特許 7427232 ウェハ処理装置

(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】2024-01-26

(45)【発行日】2024-02-05

(54)【発明の名称】ウェハ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240129BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651Z

H01L21/304 648A

H01L21/304 651M

H01L21/304 651B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020020361

(22)【出願日】2020-02-10

(65)【公開番号】P2021125667

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】390000594

【氏名又は名称】株式会社レクザム

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】一二三 正晃

(72)【発明者】

【氏名】兵頭 弘祐

(72)【発明者】

【氏名】関口 博文

(72)【発明者】

【氏名】国重 秀則

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０３３９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８３５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００９２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３０５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３１７２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部ユニット、及び前記上部ユニットと対向してウェハを収容する収容空間を構成する下部ユニットを有し、前記ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うためのチャンバと、
垂直方向の軸周りに回転可能となるように前記上部ユニットに設けられ、水平方向に搬入されるウェハを支持する支持手段が下面側に設けられた上部ヒータと、
前記上部及び下部ユニットの少なくとも一方を上下方向に移動させることによって前記チャンバを開閉する開閉手段と、
前記上部ヒータを垂直方向の軸周りに回転させる回転手段と、を備え、
前記回転手段は、前記上部ヒータへのウェハの搬入方向と、前記上部ヒータからの当該ウェハの搬出方向とが所定の角度となるように前記上部ヒータを回転させる、ウェハ処理装置。

【請求項2】

前記回転手段は、前記チャンバに収容されたウェハに前記所定の処理が行われている際にも、前記上部ヒータを回転させる、請求項１記載のウェハ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うウェハ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ウェハの表面に形成されるパターンの微細化が進んでおり、アスペクト比が高くなってきている。そのため、パターンの洗浄等に用いる有機溶剤などの処理液が表面に残ったまま乾燥させると、処理液の表面張力によってパターンが倒壊するという問題が生じる。その問題を解決するため、基板の表面から処理液を除去する乾燥処理に超臨界流体が用いられることがある（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２５４９０４号公報

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１１４７０７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、乾燥処理等を行う従来のウェハ処理装置においては、チャンバへのウェハの出し入れが一方向から行われていた。そのため、チャンバへのウェハの搬入を行っている場合には、ウェハの搬出に関する準備等の作業を行うことができず、また、ウェハの搬出を行っている場合には、ウェハの搬入に関する準備等の作業を行うことができず、ウェハに所定の処理を行うためのタクトタイムが長くなるという問題があった。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ウェハに所定の処理を行う際のタクトタイムをより短くすることができるウェハ処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明によるウェハ処理装置は、上部ユニット、及び上部ユニットと対向してウェハを収容する収容空間を構成する下部ユニットを有し、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うためのチャンバと、垂直方向の軸周りに回転可能となるように上部ユニットに設けられ、水平方向に搬入されるウェハを支持する支持手段が下面側に設けられた上部ヒータと、上部及び下部ユニットの少なくとも一方を上下方向に移動させることによってチャンバを開閉する開閉手段と、上部ヒータを垂直方向の軸周りに回転させる回転手段と、を備え、回転手段は、上部ヒータへのウェハの搬入方向と、上部ヒータからのウェハの搬出方向とが所定の角度となるように上部ヒータを回転させる、ものである。

【0007】

このような構成により、チャンバへのウェハの搬入方向と搬出方向とを異なる方向にすることができる。したがって、例えば、搬入用の搬送ロボットによってウェハを搬入すると共に、搬出用の別の搬送ロボットによってウェハを搬出するようにすることができる。その場合には、ウェハの搬入を行っている際にウェハの搬出の準備を行ったり、ウェハの搬出を行っている際にウェハの搬入の準備を行ったりすることができる。その結果、ウェハの搬入方向と搬出方向とが同じ場合と比較して、ウェハの搬入、搬出に関するタクトタイムをより短くすることができる。

【0008】

また、本発明によるウェハ処理装置では、回転手段は、チャンバに収容されたウェハに所定の処理が行われている際にも、上部ヒータを回転させてもよい。

【0009】

このような構成により、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行う際に、収容空間において上部ヒータを回転させることによって超臨界流体を撹拌することができ、例えば、処理を効率的に行うことができるようになる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によるウェハ処理装置によれば、チャンバへのウェハの搬入方向と搬出方向とを異なる方向にすることができ、ウェハの搬入及び搬出に関するタクトタイムをより短くすることができる。例えば、チャンバに対するウェハの搬入方向と搬出方向を異なる方向にすることにより、ウェハの挿脱を行う搬送ロボットを搬入用と搬出用に分離し、挿脱に掛かる時間を短縮できる。さらに、例えば、前工程である洗浄工程後のウェハと、乾燥工程後のウェハを異なるロボットで搬送することにより、乾燥後のウェハに洗浄剤等が再付着することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態によるウェハ処理装置の構成を示す一部切り欠き斜視図

【図2】同実施の形態によるウェハ処理装置のチャンバの縦断面を示す断面図

【図3】同実施の形態における上部ユニットの斜視図

【図4】同実施の形態における上部ヒータを回転させる回転手段を示す上面図

【図5】同実施の形態における上部ヒータの回転とウェハの搬入搬出とを示す図

【図6】同実施の形態におけるウェハの搬入搬出について説明するための上面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明によるウェハ処理装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるウェハ処理装置は、チャンバへのウェハの搬入方向と搬出方向とが異なるようにするため、チャンバの上部ユニットに装着されており、ウェハを支持する支持手段を有する上部ヒータを所定の角度だけ回転させるものである。

【0013】

図１は、本実施の形態によるウェハ処理装置１の構成を示す一部切り欠き斜視図である。図２は、ウェハ処理装置１のチャンバ１１の縦断面を示す断面図である。なお、図２では、チャンバ１１が閉じた状態を示している。図３は、上部ユニット２１を下面側から見た斜視図である。図４は、上部ヒータ２４を回転させる回転手段３０を示す図である。なお、図４において、上部ユニット２１は省略している。図５は、ウェハ２の搬入、搬出と上部ヒータ２４の回転とについて説明するための図である。図６は、ウェハ処理装置１を内部に含む処理室３と、ウェハ２を処理室３に搬入、搬出する搬送ロボットのハンド４，５とを示す図である。

【0014】

本実施の形態によるウェハ処理装置１は、上部ユニット２１及び下部ユニット２２を有するチャンバ１１と、チャンバ１１の上部ユニット２１及び下部ユニット２２を開閉するための開閉手段１２と、垂直方向の軸周りに回転可能となるように上部ユニット２１に設けられた上部ヒータ２４と、下部ユニット２２に設けられた下部ヒータ２５と、上部ヒータ２４を回転させる回転手段３０と、を備える。

【0015】

チャンバ１１では、ウェハ２に超臨界流体を用いた所定の処理が行われる。本実施の形態では、その所定の処理が超臨界流体を用いたウェハ２の乾燥処理である場合について主に説明するが、その他の処理、例えば、超臨界流体を用いた洗浄処理や洗浄乾燥処理がウェハ２に行われてもよい。ウェハ２の乾燥処理は、例えば、ウェハ２の表面に残留した有機溶剤などの処理液を、超臨界流体に置換することによって除去し、その超臨界流体を乾燥させることによって行われる。本実施の形態では、処理に用いられる流体が二酸化炭素である場合、すなわち二酸化炭素の超臨界流体が用いられる場合について主に説明するが、他の超臨界流体が用いられてもよい。

【0016】

上部ユニット２１と下部ユニット２２とは対向するものであり、両者によってウェハ２を収容する収容空間２２ｃが構成される。収容空間２２ｃは、通常、略円柱形状の空間である。収容空間２２ｃの容積が大きい場合には、流体を超臨界状態にする昇圧の時間が長くなるため、収容空間２２ｃの容積は、小さいことが好適である。なお、本実施の形態では、収容空間２２ｃが下部ユニット２２側に形成されている場合について主に説明する。図２で示されるように、上部ユニット２１及び下部ユニット２２には、上下方向に延びる円筒形状の孔部２１ｅ、２２ｅがそれぞれ設けられている。孔部２１ｅ、２２ｅはそれぞれ、上部ヒータ２４、下部ヒータ２５を装着するために用いられる。

【0017】

下部ユニット２２には、図２で示されるように、流体の注入路２２１と排出路２２２とが設けられていてもよい。本実施の形態では、平面視において、流体の注入口が収容空間２２ｃの周縁側に設けられており、流体の排出口が収容空間２２ｃの注入口と対向する周縁側と、孔部２２ｅの周囲に設けられている場合について示しているが、それらは一例であり、注入口及び排出口、並びに注入路２２１及び排出路２２２の配置は、それらと異なっていてもよい。例えば、注入路２２１は、ウェハ２の上面側から流体を注入するように設けられてもよい。また、例えば、後述するクランプ４１と干渉しない範囲で、収容空間２２ｃの横側（側面）に注入路２２１や排出路２２２が設けられてもよい。なお、流体の注入路２２１や排出路２２２は、可動側のユニットではなく、固定側のユニットに設けられることが好適である。

【0018】

上部ユニット２１及び下部ユニット２２は、耐圧性のある材料によって構成されていることが好適である。その材料は、例えば、ステンレス鋼等であってもよい。また、その表面には、例えば、パーティクルの発生を防止するための不動態皮膜を形成する処理や、硬質化のためのＤＬＣ処理がなされてもよい。

【0019】

チャンバ１１は、チャンバ１１が閉じられた際に上部ユニット２１及び下部ユニット２２の間をシールするためのシール部２３を有していてもよい。シール部２３は、円環状の部材であり、下部ユニット２２における収容空間２２ｃの開口の環状の縁部分、または、その縁部分に対向する上部ユニット２１の部分に配置されてもよい。シール部２３は、例えば、図２で示されるように、上部ユニット２１の下端側に装着されてもよい。シール部２３は、断面が略Ｕ字形状のものであってもよい。その場合には、チャンバ１１が閉じている状態において、収容空間２２ｃの流体がシール部２３を介して外部に流出しようとする際に、略Ｕ字形状の内側部分の圧力が高まってシール性がより向上し、収容空間２２ｃの流体の流出を効果的に防止することができる。シール部２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、またはシリコンなどの材料によって構成されてもよい。

【0020】

開閉手段１２は、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方を上下方向に移動させることによってチャンバ１１を開閉する。上部ユニット２１及び下部ユニット２２が開閉手段１２によって閉じられ、両者が嵌め合わされて一体化されることによって、ウェハ２に対して処理を行うための収容空間２２ｃが形成される。また、シール部２３、並びに、後述する上部シール部２１ｄ及び下部シール部２２ｄによって、収容空間２２ｃの気密性が高められる。本実施の形態では、開閉手段１２が、ベース１５に固定されたエアシリンダであり、ベース１５に対して、矩形状の上面板１６の四隅をそれぞれ同じタイミングで上下方向に移動させることによって、上部ユニット２１を上下方向に移動させる場合について主に説明する。なお、図１では、一部の開閉手段１２を省略している。

【0021】

開閉手段１２は、エアシリンダ以外のソレノイド、ラックアンドピニオンとピニオンを駆動させる回転駆動手段、または、ボールねじとねじ軸を回転させる回転駆動手段等によって構成されてもよい。また、上面板１６の四隅のうち、１個から３個の隅に開閉手段１２が設けられており、それ以外の箇所には上面板１６の頂点部分を上下方向にガイドするためのガイド部材が設けられていてもよい。なお、本実施の形態では、開閉手段１２が、上部ユニット２１を上下方向に移動させる場合について説明するが、そうでなくてもよい。開閉手段１２は、下部ユニット２２を上下方向に移動させてもよく、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の両方をそれぞれ上下方向の逆向きに移動させてもよい。

【0022】

上部ヒータ２４は、収容空間２２ｃにおいて水平方向に延びる加熱プレート２４ａと、加熱プレート２４ａの上面に接続される円筒形状の支持部２４ｂとを有する。加熱プレート２４ａは、例えば、円盤形状であってもよい。また、支持部２４ｂの一端は、加熱プレート２４ａの平面と、支持部２４ｂの円筒形状の中心軸とが直交するように、円盤形状である加熱プレート２４ａの中心付近に固定されていてもよい。加熱プレート２４ａと支持部２４ｂとは、例えば、一体的に構成されていてもよく、独立した部材であってもよい。上部ヒータ２４の支持部２４ｂが、上部ユニット２１に設けられた円筒形状の孔部２１ｅに挿入されることによって、上部ヒータ２４が上部ユニット２１に装着される。なお、支持部２４ｂは、全体が円筒形状であってもよく、または、少なくとも一部が円筒形状であってもよい。本実施の形態では、図２で示されるように、支持部２４ｂが、半径の異なる複数の円筒形状部によって構成される場合について主に説明する。後述する支持部２５ｂについても同様であるとする。

【0023】

図２で示されるように、上部ヒータ２４の支持部２４ｂは、回転軸受２１ｂによって、上部ユニット２１の孔部２２ｅにおいて、回転自在となるように設けられている。このようにして、上部ヒータ２４は、垂直方向の軸周りに回転可能となるように上部ユニット２１に設けられる。通常、回転軸受２１ｂの収容空間２２ｃ側に、後述する上部シール部２１ｄが設けられている。

【0024】

図２で示されるように、上部ヒータ２４の加熱プレート２４ａの上面と、上部ユニット２１の下面との間には、流体が流通可能な水平方向に延びる隙間が存在していてもよい。すなわち、加熱プレート２４ａの上面と、上部ユニット２１の下面との間に上下方向の所定の間隔が空くように、上部ユニット２１に上部ヒータ２４が取り付けられてもよい。上部ヒータ２４が回転する際に、加熱プレート２４ａの上面と、上部ユニット２１の下面とが接触しないことが好適だからである。

【0025】

下部ヒータ２５は、収容空間２２ｃにおいて水平方向に延びる加熱プレート２５ａと、加熱プレート２５ａの下面に接続される円筒形状の支持部２５ｂとを有する。下部ヒータ２５は、上下が逆となる以外は、上部ヒータ２４と同様のものであり、その詳細な説明を省略する。下部ヒータ２５の支持部２５ｂが、下部ユニット２２に設けられた円筒形状の孔部２２ｅに挿入されることによって、下部ヒータ２５が下部ユニット２２に装着される。なお、本実施の形態では、上部ヒータ２４と異なり、下部ヒータ２５が回転されない場合について主に説明するが、下部ヒータ２５も回転されてもよい。

【0026】

図２で示されるように、下部ヒータ２５の加熱プレート２５ａの下面と、下部ユニット２２の上面との間には、流体が流通可能な水平方向に延びる隙間が存在していてもよく、または、そうでなくてもよい。例えば、下部ヒータ２５の加熱プレート２５ａの下方側に排出口が設けられている場合には、その隙間が存在していることが好適である。

【0027】

上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５は、収容空間２２ｃ内の流体を加熱するために用いられる。収容空間２２ｃにおいて、流体を超臨界状態にするためである。流体が二酸化炭素である場合には、例えば、上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５によって二酸化炭素が３１．１℃以上となるように加熱されてもよい。

【0028】

上部シール部２１ｄは、上部ヒータ２４の支持部２４ｂと、上部ユニット２１の孔部２１ｅとの間をシールする。また、下部シール部２２ｄは、下部ヒータ２５の支持部２５ｂと、下部ユニット２２の孔部２２ｅとの間をシールする。上部シール部２１ｄによって、支持部２４ｂと孔部２１ｅとの間から流体が漏れることが防止され、下部シール部２２ｄによって、支持部２５ｂと孔部２２ｅとの間から流体が漏れることが防止され、収容空間２２ｃが気密に保たれる。上部シール部２１ｄ及び下部シール部２２ｄは、シール部２３と同様のものであってもよい。なお、シール部２１ｄを適切に位置決めするため、シール部２１ｄの上方への移動を阻止するシール押えや、シール部２１ｄと回転軸受２１ｂとの距離を一定に保つ円筒形状スペーサなどが用いられてもよい。

【0029】

上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５は、例えば、メンテナンスなどのために取り外されることもある。また、上部ヒータ２４は、回転手段３０によって回転される。そのように、両者が着脱される際、また、上部ヒータ２４が回転される際に、上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５とチャンバ１１との接触部分、より具体的には上部シール部２１ｄ及び下部シール部２２ｄの箇所においてパーティクル等が発生しやすくなる。そのようなパーティクル等は、ウェハ２のほうに拡散しないように排出されることが好適である。発生したパーティクル等を排出する手法としては、例えば、特開２００２－３２４７７７号公報や、特開２００７－０３６１０９号公報に記載されている手法を用いてもよい。

【0030】

上部ヒータ２４の下面側には、水平方向に搬入されるウェハ２を支持する支持手段２１ａが設けられている。したがって、ウェハ２が搬入されると、図２で示されるように、上部ヒータ２４の下方側にウェハ２が位置することになる。支持手段２１ａは、例えば、図２，図３で示されるように、断面が略Ｌ字形状であり、水平方向に延びる先端部分において、搬入されたウェハ２の周縁部を支持するものであってもよい。本実施の形態では、図３，図５で示されるように、上部ヒータ２４に３個の支持手段２１ａが設けられている場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。支持手段２１ａの個数は、例えば、１個や２個であってもよく、４個以上であってもよい。また、ウェハ２を適切に支持できるのであれば、支持手段２１ａの形状も問わない。

【0031】

回転手段３０は、上部ヒータ２４を垂直方向の軸周りに回転させるものであり、エアシリンダ３１と、クランク３２とを備えている。エアシリンダ３１の基端側は、回転軸３１ｂによって、上面板１６に対して水平方向に回転自在に設けられている。また、エアシリンダ３１のピストンロッド３１ａの先端は、クランク３２に接続されている。そして、図４で示されるように、ピストンロッド３１ａの長手方向の移動に応じて、クランク３２、及びクランク３２に接続されている上部ヒータ２４が、垂直方向の回転軸２４ｃを中心として回転することになる。そのクランク３２の回転に応じて、ピストンロッド３１ａの先端部分の位置が変化するが、その位置の変化に応じて、エアシリンダ３１の基端側が回転軸３１ｂを中心に回転する。なお、エアシリンダ３１に代えて、ソレノイドなどを用いてもよい。また、回転手段３０は、例えば、上部ヒータ２４を垂直方向の軸周りに回転させるモータ等の回転駆動手段であってもよい。

【0032】

上述したように、収容空間２２ｃは、通常、略円柱形状の空間であり、孔部２１ｅ、２２ｅ、及び支持部２４ｂ、２５ｂは円筒形状である。本実施の形態では、収容空間２２ｃの略円柱形状、孔部２１ｅ、２２ｅ、及び支持部２４ｂ、２５ｂの円筒形状のそれぞれの上下方向に延びる中心軸が、同一直線上に存在する場合について主に説明する。また、回転軸２４ｃも、孔部２１ｅ及び支持部２４ｂの円筒形状の中心軸と同軸であるとする。

【0033】

ウェハ処理装置１は、チャンバ１１が閉じた状態、すなわち上部ユニット２１及び下部ユニット２２が上下方向に嵌め合わされて、内部の収容空間２２ｃが気密に保たれている状態において、チャンバ１１の周縁部を締め付けるクランプ４１を有していてもよい。クランプ４１は、ステージ４２の上面に固定されている。ベース１５には、スライドレール４３が固定されており、そのスライドレール４３にはスライドガイド４４が摺動可能に設けられている。そして、ステージ４２にスライドガイド４４が固定されていることによって、スライドレール４３の長手方向にクランプ４１が移動可能となっている。クランプ４１の移動、すなわちステージ４２の移動は、図示しない駆動手段を用いて実現されてもよい。その駆動手段は、例えば、エアシリンダやソレノイド、ラックアンドピニオンとピニオンを駆動させる回転駆動手段、ボールねじとねじ軸を回転させる回転駆動手段等であってもよい。クランプ４１は、駆動手段によって、チャンバ１１のロック位置と、リリース位置との間を移動することになる。本実施の形態では、図１で示されるように、３個のクランプ４１によってチャンバ１１の上部ユニット２１と下部ユニット２２とがロックされる場合について主に説明するが、クランプ４１の個数は、例えば、２個であってもよく、４個以上であってもよい。複数のクランプ４１のロック位置とリリース位置との間の移動は、独立して行われてもよく、連動して行われてもよい。

【0034】

次に、図５を参照して、回転手段３０によって上部ヒータ２４を回転させ、上部ヒータ２４へのウェハ２の搬入方向と、上部ヒータ２４からのウェハ２の搬出方向とが所定の角度となるようにする処理について説明する。

【0035】

図５は、上部ユニット２１を下方側から見た底面図である。図５（ａ）で示されるように、ウェハ２は矢印の方向に搬入される。その後、チャンバ１１が閉じられ、図５（ｂ）で示されるように、上部ヒータ２４は、ウェハ２を支持手段２１ａによって支持している状態で、回転手段３０によって矢印の向きに９０度だけ回転され、図５（ｃ）で示されるようになる。その後、ウェハ２に対して所定の処理が行われることになる。所定の処理が終了するとチャンバ１１が開けられ、図５（ｄ）で示されるように、矢印の方向にウェハ２が搬出されることになる。なお、その搬出後に、上部ヒータ２４は、再度、図５（ａ）の状態になるように９０度だけ回転手段３０によって回転される。図５では、ウェハ２の搬入方向と搬出方向とのなす角度が９０度となっている。なお、ウェハ２の搬入方向と搬出方向とのなす角度は、後述するウェハ２の搬入口３ａに設けられた扉と搬出口３ｂに設けられた扉が干渉しない範囲であればよく、好ましくは９０度から１８０度の範囲であればよい。また、上部ヒータ２４が回転されるのは、ウェハ２の搬入後から搬出前までの間であればよく、そのタイミングを問わない。例えば、チャンバ１１が閉じられる前に上部ヒータ２４が回転され、その回転後にチャンバ１１が閉じられてウェハ２に所定の処理が行われてもよく、超臨界流体を用いた所定の処理が終了した後に、上部ヒータ２４が回転されてもよい。

【0036】

次に、本実施の形態によるウェハ処理装置１の動作について具体的に説明する。ここでは、図６で示されるように、処理室３内にウェハ処理装置１が設置されており、処理室３には、ウェハ２の搬入口３ａと搬出口３ｂが設けられ、それぞれ搬入時や搬出時以外は扉によって閉鎖されている。次に、搬入口３ａを介してウェハ２がウェハ処理装置１に挿入され、搬出口３ｂを介してウェハ２がウェハ処理装置１から取り出される場合について説明する。

【0037】

まず、ウェハ処理装置１の上部ユニット２１及び下部ユニット２２が上下方向に離間した状態において、処理室３の搬入口３ａの扉が開けられる。そして、前工程の洗浄装置において、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の洗浄剤によって洗浄されたウェハ２が、搬送ロボットのハンド４によって搬送され、搬入口３ａから、上部ヒータ２４の下面側に搬入される。その搬入されたウェハ２は、支持手段２１ａによって支持される。

【0038】

次に、ハンド４が搬入口３ａの外に出たタイミングで扉が閉じられる。そして、開閉手段１２によって上面板１６が下降されることによってチャンバ１１が閉じられる。また、ステージ４２がチャンバ１１の軸心に向かって移動されることによって、クランプ４１によって上部ユニット２１及び下部ユニット２２がロックされる（図２）。その後、回転手段３０によって、上部ヒータ２４が９０度だけ回転される。

【0039】

そして、二酸化炭素の注入路２２１に接続された注入バルブが開けられ、チャンバ１１の収容空間２２ｃに二酸化炭素が注入される。二酸化炭素は、例えば、加圧ポンプなどの昇圧機構を用いて昇圧されて収容空間２２ｃに注入される。また、上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５によって、注入された二酸化炭素が加熱される。

【0040】

注入された二酸化炭素は、収容空間２２ｃ内の圧力が臨界圧力７．３８ＭＰａ以上、温度が臨界温度３１．１℃以上になると超臨界状態となり、ウェハ２上のＩＰＡ等は、超臨界状態の二酸化炭素に溶解される。収容空間２２ｃにおける超臨界状態の二酸化炭素（超臨界流体）の圧力が一定値を超えると、排出路２２２に接続された排出バルブ（圧力調整バルブ）によって、収容空間２２ｃ内の圧力を保ちながら超臨界流体が徐々に排出される。このようにして、ウェハ２に付着していたＩＰＡ等が溶解した超臨界流体が排出され、収容空間２２ｃにおいて、ウェハ２からのＩＰＡ等の除去が行われることになる。

【0041】

なお、収容空間２２ｃは、少なくともＩＰＡ等の排出が完了するまで二酸化炭素が超臨界状態となる圧力及び温度に保たれることが好適である。収容空間２２ｃは、例えば、圧力は７．４～１５ＭＰａに、また、温度は上部ヒータ２４及び下部ヒータ２５によって３１～５０℃に保たれることが好ましい。

【0042】

収容空間２２ｃへの二酸化炭素の注入は継続されるため、超臨界二酸化炭素流体の注入と、ＩＰＡ等が溶解している超臨界二酸化炭素流体の排出が並行して行われることになる。ＩＰＡ等が溶解している超臨界流体の排出が終了すると、注入バルブが閉じられ、収容空間２２ｃ内を排出バルブによって降圧し、超臨界流体を気体に相転換させてから排出する。その後、排出バルブが閉じられる。収容空間２２ｃは、加温が停止されてもよく、３１～５０℃に維持されてもよい。なお、超臨界流体によるＩＰＡ等の排出が終了したかどうかは、例えば、ＩＰＡ等を検知するセンサによって収容空間２２ｃ内においてＩＰＡ等を検知することによって確認されてもよい。ＩＰＡ等を検知するセンサは、例えば、アルコール検知センサ等であってもよい。

【0043】

その後、各クランプ４１は、リリース位置に移動される。また、開閉手段１２によって上面板１６が上昇されることによってチャンバ１１が開けられ、上部ユニット２１と下部ユニット２２とが離間する。また、処理室３の搬出口３ｂの扉が開けられる。そして、超臨界流体を用いて乾燥されたウェハ２が、搬送ロボットのハンド５によって搬出口３ｂの扉を介して搬出され、搬出口３ｂの扉が閉じられる。その後、回転手段３０によって上部ヒータ２４が逆方向に９０度だけ回転されることによって、ウェハ２の搬入を行うことができる角度となり、一連の乾燥処理が終了になる。その後、上記の処理が繰り返されてもよい。なお、通常、ハンド４，５はそれぞれ異なる搬送ロボットによって操作されるものである。また、上記した一連の処理に関するタイミング等の制御は、図示しない制御手段によって行われてもよい。

【0044】

以上のように、本実施の形態によるウェハ処理装置１によれば、チャンバ１１へのウェハ２の搬入方向と搬出方向とを異なるようにすることができる。例えば、両方向が同じであり、また、１つの搬送ロボットによって搬入と搬出とを行った場合には、ウェハの搬出後にすぐにウェハの搬入を行うことができず、タクトタイムが長くなる。また、例えば、ウェハの搬入方向と搬出方向とが同じであり、また、処理前のウェハを搬送する搬送ロボットと、処理後のウェハを搬送する搬送ロボットとをそれぞれ備えた場合（例えば、上記特許文献１参照）には、両ロボットの操作だけでウェハの搬入及び搬出を行うことができず、ウェハの受け渡しに時間がかかることになると共に、装置の設置面積が大きくなるというデメリットがある。一方、本実施の形態によるウェハ処理装置１のように、ウェハ２の搬入方向と搬出方向とが異なるようにすることによって、設置面積を増やすことなく、ウェハ２の搬入と搬出とをそれぞれ別の搬送ロボットによって行うことができる。その結果、ウェハ２を搬出した直後に、別のウェハ２を搬入することによってタクトタイムを短くすることができ、効率的な処理を実現することができるようになる。

【0045】

また、チャンバ１１での処理前のウェハ２を搬送する搬送ロボットと、チャンバ１１での処理後のウェハ２を搬送する搬送ロボットとを異なるものにすることができるため、例えば、搬入用ロボットのハンド４に付着しているＩＰＡ等が、処理後のウェハ２に付着することを防止することができる。また、処理前のウェハ２が取り扱われる領域と、処理後のウェハ２が取り扱われる領域とを分けることもでき、処理前のウェハ２から、処理後のウェハ２にＩＰＡ等が飛散して付着することを防止することもできる。

【0046】

また、ウェハ２の搬入方向と搬出方向とを異なるようにするためには、上部ユニット２１そのものを回転させることも考えられる。しかしながら、上部ユニット２１は、かなりの重量があるため、上部ユニット２１を回転させるよりは、本実施の形態のように、上部ユニット２に対して上部ヒータ２４を回転させるほうが、より簡単な構成とすることができるというメリットがある。

【0047】

なお、本実施の形態では、チャンバ１１へのウェハ２の搬入方向と搬出方向とが異なるようにするために上部ヒータ２４を回転させる場合について説明したが、超臨界流体を用いた所定の処理を促進するためにも、上部ヒータ２４を回転させてもよい。その場合には、チャンバ１１に収容されたウェハ２に超臨界流体を用いた所定の処理が行われている期間における少なくとも一部の期間において、回転手段３０は上部ヒータ２４を回転させてもよい。この場合の回転は、例えば、一方向への回転であってもよく、一方向への回転と逆方向への回転との繰り返しであってもよい。後者の場合には、例えば、揺動が行われてもよい。また、一方向への回転が行われる場合には、回転手段３０は、モータ等の回転駆動手段であることが好適である。回転手段３０が回転駆動手段である場合には、上部ヒータ２４への電源の供給は、例えば、スリップリング等を用いて行われてもよい。このように、ウェハ２への所定の処理が行われている際にも上部ヒータ２４を回転させることによって、例えば、収容空間２２ｃ内の流体を撹拌することができ、その処理を促進することができる。なお、所定の処理が行われている際に上部ヒータ２４が回転される場合であっても、ウェハ２の搬入時と搬出時には、上記のように、上部ヒータ２４があらかじめ決められた角度となることが好適である。そのため、回転手段３０がモータ等の回転駆動手段である場合には、例えば、ステッピングモータなどの正確な位置決め制御を実現できる回転駆動手段を用いてもよく、エンコーダ等によって取得された上部ヒータ２４の角度を用いて、回転駆動手段によって回転される上部ヒータ２４の角度を制御してもよい。

【0048】

また、本実施の形態では、収容空間２２ｃにおいて、ウェハ２が上部ヒータ２４の下面側に設けられた支持手段２１ａによって支持されている場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。例えば、収容空間２２ｃの下面（すなわち、下部ユニット２２の上面）に別の支持手段（以下、「下部支持手段」と呼ぶ。）が設けられており、チャンバ１１が閉じられた際には、ウェハ２は、支持手段２１ａで支持されなくなり、下部支持手段で支持されるようになってもよい。下部支持手段は、例えば、平面視で円形状である収容空間２２ｃの周縁部に配置されていてもよい。また、チャンバ１１が閉じられた際には、下部支持手段におけるウェハ２の載置面が、支持手段２１ａにおけるウェハ２の載置面よりも上方側に位置していてもよい。

【0049】

また、本実施の形態では、ウェハ処理装置１が下部ヒータ２５を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。ウェハ処理装置１は、下部ヒータ２５を有していなくてもよい。

【0050】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0051】

以上より、本発明によるウェハ処理装置によれば、チャンバへのウェハの搬入方向と搬出方向とを異なる方向とすることができ、より短いタクトタイムでウェハの処理を行うことができるウェハ処理装置として有用である。

【符号の説明】

【0052】

１ ウェハ処理装置
２ ウェハ
１１ チャンバ
１２ 開閉手段
２１ 上部ユニット
２１ａ 支持手段
２２ 下部ユニット
２４ 上部ヒータ
３０ 回転手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】