割を果たす受け渡し棚１３１が設けられており、この受け渡し棚１３１を介してウエハＷが搬入出部１２とウエハ処理部１４との間を搬送される。 The mounting unit 11 is configured as a mounting table on which, for example, four FOUPs 100 can be mounted, and connects each FOUP 100 mounted on the mounting table to the loading / unloading unit 12. In the carry-in / out section 12, the opening / closing door of the FOUP 100 is removed by an opening / closing mechanism (not shown) provided on the connection surface with each FOUP 100. For example, the door can be moved forward and backward, moved left and right, and rotated and raised / lowered. The wafer W is transferred between the inside of the FOUP 100 and the transfer unit 13 by the first transfer mechanism 121 configured as described above. The delivery unit 13 sandwiched between the loading / unloading unit 12 and the wafer processing unit 14 is provided with a delivery shelf 131 serving as a buffer on which, for example, eight wafers W can be placed. Wafers W are transferred between the loading / unloading unit 12 and the wafer processing unit 14 via the shelf 131.

ウエハ処理部１４には、受け渡し部１３との間の開口部から前後方向に向かって伸びるウエハ搬送路１４２が設けられている。そしてこのウエハ搬送路１４２の手前側から見て左手には、例えば３台の洗浄装置２が当該ウエハ搬送路１４２に沿って列設されており、同じく右手には、本実施の形態の基板処理装置である例えば３台の超臨界処理装置３が列設されている。ウエハ搬送路１４２内には、ウエハ搬送路１４２に沿って移動可能、左右の洗浄装置２、超臨界処理装置３に向けて進退可能、そして回動、昇降可能に構成された第２の搬送機構１４１が設けられており、既述の受け渡し棚１３１と各洗浄装置２、超臨界処理装置３との間でウエハＷを搬送することができる。ここでウエハ処理部１４内に配置される洗浄装置２や超臨界処理装置３の個数は、上述の例に限定されるものではなく、単位時間当たりのウエハＷの処理枚数や、洗浄装置２、超臨界処理装置３での処理時間の違いなどにより適宜選択され、またこれら洗浄装置２や超臨界処理装置３のレイアウトも図１に示した例とは異なる配置を採用してもよい。 The wafer processing unit 14 is provided with a wafer transfer path 142 extending in the front-rear direction from the opening between the transfer unit 13 and the wafer processing unit 14. For example, three cleaning devices 2 are arranged along the wafer transfer path 142 on the left hand as viewed from the front side of the wafer transfer path 142, and the substrate processing of the present embodiment is also arranged on the right hand. For example, three supercritical processing apparatuses 3 which are apparatuses are arranged in a line. In the wafer transfer path 142, a second transfer mechanism configured to be movable along the wafer transfer path 142, to be moved back and forth toward the left and right cleaning apparatuses 2 and to the supercritical processing apparatus 3, and to be able to rotate and move up and down. 141 is provided, and the wafer W can be transferred between the above-described delivery shelf 131 and each of the cleaning apparatuses 2 and the supercritical processing apparatus 3. Here, the number of cleaning apparatuses 2 and supercritical processing apparatuses 3 arranged in the wafer processing unit 14 is not limited to the above example, and the number of wafers W processed per unit time, the cleaning apparatuses 2, The cleaning device 2 and the supercritical processing device 3 may be appropriately selected depending on the difference in processing time in the supercritical processing device 3 and the layout of the cleaning device 2 and the supercritical processing device 3 may be different from the example shown in FIG.

洗浄装置２は例えばスピン洗浄によりウエハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置２として構成され、例えば図２の縦断側面図に示すように、処理空間を形成するアウターチャンバー２１内に配置されたウエハ保持機構２３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構２３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム２４を進入させ、その先端部に設けられた薬液ノズル２４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給することによりウエハの面の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構２３の内部にも薬液供給路２３１が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面洗浄が行われる。 The cleaning apparatus 2 is configured, for example, as a single wafer cleaning apparatus 2 that cleans wafers W one by one by spin cleaning, and is disposed in an outer chamber 21 that forms a processing space, for example, as shown in a longitudinal side view of FIG. The wafer holding mechanism 23 holds the wafer W substantially horizontally, and the wafer W is rotated by rotating the wafer holding mechanism 23 around the vertical axis. Then, the nozzle arm 24 is advanced above the rotating wafer W, and the chemical liquid and the rinsing liquid are supplied in a predetermined order from the chemical liquid nozzle 241 provided at the tip of the wafer arm 24, whereby the wafer surface is cleaned. Further, a chemical solution supply path 231 is also formed inside the wafer holding mechanism 23, and the back surface of the wafer W is cleaned by the chemical solution and the rinsing solution supplied therefrom.

洗浄処理は、例えばアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄がこの順に行われる。これらの薬液はアウターチャンバー２１内に配置されたインナーカップ２２やアウターチャンバー２１に受け止められて排液口２２１、２１１より排出される。またアウターチャンバー２１内の雰囲気は排気口２１２より排気されている。 The cleaning process is, for example, removal of particles and organic pollutants with an SC1 solution (a mixture of ammonia and hydrogen peroxide solution), which is an alkaline chemical solution, and a rinse with deionized water (DIW), which is a rinse solution. → Removal of natural oxide film by dilute hydrofluoric acid aqueous solution (hereinafter referred to as DHF (Diluted HydroFluoric acid)) which is an acidic chemical solution → Rinse cleaning by DIW is performed in this order. These chemical solutions are received by the inner cup 22 or the outer chamber 21 disposed in the outer chamber 21 and discharged from the drain ports 221 and 211. The atmosphere in the outer chamber 21 is exhausted from the exhaust port 212.

薬液による洗浄処理を終えたら、ウエハ保持機構２３の回転を停止してから当該表面に乾燥防止用のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を供給し、ウエハＷの表面及び裏面に残存しているＤＩＷと置換する。こうして洗浄処理を終えたウエハＷは、その表面にＩＰＡが液盛りされた状態のまま例えばウエハ保持機構２３に設けられた不図示の受け渡し機構により第２の搬送機構１４１に受け渡され、洗浄装置２より搬出される。 When the cleaning process using the chemical solution is completed, the rotation of the wafer holding mechanism 23 is stopped, and then IPA (IsoPropyl Alcohol) for preventing drying is supplied to the surface to replace the DIW remaining on the front and back surfaces of the wafer W. . The wafer W that has been cleaned in this manner is transferred to the second transfer mechanism 141 by, for example, a transfer mechanism (not shown) provided in the wafer holding mechanism 23 in a state where IPA is accumulated on the surface of the wafer W. 2 is carried out.

洗浄装置２での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＩＰＡの液盛りがされて濡れた状態のまま超臨界処理装置３に搬送され、超臨界流体を利用して表面の液体を除去し、ウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる。以下、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の構成について図３〜図８を参照しながら説明する。図３〜図１１においては、図に向かって左側を前方として説明を行う。 The wafer W that has been subjected to the cleaning process in the cleaning apparatus 2 is transferred to the supercritical processing apparatus 3 while being wet with the IPA liquid on the surface, and the surface liquid is removed using the supercritical fluid. A supercritical process for drying the wafer W is performed. Hereinafter, the configuration of the supercritical processing apparatus 3 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 11, the description will be made with the left side as the front in the figure.

図１に示すように、ウエハ搬送路１４２に沿って列設された例えば３台の超臨界処理装置３は、互いに区画された筐体内に配置されており、各筐体内には超臨界処理装置３と、ウエハＷの搬送を行う搬送アーム５とが手前からこの順に設けられている。 As shown in FIG. 1, for example, three supercritical processing apparatuses 3 arranged along the wafer transfer path 142 are arranged in casings partitioned from each other, and the supercritical processing apparatuses are included in each casing. 3 and a transfer arm 5 for transferring the wafer W are provided in this order from the front.

例えば搬送アーム５は、図４に示すように水平方向に伸びるアーム部材５４の先端に、ウエハＷを保持するための保持リング５１を設けた構成となっており、昇降機構５５によって昇降自在、移動機構５６によって前後方向に移動自在に構成されている。保持リング５１には、例えばウエハＷの上面周縁部の３箇所を吸着保持する２組のピック５２、５３が設けられており、搬入時に超臨界処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック５２と、搬出時に超臨界処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック５３と、を使い分けている。 For example, the transfer arm 5 has a structure in which a holding ring 51 for holding the wafer W is provided at the tip of an arm member 54 extending in the horizontal direction as shown in FIG. The mechanism 56 is configured to be movable in the front-rear direction. The holding ring 51 is provided with, for example, two sets of picks 52 and 53 that suck and hold three positions on the peripheral edge of the upper surface of the wafer W, and a pick-in pick for holding the wafer W before performing supercritical processing at the time of loading. 52 and an unloading pick 53 that holds the wafer W after supercritical processing at the time of unloading.

次に図３に示すように、本例における超臨界処理装置３は、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する超臨界処理を行う処理チャンバー３１と、前記搬送アーム５との間でウエハＷの受け渡しを行い、受け取ったウエハＷを処理チャンバー３１内に搬入出するウエハホルダー３４と、ウエハＷの受け渡し位置にてウエハホルダー３４を冷却する冷却機構４と、を備えている。 Next, as shown in FIG. 3, the supercritical processing apparatus 3 in this example includes a wafer W between a processing chamber 31 that performs supercritical processing for drying the wafer W using a supercritical fluid and the transfer arm 5. And a wafer holder 34 for carrying the received wafer W into and out of the processing chamber 31 and a cooling mechanism 4 for cooling the wafer holder 34 at the wafer W delivery position.

処理チャンバー３１は、本実施の形態に係る超臨界処理装置３の処理容器に相当し、図４の分解斜視図に示すように、横方向に扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されている。図８に示すように、処理チャンバー３１の内部にはウエハホルダー３４に保持されたウエハＷを格納することが可能な扁平な処理空間３１０が形成されている。処理空間３１０は、例えば３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、ウエハＷと処理チャンバー３１の内壁面との間に超臨界流体を十分に通流させることが可能であり、且つ、ウエハＷに液盛りされたＩＰＡが自然乾燥しないうちに短時間で処理空間３１０内の雰囲気を超臨界流体で満たすことが可能なように、例えば高さ数ｍｍ〜十数ｍｍ、容積３００ｃｍ^３〜１５００ｃｍ^３程度の比較的狭小な空間として構成されている。 The processing chamber 31 corresponds to the processing container of the supercritical processing apparatus 3 according to the present embodiment, and is configured as a rectangular parallelepiped pressure-resistant container that is flat in the lateral direction as shown in the exploded perspective view of FIG. As shown in FIG. 8, a flat processing space 310 in which the wafer W held by the wafer holder 34 can be stored is formed in the processing chamber 31. In the processing space 310, for example, when a 300 mm wafer W is processed, the supercritical fluid can sufficiently flow between the wafer W and the inner wall surface of the processing chamber 31, and the wafer W is filled with liquid. been IPA is the atmosphere in the processing space 310 in a short period of time before it air dried to be able to meet in a supercritical fluid, for example a height several mm~ dozen mm, the comparison of the order volume 300cm ^³ ~1500cm ³ It is configured as a narrow space.

また処理チャンバー３１の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向に細長い開口部３１１が形成されており、処理チャンバー３１はこの開口部３１１を搬送アーム５の方向に向けて筐体内に配置されている。また図４に示すように処理チャンバー３１の開口部３１１が設けられている面には、平板状の２枚の突片部３１２が前方に向けて横方向に突出するように設けられており、開口部３１１はこれら２枚の突片部３１２により上下を挟まれた位置に配置されている。各突片部３１２には、後述のロックプレート３８を上下方向へ向けて嵌入させるための嵌入孔３１３が設けられている。 Further, an opening 311 elongated in the left-right direction for loading and unloading the wafer W is formed on the front surface of the processing chamber 31. The processing chamber 31 has the opening 311 facing the transfer arm 5 in the housing. Is arranged. Further, as shown in FIG. 4, two flat plate-like projecting pieces 312 are provided on the surface of the processing chamber 31 where the opening 311 is provided so as to protrude laterally toward the front, The opening 311 is disposed at a position sandwiched between the two protruding pieces 312. Each projecting piece 312 is provided with a fitting hole 313 for fitting a lock plate 38 described later in the vertical direction.

また処理チャンバー３１の上下両面には、例えばテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーター３９が設けられており、処理チャンバー３１の本体を加熱することにより処理空間３１０内に供給された例えば流体、例えばＣＯ_２を超臨界状態にすることができる。図８に模式的に示すように、処理チャンバー３１は電源部３９１と接続されており、電源部３９１の出力を増減することにより、処理チャンバー３１本体及び処理空間３１０の温度を調整することができる。ヒーター３９は加熱機構を成しており、本実施の形態の超臨界流体の雰囲気形成部を構成している。なお、図示の便宜上、図４には上面側のヒーター３９のみを示してある。 Further, heaters 39 made of a resistance heating element such as a tape heater are provided on the upper and lower surfaces of the processing chamber 31, for example, a fluid supplied into the processing space 310 by heating the body of the processing chamber 31, for example, CO ₂ can be brought into a supercritical state. As schematically shown in FIG. 8, the processing chamber 31 is connected to a power supply unit 391, and the temperature of the processing chamber 31 main body and the processing space 310 can be adjusted by increasing or decreasing the output of the power supply unit 391. . The heater 39 constitutes a heating mechanism and constitutes the supercritical fluid atmosphere forming part of the present embodiment. For convenience of illustration, FIG. 4 shows only the heater 39 on the upper surface side.

また処理チャンバー３１の上下面には、ヒーター３９から周囲の雰囲気を断熱するための上プレート３２及び下プレート３３が設けられている。上プレート３２、下プレート３３は処理チャンバー３１の上下面に設けられたヒーター３９を、不図示の断熱材を介して覆うように設けられた板状の部材であり、処理チャンバー３１の周囲に設けられた各種の駆動機器をヒーター３９の熱から守り、またヒーター３９の熱により超臨界処理前のウエハＷに液盛りされたＩＰＡの蒸発が促進されるのを抑える役割を果たしている。 Further, an upper plate 32 and a lower plate 33 are provided on the upper and lower surfaces of the processing chamber 31 to insulate the surrounding atmosphere from the heater 39. The upper plate 32 and the lower plate 33 are plate-like members provided so as to cover the heaters 39 provided on the upper and lower surfaces of the processing chamber 31 with a heat insulating material (not shown), and are provided around the processing chamber 31. The various driving devices are protected from the heat of the heater 39, and the heat of the heater 39 serves to prevent the evaporation of IPA accumulated in the wafer W before supercritical processing from being promoted.

上プレート３２の上面、及び下プレート３３の下面には、これらのプレート３２、３３を冷却するための冷却管３６が配設されており、不図示の冷媒供給部から供給された例えば冷却水などの冷媒を通流させることにより、各プレート３２、３３を冷却することができる。なお図４においては図示の便宜上、上プレート３２側の冷却管３６のみを示してある。
また各プレート３２、３３の前方側には、既述の突片部３１２に対応する位置に、切り欠き部３２１、３３１が形成されており、これらのプレート３２、３３が、突片部３１２の嵌入孔３１３に嵌入されるロックプレート３８と干渉しないようになっている。 On the upper surface of the upper plate 32 and the lower surface of the lower plate 33, cooling pipes 36 for cooling the plates 32 and 33 are disposed. For example, cooling water or the like supplied from a refrigerant supply unit (not shown). The plates 32 and 33 can be cooled by flowing the refrigerant. In FIG. 4, only the cooling pipe 36 on the upper plate 32 side is shown for convenience of illustration.
Further, notches 321 and 331 are formed on the front side of the plates 32 and 33 at positions corresponding to the above-described protruding piece portions 312, and these plates 32 and 33 are formed on the protruding piece portions 312. It does not interfere with the lock plate 38 that is inserted into the insertion hole 313.

また例えば図３、図６に示すように、本例における上プレート３２及び下プレート３３は、前方から見て処理チャンバー３１よりも左右方向に幅広に形成されている。そして図４に示すように、例えば下プレート３３の両端縁の上面側には、ウエハホルダー３４を保持する後述のアーム部材３４２を走行させるためのレール３７１が前後方向に伸びるように設けられている。 For example, as shown in FIGS. 3 and 6, the upper plate 32 and the lower plate 33 in this example are formed wider in the left-right direction than the processing chamber 31 when viewed from the front. As shown in FIG. 4, for example, on the upper surface side of both end edges of the lower plate 33, rails 371 for running an arm member 342 described later that holds the wafer holder 34 are provided so as to extend in the front-rear direction. .

図４においてレール３７１上に設けられている３７２は、前記アーム部材３４２に接続されてレール３７１上を走行するスライダー、３７３はこのレール３７１を駆動する例えばロッドレスシリンダーなどからなる駆動機構、３７４はレール３７１とスライダー３７２とを連結する連結部材である。 In FIG. 4, a reference numeral 372 provided on the rail 371 is a slider that is connected to the arm member 342 and travels on the rail 371, a reference numeral 373 is a drive mechanism including a rodless cylinder for driving the rail 371, a reference numeral 374 A connecting member that connects the rail 371 and the slider 372.

ウエハホルダー３４は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバー３１の処理空間３１０内に配置可能に構成された薄い板状の部材である。図５（ａ）の縦断側面図に模式的に示すように、ウエハホルダー３４にはウエハＷに対応した形状の凹部３４４が形成されており、搬送アーム５によって搬送されてきたウエハＷをこの凹部３４４内に載置することによってウエハＷを保持する。この凹部３４４には、例えばウエハＷよりひと回り小さな形状に切り欠かれた切り欠き部３４５が形成されており、凹部３４４内に配置されたウエハＷは、この切り欠き部３４５の周囲の板面上にてウエハＷの周縁部の裏面側を支持された状態でウエハホルダー３４に保持される。 The wafer holder 34 is a thin plate-like member configured to be disposed in the processing space 310 of the processing chamber 31 while holding the wafer W. As schematically shown in the longitudinal sectional side view of FIG. 5A, the wafer holder 34 is formed with a recess 344 having a shape corresponding to the wafer W, and the wafer W transferred by the transfer arm 5 is transferred to the recess. The wafer W is held by being placed in the 344. The recess 344 is formed with, for example, a notch 345 cut out in a shape slightly smaller than the wafer W, and the wafer W arranged in the recess 344 is formed on a plate surface around the notch 345. The wafer W is held by the wafer holder 34 with the back side of the peripheral edge of the wafer W supported.

ここで後述するように、搬送アーム５によって横向きの状態でウエハホルダー３４上に受け渡されたウエハＷは、縦向きの状態に姿勢を変換して超臨界処理が行われる。このときウエハホルダー３４からウエハＷが脱落しないように、例えばウエハホルダー３４には、縦向きにしたときに下方側となるウエハＷの外周縁に沿って溝部３４６が形成されている。これによりウエハＷの姿勢を縦向きにした場合であっても、図５（ｂ）に示すようにウエハＷの下方側の外周縁が当該溝部３４６内に入り込んでウエハＷが保持され、ウエハホルダー３４から脱落しない構成となっている。 As will be described later, the wafer W transferred to the wafer holder 34 in the horizontal state by the transfer arm 5 is converted into a vertical state and subjected to supercritical processing. At this time, in order to prevent the wafer W from dropping off from the wafer holder 34, for example, the wafer holder 34 has a groove 346 formed along the outer peripheral edge of the wafer W which is on the lower side when the wafer holder 34 is oriented vertically. Thus, even when the orientation of the wafer W is vertical, as shown in FIG. 5B, the outer peripheral edge on the lower side of the wafer W enters the groove 346 to hold the wafer W, and the wafer holder 34 is configured not to drop off.

さらに例えばウエハホルダー３４の凹部３４４内の底面には、溝部３４６の形成されている領域に対応して、ウエハホルダー３４の中央側へ向けて低くなるように形成されたテーパー面３４８が設けられている。縦向きに姿勢変換され、超臨界処理を終えたウエハＷは、再び横向きの状態に姿勢変換されてから搬送アーム５に受け渡されるが、このときウエハＷが前記テーパー面３４８によってウエハホルダー３４の中央側へ押し戻されることにより、搬送アーム５は溝部３４６を形成する部材と干渉することなくウエハＷを搬出することができる。また図５に示した３４７は、溝部３４６内に流れ込んだＩＰＡを排出するための排出孔である。 Further, for example, a taper surface 348 formed so as to be lowered toward the center of the wafer holder 34 is provided on the bottom surface of the recess 344 of the wafer holder 34 corresponding to the region where the groove 346 is formed. Yes. The wafer W that has been subjected to the attitude change in the vertical direction and finished the supercritical processing is again changed in the attitude to the horizontal state and then transferred to the transfer arm 5. At this time, the wafer W is transferred to the wafer holder 34 by the tapered surface 348. By being pushed back to the center side, the transfer arm 5 can carry out the wafer W without interfering with the member forming the groove 346. Further, reference numeral 347 shown in FIG. 5 is a discharge hole for discharging IPA flowing into the groove 346.

上述に例示した構成を備えたウエハホルダー３４は、図４に示すように左右方向に伸びる角柱状の蓋部材３４１に接続されており、これによりウエハホルダー３４と蓋部材３４１とが一体となっている。この蓋部材３４１は、処理チャンバー３１の開口部３１１が設けられている面から横方向に突出している既述の２つの突片部３１２に上下を挟まれた隙間内に嵌り込むことができるサイズに形成されている。したがって蓋部材３４１は、ウエハホルダー３４を処理チャンバー３１の処理空間３１０内に搬入したとき、上下の突片部３１２の間の隙間内に嵌り込んで開口部３１１を塞ぐことができる。ここで蓋部材３４１と対向する処理チャンバー３１側の側壁面には、開口部３１１を囲むように不図示のＯリングが設けられており、蓋部材３４１によって開口部３１１を塞いだとき、当該蓋部材３４１によってこのＯリングが押しつぶされて処理空間３１０内の気密が維持される。 The wafer holder 34 having the configuration exemplified above is connected to a prismatic lid member 341 extending in the left-right direction as shown in FIG. 4, whereby the wafer holder 34 and the lid member 341 are integrated. Yes. The lid member 341 has a size that can be fitted into a gap sandwiched between the above-described two projecting pieces 312 projecting laterally from the surface of the processing chamber 31 where the opening 311 is provided. Is formed. Therefore, the lid member 341 can be fitted into the gap between the upper and lower protruding piece portions 312 to close the opening 311 when the wafer holder 34 is carried into the processing space 310 of the processing chamber 31. Here, the processing chamber 31 side wall surface facing the lid member 341 is provided with an O-ring (not shown) so as to surround the opening 311, and when the opening 311 is closed by the lid member 341, the lid The O-ring is crushed by the member 341 and the airtightness in the processing space 310 is maintained.

蓋部材３４１の左右両端には、処理チャンバー３１へ向けて前後方向に伸びるアーム部材３４２が設けられており、このアーム部材３４２の先端部を既述のスライダー３７２と接続することにより、前記レール３７１上でアーム部材３４２を前後方向に走行させることができる。そして図３に示すように、スライダー３７２をレール３７１の先端側まで移動させると、搬送アーム５との間でウエハＷの受け渡しが行われる処理チャンバー３１の外部の受け渡し位置までウエハホルダー３４が引き出される。一方、スライダー３７２をレール３７１の後端側まで移動させると、図６、図８に示すように処理チャンバー３１（処理空間３１０）内の処理位置までウエハホルダー３４を移動させて、ウエハＷに対する超臨界処理を実行することができる。 Arm members 342 extending in the front-rear direction toward the processing chamber 31 are provided at both left and right ends of the lid member 341. By connecting the tip of the arm member 342 to the slider 372, the rail 371 is provided. The arm member 342 can be moved in the front-rear direction. As shown in FIG. 3, when the slider 372 is moved to the front end side of the rail 371, the wafer holder 34 is pulled out to a delivery position outside the processing chamber 31 where the wafer W is delivered to and from the transfer arm 5. . On the other hand, when the slider 372 is moved to the rear end side of the rail 371, the wafer holder 34 is moved to the processing position in the processing chamber 31 (processing space 310) as shown in FIGS. Critical processing can be performed.

図４に示すように、左右のアーム部材３４２には、蓋部材３４１との接続部を成す手前側の一端部に、上方側へ突起する突起部３４３が設けられている。一方、処理チャンバー３１側には、例えば上プレート３２の左右両端の前方領域にロック部材３５が設けられており、このロック部材３５を前記突起部３４３と係合させることによりウエハホルダー３４を処理チャンバー３１の即壁面に押し付けるように固定することができる。ロック部材３５は、ロックシリンダー３５１によって回転自在に構成されており、図３に示すようにロック部材３５の突片を左右方向に開くと突起部３４３を係止状態から開放され、図６に示すように、前記突片を下方側に向けると突起部３４３がロック部材３５にて係止された状態となる。 As shown in FIG. 4, the left and right arm members 342 are provided with a protruding portion 343 that protrudes upward at one end on the front side that forms a connecting portion with the lid member 341. On the other hand, on the processing chamber 31 side, for example, locking members 35 are provided in front regions on both the left and right sides of the upper plate 32. By engaging the locking members 35 with the protrusions 343, the wafer holder 34 is moved to the processing chamber. It can fix so that it may press on the wall surface of 31 immediately. The lock member 35 is configured to be rotatable by a lock cylinder 351. As shown in FIG. 3, when the protruding piece of the lock member 35 is opened in the left-right direction, the protruding portion 343 is released from the locked state, as shown in FIG. As described above, when the projecting piece is directed downward, the protrusion 343 is locked by the lock member 35.

さらに処理チャンバー３１の手前側には、開口部３１１を塞いでいる蓋部材３４１の開放を阻止するためのストッパ機構を成すロックプレート３８が設けられている。このロックプレート３８は、ウエハホルダー３４を処理位置まで移動させたとき、上下の突片部３１２の間の隙間に嵌り込んだ蓋部材３４１を、手前側から処理チャンバー３１の本体側へ向けて押さえて蓋部材３４１の開放を阻止する役割を果たす。 Further, on the front side of the processing chamber 31, there is provided a lock plate 38 that forms a stopper mechanism for preventing the lid member 341 that closes the opening 311 from being opened. When the wafer holder 34 is moved to the processing position, the lock plate 38 holds the lid member 341 fitted in the gap between the upper and lower protruding pieces 312 from the front side toward the main body side of the processing chamber 31. This serves to prevent the lid member 341 from being opened.

そこでロックプレート３８は、上下の突片部３１２に設けられた嵌入孔３１３に嵌入されて、蓋部材３４１を押さえつけるロック位置（図６）と、このこのロック位置から下方側に退避して蓋部材３４１を開放する開放位置との間を上下方向に移動する。図４、図６に示す３８１は、ロックプレート３８を上下に移動させるための昇降機構であり、３８２はロックプレート３８の例えば下端部に接続されたスライダーをレール上で走行させてロックプレート３８の移動方向を案内するスライド機構である。ここで図示の便宜上、図３においてはロックプレート３８や昇降機構３８１等の記載を省略してある。 Therefore, the lock plate 38 is inserted into the insertion holes 313 provided in the upper and lower projecting pieces 312 and locks the cover member 341 (FIG. 6). It moves up and down between the open position where 341 is opened. 4 and 6 is an elevating mechanism for moving the lock plate 38 up and down, and 382 is a slider connected to, for example, the lower end of the lock plate 38 on the rail to move the lock plate 38. It is a slide mechanism that guides the moving direction. Here, for convenience of illustration, description of the lock plate 38, the lifting mechanism 381, etc. is omitted in FIG.

また図３、図４に示すように、ウエハＷの受け渡し位置まで移動したウエハホルダー３４の下方側には、当該ウエハホルダー３４を冷却するための冷却機構４が設けられている。この冷却機構４は、ウエハホルダー３４上に配置されるウエハＷの下面と対向するように配置されたクーリングプレート４１と、このクーリングプレート４１のプレート面に複数個設けられ、例えば冷却用の清浄空気を吐出する吐出孔４１１とを備えている。 As shown in FIGS. 3 and 4, a cooling mechanism 4 for cooling the wafer holder 34 is provided on the lower side of the wafer holder 34 moved to the delivery position of the wafer W. The cooling mechanism 4 is provided with a plurality of cooling plates 41 disposed on the wafer holder 34 so as to face the lower surface of the wafer W, and on the plate surface of the cooling plate 41, for example, clean air for cooling And a discharge hole 411 for discharging the liquid.

また図４に示すように前記クーリングプレート４１はドレイン受け皿４２上に保持されており、ウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管４３へ排出することができる。ドレイン受け皿４２及びクーリングプレート４１は昇降機構４４によって昇降自在に構成されており、ウエハホルダー３４が受け渡し位置まで移動したときには、上方側の冷却位置まで上昇してウエハホルダー３４の冷却を実行し、ウエハホルダー３４が処理位置まで移動した後には、冷却位置の下方側の退避位置まで降下するようになっている。なお図示の便宜上、図６においては冷却機構４の記載は省略してある。 As shown in FIG. 4, the cooling plate 41 is held on a drain receiving tray 42, and can receive the IPA flowing down from the wafer W and discharge it to the drain pipe 43. The drain tray 42 and the cooling plate 41 are configured to be movable up and down by an elevating mechanism 44. When the wafer holder 34 moves to the delivery position, the drain holder 42 and the cooling plate 41 rise to the upper cooling position to cool the wafer holder 34, and After the holder 34 has moved to the processing position, the holder 34 is lowered to the retracted position below the cooling position. For convenience of illustration, the cooling mechanism 4 is not shown in FIG.

また図３に示す４５は、ウエハホルダー３４に受け渡されたウエハＷにＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズルであり、処理チャンバー３１内に搬送される前のウエハＷに再度ＩＰＡを供給して、当該ウエハＷが自然乾燥しない程度の十分量のＩＰＡを液盛りしてから当該ウエハＷを処理チャンバー３１内に搬入するようになっている。 Further, 45 shown in FIG. 3 is an IPA nozzle for supplying IPA to the wafer W delivered to the wafer holder 34. The IPA is supplied again to the wafer W before being transferred into the processing chamber 31, The wafer W is loaded into the processing chamber 31 after a sufficient amount of IPA is deposited so that the wafer W is not naturally dried.

以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３は、ウエハホルダー３４を処理位置まで移動させたあと、この処理チャンバー３１の姿勢を変換することにより、処理チャンバー３１（処理空間３１０）内に収容されているウエハＷの姿勢を横向きの状態から縦向きの状態に変換することができる。この姿勢変換を実行するため超臨界処理装置３には姿勢変換機構６が設けられており、図７（ａ）に示すように、姿勢変換機構６は、上プレート３２の上面に固定された例えば２個の固定部材６１と、処理チャンバー３１の姿勢変換を行う際の回転軸方向に向けてこれらの固定部材６１に貫通、固定された回転軸６２と、この回転軸６２の一端側に設けられ、回転軸６２を中心軸周りに回転させる駆動モーター６３と、を備えている。 The supercritical processing apparatus 3 having the above-described configuration is accommodated in the processing chamber 31 (processing space 310) by moving the wafer holder 34 to the processing position and then changing the posture of the processing chamber 31. It is possible to convert the posture of the wafer W that is being used from a horizontal state to a vertical state. In order to perform this attitude change, the supercritical processing apparatus 3 is provided with an attitude change mechanism 6, and the attitude change mechanism 6 is fixed to the upper surface of the upper plate 32 as shown in FIG. Two fixing members 61, a rotating shaft 62 penetrating and fixed to these fixing members 61 in the direction of the rotating shaft when the orientation of the processing chamber 31 is changed, and one end of the rotating shaft 62 are provided. , And a drive motor 63 that rotates the rotary shaft 62 around the central axis.

さらに前記回転軸６２は、超臨界処理装置３が設置されている筐体内の例えば床面から上方へ向けて伸びる支持部材６５の片持ち梁状の横架部材の先端部を貫通している。これにより超臨界処理装置３は支持部材６５に片持ち支持された状態となり、回転軸６２を回転させることにより、当該回転軸６２の中心軸周りを自由に回転させることができる。そしてウエハＷの搬入出を行う際には図７（ａ）に示すように処理チャンバー３１を横向きの状態とする一方、超臨界処理時には所定のタイミングで回転軸６２を回転させ、図７（ｂ）に示すように処理チャンバー３１を縦向きの状態とすることにより、当該処理チャンバー３１内に収容されているウエハＷを縦向きの状態とすることができる。 Furthermore, the rotating shaft 62 penetrates the tip end portion of a cantilever-like horizontal member of a support member 65 extending upward from, for example, the floor surface in the casing in which the supercritical processing device 3 is installed. As a result, the supercritical processing apparatus 3 is cantilevered by the support member 65, and can rotate freely around the central axis of the rotating shaft 62 by rotating the rotating shaft 62. When the wafer W is loaded / unloaded, the processing chamber 31 is set in the horizontal state as shown in FIG. 7A, while the rotating shaft 62 is rotated at a predetermined timing during the supercritical processing, so that FIG. ), The wafer W accommodated in the processing chamber 31 can be set in the vertical state by setting the processing chamber 31 in the vertical direction.

また、図７（ａ）、図７（ｂ）では、図示の便宜上、ロックプレート３８や昇降機構３８１、スライド機構３８２、またロック部材３５やレール３７１などの記載を省略してあるが、処理チャンバー３１の姿勢を変換した際には、これらの機器も処理チャンバー３１と一体となって回転軸６２の回りを回転する。ここで図中、６４は駆動モーター６３を支持固定する載置台である。 7A and 7B, for convenience of illustration, description of the lock plate 38, the lifting mechanism 381, the slide mechanism 382, the lock member 35, the rail 371, and the like is omitted, but the processing chamber is omitted. When changing the posture of 31, these devices also rotate around the rotation shaft 62 together with the processing chamber 31. Here, in the figure, 64 is a mounting table for supporting and fixing the drive motor 63.

さらに図８に示すように、例えば処理チャンバー３１の側壁面には、処理空間３１０に気体の状態でＣＯ_２を供給するためＣＯ_２供給ライン７１１が接続されている。ＣＯ_２供給ライン７１１はバルブＶ１、フィルター及び昇圧コンプレッサーなどからなる昇圧供給機構７１２を介してＣＯ_２供給部７１に接続されている。これらＣＯ_２供給ライン７１１、昇圧供給機構７１２及びＣＯ_２供給部７１は、既述のヒーター３９の作用と相俟って、処理チャンバー３１内を超臨界状態のＣＯ_２雰囲気とする雰囲気形成部を構成している。 Further, as shown in FIG. 8, for example, a CO ₂ supply line 711 is connected to the side wall surface of the processing chamber 31 in order to supply CO ₂ in a gaseous state to the processing space 310. The CO ₂ supply line 711 is connected to the CO ₂ supply unit 71 via a pressure increase supply mechanism 712 including a valve V1, a filter, a pressure increase compressor, and the like. The CO ₂ supply line 711, the boosting supply mechanism 712, and the CO ₂ supply unit 71, coupled with the action of the heater 39 described above, form an atmosphere forming unit that makes the inside of the processing chamber 31 a CO ₂ atmosphere in a supercritical state. It is composed.

また図８に示す７２１は、ウエハＷ上に液盛りされているＩＰＡを排出するためのＩＰＡ排出ラインであり、当該ＩＰＡ排出ライン７２１は処理チャンバー３１を縦向きの状態に姿勢変換したときに、下側になる処理チャンバー３１の側壁面に接続されている。これにより縦向きの状態に姿勢変換されたウエハＷから流れ落ちて処理空間３１０の下部に溜まったＩＰＡを、当該ＩＰＡ排出ライン７２１を介して処理空間３１０から排出することができる。ここでＩＰＡ排出ライン７２１が接続されている処理チャンバー３１の内壁面に、処理チャンバー３１を縦向きにしたときＩＰＡ排出ライン７２１との接続部へ向けて低くなるテーパー面を設け、処理空間３１０の下部に溜まったＩＰＡを排出しやすくしてもよい。 Also, 721 shown in FIG. 8 is an IPA discharge line for discharging IPA accumulated on the wafer W. When the IPA discharge line 721 changes the posture of the processing chamber 31 to the vertical state, It is connected to the side wall surface of the processing chamber 31 on the lower side. As a result, the IPA that has flowed down from the wafer W whose posture has been changed to the vertical state and accumulated in the lower portion of the processing space 310 can be discharged from the processing space 310 via the IPA discharge line 721. Here, on the inner wall surface of the processing chamber 31 to which the IPA discharge line 721 is connected, a tapered surface that is lowered toward the connection portion with the IPA discharge line 721 when the processing chamber 31 is oriented vertically is provided. The IPA accumulated in the lower part may be easily discharged.

ＩＰＡ排出ライン７２１は、処理空間３１０内の圧力を調整する圧力調整弁であるバルブＶ２を介してＩＰＡ回収部７２に接続されており、ＩＰＡと共に処理空間３１０から排出されたＣＯ_２は、当該ＩＰＡ回収部７２にてＩＰＡから分離され、除害設備へと排出される。ＩＰＡ排出ライン７２１、バルブＶ２、ＩＰＡ回収部７２は本実施の形態の排出部に相当する。 The IPA discharge line 721 is connected to the IPA recovery unit 72 via a valve V2 that is a pressure adjusting valve for adjusting the pressure in the processing space 310, and CO ₂ discharged from the processing space 310 together with the IPA is the IPA. It is separated from the IPA by the recovery unit 72 and discharged to a detoxification facility. The IPA discharge line 721, the valve V2, and the IPA collection unit 72 correspond to the discharge unit of the present embodiment.

さらに処理チャンバー３１の側壁面には、処理空間３１０の内部雰囲気を排出するための排気ライン７３１が設けられていて、バルブＶ３を開いて処理空間３１０内を減圧することにより、超臨界状態のＣＯ_２を気体にして乾燥されたウエハＷを得ることができる。排気ライン７３１やバルブＶ３は本実施の形態の排気部に相当しており、処理チャンバー３１から排出されたＣＯ_２は例えば除害設備へと送気される。 Further, an exhaust line 731 for exhausting the internal atmosphere of the processing space 310 is provided on the side wall surface of the processing chamber 31. By opening the valve V3 and depressurizing the processing space 310, CO in a supercritical state is provided. _The wafer W dried by using ₂ as a gas can be obtained. The exhaust line 731 and the valve V3 correspond to the exhaust unit of the present embodiment, and CO ₂ exhausted from the processing chamber 31 is supplied to, for example, a detoxification facility.

ここで図８に示したＣＯ_２供給ライン７１１、ＩＰＡ排出ライン７２１、排気ライン７３１の各配管は、例えば耐圧性を備えたフレキシブル配管などにより構成され、処理チャンバー３１の姿勢変換動作に伴って変形することができる。 Here, each pipe of the CO ₂ supply line 711, the IPA discharge line 721, and the exhaust line 731 shown in FIG. 8 is configured by a flexible pipe having pressure resistance, for example, and is deformed in accordance with the posture changing operation of the processing chamber 31. can do.

以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３を含む洗浄処理システム１は、図１、図８に示すように制御部８と接続されている。制御部８は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはこれら洗浄処理システム１や洗浄装置２、超臨界処理装置３の作用、即ちＦＯＵＰ１００からウエハＷを取り出して洗浄装置２にて洗浄処理を行い、次いで超臨界処理装置３にてウエハＷの超臨界処理を行ってからＦＯＵＰ１００内にウエハＷを搬入するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。 The cleaning processing system 1 including the supercritical processing apparatus 3 having the above-described configuration is connected to the control unit 8 as shown in FIGS. The control unit 8 is composed of, for example, a computer having a CPU and a storage unit (not shown). The storage unit is operated by the cleaning processing system 1, the cleaning apparatus 2, and the supercritical processing apparatus 3, that is, the wafer W is taken out from the FOUP 100 and cleaned. A set of steps (commands) for control related to operations from the cleaning process performed by the apparatus 2 and the supercritical processing apparatus 3 to the supercritical processing of the wafer W until the wafer W is loaded into the FOUP 100. A rare program is recorded. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the computer therefrom.

特に超臨界処理装置３について制御部８は、図８に示すようにＣＯ_２供給ライン７１１の昇圧供給機構７１２に接続されて液体ＣＯ_２の供給タイミングを調節し、また処理チャンバー３１に設けられた不図示の圧力計の検出値に基づいて昇圧供給機構７１２の吐出圧を調節することができるようになっている。また制御部８は各バルブＶ１〜Ｖ３の開閉タイミングの調節や、駆動モーター６３よる処理チャンバー３１の姿勢変換の実行タイミング、この動作の際に処理チャンバー３１を傾ける角度などの調整を行う役割も果たしている。さらに制御部８は、不図示の温度計からの処理空間３１０内の温度の検出結果に基づいて、電源部３９１からヒーター３９へ供給される電力を増減し処理空間３１０内の温度を予め設定した温度に調節する役割も果たしている。 In particular, for the supercritical processing apparatus 3, the control unit 8 is connected to the boosting supply mechanism 712 of the CO ₂ supply line 711 as shown in FIG. 8 to adjust the supply timing of the liquid CO ₂ and is provided in the processing chamber 31. The discharge pressure of the boosting supply mechanism 712 can be adjusted based on the detected value of a pressure gauge (not shown). The control unit 8 also functions to adjust the opening / closing timing of the valves V1 to V3, adjust the execution timing of the attitude change of the processing chamber 31 by the drive motor 63, and the angle at which the processing chamber 31 is tilted during this operation. Yes. Further, the control unit 8 presets the temperature in the processing space 310 by increasing or decreasing the power supplied from the power supply unit 391 to the heater 39 based on the detection result of the temperature in the processing space 310 from a thermometer (not shown). It also plays a role in adjusting the temperature.

以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置３の作用について説明する。既述のように洗浄装置２における洗浄処理を終え、乾燥防止用のＩＰＡを液盛りしたウエハＷが第２の搬送機構１４１に受け渡されると、第２の搬送機構１４１は、例えば予め設定された処理スケジュールに基づいて、ウエハＷを受け入れ可能な超臨界処理装置３の配置されている筐体内に進入し、搬送アーム５にウエハＷを受け渡す。 The operation of the supercritical processing apparatus 3 having the configuration described above will be described. When the cleaning process in the cleaning apparatus 2 is finished as described above and the wafer W on which the IPA for preventing drying is deposited is transferred to the second transfer mechanism 141, the second transfer mechanism 141 is set in advance, for example. Based on the processing schedule, the wafer W enters the housing in which the supercritical processing apparatus 3 capable of receiving the wafer W is disposed, and delivers the wafer W to the transfer arm 5.

ウエハＷを受け取った搬送アーム５は、受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー３４に当該ウエハＷを横向きの状態で受け渡した後、ウエハホルダー３４の上方位置から退避する。そして図３、図９（ａ）に示すようにＩＰＡノズル４５からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、再度ＩＰＡの液盛りを行う。 The transfer arm 5 that has received the wafer W transfers the wafer W in a sideways state to the wafer holder 34 that is waiting at the transfer position, and then retracts from the position above the wafer holder 34. Then, as shown in FIG. 3 and FIG. 9A, IPA is supplied from the IPA nozzle 45 to the surface of the wafer W, and the IPA liquid is filled again.

このとき、処理チャンバー３１は横向きの姿勢で待機しており、また電源部３９１をオンの状態にしてヒーター３９によりチャンバー３１本体を４０℃〜１００℃の範囲の例えば６０℃に加熱した状態となっている。一方で処理チャンバー３１の上下に設けられた上プレート３２、下プレート３３は冷却管３６によって冷却された状態となっており、処理チャンバー３１の周囲の温度が上昇しすぎないようにして、ウエハホルダー３４上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。 At this time, the processing chamber 31 stands by in a sideways posture, and the power source unit 391 is turned on and the main body of the chamber 31 is heated by the heater 39 to 40 ° C. to 100 ° C., for example, 60 ° C. ing. On the other hand, the upper plate 32 and the lower plate 33 provided above and below the processing chamber 31 are cooled by the cooling pipe 36 so that the temperature around the processing chamber 31 does not rise too much, and the wafer holder The evaporation of IPA supplied to the surface of the wafer W on 34 is suppressed.

ＩＰＡの液盛りを終えたら、クーリングプレート４１を退避位置まで下降させ、アーム部材３４２をレール３７１上でスライドさせてウエハホルダー３４を処理位置まで移動させる（図９（ｂ））。そしてロック部材３５を回転させて突起部３４３を係止し、蓋部材３４１によって処理チャンバー３１の開口部３１１が塞がれたら、ロックプレート３８を退避位置からロック位置まで上昇させて蓋部材３４１を手前側から押さえる（図６）。このとき各ライン７１１、７２１、７３１のバルブＶ１〜Ｖ３は「閉」（図９中に「Ｓ」と記載してある。以下同じ）の状態となっており処理空間３１０内は密閉された状態になる。 When the IPA filling is finished, the cooling plate 41 is lowered to the retracted position, and the arm member 342 is slid on the rail 371 to move the wafer holder 34 to the processing position (FIG. 9B). Then, the locking member 35 is rotated to lock the projection 343, and when the opening 311 of the processing chamber 31 is blocked by the lid member 341, the lock plate 38 is raised from the retracted position to the locked position, and the lid member 341 is moved. Press from the front side (Fig. 6). At this time, the valves V1 to V3 of the lines 711, 721, and 731 are in a “closed” state (described as “S” in FIG. 9; the same applies hereinafter), and the processing space 310 is sealed. become.

ロックプレート３８がロック位置まで移動したら、図９（ｃ）に示すように直ちにＣＯ_２供給ライン７１１のバルブＶ１を開き（図９中に「Ｏ」と記載してある。以下同じ）、例えば０．５リットル／分〜２０リットル／分の範囲の１．０リットル/分程度の流量のＣＯ_２を気体の状態で処理空間３１０に供給し、当該処理空間３１０内の圧力を例えば５ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲の７．５ＭＰａまで昇圧する。 When the lock plate 38 moves to the lock position, the valve V1 of the CO ₂ supply line 711 is immediately opened as shown in FIG. 9C (indicated as “O” in FIG. 9; the same applies hereinafter). CO ₂ having a flow rate of about 1.0 liter / minute in the range of 5 liters / minute to 20 liters / minute is supplied to the treatment space 310 in a gaseous state, and the pressure in the treatment space 310 is, for example, 5 MPa to 10 MPa. The pressure is increased to 7.5 MPa in the range.

既述のように処理空間３１０の容積は、例えば容積３００ｃｍ^３〜１５００ｃｍ^３程度であり、この比較的小さな処理空間３１０に０．５リットル／分〜２０リットル／分といった流量で気体のＣＯ_２を供給するので、数秒〜十数秒といった非常に短い時間で処理空間３１０内の圧力を所望の値まで上昇させることができる。また処理チャンバー３１は処理チャンバー３１によって予め４０℃〜１００℃の範囲に昇温されているので処理空間３１０に供給されたＣＯ_２も数秒〜十数秒程度の短い時間で昇温される。 The volume of the processing space 310 as described above, for example, a volume 300cm ^³ ~1500cm ³ mm, the CO ₂ in the relatively small processing space 310 of 0.5 l / min to 20 l / min such gas at a flow rate Since it is supplied, the pressure in the processing space 310 can be raised to a desired value in a very short time such as several seconds to several tens of seconds. Further, since the temperature of the processing chamber 31 is preliminarily raised to a range of 40 ° C. to 100 ° C. by the processing chamber 31, the temperature of CO ₂ supplied to the processing space 310 is also raised in a short time of about several seconds to tens of seconds.

そしてＣＯ_２の臨界点は、７．３８ＭＰａ、３１．１℃であるところ、処理空間３１０内の雰囲気は十数秒〜数十秒といった短時間で超臨界状態となる（図１０（ａ））。一方、ウエハＷの上面に液盛りされているＩＰＡの沸点は８２．４℃であるので上記の温度、圧力条件下であれば液体の状態を保っている。そしてウエハホルダー３４が処理チャンバー３１の蓋部材３４１と一体に形成されていることにより、短時間でウエハＷの搬入、処理チャンバー３１の密閉を実行することが可能であるので、処理チャンバー３１内にウエハＷの搬入が開始されてから、処理空間３１０内がＣＯ_２の超臨界流体雰囲気となるまでの時間も上述の十数秒〜数十秒とそれ程変わらない。 Then, the critical point of CO ₂ is 7.38 MPa and 31.1 ° C., and the atmosphere in the processing space 310 becomes a supercritical state in a short time such as several tens of seconds to several tens of seconds (FIG. 10A). On the other hand, since the boiling point of IPA accumulated on the upper surface of the wafer W is 82.4 ° C., the liquid state is maintained under the above temperature and pressure conditions. Since the wafer holder 34 is formed integrally with the lid member 341 of the processing chamber 31, it is possible to carry in the wafer W and seal the processing chamber 31 in a short time. The time from when the loading of the wafer W is started until the inside of the processing space 310 is changed to the supercritical fluid atmosphere of CO ₂ is not so different from the above tens of seconds to several tens of seconds.

このため、ウエハＷの表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥してしまう前に処理空間３１０内を超臨界状態のＣＯ_２で置換することが可能となる。またウエハＷに液盛りされたＩＰＡの一部が蒸発した場合であっても、処理チャンバー３１を迅速に密閉することにより処理空間３１０内は少ない蒸発量でＩＰＡ蒸気の飽和状態となり、それ以上の蒸発が抑えられる。この点においても処理空間３１０内ではウエハＷ表面のＩＰＡを残存させたまま超臨界ＣＯ_２の雰囲気を形成することができる。 For this reason, before the IPA accumulated on the surface of the wafer W is dried, the inside of the processing space 310 can be replaced with CO ₂ in a supercritical state. Even when a part of the IPA accumulated on the wafer W evaporates, the processing chamber 31 is quickly sealed, so that the inside of the processing space 310 is saturated with the IPA vapor with a small evaporation amount. Evaporation is suppressed. Also in this respect, the supercritical CO ₂ atmosphere can be formed in the processing space 310 while leaving the IPA on the surface of the wafer W remaining.

こうして処理空間３１０内が超臨界状態のＣＯ_２雰囲気となったら、ＣＯ_２供給ライン７１１より高圧のＣＯ_２ガスの供給を継続しつつ、ＩＰＡ排出ライン７２１のバルブＶ２を開き、その開度を調整して処理空間３１０内の圧力を一定に保つ。しかる後、図７（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、処理チャンバー３１を縦向きの状態に姿勢変換する。この動作に伴って、処理チャンバー３１内のウエハＷの姿勢も縦向きに変換され、ウエハＷの表面に液盛りされていたＩＰＡが重力によって下方側へと流下する。ＩＰＡが流れ落ちることによって、処理空間３１０内のウエハＷは超臨界状態のＣＯ_２に晒されることになるが、超臨界流体は表面張力が働かないため、パターン倒れを殆ど引き起こすことなくウエハＷの表面を液体のＩＰＡから超臨界状態のＣＯ_２に置換することができる。 When the inside of the processing space 310 is in a supercritical CO ₂ atmosphere, the valve V2 of the IPA discharge line 721 is opened and the opening degree is adjusted while continuing the supply of high-pressure CO ₂ gas from the CO ₂ supply line 711. Thus, the pressure in the processing space 310 is kept constant. Thereafter, as shown in FIGS. 7B and 10B, the posture of the processing chamber 31 is changed to a vertically oriented state. With this operation, the posture of the wafer W in the processing chamber 31 is also changed to the vertical direction, and the IPA accumulated on the surface of the wafer W flows downward due to gravity. When the IPA flows down, the wafer W in the processing space 310 is exposed to the supercritical CO ₂ , but the surface tension of the supercritical fluid hardly causes pattern collapse because the surface tension does not work. Can be replaced from liquid IPA to supercritical CO ₂ .

そしてＣＯ_２供給ライン７１１より高圧のＣＯ_２ガスの供給を継続しつつ、ＩＰＡ排出ライン７２１からの排出を行い、縦向きに姿勢変換された処理空間３１０の下部に溜まったＩＰＡを超臨界状態のＣＯ_２の流れで押し出して、ＩＰＡを排出する。このとき縦向きに姿勢変換された処理チャンバー３１の下部側に接続されたＩＰＡ排出ライン７２１から超臨界状態のＣＯ_２を流出させＩＰＡを押し出すことにより、ＩＰＡの排出時にウエハＷから飛散したごみをＩＰＡと共に押し流すことが可能であり、これらのごみの巻き上げを抑制し、ウエハＷへの再付着を低減することができる。 Then, while continuing to supply high-pressure CO ₂ gas from the CO ₂ supply line 711, the IPA is discharged from the IPA discharge line 721, and the IPA accumulated in the lower portion of the processing space 310 whose posture is changed in the vertical direction is kept in a supercritical state. Extrude with a flow of CO ₂ to discharge IPA. At this time, the supercritical CO ₂ flows out from the IPA discharge line 721 connected to the lower side of the processing chamber 31 whose posture has been changed in the vertical direction, and the IPA is pushed out, so that the dust scattered from the wafer W when the IPA is discharged can be removed. It can be swept away with the IPA, so that the dust can be prevented from being rolled up and reattachment to the wafer W can be reduced.

そして処理空間３１０内の雰囲気が超臨界状態のＣＯ_２で十分に置換されたら、ＣＯ_２供給ライン７１１からの高圧ＣＯ_２ガスの供給を停止し、またＩＰＡ排出ライン７２１からの処理空間３１０内雰囲気の排出を止める。しかる後、図１０（ｃ）に示すように排気ライン７３１のバルブＶ３を開いて処理空間３１０内を大気圧まで脱圧する。この結果、超臨界状態のＣＯ_２が気体の状態に変化することになるが、超臨界状態と気体との間には界面が形成されないので表面に形成されたパターンに表面張力を作用させることなく、ウエハＷを乾燥することができる。 And if the atmosphere in the processing space 310 is sufficiently substituted with CO ₂ in the supercritical state, to stop the supply of the high-pressure CO ₂ gas from the CO ₂ supply line 711, also processing space 310 within the atmosphere from IPA discharge line 721 Stop the discharge. Thereafter, as shown in FIG. 10C, the valve V3 of the exhaust line 731 is opened to depressurize the processing space 310 to atmospheric pressure. As a result, the CO _{2 in the} supercritical state changes to a gas state, but no interface is formed between the supercritical state and the gas, so that surface tension does not act on the pattern formed on the surface. The wafer W can be dried.

またこのとき処理空間３１０内にはウエハＷが立て向きに保持されているので、例えばウエハＷに付着していたパーティクルなどのごみが超臨界状態のＣＯ_２に流れに乗って飛散した場合であっても、これらのごみが重力によって沈降する位置にウエハＷの表面が存在しないことからウエハＷの再汚染が発生しにくい。 At this time, since the wafer W is held upright in the processing space 310, for example, particles such as particles adhering to the wafer W are scattered on the CO ₂ in the supercritical state. However, since the surface of the wafer W does not exist at a position where these dusts settle due to gravity, re-contamination of the wafer W hardly occurs.

ここで図１０（ｃ）に示した例では、処理チャンバー３１を縦向きの状態としたときの例えば側壁面に排気ライン７３１を接続して処理空間３１０内の脱圧を行う例を示したが、この脱圧操作時に処理空間３１０内にＣＯ_２の上昇流が形成されることに起因するごみの巻上げを抑えるため、例えば外チャンバー３１の底部側に当該排気ライン７３１を設けて処理空間３１０内に下降流が形成されるようにしながら脱圧を行ってもよい。また排気ライン７３１はＩＰＡ排出ライン７２１にて兼用する構成としてもよい。そして処理空間３１０内を脱圧する際には、ＣＯ_２の膨張により処理空間３１０内の温度が低下して超臨界状態のＣＯ_２中に溶解していたＩＰＡがウエハＷの表面で凝縮したりしないように、ヒーター３９出力を上げて処理空間３１０内部の温度を上げるようにしてもよい。 Here, in the example shown in FIG. 10C, an example is shown in which the exhaust line 731 is connected to, for example, the side wall surface when the processing chamber 31 is in the vertical orientation, and the processing space 310 is depressurized. In order to suppress the raising of dust due to the formation of an upward flow of CO ₂ in the processing space 310 during the depressurization operation, for example, the exhaust line 731 is provided on the bottom side of the outer chamber 31 to provide the inside of the processing space 310. The depressurization may be performed while forming a downward flow. Further, the exhaust line 731 may be shared by the IPA discharge line 721. Then the inside of the processing space 310 when depressurizing is, IPA temperature of the expansion by the processing space 310 of CO ₂ was dissolved in the CO ₂ in to the supercritical state reduction is not or condense on the surface of the wafer W As described above, the temperature inside the processing space 310 may be increased by increasing the output of the heater 39.

以上のプロセスにより、ウエハＷの超臨界処理を終えたら、図１１（ａ）に示すように処理チャンバー３１を横向きの状態に姿勢変換し、ロックプレート３８を退避位置まで降下させ、ロック部材３５による突起部３４３の係止状態を開放する。そして図１１（ｂ）に示すように、ウエハホルダー３４を受け渡し位置まで移動させ、超臨界処理を終えたウエハＷを搬送アーム５の搬出用の搬出用ピック５３で吸着保持し、当該ウエハＷをウエハ搬送路１４２側の第２の搬送機構１４１に受け渡す。
そしてウエハＷは搬出棚４３を介して第１の搬送機構１２１に受け渡され、搬入時とは逆の経路を通ってＦＯＵＰ１００内に格納され、ウエハＷに対する一連の動作が完了する。 After the supercritical processing of the wafer W is completed by the above process, the posture of the processing chamber 31 is changed to the horizontal state as shown in FIG. 11A, the lock plate 38 is lowered to the retracted position, and the lock member 35 is used. The locking state of the protrusion 343 is released. Then, as shown in FIG. 11B, the wafer holder 34 is moved to the delivery position, and the supercritical processing wafer W is sucked and held by the unloading pick 53 for unloading of the transfer arm 5, and the wafer W is held. The wafer is transferred to the second transfer mechanism 141 on the wafer transfer path 142 side.
Then, the wafer W is transferred to the first transfer mechanism 121 via the carry-out shelf 43, stored in the FOUP 100 through a path opposite to that at the time of carry-in, and a series of operations on the wafer W is completed.

一方、超臨界処理装置３側では、図１１（ｃ）に示すようにクーリングプレート４１を上昇させてウエハホルダー３４に冷却空気を吹き付けてウエハホルダー３４の温度を低下させる一方、処理チャンバー３１側ではヒーター３９により処理チャンバー３１の本体の温度を既述の４０℃〜１００℃の範囲の温度に加熱して次のウエハＷが搬入されてくるのを待つ。 On the other hand, on the supercritical processing apparatus 3 side, as shown in FIG. 11C, the cooling plate 41 is raised and cooling air is blown to the wafer holder 34 to lower the temperature of the wafer holder 34, while on the processing chamber 31 side. The temperature of the main body of the processing chamber 31 is heated to a temperature in the range of 40 ° C. to 100 ° C. by the heater 39 and waits for the next wafer W to be loaded.

本実施の形態に係る超臨界処理装置３によれば以下の効果がある。ＩＰＡにより表面が濡れた状態のウエハＷを横向きに保持して処理チャンバー３１に搬入し、この処理チャンバー３１内を超臨界状態のＣＯ_２の雰囲気にしてから処理チャンバー３１の姿勢を縦向きに姿勢変換することにより、ウエハＷの表面からＩＰＡを流下させて当該表面を超臨界ＣＯ_２に接触させるので、超臨界流体による処理を開始するまでのウエハＷの表面の自然乾燥が抑えられ、パターン倒れの発生を抑制することができる。また、このとき処理チャンバー３１内ではウエハＷが縦向きに保持されているので、例えばウエハＷに付着していたごみが飛散した場合であっても、これらのごみが重力によって沈降する位置にウエハＷの表面が存在しないことからウエハＷの再汚染が発生しにくい。 The supercritical processing apparatus 3 according to the present embodiment has the following effects. The wafer W whose surface is wet by IPA is held sideways and loaded into the processing chamber 31. After the inside of the processing chamber 31 is changed to a supercritical CO ₂ atmosphere, the processing chamber 31 is set in the vertical orientation. By converting, the IPA is caused to flow down from the surface of the wafer W and the surface is brought into contact with the supercritical CO ₂ , so that the natural drying of the surface of the wafer W until the processing with the supercritical fluid is started is suppressed, and the pattern collapses. Can be suppressed. At this time, since the wafer W is held vertically in the processing chamber 31, for example, even when the dust attached to the wafer W is scattered, the wafer is placed at a position where the dust is settled by gravity. Since the surface of W does not exist, re-contamination of the wafer W hardly occurs.

ここで処理チャンバー３１を縦向きにする際に、処理チャンバー３１を回転軸６２周りに回転させる角度は例えば９０°に限定されない。ウエハＷ表面から効率的にＩＰＡを流下させ、処理空間３１０内から排出することができればよく、例えば９０°±２０°程度の傾きを持たせてもよい。このように、本発明においてウエハＷを縦に向けるとは、ウエハＷ上のＩＰＡを流下させるために、ウエハＷを横向きの状態から縦方向に傾ける場合を含んでいる。またこのとき、ウエハＷ上のＩＰＡを流下しやすくし、また処理チャンバー３１内からＩＰＡを排出しやすくするため、例えば９０°±２０°程度の範囲で処理チャンバー３１を回転軸６２周りに一方側、他方側へと交互に回転させ、ウエハＷを揺動してもよい。 Here, when the processing chamber 31 is oriented vertically, the angle at which the processing chamber 31 is rotated around the rotation axis 62 is not limited to 90 °, for example. It is sufficient if IPA can efficiently flow down from the surface of the wafer W and be discharged from the processing space 310, and may have an inclination of, for example, about 90 ° ± 20 °. Thus, in the present invention, the orientation of the wafer W in the vertical direction includes the case where the wafer W is tilted from the horizontal state to the vertical direction in order to flow down the IPA on the wafer W. At this time, in order to facilitate the flow of the IPA on the wafer W and the discharge of the IPA from the processing chamber 31, the processing chamber 31 is moved around the rotation shaft 62 on one side in a range of about 90 ° ± 20 °, for example. Alternatively, the wafer W may be swung by alternately rotating to the other side.

このほか、ウエハホルダー３４を冷却する冷却機構の構成は、既述のようにクーリングプレート４１の吐出孔４１１から冷却空気などを吹き付ける方式に限定されるものではない。例えばウエハホルダー３４の下面に冷媒を通流させる通流路を設けたり、このウエハホルダー３４の本体を、内部に冷媒を通流可能なジャケット形状に構成したりして冷却を行ってもよい。また、例えばウエハホルダー３４の例えば下面に、ペルチェ素子や冷媒などで冷却した吸熱体を押し付けるようにしてもよい。さらには、超臨界処理装置３に冷却機構を設けず、ウエハホルダー３４を自然冷却してもよい。
そして処理チャンバー３１の加熱機構についても抵抗発熱体により構成する場合に限定されず、例えば処理チャンバー３１本体の内部に熱媒を通流させる通流路を形成して加熱を行ってもよい。 In addition, the configuration of the cooling mechanism for cooling the wafer holder 34 is not limited to the method of blowing cooling air or the like from the discharge holes 411 of the cooling plate 41 as described above. For example, cooling may be performed by providing a flow path through which a coolant flows on the lower surface of the wafer holder 34, or by configuring the main body of the wafer holder 34 in a jacket shape that allows the coolant to flow inside. Further, for example, a heat absorbing body cooled with a Peltier element or a refrigerant may be pressed against the lower surface of the wafer holder 34, for example. Furthermore, the wafer holder 34 may be naturally cooled without providing a cooling mechanism in the supercritical processing apparatus 3.
Further, the heating mechanism of the processing chamber 31 is not limited to the case where the heating mechanism is constituted by a resistance heating element. For example, a heating channel may be formed in the processing chamber 31 main body to form a flow path through which a heat medium flows.

また、例えば超臨界流体の雰囲気を得るために処理空間３１０に供給される流体は気体に限定されず、例えば予め超臨界状態とした流体を直接供給してもよい。この場合には、例えば処理チャンバー３１を周囲の雰囲気から十分に断熱し、処理空間３１０に超臨界流体を送り込むコンプレッサーなどの加圧機構を超臨界流体の雰囲気形成部としてもよい。 Further, for example, the fluid supplied to the processing space 310 in order to obtain a supercritical fluid atmosphere is not limited to gas, and for example, a fluid that has been previously in a supercritical state may be directly supplied. In this case, for example, a pressurization mechanism such as a compressor that sufficiently insulates the processing chamber 31 from the surrounding atmosphere and feeds the supercritical fluid into the processing space 310 may be used as the atmosphere forming part of the supercritical fluid.

また上述の各実施の形態では、ウエハＷが浸漬される液体としてＩＰＡ、この液体と置換される超臨界状態の流体としてＣＯ_２を採用した例について説明したが、各流体の例はこれに限定されるものではない。例えば洗浄処理後のウエハＷに乾燥防止用のＩＰＡを供給する場合に替えて、ウエハＷをリンス液（洗浄液）であるＤＩＷに浸漬したまま超臨界流体と置換してもよい。また例えば超臨界流体としてＨＦＥ（Hydro FluoroEther）を利用する場合などに、液体のＨＦＥを液盛りした状態で処理チャンバー３１内にウエハＷを配置し、この気体または超臨界状態のＨＦＥを処理空間３１０内に供給する構成をしてもよい。また超臨界状態の流体としてはＩＰＡなども利用することができる。 Further, in each of the above-described embodiments, the example in which IPA is used as the liquid in which the wafer W is immersed and CO ₂ is used as the supercritical fluid to be replaced with the liquid has been described. However, examples of each fluid are limited to this. Is not to be done. For example, instead of supplying IPA for drying prevention to the wafer W after the cleaning process, the wafer W may be replaced with a supercritical fluid while being immersed in DIW which is a rinse liquid (cleaning liquid). Further, for example, when HFE (Hydro FluoroEther) is used as a supercritical fluid, the wafer W is placed in the processing chamber 31 with liquid HFE accumulated, and this gas or supercritical HFE is processed into the processing space 310. You may make the structure supplied in. Moreover, IPA etc. can also be utilized as a fluid in a supercritical state.

Ｗウエハ
１洗浄処理システム
１００ＦＯＵＰ
２洗浄装置
３超臨界処理装置
３１処理チャンバー
３１０処理空間
３１１開口部
３４ウエハホルダー
３４１蓋部材
３８ロックプレート
３９ヒーター
４冷却機構
５搬送アーム
６姿勢変換機構
７１１ＣＯ_２供給ライン
７２１ＩＰＡ排出ライン
７３１排気ライン
８制御部 W Wafer 1 Cleaning System 100 FOUP
2 Cleaning device 3 Supercritical processing device 31 Processing chamber 310 Processing space 311 Opening 34 Wafer holder 341 Cover member 38 Lock plate 39 Heater 4 Cooling mechanism 5 Transfer arm 6 Posture changing mechanism 711 CO ₂ supply line 721 IPA discharge line 731 Exhaust line 8 Control unit

Claims

液体により表面が濡れた状態の被処理基板を超臨界流体と接触させて、当該被処理基板を乾燥する処理が行われる処理容器と、
被処理基板を横向きに保持した状態で、前記処理容器に設けられた開口部を介して、当該処理容器の内部と外部との間を移動する基板保持部と、
この基板保持部と一体に形成され、当該基板保持部が前記処理容器の内部に移動したとき前記開口部を塞ぐ蓋部材と、
前記処理容器内を超臨界流体の雰囲気とするための雰囲気形成部と、
この雰囲気形成部にて前記処理容器内が気体雰囲気から直接超臨界流体の雰囲気とされた後、前記基板保持部に保持されている被処理基板を縦に向けて当該被処理基板上の液体を流下させるために、前記処理容器の姿勢を変換する姿勢変換機構と、
前記処理容器を姿勢変換することにより前記被処理基板から流下した液体を排出する排出部と、
前記液体が排出された後の処理容器内を減圧し、前記超臨界流体を気体にするための排気部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 A processing container in which a substrate to be processed whose surface is wetted by a liquid is brought into contact with a supercritical fluid, and a processing for drying the substrate to be processed is performed;
A substrate holding unit that moves between the inside and the outside of the processing container through an opening provided in the processing container in a state where the substrate to be processed is held sideways;
A lid member that is formed integrally with the substrate holding portion and closes the opening when the substrate holding portion moves into the processing container;
An atmosphere forming section for making the inside of the processing vessel an atmosphere of a supercritical fluid;
After the inside of the processing vessel is changed directly from a gas atmosphere to a supercritical fluid atmosphere in the atmosphere forming unit, the substrate to be processed held in the substrate holding unit is directed vertically and the liquid on the substrate to be processed is poured. A posture changing mechanism for changing the posture of the processing container in order to flow down;
A discharge unit for discharging the liquid flowing down from the substrate to be processed by changing the posture of the processing container ;
A substrate processing apparatus comprising: an exhaust unit for decompressing the inside of the processing container after the liquid has been discharged to turn the supercritical fluid into a gas.

前記処理容器には、超臨界流体となる流体が気体の状態で供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a fluid that is a supercritical fluid is supplied to the processing container in a gaseous state.

前記雰囲気形成部は、前記基板保持部により保持された被処理基板の表面が濡れた状態となっている期間内に、前記気体を超臨界流体とすることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。 The said atmosphere formation part makes the said gas into a supercritical fluid within the period when the surface of the to-be-processed substrate hold | maintained by the said board | substrate holding | maintenance part is in the wet state. Substrate processing equipment.

前記雰囲気形成部は、前記処理容器内の雰囲気を加熱する加熱機構を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the atmosphere forming unit includes a heating mechanism that heats the atmosphere in the processing container.

前記処理容器の外部に移動した基板保持部を冷却する冷却機構を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a cooling mechanism that cools the substrate holding unit moved to the outside of the processing container.

前記開口部を塞いでいる蓋部材の開放を阻止するためのストッパ機構を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板処理装置。 6. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a stopper mechanism for preventing the lid member that closes the opening from being opened.