基板处理装置的制作方法

专利名称：基板处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用超临界流体对进行了清洗等处理后的被处理基板进行干燥的技术。
背景技术：
在作为被处理基板的例如半导体晶圆(以下称为晶圆)的表面上形成集成电路的层叠构造的半导体装置的制造工序中，设有利用药液等清洗液去除晶圆表面的微小的灰尘、自然氧化膜等利用液体对晶圆表面进行处理的液体处理工序。例如用于进行晶圆的清洗的单片式旋转清洗装置通过采用喷嘴一边向晶圆的表面供给例如碱性、酸性的药液，一边使晶圆旋转而去除晶圆表面的灰尘、自然氧化物等。在这种情况下，在利用由纯水等进行的冲洗将残留的药液去除后，通过使晶圆旋转而甩掉所残留的液体的甩干等来对晶圆表面进行干燥。但是，随着半导体装置的高集成化，在这样的去除液体等的处理中，所谓图案歪斜的问题目益严重。图案歪斜是指例如在使残留在晶圆表面上的液体干燥时，由于残留在用于形成图案的凹凸的例如凸部的左右的液体干燥不均勻，而导致向左右拉扯该凸部的表面张力失去平衡，从而使凸部向残留有较多液体的方向歪斜的现象。作为用于在抑制这样的图案歪斜的同时去除残留在晶圆表面上的液体的方法，公知有采用了超临界状态的流体(超临界流体)的干燥方法。超临界流体的粘度小于液体的粘度、且溶解液体的能力也高，并且在超临界流体和处于平衡状态的液体、气体之间不存在界面。因此，若对附着有液体的状态下的晶圆进行超临界流体的置换，然后使超临界流体的状态变化为气体，则不受表面张力的影响就能够使液体干燥。在此，在专利文献1中记载了如下技术利用基板输送机器人将在清洗部中清洗后的基板输送到干燥装置内，在该干燥装置内使基板与超临界流体相接触，从而去除附着在基板表面上的清洗液。在该专利文献1中所记载的技术中，由于是将被处理基板搬入到输送室中且交接给输送用的机器人，然后，在移送到干燥处理室后进行利用超临界流体的干燥，因此，可能导致在处理开始之前的期间，被处理基板表面的液体干燥而产生图案歪斜的情况。专利文献1 日本特开2008-72118号公报:0025 0029段、图1。

发明内容
本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的在于提供一种能够在抑制产生图案歪斜、产生污垢的同时对被处理基板进行干燥的基板处理装置。本发明的基板处理装置的特征在于，其具有液槽，其用于保持被处理基板并将被处理基板浸渍到液体中；处理容器，在该处理容器中，在将该液槽配置在内部的处理空间中、且将该液槽内的液体置换为超临界状态的流体之后，通过对该处理空间内进行减压而使上述流体成为气体，从而进行使被处理基板干燥的处理；流体供给部，其用于以液体状态或者超临界状态将上述流体供给到该处理容器中；排液部，其用于将上述液槽内的液体排出；移动机构，其用于使上述液槽在上述处理容器内的处理位置和该处理容器的外部的准备位置之间移动；加热机构，其为了使供给到上述处理容器中的流体成为超临界状态或者维持该超临界状态而加热上述处理空间；冷却机构，其用于对移动到上述准备位置的液槽进行冷却。上述基板处理装置也可以具有以下特征(a)上述液体为挥发性的液体，该液体被供给到由上述冷却机构进行了冷却后的液槽中。(b)在利用上述冷却机构对液槽进行了冷却后，将被处理基板浸渍到该液槽内的液体中。(c)上述液槽构成为沿纵向保持被处理基板。(d)上述移动机构构成为使上述液槽沿横向移动。(e)在上述液槽上一体地设有用于开闭被形成于处理容器上的搬入搬出口的盖构件，且上述基板处理装置具有用于阻止堵塞着上述开口部的盖构件的打开的止挡机构。根据本发明，当在处理容器的内外移动的液槽移动到该处理容器的外部的准备位置时，能够冷却该液槽，另一方面，能够在处理容器侧与上述液槽独立地对处理容器进行加热。因此，例如在将被处理基板搬入时，能够在处理容器的外面将液槽冷却而抑制液槽中的液体的蒸发、被处理基板的干燥，另一方面，在使处理容器维持加热状态，且使液槽移动到处理容器内之后，能够缩短将处理容器内的温度升温至规定的温度所需的时间而提高应答性等、实现自由度高的运转。


图1是本实施方式的清洗系统的俯视图。图2是表示上述清洗系统内的清洗装置的一例的纵剖侧视图。图3是表示本实施方式的超临界处理装置和晶圆的交接机构的一例的立体图。图4的(a)、(b)是表示上述超临界处理装置的外观结构的局部剖立体图。图5是表示设在上述超临界处理装置中的内腔室的结构的局部剖立体图。图6是表示向上述超临界处理装置供给各种处理流体的供给系统或自上述超临界处理装置排出各种处理流体的排出系统的说明图。图7的(a) (C)是表示上述超临界处理装置的作用的第1说明图。图8的(a) (c)是表示上述超临界处理装置的作用的第2说明图。图9的(a) (c)是表示上述超临界处理装置的作用的第3说明图。图10的(a) (b)是表示上述超临界处理装置的作用的第4说明图。
具体实施例方式作为具有本发明的基板处理装置的基板处理系统的一例，对于具有清洗装置2和超临界处理装置3的清洗处理系统1进行说明，该清洗装置2用于向作为被处理基板的晶圆W供给清洗液，并进行清洗处理，该超临界处理装置3利用超临界流体对上述清洗处理后的晶圆W进行干燥。图1是表示清洗处理系统1的整体结构的横剖俯视图。若面向该图，将左侧作为前方，则清洗处理系统1为自前方依次连接如下部分而成的构造载置有 FOUP (Front-Opening Unified Pod ；前开式晶圆传送盒)7的载置部11，该F0UP7用于收纳例如直径为300mm的多片晶圆W ；用于在F0UP7与清洗处理系统1之间搬入搬出晶圆W的搬入搬出部12 ；用于在搬入搬出部12与后段的晶圆处理部14之间交接晶圆W的交接部13 ； 用于将晶圆W依次搬入到清洗装置2、超临界处理装置3内并进行清洗处理、超临界处理的晶圆处理部14。载置部11构成为能够载置例如4个F0UP7的载置台，其将载置于载置台上的各 F0UP7与搬入搬出部12连接。在搬入搬出部12中，利用设在与各F0UP7相连接的面上的、 未图示的开闭机构将F0UP7的开闭盖取下，且利用以例如沿前后方向进退自如、沿左右方向移动自如、以及转动、升降自如的方式构成的第1输送机构121在F0UP7内与交接部13 之间输送晶圆W。在前后被搬入搬出部12和晶圆处理部14夹持的交接部13中设有能够载置例如8片晶圆W的、起到缓冲器(buffer)的作用的交接架131，借助该交接架131在搬入搬出部12与晶圆处理部14之间输送晶圆W。在晶圆处理部14中设置有晶圆输送路径142，该晶圆输送路径142自晶圆处理部 14与交接部13之间的开口部朝前后方向延伸。并且，从该晶圆输送路径142的跟前侧来看，在左手边，沿该晶圆输送路径142排列设置有例如3台清洗装置2，同样，在右手边，排列设置有作为本实施方式的基板处理装置的、例如两台超临界处理装置3。在晶圆输送路径142内设有第2输送机构141，该第2输送机构141以能够沿晶圆输送路径142移动、能够朝左边的清洗装置2和右方的超临界处理装置3进退、并且能够转动、升降的方式构成， 从而能够在已述的交接架131与各清洗装置2、超临界处理装置3之间输送晶圆W。在此， 配置在晶圆处理部14内的清洗装置2、超临界处理装置3的个数并不限定为上述的例子，可以根据单位时间内的晶圆W的处理片数、在清洗装置2、超临界处理装置3进行处理的处理时间的不同等适当选择，另外，上述清洗装置2、超临界处理装置3的布局也可以采用与图1 所示的例子不同的配置。清洗装置2构成为例如利用旋转清洗来逐片清洗晶圆W的单片式清洗装置2，例如图2的纵剖侧视图所示，利用配置在用于形成处理空间的外腔室21内的晶圆保持机构23 将晶圆W保持为大致水平，通过使该晶圆保持机构23绕铅直轴线旋转，而使晶圆W旋转。并且，使喷嘴臂M进入到旋转着的晶圆W的上方，通过自设在喷嘴臂M的顶端部上的药液喷嘴241按照预先设定的顺序供给药液和冲洗液，而对晶圆的表面进行清洗处理。另外，在晶圆保持机构23的内部也形成有药液供给路径231，利用自该药液供给路径231供给的药液和冲洗液来清洗晶圆W的背面。清洗处理按照如下顺序进行例如利用作为碱性药液的SCl液(氨与过氧化氢水的混合液)去除微粒(particle)、有机性的污垢物质一利用作为冲洗液的去离子水(DelonizedWate^DIW)进行冲洗一利用作为酸性药液的稀氟酸水溶液(以下简称 DHF(Diluted HydroFluoric acid)去除自然氧化膜一利用DIW进行冲洗。上述药液被配置在外腔室21内的内杯状件22、外腔室21接住并由排液口 221、211排出。另外，外腔室21 内的气氛气体由排气口 212排出。在利用药液进行的清洗处理结束之后，使晶圆保持机构23停止旋转，然后向晶圆 W的表面供给干燥防止用的IPA(Isoftx)Pyl Alcohol ；异丙醇)，来置换所残存在晶圆W的表面和背面上的DIW。这样，结束了清洗处理晶圆W在其表面上布满IPA液的状态下被利用例如设在晶圆保持机构23上的未图示的交接机构交接给第2输送机构141，从而被从清洗装置2搬出。在使结束了在清洗装置2中的清洗处理的晶圆W保持表面上布满IPA液的状态下，将该晶圆W输送到超临界处理装置3，且利用超临界流体进行去除晶圆W表面的液体、 将晶圆W干燥的超临界处理。下面，参照图3 图6来说明本实施方式的超临界处理装置 3的结构。在图3 图10中，面向附图，将左侧作为前方来进行说明。图3是表示收容有各超临界处理装置3的壳体401内的状态的局部剖立体图。超临界处理装置3配置在各壳体401内的例如地面上，超临界处理装置3的上方侧的空间设有用于在临界处理装置3与已述的第2输送机构141之间交接晶圆W的交接机构。在本例中，作为该交接机构，设有交接臂41，其用于保持并输送晶圆W ；搬入架42，其专用于载置超临界处理之前的、欲向超临界处理装置3搬入的晶圆W ；搬出架43，其专用于载置在超临界处理结束后自超临界处理装置3搬出的晶圆W。交接臂41是多关节型的6轴臂，其例如配置在超临界处理装置3的上方侧且靠后方的位置上，通过利用设在顶端部上的叉状件(fork)411保持晶圆W的侧周面等方式，能够逐片地保持该晶圆W，该超临界处理装置3配置在壳体401内的底部。另外，交接臂41设在被分隔板406分隔出的空间内，从而使由于交接臂41的动作而产生的微粒等难以进入输送晶圆W的空间内。图中，附图标记405是用于使交接臂41进入到用于交接晶圆W的空间中的入口。搬入架42和搬出架43以如下方式设置例如在超临界处理装置3的上方侧且靠前方的位置处上下排列地设置这两个架42、43，且将用于放置超临界处理之前的晶圆W的搬入架42配置在下方侧，将用于放置超临界处理之后的晶圆W的搬出架43配置在上方侧。 上述搬入架42、搬出架43构成为每次能够水平地保持一片晶圆W的载置架，例如能够借助设在各架42、43上的3个升降销在第2输送机构141与交接臂41之间交接晶圆W。此外，搬入架42构成为能够盛满液体的盘形状，通过以将晶圆W浸渍于自未图示的IPA供给部供给来的IPA中的状态保持晶圆W，来防止晶圆W表面的自然干燥，防止在超临界处理之前发生图案歪斜的现象。此外，自跟前侧观察壳体401内，若自跟前侧观察上述搬入架42和搬出架43的配置位置，会发现上述架42、43配置在内腔室32的上方侧且靠侧方的位置上，该内腔室32用于进行对晶圆W的交接并在准备进行超临界处理的准备位置上朝上面开口。由此，能够确保晶圆W的向朝上面开口的内腔室32输送的输送路径，从而不与搬入架42、搬出架43相干涉就能够迅速地输送晶圆W。图3中，附图标记403是供在清洗装置2中结束了清洗处理的晶圆W搬入的搬入口，附图标记404是供结束了超临界处理的晶圆W搬出的搬出口，第2输送机构141经由上述搬入口 403、搬出口 404进入到壳体401内。另外，图3中，附图标记402是用于在壳体 401内形成清洁空气的下降流(down flow)的FFU(Fan Filte r Unit，风机过滤机组)，附图标记407是该下降流的排气口。设在各壳体401内的例如超临界处理装置3彼此具有大致相同的结构，且都利用超临界流体不在晶圆W表面上形成气液界面就能够进行使晶圆W干燥的超临界处理。如图4、图5所示，超临界处理装置3具有外腔室31，其作为用于进行超临界处理的处理容器； 内腔室32，其在将晶圆W浸渍到IPA中的状态下将晶圆W搬入到外腔室31内。内腔室32 相当于本实施方式的液槽。如图4的各图中所示，外腔室31构成为纵向上扁平的长方体形状的耐压容器，如图6所示，在外腔室31的内部形成有能够容纳内腔室32的处理空间310。如图1所示，外腔室31被配置为宽度窄的一面面向晶圆输送路径142的方向，在外腔室31的前表面上配置有用于在内腔室32进行搬入搬出的开口部311 (图4的(a))。另外，如图6所示，在外腔室31中例如设有由电阻发热体构成的加热器312，利用来自电源部313的供电来加热外腔室31主体、由此，能够使供给到处理空间310内的例如液体(X)2变为超临界状态。另外，本例中的电源部313能够增减其输出，从而能够调整外腔室31主体和处理空间310的温度。加热器312相当于本实施方式的加热机构。此外，如图4所示，在例如外腔室31的主体侧面的靠底部的位置连接有(X)2供给管线511，如图6所示，该CO2供给管线511借助由阀VI、过滤器以及泵构成的送液机构512 与(X)2贮存部51相连接。在(X)2贮存部51中贮存有液体CO2，上述(X)2供给管线511、送液机构512以及(X)2贮存部51构成用于将液体(X)2供给到外腔室31的处理空间310内的流体供给部。另外，图4、图6中所示的例如设在外腔室31主体的顶面上的附图标记531是用于在将液体CO2供给到处理空间310内时排出处理空间310内的气氛气体、并且将结束了超临界处理之后的超临界状态的(X)2排出、从而对处理容器31内进行减压的排气管线，该排气管线531通过开闭阀V4而起到对处理空间310内进行排气、密闭的作用。在此，阀V4还起到压力调整阀的作用，能够一边调整处理空间310内的压力，一边排出处理空间310内的气氛气体。另外，从排出处理后的超临界状态的(X)2的观点出发，排气管线531相当于本实施方式的排气部。如图4的(a)、图5所示，内腔室32是以能够沿纵向收容例如两片晶圆W的方式形成的容器，能够在将晶圆W浸渍于干燥防止用的液体，即IPA中的状态下保持晶圆W。内腔室32形成为宽度比处理空间310的宽度窄的、纵向上扁平的形状，在将内腔室32配置在处理空间310内时，在外腔室31的内表面与内腔室32的外表面之间形成有用于使被供给到处理空间310中的液体CO2、超临界状态的(X)2流通的空间。由于本例中的内腔室32要兼顾尽可能减小用于处理超临界流体的处理空间310的容积的必要性和整个清洗处理系统1 的对晶圆W的处理速度，所以将内腔室32设为收容例如两片晶圆W的结构。但是，能够收容在内腔室32中的晶圆W的片数并不限定于此，也可以设为仅收容1片，或收容3片以上的晶圆W的结构。另外，在将多片晶圆W收容在内腔室32中的情况下，可以通过以使例如相邻的晶圆W的形成有图案的面彼此相对的方式来配置晶圆W，从而回避微粒等向该表面附着的情况。在晶圆W的片数为奇数的情况下，优选使余下的1片晶圆W的图案形成面朝向其他晶圆W侧，而不是与内腔室32的壁面相对。如图5所示，在内腔室32的上表面设有开口部，经由该开口部将被交接臂41保持的晶圆W搬入到内腔室32内。另外，在内腔室32的开口部上形成有例如锯齿状的切口部 322，从而易于向内腔室32内流入处理空间310内的超临界流体。但是，为了便于图示，在图4的(a)、图5、图6之外的图中，省略了对于内腔室32的切口部322的记载。
另外，内腔室32的底部呈沿晶圆W的形状弯曲的形状，在内腔室32的内部侧的底面上设有用于保持两片晶圆W的晶圆保持构件323。在晶圆保持构件323上形成有沿晶圆 W的形状而成的槽，从而能够使晶圆W的周缘部嵌合到该槽内而沿纵向保持晶圆W。另外以如下方式来调整晶圆保持构件323的槽的配置位置、槽彼此之间的间隔使被供给到内腔室32内的IPA与各晶圆W的表面充分接触，且即使保持着晶圆的叉状件411进入到内腔室 32内，晶圆W、叉状件411也不会与其他晶圆W、内腔室32主体相干涉。如图5所示，在例如内腔室32的底面上设有未形成有晶圆保持构件323的区域， 在此设有用于将IPA供给到内腔室32内、并且将IPA排出的排液部，即开口部324。该开口部3M与IPA的供给/排液管线5M相连接，该供给/排液管线5M穿过后述的盖构件321 的内部并与切换阀525相连接(图6)。如后所述，由于内腔室32能够沿前后方向移动，因此，能够利用例如具有耐压性的挠性配管构成供给/排液管线524，从而使供给/排液管线 524伴随内腔室32的移动而变形。图6中，附图标记V3为阀。切换阀525与用于将IPA供给到内腔室32内的IPA供给管线521、用于回收自内腔室32排出的IPA的回收管线523以及上述供给/排液管线5M相连接。IPA供给管线 521借助由开关阀V2、过滤器以及泵构成的送液机构522而与贮存有IPA的IPA贮存部52 相连接。另一方面，回收管线523以能够回收自内腔室32排出的IPA的方式与IPA贮存部 52直接连接。如图5所示，内腔室32利用例如宽度窄的侧面部固定在厚板状的盖构件321上。 而且，通过使该盖构件321沿横向前后移动，能够使内腔室32在外腔室31外部的、用于与交接臂41之间交接晶圆W的准备位置和处理空间310内的处理位置之间移动。另外，如图 6中的虚线所示，将内腔室32输送到了处理位置的盖构件321还起到开闭外腔室31的开口部311的作用。在外腔室31的开口部311的周围，以包围该开口部311的方式设有未图示的0型密封圈，盖构件321压扁该0型密封圈而密封处理空间310内部。如图4的(a)、图4的(b)所示，盖构件321被底座部35支承，在该底座部35上形成有沿输送内腔室32的方向切开该底座部35而成的行进轨道351。另一方面，在盖构件 321的下端部设有朝该行进轨道351内向下方侧延伸的行进构件325。而且，如图4的(a)、 图6所示，在该行进构件325中贯通有沿行进轨道351而架设的滚珠丝杠353，且上述行进构件325和滚珠丝杠353构成滚珠丝杠机构。该滚珠丝杠机构相当于用于使内腔室32移动的移动机构。此外，利用设在滚珠丝杠353的一端上的驱动部352使该滚珠丝杠向左或右旋转， 而使行进构件325在行进轨道351内行进，从而使盖构件321移动，而将内腔室32自准备位置输送至处理位置。另外，在将内腔室32自处理位置输送至准备位置时，使滚珠丝杠353 向相反方向旋转。但是，用于使盖构件321移动的机构并不限定为上述的滚珠丝杠机构的示例，还可以采用例如线性电动机、伸缩臂、汽缸等来使盖构件321移动。另外，如图4的(a)、图4的(b)所示，在超临界处理装置3中，以自侧面包覆着盖构件321、内腔室32所移动的区域的方式设置周围壁33。周围壁33由沿盖构件321的行进方向延伸的两片侧壁构件331和以与外腔室31的开口部311相对的方式设置的前方壁构件332构成。而且，通过将上述两片侧壁构件331在外腔室31侧的一端牢固地固定在外腔室31的侧壁面上而使周围壁33与外腔室31呈一体。
另外，在超临界处理装置3中，由于在处理空间310内使CO2变为超临界状态等，因而具有用于克服盖构件321所承受的内压而朝外腔室31侧按压盖构件321、阻止该盖构件 321的打开的固定板34。该固定板34构成为，能够利用未图示的驱动机构在退避位置和固定位置之间沿左右方向移动，该退避位置是自内腔室32和盖构件321所移动的区域退避开的位置，该固定位置是朝外腔室31侧自跟前侧固定盖构件321的位置。另一方面，在各侧壁构件331上形成有能够使沿左右方向移动的上述固定板34贯通的嵌入孔333，在周围壁33 (侧壁构件331)外侧的待机位置处待机的固定板34能够穿过一方侧的侧壁构件331的嵌入孔333向固定位置移动。另外，移动至固定位置的固定板34 呈其左右两端部嵌入到各侧壁构件331的嵌入孔333中的状态，结果，将固定板34如“门闩”那样地卡定在侧壁构件331中，从而能够克服处理空间310内的压力而朝外腔室31按压盖构件321 (参照图1的超临界处理装置3和图4的(b))。侧壁构件331构成本例的止挡机构，该侧壁构件331具有嵌入孔333和起到阻止盖构件321打开的作用的固定板34。此外，在本实施方式的超临界处理装置3中设有用于将移动至外腔室31外部的例如准备位置的内腔室32冷却的冷却机构。如图4的(b)、图6所示，本例的冷却机构包括 冷却用空气的喷出孔335，其例如形成在周围壁33的侧壁构件331上；扩散空间334，其形成在侧壁构件331内，以将冷却用空气供给到该喷出孔335 ；冷却用空气供给部M2，其借助冷却用空气供给管线541与该扩散空间334相连接。喷出孔335是设置在侧壁构件331的壁面上的许多个开口部，其以如下方式设置 从自外腔室31搬出且移动至例如准备位置处的内腔室32的前方看去，在左右的侧壁面上相对。喷出孔335通过朝内腔室32吹送冷却用空气而起到冷却该内腔室32的作用。扩散空间334是为了将冷却用空气供给到各喷出孔335中而在侧壁构件331的内部形成的空间。冷却用空气供给管线541能够通过开闭设在该管线541上的开闭阀V5而朝扩散空间334供给冷却用空气或切断该冷却用空气的供给。另外，冷却用空气供给部M2 由例如压缩机、工厂公用设施的空气供给配管等构成，且能够经由冷却用空气供给管线541 向扩散空间334供给清洁的冷却用空气。如图1、图6所示，包括了超临界处理装置3的清洗处理系统1与控制部6相连接， 该超临界处理装置3具有以上说明的结构。控制部6例如由未图示的、包括CPU和存储部的计算机构成，且在存储部中记录有这样的程序，该程序由关于控制上述清洗处理系统1、清洗装置2、超临界处理装置3的作用、S卩自F0UP7取出晶圆W并输送给清洗装置2进行清洗处理，接着，在超临界处理装置3进行了对晶圆W的超临界处理之后将晶圆W搬入至F0UP7 内为止的动作的步骤(命令)组组成。该程序被存储在例如硬盘、光盘、磁光盘(magneto optical disk)、存储卡等存储介质中，并自上述介质被安装到计算机中。尤其是，关于超临界处理装置3，如图6所示，控制部6与CO2供给管线511和 IPA供给管线521的各送液机构512、522相连接，从而能够调节液体C02、IPA的供给时间 (timing)，并且能够根据设在外腔室31中的未图示的压力计的检测值来调节送液机构512 的排出压。另外，控制部6还能够调节各阀Vl V5的开关时间，调节由驱动部352驱动的滚珠丝杠353的旋转时间、旋转方向、旋转量，对与切换阀525相连接的管线(IPA供给管线 521、回收管线52 进行切换等。此外，控制部6根据自未图示的温度计检测出的处理空间 310内的温度的检测结果来增减自电源部313向加热器312供给的电力，而将处理空间310内的温度调节为预先设定的温度，并且为了对移动至准备位置的内腔室32进行冷却，还起到控制用于使冷却机构工作的时间等作用。下面，对于具有以上所说明的结构的超临界处理装置3的作用进行说明。如已述那样，在结束了在清洗装置2中的清洗处理且布满了干燥防止用的IPA的晶圆W被交接给第2输送机构141时，第2输送机构141根据例如预先设定的处理时间表(sche dule)并经由搬入口 403进入到任意一个壳体401内，且将该晶圆W交接给搬入架42的升降销。在能够直接向超临界处理装置3的内腔室32搬入晶圆W的情况下，在搬入架42 上保持接受有晶圆W的状态下，而使交接臂41的叉状件411进入到晶圆W的下方，接着，使升降销下降，从而将晶圆W交接给叉状件411。在将晶圆W搬入到内腔室32之前产生了等待时间的情况下，使升降销下降而将晶圆W载置于盘状的搬入架42内，并将IPA供给到晶圆W的表面上以防止晶圆W的表面干燥。然后，如果内腔室32侧准备就绪，则使升降销上升并将晶圆W交接给叉状件411。另一方面，如图7的(a)所示，内腔室32在腔体内充满IPA的状态下在待机位置处待机。自搬入架42接受了晶圆W的交接臂41以将晶圆W纵向立起并且使叉状件411的顶端朝向内腔室32的开口部的方式使各旋转轴旋转后，使叉状件411下降，从而将晶圆W 搬入到内腔室32内。通过迅速地进行该搬入动作，在将晶圆W的姿势变换为纵向时，即使布满在晶圆W 表面上的IPA的一部分洒落了，但只要是在短时间内，IPA的液膜就会残留在晶圆W的表面上。因此，通过在该液膜残留期间将晶圆W搬入到内腔室32内，能够在晶圆W的表面干燥之前将晶圆W浸渍到内腔室32的IPA中，从而在抑制图案歪斜的产生的同时交接晶圆W。如果使叉状件411进一步下降，并以将晶圆W的下端部嵌入到晶圆保持构件323 的槽的内侧的方式来保持晶圆W的下端部，则解除叉状件411对晶圆W的保持并使交接臂 41上升，从而使该叉状件411自内腔室32退避。然后，针对第2片晶圆W重复上述的交接动作，从而如图7的(b)中示意性地表示的那样，两片晶圆W呈保持在内腔室32中且成为浸渍在IPA中的状态。在这样进行向内腔室32搬入晶圆W的搬入操作期间，在外腔室31侧，例如电源部 313的输出呈低输出状态。在本例中，将例如外腔室31主体的温度预热到低于例如(X)2的临界温度，且高于设有超临界处理装置3的壳体401内的气氛的温度的、例如左右。此外，如果在内腔室32中保持有两片晶圆W，则利用驱动部352驱动滚珠丝杠 353，从而使内腔室32移动至处理位置(图7的(c))。这时，为了使IPA不会自内腔室32 排出，而使供给/排液管线5M的阀V3呈关闭(在图7的(c)中记为“S”。以下相同)状态，另外，在外腔室31侧，(X)2供给管线511的阀Vl和排气管线531的阀V4也呈关闭状态。然后，若如图4的(b)所示那样使固定板34自待机位置移动至固定位置，则将(X)2 供给管线511侧的送液机构512的阀Vl设为打开(在图8的(a)中记为“0”。以下相同) 状态，且使泵工作而将液体(X)2供给到处理空间310内。若将液体(X)2供给到形成为例如大气压气氛的处理空间310内，则液体(X)2的一部分会汽化而使处理空间310内的压力上升， 从而使气相侧的气氛与液体(X)2呈平衡状态。然后，若一边调节开度一边打开阀V4，以使处理空间310内的气氛呈例如6MPa 9MPa范围内的例如7. 5MPa,则保持自CO2供给管线511供给的(X)2的液体的状态地将气相侧的气氛气体赶出，从而用液体CO2置换处理空间310内(图8的(a))的气氛。这时，电源部313的输出也变为低输出，因而成为将外腔室31主体、处理空间310内的内腔室32、晶圆 W以及液体(X)2等的温度预热为低于(X)2的临界温度且高于外部气氛的温度的、例如左右的状态。此外，如果成为液体(X)2的液面的位置到达至图5中所示的内腔室32的切口部322 的大致下端的位置而液体(X)2能够流入到内腔室32中的状态，则关闭(X)2供给管线511的阀Vl和排气管线531的阀V4，从而密闭外腔室31 (图8的(b))。然后，如图8的(c)所示，将电源部313的输出设为高输出以增加向加热器312的供电量，从而以使处理空间310内的温度变为例如30°C 90°C范围内的40°C的方式进行加热。由于(X)2的临界点是7. 38MPa、31. 1°C，因此，液体CO2会由于该加热操作而变化为超临界状态，从而使(X)2的气液界面消失并使处理空间310内变为充满了超临界状态的(X)2的状态。在此，由于大气压中的IPA的沸点为82. 4°C，因此，在7. 5MPa、40 °C的处理空间310 内，内腔室32内的IPA保持液体的状态，浸渍在IPA中的晶圆W的表面也呈润湿的状态。这时，若如图9的(a)所示那样打开供给/排液管线524的阀V3，则内腔室32内的IPA经由内腔室32的开口部而被超临界状态的(X)2推动，另外，由于重力作用而朝供给/排液管线 524流动。这时，通过将图6所示的切换阀525切换到回收管线523侧，而将自内腔室32流出的IPA回收到IPA贮存部52中。若IPA自与内腔室32的底面相连接的供给/排液管线524流出，则处理空间310 内的超临界状态的CO2会膨胀，且经由上表面侧的开口部而向内腔室32内进入。结果，内腔室32内的IPA自上方侧朝下方侧被置换为超临界状态的CO2,但由于超临界状态的(X)2没有表面张力，因而基本不引起图案歪斜就能够将晶圆W表面的气氛自液体的IPA置换成超临界状态的CO2。另外，这时，通过自内腔室32的上方侧朝下方侧将IPA置换成超临界状态的CO2, 而在排出IPA时将自晶圆W飞散的灰尘与IPA —起朝内腔室32的底部侧的通液口 3 推压使之流动，因此能够抑制这些灰尘的上扬、减小灰尘再次向晶圆W附着的可能性。在此，如已述那样，由于内腔室32具有能够收容两片晶圆W的程度的大小，因而其容积较小。因此，只要将超临界状态的ω2的温度和压力设为相比临界点足够高的状态，将预测到了与膨胀相伴随的温度、压力下降的量的(X)2预先供给到处理空间310内，就能够充分维持(X)2的超临界状态。另外，也可以使加热器312的输出增加，以便即使内腔室32内的IPA被挤出，超临界状态的(X)2膨胀也能维持其超临界状态。此外，这时，利用加热器312，将外腔室31和处理空间310的温度预热为高于外部气氛且低于(X)2的临界温度的温度。因此，即使在例如为了使外腔室31具有耐压性而将外腔室31壁构成为较厚，而使外腔室31的热容量大的情况下，与例如外腔室31的温度下降至与外部气氛相同温度的情况相比，也能够在短时间内将处理空间310内的温度升温至期望的温度。由此，如果将内腔室32内的IPA排出，且将处理空间310内的气氛全部置换为超临界状态的CO2，则关闭供给/排液管线524的阀V3(图9的(b))且打开排气管线531的阀V4，从而将处理空间310内脱压至大气压。结果，使超临界状态的CO2变化为气体的状态，但由于在超临界状态与气体之间不形成界面，因此不使表面张力作用到形成于表面上的图案上就能够对晶圆W进行干燥(图9的(C))。这时，由于在内腔室32中竖立地保持晶圆W，因此，例如即使在附着于晶圆W上的微粒等灰尘顺着IPA、超临界状态的(X)2的流动而飞散的情况下，这些灰尘由于重力而沉降的位置也存在有晶圆W的表面，因此难以发生晶圆W的再次产生污垢。在此，在图9的(C)中所示的例中，示例了在供给液体(X)2时，利用已述的、用于排出外腔室31内的气氛的排气管线531来对处理空间310内进行脱压的情况，但在进行该脱压操作时，为了抑制在处理空间310内由于形成(X)2的上升流而引起的灰尘上扬，例如也可以在外腔室31的底部侧设置脱压时专用的排气管线，一边在处理空间310内形成下降流一边进行脱压。另外，也可以利用与内腔室32的底面相连接的供给/排液管线5M进行脱压。 而且，在对处理空间310内进行脱压时，也可以利用加热器312使处理空间310内部的温度上升，以防止产生如下情况由于(X)2的膨胀而使处理空间310内的温度下降，从而使溶解在超临界状态的(X)2中的IPA在晶圆W表面上凝结。如果利用以上的工艺结束了对晶圆W的超临界处理，则使固定板34退避至退避位置、使盖构件321向前方侧移动而使内腔室32移动至准备位置、使叉状件411进入内腔室 32内从而将结束了处理的晶圆W逐片取出。然后，经由搬出架43将取出的晶圆W交接给第1输送机构121，经过与搬入时相反的路径将晶圆W收容在F0UP7内，从而完成了针对晶圆W的一系列动作。另一方面，如图10的(a)、图10的(b)所示，在移动至晶圆W的准备位置时，内腔室32的温度与刚结束了超临界处理之后的处理空间310的温度相同，被加热至31. 1°C以上的例如40°C 90°C左右的温度。若将挥发性高的IPA供给到被升温至这样的温度的内腔室32中，则IPA的蒸发量会增加，从而使无法回收到IPA贮存部52中的IPA的量增加。另外，有时蒸发了的IPA还扩散到壳体401内导致下降流的排气口 407的后段的除害设备的负荷变高。此外，若内腔室32、用于支承内腔室32的盖构件321等的温度升高，则在将超临界处理之前的晶圆W输送到内腔室32的附近时，有可能使该晶圆W受来自内腔室32的放射热影响而被加热，而促进布满在晶圆W表面上的IPA的干燥，引起图案歪斜。因此，在本实施方式的超临界处理装置3中，如图10的(b)所示，自形成于侧壁构件331上的喷出孔335朝内腔室32喷出冷却用空气，使内腔室32主体、用于支承内腔室32 主体的盖构件321的温度在短时间内下降。结果，如果将内腔室32冷却至例如与周围的气氛的温度相同，或者低于周围的气氛的温度，则将切换阀525的连接对象切换到IPA供给管线521侧并使送液机构522工作，从而自IPA贮存部52供给IPA，而在内腔室32中充满了 IPA的状态下待机直至下一个晶圆的搬入。作为停止对内腔室32进行冷却的时间，为了避免直接将冷却用空气吹送到晶圆W 上而促进了布满在晶圆W上的IPA的蒸发的情况，而考虑将该停止时间设在向内腔室32搬入晶圆W的搬入动作开始之前等。另一方面，在外腔室31侧，将电源部313的输出切换为低输出，从而利用加热器 312使外腔室31主体在维持为已述的预热温度的状态下待机。根据本实施方式的超临界处理装置3，具有以下的效果。在外腔室31的内外移动的内腔室32移动到外腔室31外(例如晶圆W的准备位置)时，能够吹送冷却用空气从而将该内腔室32冷却，另一方面，在外腔室31侧，能够与上述内腔室32独立地加热外腔室31。因此，如上述实施方式的超临界处理装置3那样，例如在搬入晶圆W时，在外腔室 31的外部，将内腔室32冷却而抑制内腔室中的IPA的蒸发、晶圆W的干燥，另一方面，外腔室31维持预热状态，而能够在将液槽移动到处理容器内后，缩短将处理容器内的温度升温至规定的温度所需的时间，从而提高应答性等、实现自由度高的运转。在此，在上述的实施方式中，示例了在内腔室32被搬出后使外腔室31成为温度低于(X)2的临界温度且高于周围的气氛的温度的预热状态，但在内腔室32被搬出并待机的期间中的外腔室31的温度状态不限定于此。例如也可以使来自电源部313的供电停止并关闭加热器312而使外腔室31在自然冷却的状态下待机。只要具有能够独立地冷却被搬出到外腔室31外部的内腔室32的冷却机构，就能够获得抑制内腔室32中的IPA的蒸发、晶圆W的干燥的效果。另外，例如也可以将外腔室31的温度加热至大于CO2的超临界温度的温度并待机，在这种情况下，例如也可以使供给到处理空间310内的液体(X)2直接变为超临界状态， 并将该超临界状态的CO2与内腔室32内的IPA置换。在此，供给到处理容器31中的(X)2并不限定为在液体的状态下进行供给，也可以将预先呈超临界状态(X)2向处理容器31供给。 在这种情况下，加热器311起到维持该(X)2的超临界状态的作用。此外，利用冷却机构来冷却内腔室32的时间并不限定为将IPA供给到该内腔室32 中之前的时间，例如也可以在进行完IPA的供给后，将晶圆W浸渍到IPA中之前的时间来进行冷却。此外，对于利用冷却机构来冷却内腔室的准备位置，不一定非要与用于进行晶圆W 的交接的位置一致。例如也可以在使内腔室32向外腔室31的外部移动时，在用于进行晶圆W的交接的位置的跟前的准备位置处以保持超临界处理后的晶圆W的状态进行对内腔室 32的冷却，然后使冷却后的内腔室32移动至交接位置。此外，用于冷却内腔室32的冷却机构的结构并不限定为如已述那样，自设在侧壁构件331等上的喷出孔335吹送空气等冷却用气体的方式。例如也可以在内腔室32主体的外表面上设置用于使制冷剂流通的流通路径，或者将该内腔室32主体构成为能够使制冷剂在内部流通的夹套(jacket)形状来进行冷却。另外，例如也可以将用珀尔帖元件、制冷剂等冷却后的吸热体压靠到内腔室32的容器的壁面上。此外，关于外腔室31的加热机构，也不限定于利用电阻发热体来形成的情况，例如也可以在外腔室31主体的内部形成用于使热介质流通的流通路径来进行加热。另外，在上述各实施方式中，关于如下的例子进行了说明采用IPA作为供晶圆W 浸渍的液体、采用(X)2作为与该液体进行置换的超临界状态的流体，但各流体的例子并不限定于此。例如也可以替换将干燥防止用的IPA供给到清洗处理后的晶圆W上的情况，而是在将晶圆W浸渍到作为冲洗液(清洗液)的DIW中的状态下，与超临界流体进行置换。另外，例如在利用HFEOlydroFluoro Ether ；氢氟醚)作为超临界流体等的情况下，也可以在将晶圆W浸渍在液体的HFE中的状态下将晶圆W配置到外腔室31内，且将该液体HFE与超临界状态的HFE置换。另外，也可以利用IPA等作为超临界状态的流体。附图标记说明W、晶圆；1、清洗处理系统；2、清洗装置；3、超临界处理装置；31、外腔室；310、处理空间；312、加热器；313、电源部；32、内腔室；331、侧壁构件；335、喷出孔；511、CO2供给管线；521、IPA供给管线力41、冷却用空气供给管线；542、冷却用空气供给部；591、超临界流体供给管线；592、液体排出管线；6、控制部；7、F0U。
权利要求
1.一种基板处理装置，其特征在于， 该基板处理装置具有液槽，其用于保持被处理基板并将该被处理基板浸渍到液体中； 处理容器，在该处理容器中，在将该液槽配置在内部的处理空间中、且将该液槽内的液体置换为超临界状态的流体之后，通过对该处理空间内进行减压而使上述流体成为气体， 从而进行使上述被处理基板干燥的处理；流体供给部，其用于以液体状态或者超临界状态将上述流体供给到该处理容器中； 排液部，其用于将上述液槽内的液体排出；移动机构，其用于使上述液槽在上述处理容器内的处理位置和该处理容器的外部的准备位置之间移动；加热机构，其为了使供给到上述处理容器中的流体成为超临界状态或者维持该超临界状态而加热上述处理空间；冷却机构，其用于对移动到上述准备位置的液槽进行冷却。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，上述液体为挥发性的液体，该液体被供给到由上述冷却机构进行了冷却后的液槽中。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，在利用上述冷却机构对液槽进行了冷却后，将被处理基板浸渍到该液槽内的液体中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于， 上述液槽构成为沿纵向保持被处理基板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置，其特征在于， 上述移动机构构成为使上述液槽沿横向移动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，在上述液槽上一体地设有用于开闭被形成于处理容器上的搬入搬出口的盖构件， 该基板处理装置具有用于阻止堵塞着上述开口部的盖构件的打开的止挡机构。
全文摘要
本发明提供能够在抑制图案歪斜、产生污垢的同时对被处理基板进行干燥的基板处理装置等。液槽(32)在将被处理基板(W)浸渍在液体中的状态下保持该被处理基板(W)，在处理容器(31)中，将该液槽配置在内部的处理空间(310)中，且将该液槽内的液体置换成超临界状态的流体从而进行使被处理基板干燥的处理。移动机构(352、353)使液槽在上述处理容器(31)内的处理位置和该处理容器的外部的准备位置之间移动，设在该处理容器(31)中的加热机构(312)使上述流体变为超临界状态或者使上述流体维持超临界状态，另一方面，冷却机构(334、335)对移动到上述处理容器(31)的外部的准备位置的液槽(32)进行冷却。
文档编号F26B3/04GK102237260SQ201110086730
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年4月8日
发明者上川裕二 申请人:东京毅力科创株式会社