特開 2024-94244 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024094244

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240702BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 651Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023190809

(22)【出願日】2023-11-08

(31)【優先権主張番号】10-2022-0185899

(32)【優先日】2022-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】キボン キム

(72)【発明者】

【氏名】スンフン オウ

(72)【発明者】

【氏名】ヨングン イ

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA09

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157AC03

5F157AC56

5F157BB22

5F157BB45

5F157CB14

5F157CB26

5F157CD46

5F157CF14

5F157CF34

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF90

5F157CF99

5F157DA21

5F157DB32

(57)【要約】

【課題】基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、内部空間を備えるチャンバと、内部空間に超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、内部空間から超臨界流体を排気する流体排気ユニットと、流体供給ユニット及び流体排気ユニットを制御する制御器と、を備えるが、流体供給ユニットは、流体供給源と、流体供給源及びチャンバを連結する供給ラインと、供給ラインに設けられる流量調節弁と、供給ラインに設けられ、かつ流体供給源と流量調節弁との間に位置する流量測定部材と、を備え、制御器は、流量測定部材が測定した超臨界流体の流量に基づいて、超臨界流体が供給されるように、流量調節弁を制御するように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間を備えるチャンバと、
前記内部空間に超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、
前記内部空間から前記超臨界流体を排気する流体排気ユニットと、
前記流体供給ユニット及び前記流体排気ユニットを制御する制御器と、を備えるが、
前記流体供給ユニットは、
流体供給源と、
前記流体供給源及び前記チャンバを連結する供給ラインと、
前記供給ラインに設けられる流量調節弁と、
前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材と、を備え、
前記制御器は、前記流量測定部材が測定した前記超臨界流体の流量に基づいて、前記超臨界流体が供給されるように、前記流量調節弁を制御するように構成されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記流体供給ユニットは、
前記流量測定部材の内部にある前記超臨界流体の圧力を測定するように構成された圧力センサと、
前記流量測定部材の内部にある前記超臨界流体の温度を測定するように構成された温度センサと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記圧力センサ及び前記温度センサは、
前記流体供給源の内部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記圧力センサ及び前記温度センサは、
前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記制御器は、
前記圧力センサ及び前記温度センサで測定した圧力情報及び温度情報に基づいて、前記流量測定部材の内部の前記超臨界流体の状態をフィードバックして制御するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御器は、
前記流量測定部材の内部の前記超臨界流体の状態を超臨界単一相に維持するように、前記流体供給ユニットを制御するように構成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。

【請求項7】

前記制御器は、
前記流量測定部材の内部の圧力を、少なくとも７３ｂａｒに制御し、
前記流量測定部材の内部の温度を、少なくとも３１℃に制御するように構成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。

【請求項8】

前記流体供給源は、
前記超臨界流体を加熱するように構成された加熱部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記流体供給ユニットは、
前記供給ライン及び前記流量測定部材の表面を取り囲む断熱材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記流体排気ユニットは、
前記チャンバと連結される排気ラインと、
前記排気ラインに設けられ、かつ前記内部空間の圧力を維持するように構成される減圧弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記流体供給源は、
超臨界流体を保存及び／または供給するように構成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。

【請求項12】

前記制御器は、
前記流体供給源、前記流量調節弁、及び前記流体供給源から前記流量調節弁までの前記供給ライン内部の前記超臨界流体の状態が、超臨界単一相を維持するように、前記超臨界流体の温度及び圧力のうち少なくとも一つを制御するように構成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。

【請求項13】

チャンバ、流体供給源、及び流量調節弁を備える基板処理装置を使って、超臨界状態の超臨界流体で基板を処理する方法において、
前記チャンバの内部空間に前記基板を搬入するステップと、
前記内部空間と連通する供給ラインを通じて、前記内部空間に前記超臨界流体を供給して、前記内部空間の圧力を高める加圧ステップと、
前記内部空間に前記超臨界流体を供給するか、前記内部空間から前記超臨界流体を排出して、前記超臨界流体を流動させる流動ステップと、
前記内部空間と連通する減圧ラインを通じて、前記内部空間から前記超臨界流体を排出して、前記内部空間の圧力を低める減圧ステップと、を含むが、
前記加圧ステップ及び前記流動ステップは、前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材を用いて、前記超臨界流体の流量を測定するステップを含み、
前記超臨界流体の流量を測定するステップで測定した前記超臨界流体の流量に基づいて、前記超臨界流体が供給されるように前記流量調節弁を制御することを特徴とする基板処理方法。

【請求項14】

前記加圧ステップ及び前記流動ステップは、
前記流体供給源の内部の前記超臨界流体を加熱して、前記流体供給源、前記流量調節弁、前記流量調節弁、及び前記流体供給源から前記流量調節弁までの、前記供給ライン内部の前記超臨界流体の状態を、超臨界単一相に維持するように制御するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記加圧ステップ及び前記流動ステップは、
前記流量測定部材の内部の圧力を、少なくとも７３ｂａｒに制御し、
前記流量測定部材の内部の温度を、少なくとも３１℃に制御することを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。

【請求項16】

前記加圧ステップ及び前記流動ステップは、
圧力センサ及び温度センサで測定した圧力情報及び温度情報に基づいて、前記流量測定部材の内部の前記超臨界流体の状態をフィードバックして制御することを特徴とする請求項１３に記載の基板処理方法。

【請求項17】

超臨界流体を用いて基板を乾燥させる基板処理装置において、
前記基板処理装置は、
内部空間を備えるチャンバと、
前記内部空間に前記超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、
前記内部空間から前記超臨界流体を排気する流体排気ユニットと、
前記流体供給ユニット及び前記流体排気ユニットを制御する制御器と、を備えるが、
前記流体供給ユニットは、
前記超臨界流体を保存する流体供給源と、
前記流体供給源及び前記チャンバを連結する供給ラインと、
前記供給ラインに設けられる流量調節弁と、
前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材と、を備え、
前記制御器は、前記超臨界流体の温度及び圧力のうち少なくとも一つを制御するように構成され、前記流量測定部材が測定した前記超臨界流体の流量に基づいて、前記超臨界流体が供給されるように、前記流量調節弁を制御するように構成されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項18】

前記制御器は、
前記流量測定部材の内部の圧力を、少なくとも７３ｂａｒに制御し、
前記流量測定部材の内部の温度を、少なくとも３１℃に制御するように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記流体供給ユニットは、
前記流量測定部材の圧力を測定する圧力センサと、
前記流量測定部材の温度を測定する温度センサと、をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。

【請求項20】

前記制御器は、
前記圧力センサ及び前記温度センサで測定した圧力情報及び温度情報に基づいて、前記流量測定部材の内部の前記超臨界流体の状態をフィードバックして制御するように構成されることを特徴とする請求項１９に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子を製造するために、基板に写真、エッチング、アッシング、イオン注入、そして薄膜蒸着などの多様な工程を通じて、所望のパターンをウェーハなどの基板上に形成する。それぞれの工程には、多様な処理液、処理ガスが使われ、工程進行中にはパーチクル、そして工程副産物が発生する。これらのパーチクル、そして工程副産物を基板から除去するために、それぞれの工程前後には洗浄工程が行われる。

【0003】

一般的な洗浄工程は、基板をケミカル及びリンス液で液処理する。また、基板上に残留するケミカル及びリンス液を除去するために、乾燥処理する。乾燥処理の一例として、基板を高速で回転させて基板上に残留するリンス液を除去する回転乾燥工程を挙げられる。しかし、このような回転乾燥方式は、基板上に形成されたパターンを崩す恐れがある。

【0004】

最近には、基板上にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）のような有機溶剤を供給して、基板上に残留するリンス液を、表面張力の低い有機溶剤に切り替え、以後、基板上に超臨界状態の乾燥用ガス（例えば、二酸化炭素）を供給して、基板に残留する有機溶剤を除去する超臨界乾燥工程が用いられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、超臨界流体の供給時に単一相を維持させて、流量計の流量誤差を補正することができる基板処理装置を提供することである。

【0006】

本発明が解決しようとするさらに他の課題は、超臨界流体の供給時に単一相を維持させて流量計の流量誤差を補正することができる基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した課題を解決するために、本発明は、内部空間を備えるチャンバと、前記内部空間に超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、前記内部空間から前記超臨界流体を排気する流体排気ユニットと、前記流体供給ユニット及び前記流体排気ユニットを制御する制御器と、を備えるが、前記流体供給ユニットは、流体供給源と、前記流体供給源及び前記チャンバを連結する供給ラインと、前記供給ラインに設けられる流量調節弁と、前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材を備え、前記制御器は、前記流量測定部材が測定した前記超臨界流体の流量に基づいて、前記超臨界流体が供給されるように、前記流量調節弁を制御するように構成されることを特徴とする基板処理装置を提供する。

【0008】

また、本発明は、チャンバ、流体供給源、及び流量調節弁を備える基板処理装置を使って、超臨界状態の超臨界流体で基板を処理する方法において、前記チャンバの内部空間に前記基板を搬入するステップと、前記内部空間と連通する供給ラインを通じて、前記内部空間に前記超臨界流体を供給して、前記内部空間の圧力を高める加圧ステップと、前記内部空間に前記超臨界流体を供給するか、または前記内部空間から前記超臨界流体を排出して、前記超臨界流体を流動させる流動ステップと、前記内部空間と連通する減圧ラインを通じて、前記内部空間から前記超臨界流体を排出して、前記内部空間の圧力を低める減圧ステップと、を含むが、前記加圧ステップ及び前記流動ステップは、前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材を用いて、前記超臨界流体の流量を測定するステップを含み、前記超臨界流体の流量を測定するステップで測定した前記超臨界流体の流量に基づいて、前記超臨界流体が供給されるように前記流量調節弁を制御することを特徴とする基板処理方法を提供する。

【0009】

また、本発明は、超臨界流体を用いて基板を乾燥させる基板処理装置において、前記基板処理装置は、内部空間を備えるチャンバと、前記内部空間に前記超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、前記内部空間から前記超臨界流体を排気する流体排気ユニットと、前記流体供給ユニット及び前記流体排気ユニットを制御する制御器を備えるが、前記流体供給ユニットは、前記超臨界流体を保存する流体供給源と、前記流体供給源及び前記チャンバを連結する供給ラインと、前記供給ラインに設けられる流量調節弁と、前記供給ラインに設けられ、かつ前記流体供給源と前記流量調節弁との間に位置する流量測定部材を備え、前記制御器は、前記超臨界流体の温度及び圧力のうち少なくとも一つを制御するように構成され、前記流量測定部材が測定した前記超臨界流体の流量に基づいて前記超臨界流体が供給されるように、前記流量調節弁を制御するように構成されることを特徴とする基板処理装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す平面図である。

【図2】図１の液処理チャンバの一実施形態を概略的に示す図面である。

【図3】図１の乾燥チャンバの一実施形態を概略的に示す図面である。

【図4】図３のＡ領域を概略的に表現したブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態による流量測定部材の断面を示す図面である。

【図6】本発明の一実施形態による基板処理方法のフローチャートである。

【図7】図６の乾燥ステップについての詳細フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付した図面を参照して本発明の技術的思想の実施形態について詳細に説明する。図面上の同じ構成要素については同じ参照符号を使い、これらについての重なる説明は省略する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す平面図である。

【0013】

図１を参照すれば、基板処理装置は、インデックスモジュール１０、処理モジュール２０及び制御器３０を備える。インデックスモジュール１０及び処理モジュール２０は、一方向に沿って配置されてもよい。以下、インデックスモジュール１０及び処理モジュール２０が配置された方向を第１方向Ｘといい、第１方向Ｘと垂直な方向を第２方向Ｙといい、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙといずれも垂直な方向を第３方向Ｚという。

【0014】

インデックスモジュール１０は、基板Ｗが収納された容器Ｃから基板Ｗ（図２参照）を処理モジュール２０に搬送し、処理モジュール２０で処理の完了した基板Ｗを容器Ｃに収納する。インデックスモジュール１０の長手方向は、第２方向Ｙに提供される。インデックスモジュール１０は、ロードポート１２及びインデックスフレーム１４を備える。インデックスフレーム１４を基準として、ロードポート１２は、処理モジュール２０の反対側に位置する。基板Ｗが収納された容器Ｃは、ロードポート１２に置かれる。ロードポート１２は、複数で提供されてもよく、複数のロードポート１２は、第２方向Ｙに沿って配置される。

【0015】

容器Ｃとしては、前面開放一体式ポッド（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）のような密閉用容器が使われる。容器Ｃは、オーバヘッド・トランスファ、オーバヘッド・コンベア、または自動案内車などの移送手段や作業者によって、ロードポート１２に置かれる。

【0016】

インデックスフレーム１４には、インデックスロボット１２０が提供される。インデックスフレーム１４の内には、長手方向が第２方向Ｙに提供されたガイドレール１２４が提供され、インデックスロボット１２０は、ガイドレール１２４の上で移動する。インデックスロボット１２０は、基板Ｗの置かれるハンド１２２を備える。ハンド１２２は、前進及び後進移動、第３方向Ｚを軸とする回転、第３方向Ｚに沿って移動する。ハンド１２２は、複数が上下方向に離隔して配置され、ハンド１２２は互いに独立して前進及び後進移動する。

【0017】

制御器３０は、基板処理装置を制御する。制御器３０は、基板処理装置を制御するマイクロプロセッサ（コンピュータ）で形成されるプロセスコントローラ、オペレータが基板処理装置を管理するために、コマンド入力操作などを行うキーボード、基板処理装置の駆動状況を可視化して表示するディスプレイなどで形成されるユーザインターフェース、基板処理装置で行われる処理を、プロセスコントローラの制御で行うための制御プログラム及び各種データ及び処理条件によって、各構成部に処理を行わせるためのプログラム、すなわち、処理レシピが保存された記憶部を備える。また、ユーザインターフェース及び記憶部は、プロセスコントローラに接続されてあり得る。処理レシピは、記憶部のうち記憶媒体に記憶されてあり得、記憶媒体は、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなどの携帯用ディスク、またはフラッシュメモリなどの半導体メモリであってもよい。

【0018】

制御器３０は、基板処理方法を行えるように、基板処理装置を制御する。例えば、制御器３０は、基板処理方法を行えるように、基板処理装置の流体供給ユニット５３０及び流体排気ユニット５５０などを制御する。

【0019】

処理モジュール２０は、バッファユニット２００、搬送チャンバ３００、液処理チャンバ４００及び乾燥チャンバ５００を備える。バッファユニット２００は、処理モジュール２０に搬入される基板Ｗと、処理モジュール２０から搬出される基板Ｗが一時的にとどまる空間を提供する。液処理チャンバ４００は、基板Ｗの上に液を供給して基板Ｗを液処理する液処理工程を行う。乾燥チャンバ５００は、基板Ｗの上に残留する液を除去する乾燥工程を行う。搬送チャンバ３００は、バッファユニット２００、液処理チャンバ４００及び乾燥チャンバ５００の間に基板Ｗを搬送する。

【0020】

搬送チャンバ３００の長手方向は、第１方向Ｘに提供される。バッファユニット２００は、インデックスモジュール１０と搬送チャンバ３００との間に配置される。液処理チャンバ４００及び乾燥チャンバ５００は、搬送チャンバ３００の側部に配置される。液処理チャンバ４００及び搬送チャンバ３００は、第２方向Ｙに沿って配置される。乾燥チャンバ５００及び搬送チャンバ３００は、第２方向Ｙに沿って配置される。バッファユニット２００は、搬送チャンバ３００の一端に位置する。

【0021】

液処理チャンバ４００は、搬送チャンバ３００の両側に配置され、乾燥チャンバ５００は、搬送チャンバ３００の両側に配置され、液処理チャンバ４００は、乾燥チャンバ５００よりバッファユニット２００にさらに近い位置に配置される。搬送チャンバ３００の一側で、液処理チャンバ４００は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに沿って、それぞれＡ×Ｂ（Ａ、Ｂはそれぞれ１以上の自然数）配列に提供される。また、搬送チャンバ３００の一側で、乾燥チャンバ５００は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに沿って、それぞれＣ×Ｄ（Ｃ、Ｄはそれぞれ１以上の自然数）個が提供される。但し、これに限定されるものではなく、搬送チャンバ３００の一側には、液処理チャンバ４００のみ提供され、搬送チャンバ３００の他側には、乾燥チャンバ５００のみ提供される。

【0022】

搬送チャンバ３００は、搬送ロボット３２０、ハンド３２２及びガイドレール３２４を備える。搬送チャンバ３００の内には、長手方向が第１方向Ｘに提供されたガイドレール３２４が提供され、搬送ロボット３２０は、ガイドレール３２４の上で移動する。搬送ロボット３２０は、基板Ｗが置かれるハンド３２２を備え、ハンド３２２は、前進及び後進移動、第３方向Ｚを軸とする回転、第３方向Ｚに沿って移動する。ハンド322は、複数が上下方向に離隔して配置され、ハンド322は互いに独立して前進及び後進移動する。

【0023】

バッファユニット２００は、基板Ｗが置かれるバッファ２２０を複数で備える。バッファ２２０は、第３方向Ｚに沿って互いに離隔して配置される。バッファユニット２００は、前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）と背面（ｒｅａｒ ｆａｃｅ）が開放される。この時、前面は、インデックスモジュール１０と対向する面であり、背面は搬送チャンバ３００と対向する面である。インデックス・ロボット１２０は、前面を通じてバッファユニット２００に近付き、搬送ロボット３２０は、背面を通じてバッファユニット２００に近付く。

【0024】

図２は、図１の液処理チャンバの一実施形態を概略的に示す図面である。

【0025】

図２を参照すれば、液処理チャンバ４００は、ハウジング４１０、コップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０、及び昇降ユニット４８０を備える。ハウジング４１０は、基板Ｗが処理される内部空間を持つ。ハウジング４１０は、大体六面体の形状を持つ。また、ハウジング４１０には、基板Ｗが搬入または搬出される開口が形成される。

【0026】

コップ４２０は、上部が開放されている筒状を持つ。コップ４２０は、処理空間を持ち、基板Ｗは、処理空間内で液処理される。支持ユニット４４０は、処理空間で基板Ｗを支持する。

【0027】

液供給ユニット４６０は、支持ユニット４４０により支持されている基板Ｗの上に処理液を供給する。処理液は複数種類で提供され、基板Ｗの上に順次に供給される。昇降ユニット４８０は、コップ４２０と支持ユニット４４０との間の相対高さを調節する。

【0028】

コップ４２０は、複数の回収筒４２２、４２４、４２６を備える。回収筒４２２、４２４、４２６は、それぞれ基板処理に使われた液を回収する回収空間を備える。それぞれの回収筒４２２、４２４、４２６は、支持ユニット４４０を取り囲むリング状になっている。液処理工程の進行時に、基板Ｗの回転によって飛散される処理液は、各回収筒４２２、４２４、４２６の流入口４２２ａ、４２４ａ、４２６ａを通じて回収空間に流入される。

【0029】

支持ユニット４４０は、支持板４４２及び駆動軸４４４を備える。支持板４４２の上面は、大体円形に提供され、基板Ｗより大きい直径を持つ。支持板４４２の中央部には、基板Ｗの背面を支持する支持ピン４４２ａが形成され、支持ピン４４２ａは、基板Ｗが支持板４４２から一定距離離隔するように、その上端が支持板４４２から突出する。支持板４４２の端部には、チャックピン４４２ｂが位置する。

【0030】

チャックピン４４２ｂは、支持板４４２から上部に突出し、基板Ｗが回転する時、基板Ｗが支持ユニット４４０から離脱しないように基板Ｗの側部を支持する。駆動軸４４４は、駆動器４４６によって駆動され、基板Ｗの底面中央と連結されて、支持板４４２を回転させる。

【0031】

液供給ユニット４６０は、複数のノズル４６２を備える。ノズル４６２は、基板Ｗに処理液を供給する。処理液は、ケミカル、リンス液または有機溶剤である。ケミカルは、強酸または強塩基の性質を持つケミカルである。リンス液は純水である。有機溶剤は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。

【0032】

それぞれのノズル４６２からは、相異なる種類の処理液を供給する。例えば、ノズル４６２のうちいずれか一つからはケミカルを供給し、ノズル４６２のうち他の一つからはリンス液を供給し、ノズル４６２のうちさらに他の一つからは有機溶剤を供給する。この時、基板Ｗの上に供給されたリンス液は、表面張力の小さな有機溶剤に置換される。

【0033】

昇降ユニット４８０は、コップ４２０を上下方向に移動させる。コップ４２０の上下移動によって、コップ４２０と基板Ｗとの間の相対高さが変わる。これによって、基板Ｗに供給される液の種類によって、処理液を回収する回収筒４２２、４２４、４２６が変わるため、液を分離回収することができる。但し、これに制限されるものではなく、コップ４２０は固設され、昇降ユニット４８０が支持ユニット４４０を上下方向に移動させてもよい。

【0034】

図３は、図１の乾燥チャンバの一実施形態を概略的に示す図面である。

【0035】

図３を参照すれば、本発明の一実施形態による乾燥チャンバ５００は、超臨界状態の乾燥用流体（以下、処理流体）を用いて、基板Ｗの上に残留する処理液を除去する。例えば、乾燥チャンバ５００は、超臨界状態の二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いて、基板Ｗの上に残留する有機溶剤を除去する乾燥工程を行える。

【0036】

乾燥チャンバ５００は、ボディ５１０、温度調節部材５２０、流体供給ユニット５３０、流体排気ユニット５５０、及び昇降部材５６０を備える。ボディ５１０は、基板Ｗが処理される内部空間５１８を提供する。内部空間５１８では、超臨界状態の処理流体によって基板Ｗが乾燥処理される。ボディ５１０は、チャンバやベッセルなどと呼ばれてもよい。

【0037】

ボディ５１０は、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４を備える。上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４は、互いに組み合わせられて内部空間５１８を形成する。基板Ｗは、内部空間５１８で支持部材などによって支持される。支持部材は、基板Ｗのエッジ領域の下面を支持するように構成される。

【0038】

上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４のうちいずれか一つは、昇降部材５６０と結合されて、上下方向に移動する。例えば、下部ボディ５１４は、昇降部材５６０と結合されて、昇降部材５６０によって上下方向に移動する。これにより、ボディ５１０の内部空間５１８は、選択的に密閉される。図３では、下部ボディ５１４が昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動することを示しているが、これに限定されるものではない。例えば、上部ボディ５１２が昇降部材５６０と結合されて、上下方向に移動してもよい。

【0039】

温度調節部材５２０は、内部空間５１８に供給される処理流体を加熱する。例えば、温度調節部材５２０は、ヒータである。但し、これに限定されるものではなく、温度調節部材５２０は、内部空間５１８の温度を昇温させることができる公知の装置に多様に変形されてもよい。温度調節部材５２０は、ボディ５１０の内部空間５１８の温度を昇温させて、内部空間５１８に供給される処理流体の状態が超臨界状態を維持するようにする。

【0040】

温度調節部材５２０は、ボディ５１０の内部に埋設される。例えば、温度調節部材５２０は、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４のうちいずれか一つに埋設される。但し、これに限定されるものではなく、温度調節部材５２０は、内部空間５１８の温度を昇温させられる多様な位置に提供される。

【0041】

流体供給ユニット５３０は、ボディ５１０の内部空間５１８に処理流体を供給する。流体供給ユニット５３０が供給する処理流体は、二酸化炭素（ＣＯ_２）を含む。流体供給ユニット５３０は、流体供給源５３１、流量測定部材５３２、供給ライン５３３、供給弁５３５、流量調節弁５３７、第１圧力センサ５３８、及びラインヒータ３５９を備える。

【0042】

流体供給源５３１は、ボディ５１０の内部空間５１８に供給される処理流体を保存及び／または供給する。流体供給源５３１が保存及び／または供給する処理流体は、供給ライン５３３を通じて内部空間５１８に供給される。

【0043】

流量測定部材５３２は、供給ライン５３３に設けられる。例えば、流量測定部材５３２は、メイン供給ライン５３３ａに設けられる。流量測定部材５３２は、質量流量計である。流量測定部材５３２は、供給ライン５３３に流れる処理流体の単位時間当り供給流量を測定する。この時、流量測定部材５３２は、コリオリ流量計である。コリオリ流量計は、管路を強制で振動させて、流体のフローによって生ずるコリオリの力による管路の変位を検出して、質量の流量を計測する方式である。

【0044】

本発明の一実施形態によれば、流量測定部材５３２は、流体供給源５３１と流量調節弁５３７との間に設けられる。また、流量測定部材５３２の内部の処理流体は、常に超臨界単一相に維持される。流量測定部材５３２の内部の処理流体を、超臨界単一相に維持することで、流量測定部材５３２が測定する処理流体の単位時間当り供給流量を正確に測定する。すなわち、本発明の一実施形態によれば、処理流体が相変化なしに超臨界状態を維持するため、流量測定部材５３２の流量誤差を補正する効果がある。

【0045】

流体供給源５３１、流量測定部材５３２、流量調節弁５３７及び流体供給源５３１から流量調節弁５３７までの供給ライン５３３（以下、Ａ領域）の内部の処理流体の状態が、超臨界単一相に維持される。Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持するように、制御器３０は、処理流体の温度及び圧力のうち少なくとも一つを制御する。制御器３０は、流量測定部材５３２が測定した超臨界流体の流量に基づいて、超臨界流体がボディ５１０に供給されるように流量調節弁５３７を制御する。

【0046】

流量測定部材５３２が測定する測定流量は、制御器３０にリアルタイムで伝達される。制御器３０は、流量測定部材５３２の内部の圧力を少なくとも７３ｂａｒに制御する。制御器３０は、流量測定部材５３２の内部の温度を少なくとも３１℃に制御する。

【0047】

供給ライン５３３は、流体供給源５３１と内部空間５１８とを流体連通させる。供給ライン５３３は、メイン供給ライン５３３ａ、第１供給ライン５３３ｂ、そして第２供給ライン５３３ｃを備える。メイン供給ライン５３３ａの一端は、流体供給源５３１と連結される。メイン供給ライン５３３ａの他端は、第１供給ライン５３３ｂ、そして第２供給ライン５３３ｃに分岐される。

【0048】

第１供給ライン５３３ｂは、ボディ５１０の内部空間５１８の上部で乾燥用ガスを供給する上部供給ラインである。例えば、第１供給ライン５３３ｂは、ボディ５１０の内部空間５１８に、上から下に向う方向に乾燥用ガスを供給する。この時、第１供給ライン５３３ｂは、上部ボディ５１２に連結される。

【0049】

第2供給ライン533cは、ボディ５１０の内部空間５１８の下部で乾燥用ガスを供給する下部供給ラインである。例えば、第2供給ライン533cは、ボディ５１０の内部空間５１８に、下から上に向う方向に乾燥用ガスを供給する。この時、第2供給ライン533cは、下部ボディ514に連結される。

【0050】

供給弁５３５は、メイン供給弁５３５ａ、第１供給弁５３５ｂ及び第２供給弁５３５ｃを備える。メイン供給弁５３５ａ、第１供給弁５３５ｂ及び第２供給弁５３５ｃは、オン／オフ弁（オート弁）である。メイン供給ライン５３３ａには、メイン供給弁５３５ａが設けられる。第１供給ライン５３３ｂには、第１供給弁５３５ｂが設けられる。第２供給ライン５３３ｃには、第２供給弁５３５ｃが設けられる。メイン供給弁５３５ａ、第１供給弁５３５ｂ、そして第２供給弁５３５ｃは、制御器３０から制御信号を伝達されてオン／オフになる。

【0051】

メイン供給ライン５３３ａには、流量調節弁５３７が設けられる。流量調節弁５３７は、開閉率を調節する弁である。流量調節弁５３７は、メータリング弁である。流量調節弁５３７は、メイン供給弁５３５ａより下流に設けられる。流量調節弁５３７は、制御器３０から制御信号を伝達されて開閉率が調節されるか、ユーザが直接手動で開閉率を設定する。

【0052】

第１圧力センサ５３８は、供給ライン５３３に設けられる。第１圧力センサ５３８は、供給ライン５３３のうち、第１供給ライン５３３ｂの上に設けられる。第１圧力センサ５３８は、第１供給ライン５３３ｂに流れる処理流体の圧力を測定する。また、第１圧力センサ５３８は、第１供給弁５３５ｂより下流に設けられる。第１供給ライン５３３ｂの第１供給弁５３３ｂより下流である領域は、内部空間５１８と互いに流体連通する空間である。第１圧力センサ５３８が測定する圧力は、内部空間５１８の圧力と等しいか、それと類似している。第１圧力センサ５３８が測定する圧力の圧力変化は、内部空間５１８の圧力変化と類似した形態を持つ。

【0053】

ヒータ５３９は、メインヒータ５３９ａ、第１ヒータ５３９ｂ及び第２ヒータ５３９ｃを備える。メインヒータ５３９ａ、第１ヒータ５３９ｂ及び第２ヒータ５３９ｃは、ブロックヒータである。メイン供給ライン５３３ａには、メインヒータ５３９ａが設けられる。第１供給ライン５３３ｂには、第１ヒータ５３９ｂが設けられる。第２供給ライン５３３ｃには、第２ヒータ５３９ｃが設けられる。

【0054】

流体排気ユニット５５０は、ボディ５１０の内部空間５１８から処理流体を排気する。流体排気ユニット５５０は、排気ライン５５１、及び排気ライン５５１に設けられる減圧弁５５３を備える。排気ライン５５１は、ボディ５１０の内部空間５１８と流体連通される。排気ライン５５１は、ボディ５１０の内部空間５１８から処理流体を、ボディ５１０の外部に排気する。

【0055】

排気ライン５５１の一端は、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４のうちいずれか一つと連結される。例えば、排気ライン５５１の一端は、下部ボディ５１４と連結される。排気ライン５５１の他端は、一つ以上のラインに分岐されてもよい。

【0056】

第2圧力センサ559は、排気ライン551に設けられる。第2圧力センサ559は、排気ライン５51に流れる処理流体の圧力を測定する。第2圧力センサ559が測定する圧力は、内部空間５１８の圧力と等しいか、それと類似している。第2圧力センサ559が測定する圧力の圧力変化は、内部空間５１８の圧力変化と類似した形態を持つ。

【0057】

図４は、図３のＡ領域を概略的に表現したブロック図である。

【0058】

図４を参照すれば、本発明の一実施形態による流体供給ユニット５３０は、センサ部５４０をさらに備える。センサ部５４０は、温度センサ５４１及び圧力センサ５４２を備える。温度センサ５４１は、流量測定部材５３２の内部にある処理流体の温度を測定するように構成される。圧力センサ５４２は、流量測定部材５３２の内部にある処理流体の圧力を測定するように構成される。

【0059】

温度センサ５４１及び圧力センサ５４２は、流体供給源５３１の内部に配置される。また、温度センサ５４１及び圧力センサ５４２は、供給ライン５３３に設けられ、流体供給源５３１と流量調節弁５３７との間に配置されてもよい。但し、これに限定されるものではなく、温度センサ５４１及び圧力センサ５４２は、流量測定部材５３２の内部の処理流体の温度及び圧力を測定するのに好適な位置に設けられる。

【0060】

温度センサ５４１及び圧力センサ５４２は、流量測定部材５３２の内部の温度及び圧力を測定する。制御器３０は、温度センサ５４１及び圧力センサ５４２が測定した圧力情報及び温度情報に基づいて、流量測定部材５３２の内部の処理流体の温度及び圧力をフィードバックして制御する。

【0061】

本発明の一実施形態によれば、Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界単一相に維持される。Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持するように、制御器３０は、温度センサ５４１及び圧力センサ５４２が測定した圧力情報及び温度情報に基づいて、処理流体の温度及び圧力のうち少なくとも一つを制御する。

【0062】

また、流体供給源５３１は、加熱部材５３１ａをさらに備える。加熱部材５３１ａは、流体供給源５３１の内部に設けられる。加熱部材５３１ａは、処理流体を加熱して、Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持可能にする。この時、流体供給源５３１は、処理流体を密閉自在に構成される。加熱部材５３１ａが流体供給源５３１の内部の密閉された処理流体を加熱することで、Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持可能にする。

【0063】

図５は、本発明の一実施形態による流量測定部材の断面を示す図面である。

【0064】

図５を参照すれば、本発明の流量測定部材５３２は、ハウジング５３２１及び一つ以上の流体管５３２２を備える。流体管５３２２は、ハウジング５３２１の内部に設けられる。流体管５３２２は、円筒状であり、屈曲した形状であってもよい。一つ以上の流体管５３２２は、垂直方向及び／または水平方向に並んで配置される。

【0065】

流体管５３２２の内部には超臨界流体が流れる。本発明の流体供給ユニット５３０は、流体管５３２２の内部に流れる超臨界流体が常に超臨界状態を維持するように、処理流体の温度及び／または圧力を制御する。

【0066】

流体供給ユニット５３０は、供給ライン５３３及び／または流量測定部材５３２の表面を取り囲む断熱材をさらに備える。例えば、断熱材は、流量測定部材５３２のハウジング５３２１の表面を取り囲む。断熱材は、Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持可能にする。断熱材は、Ａ領域内部の処理流体の状態が超臨界状態を維持するように、Ａ領域の周辺部の温度を少なくとも３１℃に維持する。

【0067】

以下では、本発明の一実施形態による基板処理方法について説明する。以下で説明する基板処理方法は、基板処理装置が行える。前述したように、制御器３０は、以下で説明する基板処理方法を基板処理装置が行えるように、基板処理装置を制御する。

【0068】

図６は、本発明の一実施形態による基板処理方法のフローチャートである。

【0069】

図６を参照すれば、本発明の一実施形態による基板処理方法は、液処理ステップ（Ｓ１０）、搬送ステップ（Ｓ２０）及び乾燥ステップ（Ｓ３０）を含む。

【0070】

液処理ステップ（Ｓ１０）は、基板Ｗに処理液を供給して、基板Ｗを液処理するステップである。液処理ステップ（Ｓ１０）は、液処理チャンバ４００で行われる。例えば、液処理ステップ（Ｓ１０）では、回転する基板Ｗに処理液を供給して基板Ｗを液処理する。

【0071】

液処理ステップ（Ｓ１０）で供給される処理液は、前述したケミカル、リンス液、有機溶剤及び現像液のうち少なくとも一つを含む。例えば、液処理ステップ（Ｓ１０）では、回転する基板Ｗにリンス液を供給して基板Ｗをリンス処理する。次いで、回転する基板Ｗに有機溶剤を供給して、基板Ｗの上に残留するリンス液を有機溶剤に置換する。また、液処理ステップ（Ｓ１０）では、回転する基板Ｗに現像液を供給して、基板Ｗを現像処理する。

【0072】

搬送ステップ（Ｓ２０）は、基板Ｗを搬送するステップである。搬送ステップ（Ｓ２０）は、液処理が行われた基板Ｗを乾燥チャンバ５００に搬送するステップである。例えば、搬送ステップ（Ｓ２０）では、搬送ロボット３２０が、液処理チャンバ４００から乾燥チャンバ５００の内部空間５１８に基板Ｗを搬送する。搬送ステップ（Ｓ２０）の搬送対象である基板Ｗの上には、処理液が残留する。例えば、基板Ｗの上には、有機溶剤が残留する。例えば、基板Ｗの上には、現像液が残留する。すなわち、基板Ｗは、上面が現像液または有機溶剤でぬれた（ｗｅｔｔｉｎｇ）状態で、乾燥チャンバ５００に搬送される。

【0073】

乾燥ステップ（Ｓ３０）は、内部空間５１８に基板Ｗが搬入された後、超臨界状態の処理流体を用いて基板Ｗを乾燥させるステップである。乾燥ステップ（Ｓ３０）は、乾燥チャンバ５００で行われる。ボディ５１０の内部空間５１８から基板Ｗに処理流体を供給して、基板Ｗを乾燥させる。内部空間５１８で、超臨界状態の処理流体が基板Ｗに伝達される。基板Ｗに伝達された超臨界状態の処理流体は、基板Ｗの上面に残留する処理液と混合される。処理液と混合された処理流体が内部空間５１８から排出されつつ、処理液は、基板Ｗから除去される。

【0074】

図７は、図６の乾燥ステップについての詳細フローチャートである。

【0075】

図７を参照すれば、本発明の一実施形態による乾燥ステップ（Ｓ３０）は、加圧ステップ（Ｓ３１）、流動ステップ（Ｓ３２）及び減圧ステップ（Ｓ３３）を含む。加圧ステップ（Ｓ３１）、流動ステップ（Ｓ３２）及び減圧ステップ（Ｓ３３）は、順次に行われる。

【0076】

加圧ステップ（Ｓ３１）は、内部空間５１８の圧力を既定の圧力まで高めるステップである。加圧ステップ（Ｓ３１）は、内部空間５１８に基板Ｗが搬入された後で行われる。加圧ステップ（Ｓ３１）は、処理流体を内部空間５１８に供給して、内部空間５１８の圧力を既定の圧力まで高める。

【0077】

流動ステップ（Ｓ３２）は、加圧ステップ（Ｓ３１）以後に行われる。流動ステップ（Ｓ３２）では、内部空間５１８に処理流体を供給するか、内部空間５１８から処理流体を排出する。流動ステップ（Ｓ３２）では、内部空間５１８の圧力が分圧差によって変動される。流動ステップ（Ｓ３２）では、内部空間５１８に供給された処理流体に流動が発生して、基板Ｗの上に残留する処理液は、基板Ｗからさらに効果的に除去される。流動ステップ（Ｓ３２）は、処理ステップと呼ばれてもよい。

【0078】

加圧ステップ（Ｓ３１）及び流動ステップ（Ｓ３２）は、流量測定部材５３２を用いて処理流体の流量を測定するステップを含む。流量測定部材５３２は、供給ライン５３３に設けられ、流体供給源５３１と流量調節弁５３７との間に位置する。

【0079】

流量測定部材５３２を用いて処理流体の流量を測定するステップで、流量測定部材５３２の内部の処理流体は超臨界単一相に維持される。流量測定部材５３２の内部の処理流体を、超臨界単一相に維持することで、流量測定部材５３２が測定する処理流体の単位時間当り供給流量を正確に測定する。よって、流量測定部材５３２の流量誤差を補正する効果がある。

【0080】

流動ステップ（Ｓ３２）が行われる間に、内部空間５１８に流れる処理流体の流量が既定の流量に一定に維持されるように、流量測定部材５３２が測定する測定流量に基づいて、制御器３０は、流量調節弁５３７の開閉率を調節する。また、流量調節弁５３７の開閉率調節は、ユーザが直接手動で行ってもよい。

【0081】

減圧ステップ（Ｓ３３）は、流動ステップ（Ｓ３２）以後に行われる。減圧ステップ（Ｓ３３）では、ボディ５１０の内部空間５１８の圧力を既定の圧力まで低めるステップである。

【0082】

以上、図面及び明細書で例示的な実施形態が開示された。本明細書で特定の用語を使って実施形態が説明されたが、これは単に本発明の技術的思想を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、今後多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められねばならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】