特許 7394563 基板処理装置の洗浄方法及び基板処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】基板処理装置の洗浄方法及び基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231201BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651Z

H01L21/304 647A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019166627

(22)【出願日】2019-09-12

(65)【公開番号】P2021044457

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-07-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】福井 祥吾

(72)【発明者】

【氏名】▲黄▼ 柏翰

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０４９４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９３０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５２９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１１４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８７９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７３７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３０１５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ０８Ｂ １／００ －１３／００

Ｆ２６Ｂ ５／００ － ５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置の洗浄方法であって、
前記超臨界流体と、極性分子を含み前記液体よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる工程と、
前記洗浄用流体の拡散の後に、前記基板処理装置の内部から前記洗浄用流体を排出する工程と、
を有し、
前記洗浄用流体を前記拡散させる工程は、前記基板処理装置の内部に前記洗浄用流体を供給する工程を有する、基板処理装置の洗浄方法。

【請求項2】

液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置の洗浄方法であって、
前記超臨界流体と、極性分子を含み前記液体よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる工程と、
前記洗浄用流体の拡散の後に、前記基板処理装置の内部から前記洗浄用流体を排出する工程と、
を有し、
前記洗浄用流体を前記拡散させる工程は、
前記溶媒が液盛りされた治具を前記基板処理装置の内部に搬入する工程と、
前記治具の搬入の後に、前記基板処理装置の内部に前記超臨界流体を供給しながら、前記基板処理装置の内部で前記溶媒を気化させる工程と、
を含む、基板処理装置の洗浄方法。

【請求項3】

前記液体は極性分子を含み、前記超臨界流体は無極性分子を含む、請求項１又は２に記載の基板処理装置の洗浄方法。

【請求項4】

前記液体は、イソプロピルアルコールを含み、
前記溶媒は、エタノール、メタノール若しくはアセトン又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置の洗浄方法。

【請求項5】

前記超臨界流体と、キレート剤を含む溶液とが混合した第２の洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる工程と、
前記第２の洗浄用流体の前記拡散の後に、前記基板処理装置の内部から前記第２の洗浄用流体を排出する工程と、
を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の洗浄方法。

【請求項6】

前記洗浄用流体を前記拡散させる工程と前記洗浄用流体を排出する工程との間に、前記超臨界流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる工程を有し、
前記洗浄用流体を排出する工程において、前記基板処理装置の内部から前記超臨界流体も排出する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置の洗浄方法。

【請求項7】

液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置と、
前記超臨界流体と、極性分子を含み前記液体よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる拡散部と、
前記基板処理装置の内部から前記洗浄用流体を排出する排出部と、
を有し、
前記拡散部は、前記基板処理装置の内部に前記洗浄用流体を供給する供給部を有する、基板処理システム。

【請求項8】

液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置と、
前記超臨界流体と、極性分子を含み前記液体よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる拡散部と、
前記基板処理装置の内部から前記洗浄用流体を排出する排出部と、
を有し、
前記拡散部は、
前記溶媒が液盛りされた治具を前記基板処理装置の内部に搬入する搬入部と、
前記治具の搬入の後に、前記基板処理装置の内部に前記超臨界流体を供給しながら、前記基板処理装置の内部で前記溶媒を気化させる気化部と、
有する、基板処理システム。

【請求項9】

前記洗浄用流体を前記基板処理装置に供給する第１の供給ラインと、
前記洗浄用流体から独立して前記超臨界流体を前記基板処理装置に供給する第２の供給ラインと、
前記第１の供給ラインおよび前記第２の供給ラインが繋がり、前記基板処理装置に供給される流体を前記洗浄用流体と前記超臨界流体との間で切り替えるバルブと、
を有する、請求項７又は８に記載の基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置の洗浄方法及び基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェハなどの基板の表面を液体で処理した後の乾燥工程において、液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界状態の処理流体と接触させることにより、基板を乾燥させる技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、基板を収容するチャンバと、チャンバに接続されて基板の表面に超臨界流体を供給する供給ラインと、チャンバに接続されてチャンバ内の超臨界流体を排出する排出ラインとを備えた基板処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２５１５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、超臨界流体を用いた乾燥処理時の基板へのパーティクルの付着を抑制することができる基板処理装置の洗浄方法及び基板処理システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様による基板処理装置の洗浄方法は、液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させて、前記基板を乾燥させる乾燥処理が行われる基板処理装置の洗浄方法であって、前記超臨界流体と、極性分子を含み前記液体よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体を前記基板処理装置の内部で拡散させる工程と、前記洗浄用流体の拡散の後に、前記基板処理装置の内部から前記洗浄用流体を排出する工程と、を有し、前記洗浄用流体を前記拡散させる工程は、前記基板処理装置の内部に前記洗浄用流体を供給する工程を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、超臨界流体を用いた乾燥処理時の基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る基板処理システムの洗浄処理の概要を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。

【図3】洗浄処理ユニットの構成を示す断面図である。

【図4】乾燥処理ユニットの構成を示す外観斜視図である。

【図5】第１の実施形態における乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。

【図6】制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図7】ＩＰＡの乾燥メカニズムを説明するための図であり、ウェハが有するパターンを簡略的に示した拡大断面図である。

【図8】第１の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理を示すフローチャートである。

【図9A】第１の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その１）である。

【図9B】第１の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その２）である。

【図9C】第１の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その３）である。

【図10】第２の実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。

【図11】第２の実施形態における乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。

【図12】第２の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理を示すフローチャートである。

【図13A】第２の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その１）である。

【図13B】第２の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その２）である。

【図13C】第２の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その３）である。

【図14A】治具の一例を示す斜視図である。

【図14B】治具の一例を示す断面図である。

【図15】第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理を示すフローチャートである。

【図16A】第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その１）である。

【図16B】第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その２）である。

【図16C】第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その３）である。

【図16D】第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図（その４）である。

【図17】第４の実施形態における乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。

【図18】第４の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図である。

【図19】第５の実施形態における乾燥処理ユニットのシステム全体の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略することがある。

【0010】

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、乾燥処理ユニットを含む基板処理システムに関する。乾燥処理ユニットは基板処理装置の一例である。

【0011】

＜基板処理システムの洗浄処理の概要＞
まず、図１を参照しながら、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の洗浄処理の概要について説明する。図１は、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の洗浄処理の概要を示す図である。

【0012】

第１の実施形態に係る基板処理システム１００（図２参照）では、乾燥処理ユニット１７（図２参照）において、図１に示すように、複数のウェハに対して超臨界流体を用いた乾燥処理（Ｓ１）が繰り返し行われる。かかる乾燥処理（Ｓ１）の詳細については後述する。

【0013】

ここで、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の洗浄処理では、基板処理システム１００の乾燥処理ユニット１７において、繰り返し行われる乾燥処理（Ｓ１）の合間に洗浄処理（Ｓ２）を行う。かかる洗浄処理（Ｓ２）は、洗浄用流体拡散処理（Ｓ３）と、排気処理（Ｓ４）とを含む。

【0014】

乾燥処理（Ｓ１）において、ウェハにパーティクルが付着する場合がある。本願発明者らは、パーティクルの付着を抑制すべく鋭意検討を重ねた。この結果、パーティクルが、乾燥の対象とする物質の残渣であることが明らかになった。また、乾燥の対象とする物質が極性分子であるのに対し、乾燥処理（Ｓ１）に用いる超臨界流体が非極性分子であるために、乾燥の対象とする物質が超臨界流体に溶解せず、残渣が生じていることが明らかになった。更に、極性分子の溶媒を超臨界流体とともに乾燥処理ユニット１７に供給することで乾燥処理ユニット１７の内部から残渣を除去し、ウェハへの残渣の付着を抑制することできることも明らかになった。

【0015】

そこで、洗浄用流体拡散処理（Ｓ３）では、超臨界流体と、極性分子を含みイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol：以下、ＩＰＡと呼称する。）よりも沸点が低い溶媒とが混合した洗浄用流体８０（図９Ａ、図１３Ｂ、図１６Ｂ参照）を乾燥処理ユニット１７内で拡散させる。乾燥処理ユニット１７内で拡散した洗浄用流体８０は、乾燥処理ユニット１７内の乾燥の対象とする物質の残渣を溶解する。

【0016】

続いて行われる排気処理（Ｓ４）では、残渣が溶解した洗浄用流体８０を、ポンプなどを用いて乾燥処理ユニット１７内から排出する。これにより、乾燥処理ユニット１７内の残渣が、洗浄用流体８０とともに乾燥処理ユニット１７の外部に排出される。

【0017】

すなわち、乾燥処理ユニット１７内の残渣を、洗浄用流体拡散処理（Ｓ３）と排気処理（Ｓ４）とにより除去することができる。したがって、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の洗浄処理（Ｓ２）によれば、超臨界流体を用いた乾燥処理（Ｓ１）が行われる乾燥処理ユニット１７内の残渣を低減し、残渣のウェハへの付着を抑制することができる。

【0018】

＜基板処理システムの概要＞
つづいて、図２を参照しながら、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の概略構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る基板処理システム１００の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交する右手系のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0019】

図２に示すように、基板処理システム１００は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

【0020】

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

【0021】

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

【0022】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の洗浄処理ユニット１６と、複数の乾燥処理ユニット１７とを備える。複数の洗浄処理ユニット１６と複数の乾燥処理ユニット１７とは、搬送部１５の両側に並べて設けられる。なお、図２に示した洗浄処理ユニット１６および乾燥処理ユニット１７の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。

【0023】

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１８を備える。基板搬送装置１８は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１８は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、洗浄処理ユニット１６と、乾燥処理ユニット１７との間でウェハＷの搬送を行う。

【0024】

洗浄処理ユニット１６は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所定の洗浄処理を行う。洗浄処理ユニット１６の構成例については後述する。

【0025】

乾燥処理ユニット１７は、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理されたウェハＷに対し、上述した乾燥処理を行う。乾燥処理ユニット１７の構成例については後述する。

【0026】

また、基板処理システム１００は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１９と記憶部２０とを備える。

【0027】

制御部１９は、ＣＰＵ（central processing unit）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。

【0028】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置４の記憶部２０にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0029】

記憶部２０は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。

【0030】

上記のように構成された基板処理システム１００では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１８によって受渡部１４から取り出されて、洗浄処理ユニット１６へ搬入される。

【0031】

洗浄処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、洗浄処理ユニット１６によって洗浄処理が施された後、基板搬送装置１８によって洗浄処理ユニット１６から搬出される。洗浄処理ユニット１６から搬出されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７へ搬入され、乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理が施される。

【0032】

乾燥処理ユニット１７によって乾燥処理されたウェハＷは、基板搬送装置１８によって乾燥処理ユニット１７から搬出され、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

【0033】

＜洗浄処理ユニットの概要＞
次に、図３を参照しながら、洗浄処理ユニット１６の概略構成について説明する。図３は、洗浄処理ユニット１６の構成を示す断面図である。洗浄処理ユニット１６は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄処理ユニットとして構成される。

【0034】

図３に示すように、洗浄処理ユニット１６は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。そして、洗浄処理ユニット１６は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、かかるノズルアーム２６の先端部に設けられた薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの表面の洗浄処理を行う。

【0035】

また、洗浄処理ユニット１６には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、かかる薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液によって、ウェハＷの裏面洗浄が行われる。

【0036】

上述のウェハＷの洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（deionized water：以下、ＤＩＷと呼称する。）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（diluted hydrofluoric acid：以下、ＤＨＦと呼称する。）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。

【0037】

上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。

【0038】

上述のウェハＷのリンス処理の後には、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの表面および裏面に液体状態のＩＰＡ（以下、「ＩＰＡ液体」と呼称する。）を供給し、ウェハＷの両面に残存しているＤＩＷと置換する。その後、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。

【0039】

こうして洗浄処理を終えたウェハＷは、その表面にＩＰＡ液体７１（図７参照）が液盛りされた状態（ウェハＷ表面にＩＰＡ液体７１の液膜が形成された状態）のまま、ウェハ保持機構２５に設けられた不図示の受け渡し機構により基板搬送装置１８に受け渡され、洗浄処理ユニット１６より搬出される。

【0040】

ここで、ウェハＷの表面に液盛りされたＩＰＡ液体７１は、洗浄処理ユニット１６から乾燥処理ユニット１７へのウェハＷの搬送中や、乾燥処理ユニット１７への搬入動作中に、ウェハＷ表面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防ぐ、乾燥防止用の液体として機能する。

【0041】

洗浄処理ユニット１６での洗浄処理を終え、表面にＩＰＡ液体７１が液盛りされたウェハＷは、乾燥処理ユニット１７に搬送される。そして、乾燥処理ユニット１７内においてウェハＷ表面のＩＰＡ液体７１にＣＯ_２の超臨界流体７０（図７参照）を接触させることにより、かかるＩＰＡ液体７１をＣＯ_２の超臨界流体７０に溶解させて除去し、ウェハＷを乾燥する処理が行われる。

【0042】

＜乾燥処理ユニットの概要＞
以下においては、まず、乾燥処理ユニット１７の構成について説明し、その後、乾燥処理ユニット１７におけるシステム全体の構成について説明する。図４は、乾燥処理ユニット１７の構成を示す外観斜視図である。

【0043】

乾燥処理ユニット１７は、本体３１と、保持板３２と、蓋部材３３とを有する。筐体状の本体３１には、ウェハＷを搬入出するための開口部３４が形成される。保持板３２は、処理対象のウェハＷを水平方向に保持する。蓋部材３３は、かかる保持板３２を支持するとともに、ウェハＷを本体３１内に搬入したときに、開口部３４を密閉する。

【0044】

本体３１は、たとえば直径３００ｍｍのウェハＷを収容可能な処理空間が内部に形成された容器であり、その壁部には、供給ポート３５Ａ、３５Ｂと排出ポート３６とが設けられる。供給ポート３５Ａ、３５Ｂと排出ポート３６とは、それぞれ、乾燥処理ユニット１７の上流側と下流側とに設けられる超臨界流体７０（図７参照）を流通させるための供給ラインに接続されている。かかる供給ラインの構成例については後述する。

【0045】

供給ポート３５Ａは、筐体状の本体３１において、開口部３４とは反対側の側面に接続されている。また、供給ポート３５Ｂは、本体３１の底面に接続されている。さらに、排出ポート３６は、開口部３４の下方側に接続されている。なお、図４には２つの供給ポート３５Ａ、３５Ｂと１つの排出ポート３６が図示されているが、供給ポート３５Ａ、３５Ｂや排出ポート３６の数は特に限定されない。

【0046】

また、本体３１の内部には、流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと、流体排出ヘッダー３８とが設けられる。流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂと流体排出ヘッダー３８とは、いずれも多数の開孔が形成されている。

【0047】

流体供給ヘッダー３７Ａは、供給ポート３５Ａに接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４とは反対側の側面に隣接して設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ａに形成される多数の開孔は、開口部３４側を向いている。

【0048】

流体供給ヘッダー３７Ｂは、供給ポート３５Ｂに接続され、筐体状の本体３１内部における底面の中央部に設けられる。また、流体供給ヘッダー３７Ｂに形成される多数の開孔は、上方を向いている。

【0049】

流体排出ヘッダー３８は、排出ポート３６に接続され、筐体状の本体３１内部において、開口部３４側の側面に隣接するとともに、開口部３４よりも下方に設けられる。また、流体排出ヘッダー３８に形成される多数の開孔は、流体供給ヘッダー３７Ａ側を向いている。

【0050】

流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂは、超臨界流体７０を本体３１内に供給する。また、流体排出ヘッダー３８は、本体３１内の超臨界流体７０を本体３１の外部に導いて排出する。なお、流体排出ヘッダー３８を介して本体３１の外部に排出される超臨界流体７０には、ウェハＷの表面から超臨界流体７０に溶け込んだＩＰＡ液体７１（図７参照）が含まれる。

【0051】

上述のように配置される流体供給ヘッダー３７Ａ、３７Ｂの開孔から本体３１内に超臨界流体７０が供給され、また流体排出ヘッダー３８の開孔を介して超臨界流体７０が本体３１内から排出されることによって、本体３１の内部には、ウェハＷの周囲で所定の向きに流動する超臨界流体７０の層流が形成される。

【0052】

かかる超臨界流体７０の層流は、たとえば、流体供給ヘッダー３７Ａから、ウェハＷの上方をウェハＷの表面に沿って、開口部３４の上部に向かって流れる。さらに、超臨界流体７０の層流は、開口部３４の上方で下方側に向きを変え、開口部３４の近傍を通り、流体排出ヘッダー３８に向かって流れる。

【0053】

かかる層流の例では、乾燥処理ユニット１７の内部において、保持板３２におけるウェハＷと蓋部材３３との間に不図示の開孔が形成され、かかる開孔を超臨界流体７０の層流が通過する。

【0054】

なお、本体３１内部への超臨界流体７０の供給時と、本体３１からの超臨界流体７０の排出時とにウェハＷに加えられうる負荷を軽減する観点からは、流体供給ヘッダーおよび流体排出ヘッダーは、それぞれ複数個設けられることが好ましい。

【0055】

乾燥処理ユニット１７は、さらに、不図示の押圧機構を備える。かかる押圧機構は、本体３１内部の処理空間内に供給された超臨界状態の超臨界流体７０によってもたらされる内圧に抗して、本体３１に向けて蓋部材３３を押し付け、処理空間を密閉する機能を有する。また、かかる処理空間内に供給された超臨界流体７０が所定の温度を保てるように、本体３１の表面には、断熱材やテープヒータなどが設けられていてもよい。

【0056】

次に、図５を参照しながら、乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成について説明する。図５は、第１の実施形態における乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成例を示す図である。

【0057】

かかるシステム全体において、乾燥処理ユニット１７よりも上流側には流体供給源５１が設けられており、乾燥処理ユニット１７において超臨界流体７０（図７参照）を流通させるための供給ラインには、流体供給源５１から超臨界流体７０が供給される。流体供給源５１には、たとえば、ＣＯ_２の超臨界流体７０を発生させるための原料ＣＯ_２が貯蔵される。

【0058】

また、流体供給源５１と乾燥処理ユニット１７との間には、上流側から下流側に向かって、バルブ６３ａと、バルブ６３ｂとが順次設けられる。なお、ここでいう上流側および下流側の用語は、供給ラインにおける超臨界流体７０の流れ方向を基準とする。

【0059】

バルブ６３ａは、流体供給源５１からの超臨界流体７０の供給のオンおよびオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の供給ラインに超臨界流体７０を流し、閉状態では下流側の供給ラインに超臨界流体７０を流さない。流体供給源５１と乾燥処理ユニット１７との間の供給ラインは第２の供給ラインの一例である。

【0060】

バルブ６３ｂは、乾燥処理ユニット１７への超臨界流体７０の供給のオンおよびオフを調整するバルブである。バルブ６３ｂから乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインは、図４に示した供給ポート３５Ａに接続され、バルブ６３ｂを流れる超臨界流体７０は、供給ポート３５Ａと流体供給ヘッダー３７Ａとを介して、本体３１内部に供給される。

【0061】

バルブ６３ａとバルブ６３ｂとの間で供給ラインが分岐している。具体的には、バルブ６３ａとバルブ６３ｂとの間の供給ラインから、バルブ６３ｃを介して乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインが分岐して延在する。

【0062】

バルブ６３ｃを介して乾燥処理ユニット１７に接続される供給ラインは、乾燥処理ユニット１７への超臨界流体７０の供給のための補助的な流路である。かかる供給ラインは、図４に示した供給ポート３５Ｂに接続され、バルブ６３ｃを流れる超臨界流体７０は、供給ポート３５Ｂと流体供給ヘッダー３７Ｂとを介して、本体３１内部に供給される。

【0063】

乾燥処理ユニット１７よりも上流側に、洗浄用流体拡散処理（Ｓ３）に用いる超臨界流体となる液体、例えば液化ＣＯ_２の供給源５２と、洗浄用流体拡散処理（Ｓ３）に用いる溶媒の供給源５３とが設けられる。溶媒は極性分子を含み、溶媒の沸点はＩＰＡの沸点よりも低い。溶媒は、例えばメタノール、エタノール、アセトン又は酢酸エチルを含む。供給源５２及び供給源５３と乾燥処理ユニット１７との間に、供給源５２から供給された液体と供給源５３から供給された溶媒とを混合する混合部５４が設けられる。混合部５４と乾燥処理ユニット１７との間に、混合部５４により生成された混合液から洗浄用流体８０を生成する洗浄用流体生成部５５が設けられる。洗浄用流体生成部５５は、上流側から下流側に向かって配置されたポンプ５６と、ヒータ５７とを有する。洗浄用流体８０の乾燥処理ユニット１７への供給ラインは、バルブ６３ｄを介して超臨界流体７０の供給ラインに、バルブ６３ａとバルブ６３ｂとの間の分岐点よりも上流側で繋がれる。

【0064】

バルブ６３ｄは、乾燥処理ユニット１７への洗浄用流体８０の供給のオンおよびオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の供給ラインに洗浄用流体８０を流し、閉状態では下流側の供給ラインに洗浄用流体８０を流さない。洗浄用流体生成部５５と乾燥処理ユニット１７との間の供給ラインは第１の供給ラインの一例である。

【0065】

乾燥処理ユニット１７よりも下流側には、バルブ６３ｅが設けられる。バルブ６３ｅは、乾燥処理ユニット１７からの超臨界流体７０または洗浄用流体８０の排出のオンおよびオフを調整するバルブである。乾燥処理ユニット１７から超臨界流体７０または洗浄用流体８０を排出する場合にはバルブ６３ｅが開状態に制御され、乾燥処理ユニット１７から超臨界流体７０または洗浄用流体８０を排出しない場合にはバルブ６３ｅが閉状態に制御される。

【0066】

なお、上述の供給ラインには、流体の圧力を検出する圧力センサ及び流体の温度を検出する温度センサが設置される。図５に示す例では、乾燥処理ユニット１７とバルブ６３ｅとの間に圧力センサ６１が設けられ、乾燥処理ユニット１７内の流体の温度を検出する温度センサ６２が設けられている。圧力センサおよび温度センサは必要に応じて供給ラインの様々な箇所に設置してもよい。

【0067】

図６は、制御装置４の機能構成を示すブロック図である。上述のように、制御装置４は、制御部１９と記憶部２０とを備える。制御装置４は、図５に示す各種要素から計測信号を受信するとともに、図５に示す各種要素に制御指示信号を送信する。

【0068】

制御装置４は、たとえば、圧力センサ６１と、温度センサ６２との計測結果を受信するとともに、バルブ６３ａ～６３ｅに制御指示信号を送信する。なお、制御装置４が送受信可能な信号は特に限定されない。バルブ６３ａ及び６３ｄは、基板処理装置に供給される流体を洗浄用流体と超臨界流体との間で切り替えるバルブの一例である。制御装置４と、洗浄用流体生成部５５と、バルブ６３ｂ～６３ｄと、洗浄用流体生成部５５と乾燥処理ユニット１７との間の供給ラインとが拡散部に含まれる。

【0069】

＜超臨界流体を用いた乾燥処理の概要＞
次に、超臨界流体７０を用いたＩＰＡ液体７１の乾燥処理の概要について説明する。図７は、ＩＰＡ液体７１の乾燥メカニズムを説明するための図であり、ウェハＷが有するパターンＰを簡略的に示した拡大断面図である。

【0070】

乾燥処理ユニット１７においてＣＯ_２の超臨界流体７０が乾燥処理ユニット１７の本体３１内部に導入された当初は、図７（ａ）に示すように、パターンＰの間にはＩＰＡ液体７１のみが充填されている。

【0071】

かかるパターンＰの間のＩＰＡ液体７１は、ＣＯ_２の超臨界流体７０と接触することで、徐々にＣＯ_２の超臨界流体７０に溶解し、図７（ｂ）に示すように徐々に超臨界流体７０と置き換わる。このとき、パターンＰの間には、ＩＰＡ液体７１とＣＯ_２の超臨界流体７０とのほかに、ＩＰＡ液体７１とＣＯ_２の超臨界流体７０とが混合した状態の混合流体７０ａが存在する。

【0072】

さらに、パターンＰの間でＩＰＡ液体７１からＣＯ_２の超臨界流体７０への置換が進行するにしたがって、パターンＰの間からはＩＰＡ液体７１が除去され、最終的には図７（ｃ）に示すように、ＣＯ_２の超臨界流体７０のみによってパターンＰの間が満たされる。

【0073】

パターンＰの間からＩＰＡ液体７１が除去された後に、本体３１内の圧力を大気圧まで下げることによって、図７（ｄ）に示すように、ＣＯ_２の超臨界流体７０は超臨界状態から気体状態に変化し、パターンＰの間は気体のみによって占められる。このようにしてパターンＰの間のＩＰＡ液体７１は除去され、ウェハＷの乾燥処理が完了する。

【0074】

ここで、超臨界流体７０は、液体（たとえばＩＰＡ液体７１）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７０と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。これにより、上述の超臨界流体７０を用いた乾燥処理では、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができることから、パターンＰのパターン倒れを抑制することができる。

【0075】

一方で、ここまで説明した基板処理システム１００におけるＣＯ_２の超臨界流体７０を用いた乾燥処理において、ウェハＷにＩＰＡの残渣が付着する場合がある。ＩＰＡの残渣が生じる原因について本願発明者らが鋭意検討を重ねた結果、ＩＰＡが極性分子であるのに対し、ＣＯ_２が非極性分子であるために、ＩＰＡがＣＯ_２に溶解せず、ＩＰＡの残渣が生じていることが明らかになった。また、沸点がＩＰＡの沸点よりも低い極性分子の溶媒を超臨界流体とともに乾燥処理ユニット１７に供給することで乾燥処理ユニット１７の内部からＩＰＡの残渣を除去し、ウェハＷへのＩＰＡの残渣の付着を抑制することできることも明らかになった。

【0076】

＜基板処理システムの洗浄処理の詳細＞
ここで、第１の実施形態に係る基板処理システム１００における乾燥処理ユニット１７を洗浄する処理の詳細について説明する。図８は、第１の実施形態における乾燥処理ユニット１７の洗浄処理を示すフローチャートである。図９Ａ～図９Ｃは、第１の実施形態における乾燥処理ユニット１７の洗浄処理の概要を示す図である。なお、図８に示す基板処理システム１００の洗浄処理は、制御装置４の記憶部２０に格納されているプログラムを制御部１９が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて制御部１９が洗浄処理ユニット１６や乾燥処理ユニット１７などを制御することにより実行される。

【0077】

第１の実施形態では、まず、混合部５４において、供給源５２から供給された液体、例えば液体ＣＯ_２と、供給源５３から供給された溶媒、例えばメタノール、エタノール又はアセトンとを混合し、混合液を生成する（ステップＳ１１）。

【0078】

次いで、洗浄用流体生成部５５において、混合液中の、供給源５２から供給された液体を超臨界流体とし、溶媒と超臨界流体とを混合した洗浄用流体８０を生成する（ステップＳ１２）。洗浄用流体生成部５５により生成される洗浄用流体８０に含まれる溶媒は液体のままであってもよく、洗浄用流体生成部５５において、気化させてもよい。

【0079】

その後、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる（ステップＳ１３）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図９Ａに示すように、バルブ６３ａ及び６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｂ～６３ｄを開状態に制御する。また、乾燥処理ユニット１７の内部の温度を溶媒の沸点以上の温度とする。かかる制御により、洗浄用流体生成部５５からバルブ６３ｂ～６３ｄを介して、洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給され、乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。このとき、洗浄用流体８０に含まれる溶媒は気体となっている。洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散すると、ＩＰＡの残渣が洗浄用流体８０に含まれる溶媒に溶解する。そして、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させた状態で所定の時間待機する。待機の時間は、例えば３０分以上である。

【0080】

その後、超臨界流体７０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる（ステップＳ１４）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図９Ｂに示すように、バルブ６３ｄ及び６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ａ～６３ｃを開状態に制御する。かかる制御により、流体供給源５１からバルブ６３ａ～６３ｃを介して、超臨界流体７０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給され、乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。この結果、乾燥処理ユニット１７の内部は、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされる。乾燥処理ユニット１７の内部が超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされている間、制御部１９は乾燥処理ユニット１７の内部を超臨界流体７０が超臨界状態を維持できる温度に保つように制御する。つまり、ステップＳ１４において、制御部１９は、ウェハＷの乾燥処理と同様にして、超臨界流体７０を用いて乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理の制御を行う。

【0081】

続いて、乾燥処理ユニット１７の内部から超臨界流体７０及び洗浄用流体８０を排出する（ステップＳ１５）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図９Ｃに示すように、バルブ６３ａ～６３ｄを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｅを開状態に制御する。かかる制御により、乾燥処理ユニット１７からバルブ６３ｅを介して、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０が外部に排出される。ＩＰＡの残渣は洗浄用流体８０に含まれる溶媒に溶解しているため、洗浄用流体８０とともに除去することができる。洗浄用流体８０の排出が完了すると、乾燥処理ユニット１７に対しての洗浄処理が完了する。また、ステップＳ１４において超臨界流体７０を用いた乾燥処理が行われており、乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理も完了している。

【0082】

このように、第１の実施形態によれば、乾燥処理ユニット１７の内部のＩＰＡの残渣を容易に除去することができる。したがって、ウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。また、溶媒の沸点がＩＰＡの沸点よりも低いため、ＩＰＡを溶解した溶媒を乾燥処理ユニット１７から容易に排出することができる。

【0083】

第１の実施形態では、乾燥処理ユニット１７の内部だけでなく、洗浄用流体生成部５５と乾燥処理ユニット１７との間の供給ラインの内部も、乾燥処理ユニット１７より下流側の供給ラインの内部も洗浄用流体８０を用いて洗浄することができる。

【0084】

図８に示す処理手順を、一度の洗浄処理において、繰り返し実施してもよい。かかる処理手順を一度の洗浄処理において繰り返し実施することにより、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣をさらに除去することができる。

【0085】

なお、混合部５４、洗浄用流体生成部５５の構成は一例であり、乾燥処理ユニット１７へ洗浄用流体を供給する部分の構成は、第１の実施形態の構成に限定されない。

【0086】

基板処理システム１００の洗浄処理は、たとえば、それぞれの乾燥処理ユニット１７において、パーティクルカウンタにより乾燥処理を行ったウェハＷでのパーティクルの数を随時計測し、計測されたパーティクルの数が所定の数以上になった際に実施すればよい。

【0087】

また、基板処理システム１００の洗浄処理は、たとえば、それぞれの乾燥処理ユニット１７において、ウェハＷに乾燥処理を行った累計時間が所定の時間以上になった際に行ってもよいし、乾燥処理を行ったウェハＷの累計枚数が所定の枚数以上になった際に行ってもよい。

【0088】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、主に、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させるための構成の点で第１の実施形態と相違する。図１０は、第２の実施形態に係る基板処理システム２００の概略構成を示す図である。図１１は、第２の実施形態における乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成例を示す図である。

【0089】

図１０に示すように、第２の実施形態に係る基板処理システム２００では、搬送部１２が治具載置部２１を備える。治具載置部２１には、治具２２が載置されている。ここで、上述の基板搬送装置１３におけるウェハ保持機構は、治具２２を保持する機能も備える。そして、基板搬送装置１３は、ウェハ保持機構を用いて治具載置部２１と受渡部１４との間で治具２２の搬送を行う。

【0090】

第２の実施形態では、基板搬送装置１８のウェハ保持機構が、ウェハＷだけでなく治具２２を保持することができる。基板搬送装置１８は、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、洗浄処理ユニット１６と、乾燥処理ユニット１７との間でウェハＷまたは治具２２の搬送を行う。

【0091】

更に、図３に示す洗浄処理ユニット１６には、溶媒８１（図１３Ａ参照）を治具２２に液盛りする機構が付加されている。

【0092】

図１１に示すように、供給源５２と、供給源５３と、混合部５４と、洗浄用流体生成部５５と、バルブ６３ｄとが設けられていなくてもよい。

【0093】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0094】

ここで、第２の実施形態に係る基板処理システム２００における乾燥処理ユニット１７を洗浄する処理の詳細について説明する。図１２は、第２の実施形態における乾燥処理ユニット１７の洗浄処理を示すフローチャートである。図１３Ａ～図１３Ｃは、第２の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図である。

【0095】

第２の実施形態では、まず、基板搬送装置１８（図１０参照）は、洗浄処理ユニット１６に治具２２を搬入する。治具２２は、輪形部２２ｂを上方に向けた状態でウェハ保持機構２５（図３参照）に保持される。その後、制御部１９は、洗浄処理ユニット１６を制御して、治具２２に対し溶媒８１の液盛りを行う（ステップＳ２１）。

【0096】

溶媒８１の液盛りでは、まず、図１０に示した搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、治具載置部２１に載置された治具２２を取り出し、取り出した治具２２を受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置された治具２２は、処理ステーション３の基板搬送装置１８によって受渡部１４から取り出されて、洗浄処理ユニット１６へ搬入される。

【0097】

洗浄処理ユニット１６へ搬入された治具２２に、洗浄処理ユニット１６によって溶媒８１が液盛りされる。具体的には、洗浄処理ユニット１６は、図３に示したウェハ保持機構２５に保持された治具２２の上方にノズルアーム２６を進入させ、その先端部に設けられた不図示の溶媒ノズルから溶媒８１を供給することにより、治具２２への液盛りを行う。

【0098】

次いで、基板搬送装置１８は、溶媒８１が液盛りされた治具２２を洗浄処理ユニット１６から搬出し、図１３Ａに示すように、乾燥処理ユニット１７内に搬入する（ステップＳ２２）。治具２２の搬入では、まず、液盛りされた治具２２が保持板３２（図４参照）に保持される。その後、保持板３２と蓋部材３３とが、液盛りされた治具２２とともに本体３１の内部に収容され、蓋部材３３により開口部３４が密閉される。図１３Ａに示すように、治具２２の搬入の際には、バルブ６３ａ～６３ｃ及び６３ｅは、すべて閉状態に制御される。

【0099】

続いて、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる（ステップＳ２３）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１３Ｂに示すように、バルブ６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ａ～６３ｃを開状態に制御する。また、乾燥処理ユニット１７の内部の温度を溶媒の沸点以上の温度とする。かかる制御により、流体供給源５１からバルブ６３ａ～６３ｃを介して、超臨界流体７０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給されるとともに、治具２２に液盛りされた溶媒８１が気化し、超臨界流体７０と気化した溶媒８１とが混合した洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散すると、ＩＰＡの残渣が洗浄用流体８０に含まれる溶媒に溶解する。そして、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させた状態で所定の時間待機する。また、乾燥処理ユニット１７の内部は、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされる。乾燥処理ユニット１７の内部が超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされている間、制御部１９は乾燥処理ユニット１７の内部を超臨界流体７０が超臨界状態を維持できる温度に保つように制御する。つまり、ステップＳ２３において、制御部１９は、ウェハＷの乾燥処理と同様にして、超臨界流体７０を用いて乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理の制御を行う。

【0100】

次いで、乾燥処理ユニット１７の内部から超臨界流体７０及び洗浄用流体８０を排出する（ステップＳ２４）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１３Ｃに示すように、バルブ６３ａ～６３ｃを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｅを開状態に制御する。かかる制御により、乾燥処理ユニット１７からバルブ６３ｅを介して、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０が外部に排出される。したがって、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣を、洗浄用流体８０とともに除去することができる。

【0101】

その後、乾燥処理ユニット１７では、治具２２を搬出する（ステップＳ２５）。治具２２の搬出が完了すると、乾燥処理ユニット１７に対しての洗浄処理が完了する。また、ステップＳ２３において超臨界流体７０を用いた乾燥処理が行われており、乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理も完了している。

【0102】

第２の実施形態によれば、乾燥処理ユニット１７に追加の配管やバルブなどを設置することなく、基板処理システム２００の内部に治具載置部２１と治具２２とを設置するだけで実現することができる。したがって、第２の実施形態によれば、低コストで乾燥処理ユニット１７の洗浄処理を実施することができる。

【0103】

図１２に示す処理手順を、一度の洗浄処理において、繰り返し実施してもよい。かかる処理手順を一度の洗浄処理において繰り返し実施することにより、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣をさらに除去することができる。

【0104】

ここで、治具２２の一例について、図１４Ａおよび図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは、治具２２の一例を示す斜視図であり、図１４Ｂは、治具２２の一例を示す断面図である。図１４Ｂは、図１４ＡのＡ－Ａ線に沿った断面図に相当する。

【0105】

図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、治具２２は、円板部２２ａと、輪形部２２ｂとを有する。

【0106】

円板部２２ａは、ウェハＷと略同一の径および厚さを有する。これにより、基板処理システム２００において、ウェハＷの搬送に用いられる基板搬送装置１３や受渡部１４、基板搬送装置１８を用いて治具２２を搬送することができるとともに、ウェハＷを処理する洗浄処理ユニット１６や乾燥処理ユニット１７に治具２２を搬入することができる。

【0107】

なお、基板処理システム２００で複数種類の径や厚さを有するウェハＷを取り扱うことができる場合、円板部２２ａは、基板処理システム２００で取り扱うことのできる複数種類のうち１種類のウェハＷと略同一の径および厚さを有していればよい。

【0108】

輪形部２２ｂは、円板部２２ａにおける表側の主面から、輪形状に突出する部位である。そして、円板部２２ａと輪形部２２ｂとにより、円板部２２ａの表側の主面に凹部２２ｃが形成される。かかる凹部２２ｃを円板部２２ａの表側の主面に形成することにより、凹部２２ｃを形成しない場合に比べ、治具２２の表面に液盛りできる溶媒８１の量を増やすことができる。

【0109】

輪形部２２ｂは、円板部２２ａの縁２２ｄから所定の距離以上離して設けられる。これにより、基板処理システム２００において、基板搬送装置１３や受渡部１４、基板搬送装置１８を用いて治具２２を搬送する際に、円板部２２ａの縁２２ｄを把持して搬送することができる。

【0110】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態に第２の実施形態を組み合わせた構成を有する。すなわち、図１０に示すように、搬送部１２に治具載置部２１が設けられ、治具載置部２１に治具２２が載置される。更に、洗浄処理ユニット１６に、溶媒８１を治具２２に液盛りする機構が付加されている。

【0111】

他の構成は第１の実施形態と同様である。つまり、第２の実施形態とは異なり、供給源５２と、供給源５３と、混合部５４と、洗浄用流体生成部５５と、バルブ６３ｄとが設けられている（図５参照）。

【0112】

ここで、第３の実施形態に係る基板処理システムにおける乾燥処理ユニット１７を洗浄する処理の詳細について説明する。図１５は、第３の実施形態における乾燥処理ユニット１７の洗浄処理を示すフローチャートである。図１６Ａ～図１６Ｄは、第３の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図である。

【0113】

まず、第１の実施形態と同様に、混合部５４において、供給源５２から供給された液体と、供給源５３から供給された溶媒とを混合し、混合液を生成する（ステップＳ３１）。次いで、洗浄用流体生成部５５において、洗浄用流体８０を生成する（ステップＳ３２）。

【0114】

また、第２の実施形態と同様に、制御部１９は、洗浄処理ユニット１６を制御して、治具２２に対し溶媒８１の液盛りを行う（ステップＳ３３）。次いで、基板搬送装置１８が、溶媒８１が液盛りされた治具２２を洗浄処理ユニット１６から搬出し、図１６Ａに示すように、乾燥処理ユニット１７内に搬入する（ステップＳ３４）。図１６Ａに示すように、治具２２の搬入の際には、バルブ６３ａ～６３ｅは、すべて閉状態に制御される。

【0115】

その後、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる（ステップＳ３５）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１６Ｂに示すように、バルブ６３ａ及び６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｂ～６３ｄを開状態に制御する。また、乾燥処理ユニット１７の内部の温度を溶媒の沸点以上の温度とする。かかる制御により、洗浄用流体生成部５５からバルブ６３ｂ～６３ｄを介して、洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給されるとともに、治具２２に液盛りされた溶媒８１が気化し、気化した溶媒８１を含む洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。洗浄用流体８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散すると、ＩＰＡの残渣が洗浄用流体８０に含まれる溶媒に溶解する。そして、洗浄用流体８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させた状態で所定の時間待機する。

【0116】

その後、超臨界流体７０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる（ステップＳ３６）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１６Ｃに示すように、バルブ６３ｄ及び６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ａ～６３ｃを開状態に制御する。かかる制御により、流体供給源５１からバルブ６３ａ～６３ｃを介して、超臨界流体７０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給され、乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。この結果、乾燥処理ユニット１７の内部は、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされる。乾燥処理ユニット１７の内部が超臨界流体７０及び洗浄用流体８０により満たされている間、制御部１９は乾燥処理ユニット１７の内部を超臨界流体７０が超臨界状態を維持できる温度に保つように制御する。つまり、ステップＳ３６において、制御部１９は、ウェハＷの乾燥処理と同様にして、超臨界流体７０を用いて乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理の制御を行う。

【0117】

続いて、乾燥処理ユニット１７の内部から超臨界流体７０及び洗浄用流体８０を排出する（ステップＳ３７）。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１６Ｄに示すように、バルブ６３ａ～６３ｄを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｅを開状態に制御する。かかる制御により、乾燥処理ユニット１７からバルブ６３ｅを介して、超臨界流体７０及び洗浄用流体８０が外部に排出される。したがって、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣を、洗浄用流体８０とともに除去することができる。

【0118】

その後、乾燥処理ユニット１７では、治具２２を搬出する（ステップＳ３８）。治具２２の搬出が完了すると、乾燥処理ユニット１７に対しての洗浄処理が完了する。また、ステップＳ３６において超臨界流体７０を用いた乾燥処理が行われており、乾燥処理ユニット１７の内部の乾燥処理も完了している。

【0119】

第３の実施形態によれば、より高い洗浄効果を得ることができる。すなわち、より確実にＩＰＡの残渣を除去することができる。

【0120】

図１５に示す処理手順を、一度の洗浄処理において、繰り返し実施してもよい。かかる処理手順を一度の洗浄処理において繰り返し実施することにより、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣をさらに除去することができる。

【0121】

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。本願発明者らの検討によると、乾燥処理（Ｓ１）において、メタルを含む汚染物（以降、単に「汚染物」ということがある）がパーティクルとしてウェハに付着することや、汚染物が超臨界流体と反応しないことが明らかになった。メタルは、例えば遷移金属である。更に、メタルと反応するキレート剤を超臨界流体とともに乾燥処理ユニット１７に供給することで乾燥処理ユニット１７の内部から汚染物を除去し、ウェハへの汚染物の付着を抑制することできることも明らかになった。第４の実施形態は、主に、溶媒に代えてキレート剤が洗浄用流体に含まれる点で第１の実施形態と相違する。図１７は、第４の実施形態における乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成例を示す図である。

【0122】

図１７に示すように、第４の実施形態では、溶媒の供給源５３に代えて、キレート剤を含む溶液の供給源１５３が設けられる。供給源５２及び供給源１５３と乾燥処理ユニット１７との間に、供給源５２から供給された液体と供給源１５３から供給された溶液とを混合する混合部１５４が設けられる。混合部１５４と乾燥処理ユニット１７との間に、混合部１５４により生成された混合液から洗浄用流体１８０（図１８参照）を生成する洗浄用流体生成部１５５が設けられる。洗浄用流体生成部１５５は、上流側から下流側に向かって配置されたポンプ５６と、ヒータ５７とを有する。洗浄用流体１８０の乾燥処理ユニット１７への供給ラインは、バルブ６３ｆを介して超臨界流体７０の供給ラインに、バルブ６３ａとバルブ６３ｂとの間の分岐点よりも上流側で繋がれる。

【0123】

バルブ６３ｆは、乾燥処理ユニット１７への洗浄用流体１８０の供給のオンおよびオフを調整するバルブであり、開状態では下流側の供給ラインに洗浄用流体１８０を流し、閉状態では下流側の供給ラインに洗浄用流体１８０を流さない。

【0124】

供給源１５３から供給されるキレート剤の一例を化１に示す。キレート剤は、超臨界流体に用いられるＣＯ_２と親和性のある原子団を有することが望ましい。ＣＯ_２と親和性のある原子団としては、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）、ジメチルポリシロキサン、パーフルオロオクタノイルが挙げられる。

【0125】

【化1】

【0126】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0127】

ここで、第４の実施形態に係る基板処理システムにおける乾燥処理ユニット１７を洗浄する処理の詳細について説明する。この洗浄処理では、以下のように、第１の実施形態と同様の手順で洗浄処理を行う。図１８は、第４の実施形態における乾燥処理ユニットの洗浄処理の概要を示す図である。

【0128】

第４の実施形態では、まず、混合部１５４において、供給源５２から供給された液体、例えば液体ＣＯ_２と、供給源１５３から供給されたキレート剤を含む溶液とを混合し、混合液を生成する。

【0129】

次いで、洗浄用流体生成部１５５において、混合液中の、供給源５２から供給された液体を超臨界流体とし、キレート剤を含む溶液と超臨界流体とを混合した洗浄用流体１８０を生成する。

【0130】

その後、洗浄用流体１８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させる。具体的には、制御装置４の制御部１９が、図１８に示すように、バルブ６３ａ及び６３ｅを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｂ、６３ｃ及び６３ｆを開状態に制御する。かかる制御により、洗浄用流体生成部５５からバルブ６３ｂ、６３ｃ及び６３ｆを介して、洗浄用流体１８０が乾燥処理ユニット１７の内部に供給され、乾燥処理ユニット１７の内部で拡散する。洗浄用流体１８０が乾燥処理ユニット１７の内部で拡散すると、化２に示すように、汚染物中のメタルのイオン（Ｍ^＋）が洗浄用流体１８０に含まれるキレート剤と錯体を生成する。そして、洗浄用流体１８０を乾燥処理ユニット１７の内部で拡散させた状態で所定の時間待機する。待機の時間は、例えば３０分以上である。

【0131】

【化2】

【0132】

続いて、乾燥処理ユニット１７の内部から洗浄用流体１８０を排出する。具体的には、制御装置４の制御部１９が、第１の実施形態と同様に、バルブ６３ａ～６３ｃ及び６３ｆを閉状態に制御する一方で、バルブ６３ｅを開状態に制御する。かかる制御により、乾燥処理ユニット１７からバルブ６３ｅを介して、洗浄用流体１８０が外部に排出される。汚染物中のメタルが洗浄用流体１８０に含まれるキレート剤と錯体を形成しているため、汚染物は洗浄用流体１８０とともに除去することができる。洗浄用流体１８０の排出が完了すると、乾燥処理ユニット１７に対しての洗浄処理が完了する。

【0133】

このように、第４の実施形態によれば、乾燥処理ユニット１７の内部の汚染物を容易に除去することができる。したがって、ウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。また、キレート剤がＣＯ_２と親和性の高い原子団を有している場合には、キレート剤を乾燥処理ユニット１７から特に容易に排出することができる。

【0134】

第１の実施形態と同様に、かかる処理手順を、一度の洗浄処理において、繰り返し実施してもよい。かかる処理手順を一度の洗浄処理において繰り返し実施することにより、乾燥処理ユニット１７内のＩＰＡの残渣をさらに除去することができる。

【0135】

なお、第２の実施形態のように、キレート剤を含む溶液を液盛りした治具２２を乾燥処理ユニット１７の内部に搬入し、この溶液を気化させることで、気化したキレート剤を含む洗浄用流体１８０を乾燥処理ユニット１７の内部に拡散させてもよい。

【0136】

また、第３の実施形態のように、キレート剤を含む溶液と超臨界流体とを混合した洗浄用流体１８０を洗浄用流体生成部５５から乾燥処理ユニット１７に供給するとともに、治具２２に液盛りしたキレート剤を含む溶液を気化させることで、気化したキレート剤を含む洗浄用流体１８０を乾燥処理ユニット１７の内部に拡散させてもよい。

【0137】

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、主に、溶媒を含む洗浄用流体に加えて、キレート剤を含む洗浄用流体が用いられる点で第１の実施形態と相違する。図１９は、第５の実施形態における乾燥処理ユニット１７のシステム全体の構成例を示す図である。

【0138】

第５の実施形態では、乾燥処理ユニット１７よりも上流側に、供給源５２、供給源５３、混合部５４、洗浄用流体生成部５５及びバルブ６３ｄに加えて、第４の実施形態と同様に、供給源１５３、混合部１５４、洗浄用流体生成部１５５及びバルブ６３ｆが設けられる。

【0139】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0140】

第５の実施形態に係る基板処理システムにおける乾燥処理ユニット１７を洗浄する処理では、例えば、第１の実施形態に倣って洗浄用流体８０を用いたＩＰＡの残渣の除去を行い、その後に、第４の実施形態に倣って洗浄用流体１８０を用いたメタルを含む汚染物の除去を行う。

【0141】

第５の実施形態によれば、乾燥処理ユニット１７の内部のＩＰＡの残渣及びメタルを含む汚染物の両方を容易に除去することができる。したがって、ウェハＷへのパーティクルの付着をより抑制することができる。

【0142】

なお、第４の実施形態に倣って洗浄用流体１８０を用いたメタルを含む汚染物の除去を行い、その後に、第１の実施形態に倣って洗浄用流体８０を用いたＩＰＡの残渣の除去を行うようにしてもよい。また、溶媒８１とキレート剤を含む溶液とが互いに反応せず、独立してＩＰＡの残渣の溶解、汚染物に含まれるメタルのイオンとの錯体の生成が進行する場合には、ＩＰＡの残渣の除去と汚染物の除去とを同時に行ってもよい。

【0143】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0144】

４ 制御装置
１６ 洗浄処理ユニット
１７ 乾燥処理ユニット
１９ 制御部
７０ 超臨界流体
８０、１８０ 洗浄用流体
８１ 溶媒
１００、２００ 基板処理システム
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図17】

【図18】

【図19】