TWI865970B

TWI865970B - 基板處理裝置以及基板處理方法

Info

Publication number: TWI865970B
Application number: TW111144697A
Authority: TW
Inventors: 墨周武; 白川元; 鰍場真樹; 安藤幸嗣; 本野智大
Original assignee: 日商斯庫林集團股份有限公司
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-12-11
Also published as: WO2023119964A1; JP2023092627A; US20250062116A1; JP7733565B2; TW202510248A; KR20240113616A; TWI896412B; TW202331968A; CN118613898A; TW202543090A

Abstract

本發明係具備：處理腔室，係具有用以處理基板之處理空間；支撐部，係以水平姿勢支撐基板且收容於處理空間；流體供給部，係藉由向處理腔室供給處理流體從而於處理空間中使處理流體向固定方向流動；以及流體排出部，係從處理腔室排出處理流體。支撐部係具有與基板的下表面對向之基板對向面，將基板以從基板對向面向上方離開之狀態加以支撐，於處理流體中之在基板與支撐部之間流動之處理流體的層流的路徑中，位於固定方向的下游側之下游路徑係較位於固定方向的上游側之上游路徑還寬。藉此，當藉由處理流體從基板去除液體時，能夠防止該液體再次附著於基板。

Description

基板處理裝置以及基板處理方法

本發明係關於一種藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板之基板處理裝置以及基板處理方法。

日本特願2021-207756(2021年12月22日申請)之說明書、圖式以及申請專利範圍內之揭示內容係藉由參照而全部內容併入本文。

當藉由液體對基板進行濕式處理時，液體會附著於該基板的上表面。作為於該濕式處理後使該基板乾燥之基板處理裝置，已知例如日本特開2021-9875號公報所記載之裝置。該裝置中，在設置於支撐托盤之凹部內支撐基板並藉由超臨界狀態的處理流體對基板執行乾燥處理。

該基板處理裝置中，基板係以使具有微細圖案之上表面朝上方之面朝上(face up)姿勢支撐於支撐托盤。更具體而言，基板係以水平姿勢從凹部之內底面向上方離開一定距離來配置。在此種支撐基板之狀態下，支撐托盤係收容於處理腔室中。該處理腔室中，具有較液體還低之表面張力之處理流體係向固定方向流動。這些處理流體中之沿著基板的上表面流動之處理流體的一部分係進入至形成於基板的上表面的微細圖案之間。因此，能夠效率佳地進行乾燥處理，從而能夠降低乾燥時因表面張力而引起之圖案倒塌之發生風險。

於處理腔室內流動之處理流體的一部分係流入至支撐托盤與基板之間從而形成層流。期望將沿著該層流從基板脫離之液體有效率地從處理腔室排出。然而，在以往的裝置中排出效率未必可以說高，有時從基板脫離之液體會再次附著於基板的上表面。

本發明係鑒於上述課題而完成，目的在於提供一種當藉由處理流體從基板去除液體時能夠防止該液體再次附著於基板之基板處理裝置以及基板處理方法。

本發明之一態樣為一種基板處理裝置，係用以藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板，且具備：處理腔室，係具有用以處理基板之處理空間；支撐部，係以水平姿勢支撐基板且收容於處理空間；流體供給部，係藉由向處理腔室供給處理流體從而於處理空間中使處理流體向固定方向流動；以及流體排出部，係從處理腔室排出處理流體；支撐部係具有與基板的下表面對向之基板對向面，將基板以從基板對向面向上方離開之狀態加以支撐；於處理流體中之在基板與支撐部之間流動之處理流體的層流的路徑中，位於固定方向的下游側之下游路徑係較位於固定方向的上游側之上游路徑還寬。

本發明之另一態樣為一種基板處理方法，係用以藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板，且具備：收容步驟，係將支撐部收容於處理腔室的處理空間，該支撐部係將基板從與基板的下表面對向之基板對向面向上方離開且以水平姿勢加以支撐；以及處理步驟，係藉由向收容有支撐部之處理腔室供給處理流體從而使該處理流體於處理空間中向固定方向流動，並且將沿著基板的上表面向固定方向流動之處理流體以及在支撐部與基板之間流動之處理流體從處理腔室排出，藉此用處理流體處理在處理空間內被支撐部支撐的基板；在處理步驟中，處理流體係沿著路徑流動，該路徑係形成於支撐部與基板之間並且位於固定方向的下游側之下游路徑較位於固定方向的上游側之上游路徑還寬。

在如此構成之發明中，對基板的下表面之處理係藉由在基板與支撐部之間流動之處理流體的層流來進行。該層流的路徑係構成為位於固定方向的下游側之下游路徑係較位於固定方向的上游側之上游路徑還寬。因此，從上游路徑向下游路徑流動之處理流體的壓力損失減小。

如以上般，因減少基板與支撐部之間流動之處理流體的壓力損失，故在藉由處理流體從基板去除液體時能夠防止該液體再次附著於基板。

上述本發明的各態樣所具有之複數個構成要素並非全部為必須，為了解決上述課題的一部分或者全部，或者為了實現本說明書所記載之功效的一部分或者全部，能夠適當地對複數個上述構成要素的一部分的構成要素進行變更、刪除、與新的其他構成要素之替換、限定內容的部分刪除。而且，為了解決上述課題的一部分或者全部，或者為了達成本說明書所記載之功效的一部分或者全部，亦能夠將上述本發明的一態樣所含之技術性特徵的一部分或者全部與上述本發明的其他態樣所含之技術性特徵的一部分或者全部組合，而形成本發明的獨立的一形態。

圖1A係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置的第一實施形態中所裝備之處理單元以及移載機構之俯視圖。圖1B係從鉛直上方觀察作為處理單元之構成零件之蓋構件、支撐托盤以及藉由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。圖2係表示第一實施形態的概略構成之圖，該圖之下方部分係圖示出圖1A之A-A線剖視圖。該基板處理裝置1為用以藉由超臨界流體處理例如半導體基板般之各種基板的上表面之裝置。為了統一表示以下各圖中之方向，如圖1A、圖1B以及圖2所示般設定XYZ正交座標系統。此處，XY平面為水平面，Z方向係表示鉛直方向。更具體而言，(-Z)方向係表示鉛直向下。

此處，作為本實施形態中之「基板」，能夠應用半導體晶圓、光罩用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、電漿顯示用玻璃基板、FED (Field Emission Display；場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板等各種基板。以下主要採用以半導體晶圓之處理中使用之基板處理裝置為例子並參照圖式進行說明，但亦能夠同樣地應用於上面例示之各種基板之處理。

基板處理裝置1係具備處理單元10、供給單元50以及控制單元90。處理單元10係成為超臨界乾燥處理的執行主體，供給單元50係將處理所需之化學物質以及動力供給至處理單元10。

控制單元90係控制這些裝置之各部而實現預定的處理。為了此種目的，控制單元90係具備下述構件等：CPU (Central Processing Unit；中央處理單元)91，係執行各種控制程式；記憶體92，係暫時記憶處理資料；儲存器(storage)93，係記憶CPU91所執行之控制程式；以及介面94，係用以與使用者或者外部裝置進行資訊交換。後述的裝置的動作係藉由CPU91執行預先寫入至儲存器93之控制程式而使裝置各部進行預定的動作來實現。

處理單元10係具備處理腔室100。處理腔室100係具備分別由金屬塊形成之第一構件11、第二構件12以及第三構件13。第一構件11與第二構件12係藉由未圖示之結合構件在上下方向結合，並在＋Y側側面藉由未圖示之結合構件結合有第三構件13，且構成內部為空腔之結構的處理腔室100。該空腔的內部空間係成為對基板S執行處理之處理空間SP。處理對象的基板S係被搬入至處理空間SP內而接受處理。於處理腔室100的－Y側側面形成有在X方向細長地延伸之狹縫狀的開口部101，經由開口部101將處理空間SP與外部空間連通。

於處理腔室100的－Y側側面以堵塞開口部101之方式設置有蓋構件14。於蓋構件14的＋Y側側面以水平姿勢安裝有平板狀的支撐托盤15，支撐托盤15的上表面為能夠載置基板S之支撐面。本實施形態中，對支撐托盤15施加用以防止超臨界乾燥處理中從基板S去除之液體再次附著於基板S之構成。下文將對該支撐托盤15的構成以及功能進行詳述。

蓋構件14係藉由省略圖示之支撐機構在Y方向水平移動自如地支撐。而且，蓋構件14係藉由設置於供給單元50之進退機構53，能夠相對於處理腔室100進退移動。具體而言，進退機構53係例如具有線性馬達、線性導軌(linear guide)、滾珠螺桿機構、螺線管(solenoid)、氣缸等線性運動機構(linear motion mechanism)，這種線性運動機構係使蓋構件14在Y方向移動。進退機構53係根據來自控制單元90之控制指令而動作。

當因蓋構件14向－Y方向移動從而支撐托盤15從處理空間SP經由開口部101向外部拉出時，能夠從外部向支撐托盤15存取(access)。亦即，能夠向支撐托盤15載置基板S以及取出載置於支撐托盤15的基板S。另一方面，因蓋構件14向＋Y方向移動，而支撐托盤15係收容至處理空間SP內。於支撐托盤15載置有基板S之情形時，基板S係與支撐托盤15一起被搬入至處理空間SP(收容步驟)。

於以防止由液體之表面張力引起之圖案倒塌且使基板乾燥為主要目的之超臨界乾燥處理中，為了防止基板S的上表面Sa露出而發生圖案倒塌，以上表面Sa被液膜覆蓋之狀態搬入基板S。作為構成液膜之液體，例如能夠較佳地使用異丙醇(IPA：Ipsopropyl alcohol )、丙酮等表面張力比較低之有機溶劑。

因蓋構件14向＋Y方向移動而堵住開口部101，處理空間SP得以密閉。於蓋構件14的＋Y側側面與處理腔室100的－Y側側面之間設置有密封構件16，保持處理空間SP的氣密狀態。作為密封構件16，能夠使用彈性樹脂材料形成之環狀構件，例如能夠使用由橡膠形成之環狀構件。而且，藉由未圖示之鎖定機構，蓋構件14係相對於處理腔室100得到固定。在如此確保處理空間SP的氣密狀態之狀態下，於處理空間SP內執行對基板S之處理(處理步驟)。

該實施形態中，從設置於供給單元50之流體供給部57對處理單元10供給超臨界處理中能夠利用之物質的流體，例如以氣體或者液體的狀態對處理單元10供給二氧化碳。二氧化碳係在相對低溫、低壓下成為超臨界狀態且具有良好地溶解基板處理中經常使用的有機溶劑之性質，就該點而言是適合超臨界乾燥處理的化學物質。

更具體而言，流體供給部57係輸出超臨界狀態的流體或者以氣狀或者液狀供給且藉由被賦予預定的溫度、壓力而事後成為超臨界狀態之流體來作為處理基板S之處理流體。例如，氣狀或者液狀的二氧化碳係以加壓狀態被輸出。處理流體係經由配管571以及中途夾設之閥572、573而壓送至設置於處理腔室100的＋Y側側面之輸入埠102、103。亦即，根據來自控制單元90之控制指令而閥572、573可打開，藉此處理流體係從流體供給部57被送至處理腔室100(供給步驟)。結果，在處理腔室100內處理流體係從＋Y側向－Y側流動。此種流動方向FD(圖1A以及圖2)係相當於本發明的「固定方向」的一例。

如此被供給之處理流體係於處理腔室100內形成三種層流。這三種中之上段層流(圖3中之符號FL1)係沿著支撐於支撐托盤15之基板S的上表面Sa流動並供給至上表面Sa。而且，中段層流(圖3中之符號FL2)係沿著基板S的下表面Sb流動並供給至下表面Sb。進一步地，下段層流(圖3中之符號FL3)係沿著支撐托盤15的下表面流動。在對這些層流進行說明前，參照圖1B以及圖2對支撐托盤15的構成進行說明。

支撐托盤15的上表面中央區域係成為基板對向面151，用以與基板S的下表面Sb對向且加以支撐。更具體而言，於流動方向FD中，支撐托盤15的中央區域係被精加工為大致平坦的面且作為基板對向面151而發揮功能。而且，於基板對向面151的上游側亦即＋Y側處，從基板對向面151向上方亦即(＋Z)方向豎立設置有兩個供給引導部位152、152。如圖1B所示，供給引導部位152、152係以從X方向夾住與基板對向面151對向且得到支撐的基板S之方式於基板S的＋Y側設置微小間隙(圖3中之符號G1)且鄰接配置。

進一步地，於基板對向面151的下游側亦即－Y側處，從基板對向面151向上方豎立設置有排出引導部位153。如圖1B所示，排出引導部位153係於與基板對向面151對向且得到支撐的基板S的－Y側處，從該基板S以較＋Y側稍寬的間隙(圖3中之符號G2)配置。於供給引導部位152、152以及排出引導部位153設置有支撐構件154(參照圖1B中之部分放大圖)，支撐構件154係從下方以及側方支撐基板S。

這三個支撐構件154係能夠與基板處理裝置1的移載機構200之間授受基板S。更具體而言，如圖1A中的虛線所示，空置狀態的支撐托盤15係從處理腔室100向－Y方向拉出。藉此，支撐托盤15整體係從處理腔室100露出，並且設置於基板對向面151之三個貫通孔155係位於升降銷201的升降路徑上。貫通孔155係具有較升降銷201的外徑稍大之內徑。因此，升降銷201係相對於貫通孔155在鉛直方向Z進退自如。另外，例如日本特開2021-125471號公報所記載般，使用移載機構200的升降銷201而與支撐托盤15之間搬入基板S以及搬出基板S之動作已為人所知。因此，此處省略關於移載動作的說明。

若藉由移載機構200並用支撐托盤15的支撐構件154移載，則基板S係使作為處理對象之上表面(以下有時簡稱作「基板上表面」)Sa朝上而得以保持。此時，供給引導部位152、152以及排出引導部位153的上表面與基板上表面Sa較佳為同一平面，亦即齊平。而且，於保持支撐托盤15之狀態下，藉由於處理腔室100內如以下般流動之處理流體進行處理。

圖3係示意性地表示處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖，該圖中圖示出圖1A之B-B線剖視圖。而且，圖4係示意性地表示升降銷的升降用貫通孔的結構之圖，該圖中圖示圖1A之C-C線剖視圖。藉由使用如上述般構成之支撐托盤15，從流體供給部57供給至處理腔室100之處理流體係如圖3所示般沿著三種流路流動。結果，形成上段層流FL1、中段層流FL2以及下段層流FL3。以下，參照圖1B、圖2以及圖3對處理流體的流路以及層流進行說明。

如圖2所示，從輸入埠102、103到處理空間SP之處理流體的流路17係作為導入流路而發揮功能，用以將從流體供給部57供給之處理流體導入至處理空間SP。具體而言，於輸入埠102連接有流路171。於與輸入埠102的相反側之流路171的端部設置有以流路剖面積急劇擴大之方式形成之緩衝空間172。

以連接緩衝空間172與處理空間SP之方式進一步地設置流路173。流路173係具有上下方向(Z方向)窄且水平方向(X方向)長之寬度寬的剖面形狀，且剖面形狀係於處理流體的流通方向大致固定。與緩衝空間172相反側之流路171的端部係成為面向處理空間SP而開口之噴出口174，處理流體係從該噴出口174導入至處理空間SP內。

理想的是，在支撐托盤15收容於處理空間SP之狀態下，流路173的高度係與處理空間SP的頂面和基板上表面Sa之間的距離相等。而且，噴出口174係面向處理空間SP的頂面與支撐托盤15的基板對向面151之間的間隙而開口。例如，能夠使流路173的頂面與處理空間SP的頂面成為同一平面。如此，噴出口174係面向處理空間SP呈在水平方向細長之狹縫狀開口。來自該噴出口174的處理流體係直接朝向基板上表面Sa流動以及經由供給引導部位152、152的上表面朝向基板上表面Sa流動。該處理流體的大部分係直接沿流動方向FD流動。藉此，形成有在處理空間SP的頂面與基板上表面Sa之間流動之上段層流FL1。

而且，如圖3所示，朝向基板上表面Sa流動之處理流體的一部分係經由供給引導部位152與基板S的間隙G1而向基板S的下表面(以下有時簡稱作「基板下表面」)Sb回繞。然後，該處理流體係在處理空間SP的底面與基板下表面Sb之間沿流動方向FD流動。如此，形成中段層流FL2。構成該中段層流FL2之處理流體係與構成上段層流FL1之處理流體於間隙G2處合流後，進一步地沿流動方向FD流動。

於支撐托盤15的下方亦同樣地形成有處理流體的流路。具體而言，於輸入埠103連接有流路175。於與輸入埠103的相反側之流路175的端部設置有以流路剖面積急劇擴大之方式形成之緩衝空間176。

然後，緩衝空間176與處理空間SP係經由流路177而連通。流路177係具有上下方向(Z方向)窄且水平方向(X方向)長之寬度寬的剖面形狀，且剖面形狀係於處理流體的流通方向大致固定。與緩衝空間176相反側之流路177的端部係成為面向處理空間SP開口之噴出口178，處理流體係從該噴出口178導入至處理空間SP內。

理想的是，流路177的高度係與處理空間SP的底面和支撐托盤15的下表面之間的距離同等。然後，噴出口178係面向處理空間SP的底面與支撐托盤15的下表面之間之間隙而開口。例如，流路177的底面與處理空間SP的底面係能夠形成同一平面。亦即，噴出口178係面向處理空間SP呈在水平方向細長之狹縫狀開口。來自該噴出口178的處理流體係經由供給引導部位152、152的下表面於支撐托盤15與處理空間SP的底面之間沿流動方向FD流動。如此，形成下段層流FL3。

如上述般，在處理空間SP內被區分為上段層流FL1、中段層流FL2以及下段層流FL3流動而來之處理流體係經由如以下般構成之排氣流路18而向處理容器外排出(排出步驟)。在較基板S更靠－Y側處，處理空間SP的頂面與支撐托盤15的基板對向面151均成為水平的平面，兩者保持固定的間隙而平行地對向。該間隙係作為將沿著支撐托盤15的基板對向面151以及基板S的上表面Sa流動之處理流體向流體排出部55引導之排氣流路18的上游區域181而發揮功能。該上游區域181係具有上下方向(Z方向)窄且水平方向(X方向)長之寬度寬之剖面形狀。

上游區域181中之與處理空間SP相反側之端部係連接於緩衝空間182。緩衝空間182為由處理腔室100、蓋構件14以及密封構件16包圍之空間。X方向之緩衝空間182的寬度係與上游區域181的寬度同等或者更大，Z方向之緩衝空間182的高度係大於上游區域181的高度。因此，緩衝空間182係具有大於上游區域181之流路剖面積。

於緩衝空間182的上部連接有下游區域183。下游區域183為貫通第一構件11而設置之貫通孔，第一構件11為用以構成處理腔室100之上部區塊。下游區域183的上端係構成在處理腔室100的上表面開口之輸出埠104，下端係面向緩衝空間182而開口。

如此，本實施形態中，支撐托盤15的上表面側之排氣流路18具有以下之三個區域：上游區域181，係形成於支撐托盤15的基板對向面151與第一構件11的下表面之間；下游區域183，係與流體排出部55相連；以及中間區域(緩衝空間182)，係將上游區域181與下游區域183連通。

同樣地，處理空間SP的底面與支撐托盤15的下表面均成為水平平面，兩者保持固定的間隙而平行對向。該間隙係作為排氣流路18的上游區域185而發揮功能，將沿著支撐托盤15的下表面流動之處理流體引導至流體排出部55。而且，支撐托盤15的下表面側的上游區域185係與支撐托盤15的上表面側同樣地經由緩衝空間186而與下游區域187連接。亦即，支撐托盤15的下表面側中之排氣流路18具有以下之三個區域：上游區域185，係形成於支撐托盤15的下表面與第二構件12的上表面之間；下游區域187，係與流體排出部55相連；以及中間區域(緩衝空間186)，係將上游區域185與下游區域187連通。

於處理空間SP中在支撐托盤15的上方流動之處理流體係經由上游區域181、緩衝空間182以及下游區域183而向輸出埠104送出。輸出埠104係藉由配管551連接於流體排出部55，且於配管551的中途夾設有閥552。

同樣地，於處理空間SP中在支撐托盤15的下方流動之處理流體係經由上游區域185、緩衝空間186以及下游區域187向輸出埠105送出。輸出埠105係藉由配管553連接於流體排出部55，於配管553的中途夾設閥554。

閥552、554係藉由控制單元90控制。根據來自控制單元90的控制指令而閥552、554可打開時，處理空間SP內的處理流體係經由配管551、553回收至流體排出部55。

如上述般構成之基板處理裝置1中，當藉由處理流體從基板S去除液體時，為了防止該液體再次附著於基板S，本實施形態中設置有如下般之特徵性構成。

如圖1B以及圖3所示，在保持於支撐構件154之基板S的＋Y側以及－Y側分別設置有供給引導部位152以及排出引導部位153。而且，存在基板S與供給引導部位152之間的間隙G1以及基板S與排出引導部位153之間的間隙G2。此處，間隙G1、G2係以於流動方向FD中間隙G2的尺寸SG2大於間隙G1的尺寸SG1之方式設置。將這種結構稱作「下游側間隙擴大結構」。亦即，藉由採用下游側間隙擴大結構，於基板S與支撐托盤15之間流動之處理流體的層流亦即中段層流FL2的路徑中，位於流動方向FD的下游側(亦即－Y側)之下游路徑係較位於流動方向FD的上游側(亦即＋Y側)之上游路徑還寬。亦即，下游側的流路剖面積大於上游側的流路剖面積。因此，中段層流FL2的路徑中的壓力損失降低。結果，該路徑中之處理流體的流量係較以往的技術還高，能夠有效率地將從基板S脫離之液體(異丙醇或者丙酮等)從處理腔室100排出。亦即，當藉由處理流體從基板S去除液體時，能夠防止該液體再次附著於基板S。

而且，設置有貫通孔155以供升降銷201鬆動地插入。第一實施形態中，如圖4所示，對貫通孔155的基板對向面151側的開口部155a實施錐形加工(錐形加工結構)。亦即，開口部155a朝向中段層流FL2的路徑呈喇叭狀擴展。構成中段層流FL2之處理流體係經由開口部155a流入至貫通孔155時之電阻係較以往的技術還小，能夠降低壓力損失。結果，藉由採用上述錐形加工結構，獲得與下游側間隙擴大結構相同之作用功效。如此，第一實施形態中，升降銷的升降用貫通孔155係相當於本發明之「第二貫通孔」的一例。另外，關於錐形加工結構，亦可應用於下文將要說明之旁路專用貫通孔(圖7至圖10中之符號156)。

該第一實施形態中，支撐托盤15係相當於本發明的「支撐部」的一例。而且，尺寸SG1、SG2係分別相當於本發明的「供給引導部位相對於基板之離開距離」以及「排出引導部位相對於基板之離開距離」。

圖5係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置的第二實施形態中之蓋構件、支撐托盤以及藉由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。圖6係示意性地表示第二實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖。該第二實施形態與第一實施形態差異很大的點在於排出引導部位153的上表面被精加工為與基板對向面151齊平。亦即，排出引導部位153的上表面係與基板對向面151連續，在流動方向FD中基板S的下游側係開放。因此，沿著基板上表面Sa流動而來之上段層流FL1以及沿著基板下表面Sb流動而來之中段層流FL2係直接被引導至上游區域181。藉由採用這種結構(以下稱作「排出側全開放結構」)，於中段層流FL2的路徑中，位於流動方向FD的下游側(亦即－Y側)之下游路徑係較位於流動方向FD的上游側(亦即＋Y側)之上游路徑大幅地變寬。因此，中段層流FL2的路徑中的壓力損失大幅地降低。結果，較之採用了下游側間隙擴大結構之第一實施形態，能夠更有效率地從處理腔室100排出，能夠更有效地防止液體對再次附著於基板S。

另外，第二實施形態中，雖然於流動方向FD中基板S的下游側全開放，但亦可將排出引導部位153的高度設定得較第一實施形態的該高度還低。亦即，亦可構成為排出引導部位153的上表面係位於較供給引導部位152的上表面還下方，並調整基板S的下游側處的開放程度。藉由採用這種結構(以下稱作「排出側開放調整結構」)，獲得與第二實施形態相同之作用功效。

圖7係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置的第三實施形態中之蓋構件、支撐托盤以及藉由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。圖8係示意性地表示第三實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖，該圖中圖示出圖7之D-D線剖視圖。該第三實施形態與第二實施形態差異很大的點在於在支撐托盤15追加了旁路用的貫通孔156。貫通孔156係設置成於流動方向FD中在基板S的下游側亦即－Y側沿鉛直方向Z貫通排出引導部位153。因此，如圖7中的箭頭所示，構成中段層流FL2之處理流體的一部分係通過基板下表面Sb與基板對向面151之間，並經由上游區域181以及貫通孔156流入至排氣流路18的上游區域185。然後，該處理流體係與構成下段層流FL3之處理流體合流，經由下游區域187以及輸出埠105回收至流體排出部55。亦即，除了升降銷201的升降用貫通孔155以外，亦追加了旁路專用貫通孔156。藉由採用這種結構(以下稱作「旁路追加結構」)，於中段層流FL2之路徑中，位於流動方向FD的下游側(亦即－Y側)之下游路徑係較位於流動方向FD的上游側(亦即＋Y側)之上游路徑還寬。因此，中段層流FL2的路徑中的壓力損失降低。

而且，第三實施形態中，如圖7所示，兩個旁路專用貫通孔156係在與流動方向FD正交之水平方向X，相對基板S分配在＋X側以及－X側而設置。亦即，旁路專用貫通孔156係設置於輸出埠105的附近。因此，如該圖的箭頭所示，構成中段層流FL2之處理流體的一部分係朝向旁路專用貫通孔156擴展，並經由旁路專用貫通孔156以及輸出埠105有效率地排出。

結果，較之採用了下游側間隙擴大結構之第一實施形態，第三實施形態的基板處理裝置1係能夠更有效率地將處理流體從處理腔室100排出。結果，能夠更有效地防止液體再次附著於基板S。如此，第三實施形態中，旁路專用貫通孔156係相當於本發明的「第一貫通孔」的一例。

圖9係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置之第四實施形態中之蓋構件、支撐托盤以及藉由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。圖10係示意性地表示第四實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖，該圖中圖示出圖9之E-E線剖視圖。該第四實施形態與第三實施形態差異很大的點在於基板對向面151的一部分以及排出引導部位153的上表面係被精加工為傾斜面157。該傾斜面157係設置於流動方向FD中之基板對向面151的下游側區域與排出引導部位153的上表面的整個區域，這些區域整體係相當於本發明的「傾斜區域」的一例。該傾斜面157係以隨著向流動方向FD的下游側前進而遠離基板下表面Sb之方式傾斜。另外，圖9中，為了明示傾斜面157，對設置有傾斜面157之區域附加有點。藉由採用這種結構(以下稱作「傾斜結構」)，在中段層流FL2的路徑中，位於流動方向FD的下游側(亦即－Y側)之下游路徑係較位於流動方向FD的上游側(亦即＋Y側)之上游路徑還寬。因此，中段層流FL2的路徑中的壓力損失降低。另外，本實施形態中，雖然傾斜面157的各部分係具有相同傾斜角，但亦可使傾斜角部分不同。例如，亦可在基板對向面151的下游側區域與排出引導部位153的上表面的整個區域使傾斜角不同。而且，亦可使基板對向面151整體傾斜。

而且，第四實施形態中，傾斜目的地係朝向旁路專用貫通孔156。因此，如該圖的箭頭所示，構成中段層流FL2之處理流體的一部分係藉由傾斜面157引導至旁路專用貫通孔156，且經由旁路專用貫通孔156以及輸出埠105而有效率地排出。

結果，第四實施形態的基板處理裝置1中，較之第二實施形態能夠更有效率地從處理腔室100排出，能夠更有功效地防止液體再次附著於基板S。

另外，本發明並不限定於上述實施形態，只要不脫離主旨，便可對上述內容添加各種變更。例如，上述實施形態中，作為降低中段層流FL2的路徑中的壓力損失之具體手段，可使用「下游側間隙擴大結構(圖3)」、「錐形加工結構(圖4)」、「排出側開放結構(圖6)」、「排出側開放調整結構」、「旁路追加結構(圖7至圖10)」以及「傾斜結構(圖10)」，這些結構可單獨採用亦可組合複數個。

而且，如圖2、圖3等所示，支撐托盤15中，基板對向面151係以相對於供給引導部位152的上表面位於較基板S的厚度(鉛直方向Z中的尺寸)稍深的位置方式由支撐構件154保持。此處，藉由使基板對向面151位於較由支撐構件154保持之基板下表面Sb還下方，能夠進一步降低中段層流FL2的路徑中的壓力損失，因此較佳。

以上，按照特定的實施例說明了本發明，但該說明並不意味著以限定的含義來解釋。參考本發明的說明，與本發明的其他實施形態同樣地，所揭示之實施形態的各種變形例對於熟悉該技術之人而言變得顯而易見。因此，認為隨附之申請專利範圍在不脫離發明的真實範圍之範圍內包括該變形例以及實施形態。

本發明能夠普遍地應用於藉由超臨界狀態的處理流體來處理表面附著有液體之基板之基板處理技術。

1:基板處理裝置 10:處理單元 11:第一構件 12:第二構件 13:第三構件 14:蓋構件 15:支撐托盤(支撐部) 16:密封構件 18:排氣流路 50:供給單元 53:進退機構 55:流體排出部 57:流體供給部 90:控制單元 91:CPU 92:記憶體 93:儲存器 94:介面 100:處理腔室 101:開口部 102,103:輸入埠 104,105:輸出埠 151:基板對向面 152:供給引導部位 153:排出引導部位 154:支撐構件 155:升降用貫通孔 155a:(貫通孔155的)開口部 156:旁路專用貫通孔 157:傾斜面 171,173,175,177:流路 172,176,182,186:緩衝空間 174,178:噴出口 181,185:上游區域 183,187:下游區域 200:移載機構 201:升降銷 551,553,571:配管 552,554,572,573:閥 FD:流動方向 FL1:上段層流 FL2:中段層流 FL3:下段層流 G1,G2:間隙 S:基板 Sa:基板上表面(上表面) Sb:基板下表面(下表面) SG1:尺寸(供給引導部位相對於基板之離開距離) SG2:尺寸(排出引導部位相對於基板之離開距離) SP:處理空間 X,Y:水平方向 Z:鉛直方向

[圖1A]係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置的第一實施形態中所裝備之處理單元以及移載機構之俯視圖。 [圖1B]係從鉛直上方觀察作為處理單元的構成零件之蓋構件、支撐托盤以及由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。 [圖2]係表示第一實施形態之概略構成之圖。 [圖3]係示意性地表示處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖。 [圖4]係示意性地表示升降銷(lift pin)的升降用貫通孔的結構之圖。 [圖5]係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置之第二實施形態中的蓋構件、支撐托盤以及由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。 [圖6]係示意性地表示第二實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖。 [圖7]係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置之第三實施形態中的蓋構件、支撐托盤以及由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。 [圖8]係示意性地表示第三實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖。 [圖9]係從鉛直上方觀察本發明的基板處理裝置之第四實施形態中的蓋構件、支撐托盤以及由支撐托盤支撐的基板之俯視圖。 [圖10]係示意性地表示第四實施形態中之處理腔室內的處理流體的流路以及層流之圖。

14:蓋構件

15:支撐托盤

151:基板對向面

152:供給引導部位

153:排出引導部位

174,178:噴出口

G1,G2:間隙

FL1:上段層流

FL2:中段層流

FL3:下段層流

S:基板

Sa:基板上表面(上表面)

Sb:基板下表面(下表面)

SG1:尺寸(供給引導部位相對於基板之離開距離)

SG2:尺寸(排出引導部位相對於基板之離開距離)

X,Y:水平方向

Z:鉛直方向

Claims

一種基板處理裝置，係藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板，且具備：處理腔室，係具有用以處理前述基板之處理空間；支撐部，係以水平姿勢支撐前述基板且收容於前述處理空間；流體供給部，係藉由向前述處理腔室供給前述處理流體，而於前述處理空間中使前述處理流體向固定方向流動；以及流體排出部，係從前述處理腔室排出前述處理流體；前述支撐部係具有與前述基板的下表面對向之基板對向面，將前述基板以從前述基板對向面向上方離開之狀態加以支撐；於前述處理流體中之在前述基板與前述支撐部之間流動之處理流體的層流的路徑中，位於前述固定方向的下游側之下游路徑係較位於前述固定方向的上游側之上游路徑還寬；前述支撐部係具有：供給引導部位，係於前述固定方向在前述基板對向面的上游側處從前述基板對向面向上方豎立設置，將從前述流體供給部供給之前述處理流體引導至前述基板的上表面；以及排出引導部位，係於前述固定方向在前述基板對向面的下游側處從前述基板對向面向上方豎立設置，將沿著前述基板的上表面流動而來之前述處理流體引導至前述流體排出部；前述排出引導部位相對於前述基板之離開距離係較前述供給引導部位相對於前述基板之離開距離還長。
如請求項1所記載之基板處理裝置，其中前述基板對向面係具有：傾斜區域，係以隨著向前述固定方向的下游側前進而遠離前述基板的下表面之方式傾斜。
如請求項1所記載之基板處理裝置，其中前述排出引導部位係具有從上表面貫通至下表面之第一貫通孔，將構成前述層流之前述處理流體經由前述第一貫通孔引導至前述流體排出部。
如請求項3所記載之基板處理裝置，其中前述第一貫通孔的上方側的開口部係以隨著向前述上方前進而內徑增大之方式被精加工。
一種基板處理方法，係藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板，且具備：收容步驟，係將具有供給引導部位以及排出引導部位之支撐部收容於處理腔室的處理空間，前述支撐部係將前述基板從與前述基板的下表面對向之基板對向面向上方離開且以水平姿勢加以支撐，前述供給引導部位係將處理流體引導至前述基板的上表面，前述排出引導部位係引導前述處理流體的排出，且前述排出引導部位相對於前述基板之離開距離係較前述供給引導部位相對於前述基板之離開距離還長；以及處理步驟，係藉由向收容有前述支撐部之前述處理腔室供給前述處理流體從而使前述處理流體於前述處理空間中向固定方向流動，並且將沿著前述基板的上表面向前述固定方向流動之前述處理流體以及在前述支撐部與前述基板之間流動之前述處理流體從前述處理腔室排出，藉此用前述處理流體處理在前述處理空間內被前述支撐部支撐之前述基板；在前述處理步驟中，前述處理流體係沿著路徑流動，前述路徑係形成於前述支撐部與前述基板之間並且位於前述固定方向的下游側之下游路徑較位於前述固定方向的上游側之上游路徑還寬。
一種基板處理方法，係在如請求項1至4中任一項所記載之基板處理裝置中藉由超臨界狀態的處理流體來處理附著了液體的基板，且具備：收容步驟，係將前述基板處理裝置的支撐部收容於前述基板處理裝置的處理腔室的處理空間，前述支撐部係將前述基板從與前述基板的下表面對向之基板對向面向上方離開且以水平姿勢加以支撐；以及處理步驟，係藉由向收容有前述支撐部之前述處理腔室供給前述處理流體從而使前述處理流體於前述處理空間中向固定方向流動，並且將沿著前述基板的上表面向前述固定方向流動之前述處理流體以及在前述支撐部與前述基板之間流動之前述處理流體從前述處理腔室排出，藉此用前述處理流體處理在前述處理空間內被前述支撐部支撐之前述基板；在前述處理步驟中，前述處理流體係沿著路徑流動，前述路徑係形成於前述支撐部與前述基板之間並且位於前述固定方向的下游側之下游路徑較位於前述固定方向的上游側之上游路徑還寬。