JP7663367B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

近年、半導体装置の製造において、処理液により上面が濡れている基板を超臨界状態の処理流体と接触させ、超臨界状態の処理流体で処理液を置換することにより基板を乾燥させる超臨界乾燥処理が行われつつある。特許文献１には、超臨界乾燥方法および当該方法を実施するための装置が記載されている。特許文献１には、最初にチャンバ内の基板の下方に超臨界流体を小流量で供給することにより初期加圧による基板の破損を防止し、チャンバ内の圧力が既定の圧力に到達した後に基板の上面に向けて超臨界流体を大流量で供給することが記載されている。

特開２０１３－２５１５５０号公報

本開示は、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させるにあたって、基板の表面に発生するパーティクルを抑制することができる技術を提供する。

本開示の一態様によれば、パターン形成面に液膜が形成された基板を、超臨界流体を用いて乾燥させる基板処理装置であって、前記基板を収容するとともに前記超臨界流体が供給される処理容器と、前記パターン形成面を上向きにした状態で前記基板を下方から支持するベース部を有し、前記処理容器内において前記基板を保持する基板保持部と、前記ベース部の水平面に対する傾きを検出する第１検出部と、を備えた基板処理装置が提供される。

本開示によれば、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させるにあたって、基板の表面に発生するパーティクルを抑制することができる。

一実施形態に係る基板処理装置の縦断側面図である。 姿勢調整機構の構成の一例を示す概略縦断側面図である。 検出光の照射位置等を説明するための基板保持部の下方から見た平面図である。 検出光の照射位置等を説明するための基板保持部の上方から見た平面図である。 第１変形実施形態における吸着パッドの配置を説明するための基板保持部の上方から見た平面図である。 蓋体の傾きを検出するための測距センサを備えた第２変形実施形態に係る基板処理装置の縦断側面図である。 蓋体への検出光の照射位置を説明するための図６に示した蓋体の正面図である。 蓋体の傾きを検出する傾斜センサを備えた第３変形実施形態に係る基板処理装置の縦断側面図である。 蓋体への傾斜センサの配置を説明するための図８に示した蓋体の正面図である。

基板処理装置の一実施形態としての超臨界乾燥装置１について添付図面を参照して説明する。説明の便宜のため、必要に応じて、各図に表記したＸＹＺ直交座標系を用いて方向を示すこととする。Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。

図１に示すように、超臨界乾燥装置１は、超臨界チャンバとして形成された処理容器１０を有する。処理容器１０の内部には処理空間１２が形成されている。処理容器１０はその側面に、処理空間１２の入り口となる開口部１４を有する。

処理容器１０は、流体供給部１６および流体排出部１８を有する。流体供給部１６には、図示しない超臨界の処理流体（例えば超臨界状態にある二酸化炭素）の供給源から処理流体が供給され（矢印を参照）、流体供給部１６から処理空間１２内に吐出される。流体供給部１６は例えばバーノズルからなる。処理流体は、流体排出部１８を介して処理空間１２の外部に排出される（矢印を参照）。処理流体の供給系および排出系の詳細な説明は省略するが、超臨界乾燥装置における任意の公知の構成を採用することが可能である。

超臨界乾燥装置は、基板保持部２０を有している。図示された実施形態では、基板保持部２０は、水平方向（Ｘ方向）に移動可能なトレイとして形成されており、概ね板状のベース部２２と、ベース部２２の一端に連結された蓋体２４とを有している。

ベース部（ベース部本体）２２の上面には、少なくとも３つ（図示例では４つ）の支持ピン２６が上方に突出するように設けられている。支持ピン２６は、例えば、ベース部（ベース部本体）２２に内蔵されたリニアアクチュエータ２６０（図２を参照）により鉛直方向に昇降させることができる。支持ピン２６は、主に、支持ピン２６により支持されている半導体ウエハ等の基板Ｗの高さ位置の微調整および姿勢（水平面に対する傾き）の微調整を行うために用いることができる。なお、ここでは、支持ピン２６を除くベース部２２の部分（板状部分）をベース部本体とも呼ぶ。

ベース部２２と蓋体２４との間には、ベース部２２の水平面に対する傾きを調整するための姿勢調整機構２８が設けられている。図２に示すように、姿勢調整機構２８は、例えば、コの字形（角括弧形）断面の基体２８１と、基体２８１に取り付けられた全部で８個の可動押しピン２８２とから構成することができる。各可動押しピン２８２はリニアアクチュエータ２８３により鉛直方向に移動させることができる。リニアアクチュエータ２８３は例えばボールねじを備えていてもよい。８個の可動押しピン２８２は２組に分けられている。図４に概略的に示されるように、第１組の４つの可動押しピン２８２が蓋体２４の一側に、第２組の４つの可動押しピン２８２が蓋体２４の他側に、それぞれ設けられている。この構成によれば、各可動押しピン２８２の先端の高さ位置（Ｚ方向位置）を調節することにより、ベース部２２の水平面に対する傾き（詳細には、傾き方向および傾き量の両方）を自由に調節できることは明らかである。姿勢調整機構２８の構成は、図２に示されたものに限定されるものではなく、ベース部２２の水平面に対する傾きを自由に調整できるのであれば任意の構成を採用することができる。

基板保持部２０は「処理位置（後述する図６および図８に示す位置）」と「退避位置（図１に示す位置）」との間で水平方向に進退可能である。基板保持部２０が処理位置にあるときには、蓋体２４が処理容器１０の開口部１４に挿入されて開口部１４を密閉し、また、ベース部２２が処理空間１２に収容される。基板保持部２０が退避位置にあるときに、蓋体２４が開口部１４を開放し、ベース部２２が処理空間１２の外側に退出する。

処理容器１０は、台座３０に固定されている。台座３０は、例えば、Ｘ方向を長辺方向とし、Ｙ方向を短辺方向とする平面視で概ね長方形の形状に構成することができる。台座３０は、基板処理装置の機枠４０（フレーム）に対して、３つ以上（例えば４つ）の昇降アクチュエータ３２を介して取り付けられている。機枠４０は、超臨界乾燥装置の様々な構成要素が固定される不動の構造物と見なすことができる。昇降アクチュエータ３２は長方形の台座３０の四隅に設けることができる。昇降アクチュエータ３２は、例えば電気回転モータとボールねじ等を有するリニアアクチュエータとすることができる。

台座３０の上には水平方向（Ｘ方向）に延びるガイドレール３４が設けられている。ガイドレール３４の上には、図示しない駆動機構（例えば走行体３６に内蔵されている）が発生する駆動力によりガイドレール３４に沿って移動する走行体３６が設けられている。走行体３６にはアーム３８を介して、基板保持部２０が取り付けられている。従って、走行体３６をガイドレール３４に沿って移動させることにより、基板保持部２０を前述した処理位置と退避位置との間で移動させることができる。

退避位置にある基板保持部２０の下方には、図示しない基板リフター移動機構により鉛直方向に昇降可能な基板リフター６０が設けられている。基板リフター６０は３本以上（図示例では３本）のリフトピン６２を有する。基板リフター６０を上昇させて上昇位置に位置させることにより、基板保持部２０（詳細には支持ピン２６）により支持された基板Ｗをリフトピン６２の先端で支持して持ち上げることができる。これを可能とするために、ベース部２２にはリフトピン６２が通ることができる貫通孔が設けられている。貫通孔の位置は図３および図４において、参照符号６２Ｐで示されている。

基板リフター６０が上昇位置にあるときに、図１のＹ方向奥側から手前側に向けて超臨界乾燥装置１内に進入してきた図示しない基板搬送アームと、基板リフター６０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。つまり、基板Ｗの搬入時には、以下の手順（Ｓ１）～（Ｓ３）を実行することにより、処理前の基板Ｗの搬入を行うことができる。（Ｓ１）基板保持部２０を退避位置に位置させた状態で、空の基板リフター６０を上昇位置に位置させる。（Ｓ２）図示しない基板搬送アームが基板リフター６０のリフトピン６２上に基板Ｗを置く。（Ｓ３）基板搬送アームをベース部２２の上方から退避させた後に基板リフター６０を下降させ、これにより基板Ｗを基板リフター６０からベース部２２の支持ピン２６に渡す。処理後の基板Ｗの搬出時には上記と逆の手順を実行すればよい。

基板リフター６０は上下方向のみに移動可能に構成してもよく、この場合も、基板リフター６０とその周辺部品との干渉を回避することは可能である。これに代えて、基板リフター６０を上下方向だけでなくＹ方向（図１の紙面奥行き方向）にも移動可能に構成してもよい。こうすることにより、基板リフター６０とその周辺部品との干渉を回避することが容易となる。

超臨界乾燥装置１は、複数の測距センサを有している。測距センサは、例えば、赤外線あるいはレーザ等を用いた光学的な測距センサとすることができる。測距センサは、機枠４０それ自体または機枠４０に固定された図示しないセンサ保持体に固定されている。複数の測距センサには、複数（図示例では４つ）の第１の測距センサ５１、複数（図示例では５つ）の第２の測距センサ５２、複数（図示例では５つ）の第３の測距センサ５３、および複数（図示例では４つ）の第４の測距センサ５４が含まれる。

第１の測距センサ５１は、退避位置（図１に示した位置）にある基板保持部２０のベース部２２の下方に位置し、第１の測距センサ５１の各々から基板保持部２０のベース部２２の下面までの鉛直方向距離（Ｚ方向に沿って測定した距離）を測定する。

第２の測距センサ５２は、退避位置にある基板保持部２０のベース部２２の下方に位置し、第２の測距センサ５２の各々から基板保持部２０のベース部２２上（詳細には支持ピン２６上）に支持された基板Ｗの下面までの鉛直方向距離を測定する。第２の測距センサ５２のセンサ光を基板Ｗの下面までに到達させるため、基板保持部２０のベース部２２には、第２の測距センサ５２と同数の貫通孔が設けられている。貫通孔は、基板保持部２０が退避位置にあるときに、第２の測距センサ５２の光軸（センサ光の光路）上に位置する。貫通孔は、例えば図３および図４において参照符号５２ｐで示した位置に設けることができる。

第２の測距センサ５２のセンサ光が基板Ｗの下面に到達可能でありさえすれば、第２の測距センサ５２と同数の貫通孔が設けられていなくてもよい。つまり、ベース部２２に、何らかの切り欠きが設けられていればよい。

第３の測距センサ５３は、退避位置にある基板保持部２０のベース部２２の上方に位置し、第３の測距センサ５３の各々から基板保持部２０のベース部２２上に支持された基板Ｗの上面（詳細には基板Ｗの上面に形成された液膜の表面）までの鉛直方向距離を測定する。

第４の測距センサ５４は、台座３０の四隅の上方に位置し、第４の測距センサ５４の各々から台座３０の四隅までの鉛直方向距離を測定する。第４の測距センサ５４の測定値に基づき、水平面に対する台座３０の傾き（台座３０の上面の傾き）を検出することができる。

図３では、第１の測距センサ５１のセンサ光のベース部２２の下面への照射位置５１ｐの例が黒丸で示されている。破線で示す大きな丸Ｗｅは基板Ｗの周縁（エッジ）の位置を示している。第１の測距センサ５１のセンサ光の照射位置５１ｐは、平面視で基板Ｗの周縁近傍にある。照射位置５１ｐは、基板Ｗの中心を中心とする円の円周上であってかつ円周をＮ等分（Ｎは第１の測距センサの数であり、図示例では４である）した角度位置にそれぞれ配置されている。

第１の測距センサ５１の検出値に基づいて、水平面（重力方向に垂直な平面）に対するベース部２２の傾き方向および 傾き量（傾き角度）を特定することができる。Ｎが３以上であれば、ベース部２２の傾き方向および傾き量を特定することができることは明らかであるが、ここではＮ＝４として冗長化することにより測定信頼性を高めている。

なお、超臨界乾燥装置１の据え付け時に第１の測距センサ５１の校正（機械的な校正、電気的な校正、演算処理上の校正のいずれでもよい）がなされており、例えば、測定対象面（ここではベース部２２の下面）が水平であるなら、第１の測距センサ５１の検出値が全て同じになるようになっている。この点については、第２～第４の測距センサにおいても同じである。

図３では、第２の測距センサ５２のセンサ光の基板Ｗ下面への照射位置５２ｐの例が白丸で示されている。第２の測距センサ５２のセンサ光の照射位置５２ｐは、基板Ｗの中心に１つ、周縁近傍に４つある。基板Ｗの周縁近傍の４つの照射位置５２ｐは、基板Ｗの中心を中心とする円の円周上であってかつ円周を４等分した角度位置にそれぞれ配置されている。

第２の測距センサ５２の検出値に基づいて、水平面に対する基板Ｗの傾き方向および傾き量（傾き角度）を特定することができる。基板Ｗの表面にはＩＰＡ液膜が存在しているため、基板Ｗの表面側から基板Ｗそれ自体の傾きを精確に測定することは困難であるが、基板Ｗの裏面に検出光を照射することにより基板Ｗの傾きを精確に測定することが可能となる。

また、基板Ｗの中心にも第２の測距センサの照射位置５２ｐが設定されているため、基板Ｗに撓みが生じていた場合には、その撓みも検出することができる。第２の測距センサ５２の数は５つに限定されるものではなく、求められる冗長性に応じて変更することができる。

図３に示すように、２つのアーム３８を基板保持部２０の蓋体２４の両側に取り付けることが好ましい。そうすることにより、アーム３８がその移動範囲内において第１の測距センサ５１および第２の測距センサ５２に対して干渉（衝突）しないことが保証される装置設計（部品レイアウト）が容易となる。

図４では、第３の測距センサ５３のセンサ光の基板Ｗの上面（詳細には上面にある液パドルの表面）への照射位置５３ｐの例が、ハッチングが付けられた丸で示されている。第３の測距センサ５３のセンサ光の照射位置５３ｐは、第２の測距センサ５２と同様に、基板Ｗの中心に１つ、周縁近傍に４つ設定されている。図示例では、第３の測距センサ５３のセンサ光の照射位置５３ｐは、第２の測距センサ５２のセンサ光の照射位置５２ｐを、基板Ｗの中心周りに４５度ずらした位置にあるが、これに限定されるものではない。

第３の測距センサ５３の検出値に基づいて、基板Ｗの上面にある液膜（パドル）の液面の高さおよびその均一性を検出することができる。液面の高さが高すぎると、処理容器１０の処理空間１２を画定する天井壁の下面に液が接触するおそれがある。液面の高さが低すぎると、早期の乾燥により、乾燥不良が生じるおそれがある。液面高さが不均一な場合には、上記天井壁の下面への液の局所的な接触が生じるおそれがある。また、液面高さが不均一である場合には、液膜の厚さが不均一である可能性があり、この場合、局所的な乾燥不良、パーティクルの大量発生またはパターン倒壊が生じるおそれがある。

なお、ベース部２２の上面に設けられた例えば４つの支持ピン２６は、例えば第３の測距センサ５３のセンサ光の照射位置５３ｐ（周縁近傍の４つ）の真下に設けることができる。これに代えて、４つの支持ピン２６を、基板Ｗの中心を中心とする円の円周を４等分した角度位置に配置してもよい。

図１に示すうように、超臨界乾燥装置１は制御部１００を有する。制御部１００は、たとえばコンピュータであり、演算部１０１と記憶部１０２とを備える。記憶部１０２には、超臨界乾燥装置１（または超臨界乾燥装置１を含む基板処理システム）において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。演算部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって超臨界乾燥装置の動作を制御する。プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１００の記憶部１０２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憶媒体としては、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。

次に、超臨界乾燥装置１の動作、特に基板搬送アーム（図示せず）から基板リフター６０を介して退避位置にある基板保持部２０の支持ピン２６に基板Ｗが渡された時点から、当該基板Ｗの処理のために基板保持部２０が退避位置から処理位置まで移動する時点までの動作について説明する。なお、この基板Ｗは、例えば、その表面（パターン形成面）にＩＰＡのパドル（液膜）が形成され、かつ、その表面のパターンの凹部内がＩＰＡで満たされている。この基板Ｗは、例えば、図示しない枚葉式洗浄装置において（１）ウエットエッチング、薬液洗浄等の薬液処理、（２）薬液をリンス液により洗い流すリンス処理、（３）リンス液をＩＰＡに置換してＩＰＡのパドル（液膜）を形成するＩＰＡ置換処理が順次施されたものである。多くの場合、複数の超臨界乾燥装置１と複数の上記枚葉式洗浄装置とが組み合わされて１つの基板処理（液処理および乾燥）システムが形成され、この基板処理システム内で、上記基板搬送アームにより基板が搬送される。

以下に説明する動作は、制御部１００の記憶部１０２に記憶されるか制御部１００の上位コンピュータから送信された処理レシピに基づいて、制御部１００の制御の下で自動的に実施される。

＜調整工程１：台座３０の水平出し＞
まず、退避位置にある基板保持部２０の支持ピン２６上に表面（パターン形成面）を上向きにして置かれた基板Ｗに対して、第１～第３の測距センサ５１～５３の各々から検出光が照射され、また台座３０の上面の四隅に第４の測距センサ５４からの検出光が照射される。そして、第４の測距センサ５４の検出結果に基づいて、台座３０の水平面に対する傾きが検出される。傾きが許容範囲を超えていた場合には、４つの昇降アクチュエータ３２の１つ以上を適宜動作させることにより台座３０の水平出しが行われる。なお、台座３０の水平出し（傾き調整）は、基板処理直前のこのタイミングに限らず、基板の処理後、待機時（例えば基板Ｗが超臨界乾燥装置１から搬出された後に次の基板Ｗの搬入を待っているとき）に行ってもよい。台座３０の水平出しは、超臨界乾燥装置１の運転時の任意のタイミングで行うことができ、例えば超臨界乾燥処理中に行ってもよい。

＜調整工程２：ベース部２２の水平出し＞
次に、再び第１～第４の測距センサ５１～５４の各々から検出光が照射される。そして、第１の測距センサ５１の検出結果に基づいて、ベース部２２の水平面に対する傾きが検出される。傾きが許容範囲を超えていた場合には、基板保持部２０に設けられた姿勢調整機構２８を動作させることにより、ベース部２２の水平出しが行われる。

＜調整工程３：基板Ｗの水平出し＞
次に、第１～第４の測距センサ５１～５４の各々から検出光が照射される。そして、第２の測距センサ５２の検出結果に基づいて、ベース部２２上にある基板Ｗの水平面に対する傾きが検出される。傾きが許容範囲を超えていた場合には、ベース部２２に設けられた支持ピン２６を動作させることにより、基板Ｗの水平出しが行われる。

＜調整工程４：基板Ｗの高さ調整＞
次に、第１～第４の測距センサ５１～５４の各々から検出光が照射される。そして、 第３の測距センサ５３の検出結果に基づいて、ベース部２２上にある基板Ｗの表面上にあるＩＰＡパドルの表面の高さが検出される。高さが許容範囲を超えていた場合には、ベース部２２に設けられた支持ピン２６を動作させることにより、基板Ｗの高さを適正な高さまで下げる。

＜調整工程５：最終確認＞
次に、第１～第４の測距センサ５１～５４の各々から検出光が照射される。第１～第４の測距センサ５１～５４の検出値から求められた台座３０の水平面に対する傾き、ベース部２２の水平面に対する傾き、基板Ｗの水平面に対する傾き、基板Ｗの表面上にあるＩＰＡパドルの表面の高さの全てに問題が無ければ、基板保持部２０を処理位置に移動させて超臨界乾燥処理を開始することができる。

超臨界乾燥処理は、本件出願人の先行出願（例えば特開2020－170873号、その他多数有り）などに記載された公知の方法で実行することができる。例えば、超臨界状態の処理流体（例えば二酸化炭素）の供給源（図示せず）から処理空間１２内に処理流体を供給することにより処理空間１２内を所定の圧力まで昇圧し（昇圧工程）、その後、処理空間１２内に超臨界流体を流通させることにより基板Ｗ上のＩＰＡを処理流体で置換する（流通工程）。置換が完了したら処理空間１２内から処理流体を排出して処理空間１２を常圧まで減圧する。これにより超臨界状態の処理流体が気化し、パターン倒壊を防止しつつ基板Ｗを乾燥させることができる。このとき基板Ｗの表面が傾いていると、ＩＰＡ膜厚の面内均一性が悪化し、これにより超臨界流体置換の面内均一性の悪化が生じ、これによりパターン倒壊またはパーティクルレベルの悪化が生じることがある。しかしながら、本実施形態によれば、基板Ｗの表面を安定して水平に維持することができ、望ましい処理結果を得ることができる。

（１）台座３０の水平面に対する傾きの調整（台座３０の水平出し）、（２）ベース部２２の水平面に対する傾きの調整（ベース部２２の水平出し）、（３）基板Ｗの水平面に対する傾きの調整（基板Ｗの水平出し）、（４）基板Ｗの表面上にあるＩＰＡパドルの表面の高さの調整（基板の高さの調整）の全てを各基板Ｗの処理の前に実行することが好ましい。しかしながら全ての調整を行うにはある程度の時間がかかる。調整に時間をかけすぎるとＩＰＡパドルが乾燥し、パドルの膜厚が薄くなったり、あるいは部分的にパドルが消失して基板Ｗの表面が露出するおそれがある。この場合も、パターン倒壊またはパーティクルレベルの悪化が生じることがある。

上記の問題が生じることを防止するため、基板Ｗが基板保持部２０に搬入されてから予め定められた時間が経過したら、上記（１）～（４）の調整を途中で停止し、基板保持部２０を処理位置に移動させて超臨界乾燥処理を開始させてもよい。この場合、残りの調整は次の基板Ｗが基板保持部２０に搬入された時に行えばよい。つまり、例えば、１枚目の基板Ｗに対して上記（１）および（２）の調整が終了した時点で予め定められた時間が経過したら、調整はその時点で終了して、上記（３）および（４）の調整は２枚目の基板Ｗに対して行ってもよい。

第１変形実施形態として、図５に示す位置に、ベース部２２の上面に吸着パッド７０を設けてもよい。吸着パッド７０を配置する位置は、例えば、平面視で、第２の測距センサ５２の基板Ｗ下面への照射位置の近くにすることができる。なお、ベース部２２の中央部には、第２の測距センサ５２からの検出光を通すための貫通孔（図３における５２ｐの位置）があるため、この貫通孔を囲むように３つの吸着パッド７０が配置されている。なお、吸着パッド７０を設けた場合には、基板の水平出しおよび高さ調節は下記の手順により行うことができる。すなわち、まず、第２の測距センサ５２による検出結果に基づいて支持ピン２６を昇降させて、基板Ｗの水平出しを行う。このとき、支持ピン２６の昇降量に応じた基板Ｗの変位が第２の測距センサ５２により検出されない場合には、基板Ｗが沿っていると判断する。そして、支持ピン２６の昇降量に応じた基板Ｗの変位が認められない支持ピン２６に最も近い吸着パッド７０を用いて基板Ｗを吸着することにより当該支持ピン２６に基板Ｗを密接させればよい。そうすれば、当該支持ピン２６による基板Ｗの高さ調節が可能となる。

例えば、各吸着パッド７０をベース部２２に対して上下方向に昇降可能に設けてもよい。そうすることにより、基板Ｗの水平出しおよび高さ調節に加えて、基板Ｗの反りの修正も行うことができる。この場合、吸着パッド７０は、例えば、リニアアクチュエータ（図示せず）を介してベース部２２に取り付けることができる。この場合は、前述した第３工程および第４工程は、各吸着パッド７０の高さを調節することにより行うことができる。

基板Ｗの反り具合に関わらず基板Ｗを常に吸着パッド７０で吸着する場合には、支持ピン２６を設けなくてもよい。基板Ｗの反り具合に応じて吸着パッド７０を用いるか用いないかを決定する場合には、例えば、吸着パッド７０を用いるときに支持ピン２６の高さを下げてもよい。

第２および第３変形実施形態として、ベース部２２の水平面に対する傾きを、ベース部２２と一体の蓋体２４の傾きを検出することにより間接的に検出するデバイス（蓋体傾き検出デバイス）を設けてもよい。

第２変形実施形態の構成が図６および図７に示されている。第２変形実施形態は、蓋体傾き検出デバイスとして複数の第５の測距センサ５５を備えている。第５の測距センサ５５は、第１～第４の測距センサ５１～５４と同様に、赤外線あるいはレーザ等を用いた光学的な測距センサとすることができ、機枠４０それ自体または機枠４０に固定された図示しないセンサ保持体に固定される。図６に示すように基板保持部２０が処理位置に位置しているときに、第５の測距センサ５５は、蓋体２４の前面２４Ｆ（これは鉛直面である）に設定された複数（好ましくは３つ以上の、図示例では４つ）の照射位置５５ｐに対してセンサ光を照射する。各測距センサ５５と照射位置５５ｐまでの距離に基づいて、各照射位置５５ｐの座標を特定することができ、これに基づいて蓋体２４の傾きを検出することができる。照射位置５５ｐを３つ以上設定することにより、蓋体２４の任意の方向に関する傾きを検出することができる。

第３変形実施形態の構成が図８および図９に示されている。第３変形実施形態は、蓋体傾き検出デバイスとして１つ以上の傾斜センサ５６を有している。傾斜センサ５６が多軸センサ（異なる方向を向いた２つ以上の軸周りの角度位置を検出することができるもの）の場合には、傾斜センサ５６の数は１つでよく、この場合、傾斜センサ５６（５６Ｆ）を例えば蓋体２４の前面２４Ｆに設けることができる。傾斜センサ５６が一軸センサ（１つだけの軸周りの角度位置を検出することができるもの）の場合には、傾斜センサ５６を蓋体２４の異なる方向を向いた２つの面（例えば前面２４Ｆおよび側面２４Ｓ（これは前面２４Ｆに対して垂直である）に設けることができる。なお、側面２４Ｓに傾斜センサ５６（５６Ｓ）を設ける場合には、基板保持部２０が処理位置に位置しているときに蓋体２４が処理容器１０の前面よりも前方に突出して、蓋体２４の側面２４Ｓが処理容器１０により覆われないようにすることが好ましい。

上記の第２および第３変形実施形態によれば、基板保持部２０が処理位置に位置する基板Ｗの乾燥処理中あるいは乾燥処理開始の直前に、蓋体２４の傾きに基づいてベース部２２の傾きを検出することができる。このため、例えば基板保持部２０と処理容器１０との間で不適切な干渉が生じることによりベース部２２（つまりその上の基板Ｗ）が傾いたときに、そのような事象が生じたことを検出することができる。ベース部２２の異常な傾きが検出されたときには、制御部１００がアラームを発生させてオペレータに異常が生じたことを通知してもよいし、超臨界乾燥装置１の運転を停止させてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

基板Ｗは例えば半導体ウエハであるが、これに限定されるものではなく半導体装置製造の分野で用いられる他の基板（セラミック基板、ガラス基板）であってもよい。

Ｗ 基板
１０ 処理容器
２０ 基板保持部
２２ ベース部
５１ 第１検出部

Claims (15)

1. パターン形成面に液膜が形成された基板を、超臨界流体を用いて乾燥させる基板処理装置であって、
   前記基板を収容するとともに前記超臨界流体が供給される処理容器と、
   前記パターン形成面を上向きにした状態で前記基板を下方から支持するベース部を有する基板保持部であって、前記処理容器内において前記基板に超臨界処理を用いた乾燥が行われているときに前記処理容器内において前記基板を保持する前記基板保持部と、
   前記ベース部の水平面に対する傾きを検出する第１検出部と、
   を備えた基板処理装置。
2. 前記ベース部の水平面に対する傾きを調整する姿勢調整機構と、
   前記第１検出部の検出結果に基づいて前記姿勢調整機構を制御することにより前記ベース部の水平出しを行う制御部と、
   をさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記処理容器は、基板を収容するための開口部を有し、
   前記基板保持部は、前記ベース部に接続されるとともに前記開口部を塞ぐ蓋体を含み、
   前記基板保持部は、処理位置と退避位置との間で進退可能であり、
   前記基板保持部が前記処理位置にあるときに、前記蓋体が前記開口部を塞ぐとともに前記ベース部が前記処理容器内に収容され、
   前記基板保持部が前記退避位置にあるときに、前記蓋体が前記開口部を開放するとともに前記ベース部が前記処理容器の外に退出し、
   前記第１検出部は、前記基板保持部が前記退避位置にあるときの前記ベース部の水平面に対する傾きを検出することができる位置に設けられている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記第１検出部は、前記退避位置にある前記基板保持部の前記ベース部の下方に設けられている、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記第１検出部は、前記ベース部の下面の３か所以上の高さ位置を測定することができる３つ以上の光学的センサを含む、請求項３または４に記載の基板処理装置。
6. 前記ベース部に支持された前記基板の上面に形成された液膜の表面の高さ位置を検出する第２検出部をさらに備えた、請求項３から５のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記第２検出部は、前記退避位置にある前記基板保持部の前記ベース部の上方に設けられている、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記ベース部は、ベース部本体と、前記ベース部本体から上方に突出して前記基板を下方から支持する複数の支持部材と、前記ベース部本体に対して前記複数の支持部材を昇降させる昇降機構と、を有しており、
   前記制御部は、前記第１検出部の検出結果に基づき前記姿勢調整機構による前記ベース部の水平出しを行った後に、前記第２検出部の検出結果に基づき前記昇降機構による前記液膜の表面の高さ位置の調節を行う、請求項３が請求項２を引用する場合における請求項６または７に記載の基板処理装置。
9. 前記ベース部により支持された前記基板の水平面に対する傾きを検出する第３検出部をさらに備えた、請求項３から８のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記第３検出部は、前記退避位置にある前記基板保持部の前記ベース部の下方に設けられている、請求項９に記載の基板処理装置。
11. 前記第３検出部は、前記ベース部の下面の３か所以上の高さ位置を測定することができる３つ以上の光学的センサを含み、前記光学的センサから照射される光が前記基板の下面に照射されることを可能とする切り欠きが前記ベース部に設けられている、請求項９または１０に記載の基板処理装置。
12. 前記制御部は、前記第１検出部の検出結果に基づき前記姿勢調整機構により前記ベース部の水平出しを行った後であってかつ、前記第２検出部の検出結果に基づき前記昇降機構による前記液膜の表面の高さ位置の調整の実行と同時、若しくはその前、若しくはその後に、前記第３検出部の検出結果に基づき前記昇降機構により前記基板の水平出しを行う、請求項９が請求項８を引用する場合における請求項９から１１のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. パターン形成面に液膜が形成された基板を、処理容器内において前記パターン形成面を上向きにして基板保持部により保持させた状態で超臨界流体を用いて乾燥させる基板処理方法であって、前記超臨界流体を用いた乾燥を行う前に実行される工程として、
    前記パターン形成面を上向きにした状態で前記基板を下方から支持する前記基板保持部のベース部の水平面に対する傾きを検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程の検出結果に基づいて、前記ベース部の水平出しを行うベース部水平出し工程と、
    を備えた基板処理方法。
14. 前記超臨界流体を用いた乾燥を行う前に実行される工程として、
    前記ベース部に支持された前記基板の上面に形成された液膜の表面の高さ位置を検出する第２検出工程と、
    前記第１検出工程の検出結果に基づき前記ベース部の水平出しを行った後に、前記第２検出工程の検出結果に基づき前記液膜の表面の高さ位置の調節を行う液膜高さ調節工程と、
    をさらに備えた請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 前記超臨界流体を用いた乾燥を行う前に実行される工程として、
    前記ベース部により支持された前記基板の水平面に対する傾きを検出する第３検出工程と、
    前記第１検出工程の検出結果に基づき前記ベース部の水平出しを行った後であってかつ、前記第２検出工程の検出結果に基づく前記液膜の表面の高さ位置の調整の実行と同時に、若しくはその前に、若しくはその後に、前記第３検出工程の検出結果に基づき前記基板の水平出しを行う、請求項１４に記載の基板処理方法。

Images