TWI907585B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

Abstract

[課題] 提供一種「在使用了超臨界狀態之處理流體的乾燥時，可抑制晶圓之圖案倒塌」的基板處理裝置及基板處理方法。 [解決手段] 基板處理裝置，係具備有：處理容器；及處理流體供給部，將超臨界狀態的處理流體供給至處理容器，處理流體供給部，係具有：流體供給管線，一方被連接於流體供給源，另一方被連接於處理容器；冷卻部，被介設於流體供給管線，冷卻氣體狀態的處理流體，生成液體狀態的處理流體；泵，被介設於流體供給管線，並被設置於冷卻部的下游側；加熱部，被介設於流體供給管線，並被設置於泵的下游側，加熱液體狀態的處理流體，生成超臨界狀態的處理流體；第1流量調整部，被介設於流體供給管線，並被設置於泵與加熱部之間，調整被供給至處理容器之處理流體的供給流量；及控制部，控制第1流量調整部。

Description

基板處理裝置及基板處理方法

本揭示，係關於基板處理裝置及基板處理方法。

在將集成電路之層積構造形成於半導體晶圓(以下，稱為晶圓)等的基板之表面的半導體裝置之製造工程中，係進行藥液洗淨或溼蝕刻等的液處理。在藉由像這樣的液處理去除附著於晶圓之表面的液體等時，近年來，係持續利用使用了超臨界狀態之處理流體的乾燥方法。

在專利文獻1，係揭示有一種「流體供給槽通過供給管線被連結於處理容器」的基板處理裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2018-81966號公報

[本發明所欲解決之課題]

本揭示，係提供一種「在使用了超臨界狀態之處理流體的乾燥處理時，可抑制晶圓之圖案倒塌」的基板處理裝置及基板處理方法。 [用以解決課題之手段]

本揭示之一態樣的基板處理裝置，係具備有：處理容器，具有可收容表面因液體而呈濕潤狀態之基板的處理空間；及處理流體供給部，朝向前述液體將超臨界狀態的處理流體供給至前述處理容器，前述處理流體供給部，係具有：流體供給管線，一方被連接於流體供給源，另一方被連接於前述處理容器；冷卻部，被介設於前述流體供給管線，冷卻氣體狀態的前述處理流體，生成液體狀態的前述處理流體；泵，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述冷卻部的下游側；加熱部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵的下游側，加熱液體狀態的前述處理流體，生成超臨界狀態的前述處理流體；第1流量調整部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵與前述加熱部之間，調整被供給至前述處理容器之前述處理流體的供給流量；及控制部，控制前述第1流量調整部。 [發明之效果]

根據本揭示，在使用了超臨界狀態之處理流體的乾燥處理時，可抑制晶圓之圖案倒塌。

以下，參閱附加圖面，詳細地說明本案所揭示之基板處理系統及處理流體供給方法的實施形態。另外，本揭示並不受以下所示的實施形態所限定。又，圖面為示意圖，需要注意的是，各要素之尺寸的關係、各要素的比率等，係有時與實際不同。而且，在圖面相互之間，有時亦包含彼此之尺寸的關係或比率不同的部分。

＜基板處理裝置之構成＞ 首先，參閱圖1，說明關於實施形態之基板處理裝置1的構成。圖1，係表示實施形態的基板處理裝置1之構成例的圖。另外，在以下中，係為了明確位置關係而規定相互正交之X軸、Y軸及Z軸，並將Z軸正方向設成為垂直向上方向。

如圖1所示般，基板處理裝置1，係具備有：搬入搬出站2；及處理站3。搬入搬出站2與處理站3，係鄰接設置。

搬入搬出站2，係具備有：載體載置部11；及搬送部12。在載體載置部11，係載置有複數個載體C，該複數個載體C，係以水平狀態收容複數片半導體晶圓W(以下，記載為「晶圓W」)。

搬送部12，係鄰接設置於載體載置部11。在搬送部12之內部，係設置有搬送裝置13與收授部14。

搬送裝置13，係具備有保持晶圓W的晶圓保持機構。又，搬送裝置13，係可朝水平方向及垂直方向移動和以垂直軸為中心旋轉，且使用晶圓保持機構，在載體C與收授部14之間進行晶圓W的搬送。

處理站3，係鄰接設置於搬送部12。處理站3，係具備有：搬送區塊4；複數個處理區塊5；及複數個供給單元19。

搬送區塊4，係具備有：搬送區域15；及搬送裝置16。搬送區域15，係例如沿著搬入搬出站2及處理站3的排列方向(X軸方向)延伸之長方體狀的區域。在搬送區域15，係配置有搬送裝置16。

搬送裝置16，係具備有保持晶圓W的晶圓保持機構。又，搬送裝置16，係可朝水平方向及垂直方向移動和以垂直軸為中心旋轉，且使用晶圓保持機構，在收授部14與複數個處理區塊5之間進行晶圓W的搬送。

複數個處理區塊5，係在搬送區域15之兩側，被鄰接配置於搬送區域15。具體而言，複數個處理區塊5，係被配置於與搬入搬出站2及處理站3之排列方向(X軸方向)正交的方向(Y軸方向)中之搬送區域15的一方側(Y軸正方向側)及另一方側(Y軸負方向側)。

又，雖未圖示，但複數個處理區塊5，係沿著垂直方向多層(例如，3層)配置。而且，各層所配置之處理區塊5與收授部14之間的晶圓W之搬送，係藉由被配置於搬送區塊4的1台搬送裝置16來進行。另外，複數個處理區塊5之層數，係不限定於3層。

各處理區塊5，係具備有：液處理單元17；及乾燥單元18。乾燥單元18，係基板處理部之一例。

液處理單元17，係進行洗淨晶圓W之圖案形成面即上面的洗淨處理。又，液處理單元17，係進行在洗淨處理後之晶圓W的上面形成液膜的液膜形成處理。關於液處理單元17之構成，係如後述。

乾燥單元18，係對液膜形成處理後的晶圓W進行超臨界乾燥處理。具體而言，乾燥單元18，係藉由使液膜形成處理後的晶圓W與超臨界狀態之處理流體(以下，亦稱為「超臨界流體」。)接觸的方式，使該晶圓W乾燥。關於乾燥單元18之構成，係如後述。

液處理單元17及乾燥單元18，係沿著搬送區域15(亦即，沿著X軸方向)排列。液處理單元17，係被配置於比乾燥單元18更靠近搬入搬出站2之側。

如此一來，各處理區塊5，係分別具備有各一個液處理單元17與乾燥單元18。亦即，在基板處理裝置1，係設置有相同數量的液處理單元17與乾燥單元18。

又，乾燥單元18，係具備有：處理區域181，進行超臨界乾燥處理；及收授區域182，進行搬送區塊4與處理區域181之間的晶圓W之收授。該些處理區域181及收授區域182，係沿著搬送區域15排列。

具體而言，收授區域182，係被配置於比處理區域181更靠近液處理單元17之側。亦即，在各處理區塊5，係液處理單元17、收授區域182及處理區域181沿著搬送區域15以該順序配置。

對三個處理區塊5配置一個供給單元19。例如，對被堆疊於垂直方向的三個處理區塊5配置一個供給單元19。

供給單元19，係對乾燥單元18供給處理流體。具體而言，供給單元19，係具備有：供給機器群，包含流量計、流量調整器、背壓閥､加熱器等；及殼體，收容供給機器群。在本實施形態中，供給單元19，係將作為處理流體之CO ₂供給至乾燥單元18。關於供給單元19之構成，係如後述。可將處理流體從一個供給單元19供給至三個處理區塊5。

如圖1所示般，基板處理裝置1，係具備有控制裝置6。控制裝置6，係例如電腦，具備有控制部7與記憶部8。

控制部7，係包含有微電腦或各種電路，該微電腦，係具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、輸出入埠等。該微電腦之CPU，係藉由讀出且執行被記憶於ROM之程式的方式，實現搬送裝置13、16、液處理單元17、乾燥單元18及供給單元19等的控制。

另外，該程式，係被記憶於電腦可讀取的記憶媒體者，且亦可為從該記憶媒體被安裝於控制裝置6的記憶部8者。作為電腦可讀取之記憶媒體，係例如有硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。

記憶部8，係例如藉由RAM、快閃記憶體(Flash Memory)等的半導體記憶體元件或硬碟、光碟等的記憶裝置而實現。

在如上述般所構成的基板處理裝置1中，係首先，搬入搬出站2之搬送裝置13從被載置於載體載置部11的載體C取出晶圓W，並將取出的晶圓W載置於收授部14。載置於收授部14之晶圓W，係藉由處理站3的搬送裝置16，從收授部14被取出且搬入到液處理單元17。

搬入到液處理單元17之晶圓W，係在藉由液處理單元17施予了洗淨處理及液膜形成處理後，藉由搬送裝置16，從液處理單元17被搬出。從液處理單元17所搬出之晶圓W，係藉由搬送裝置16被搬入到乾燥單元18，並藉由乾燥單元18施予乾燥處理。

藉由乾燥單元18所乾燥處理之晶圓W，係藉由搬送裝置16，從乾燥單元18被搬出且載置於收授部14。而且，載置於收授部14之處理完畢的晶圓W，係藉由搬送裝置13，返回到載體載置部11之載體C。

＜液處理單元之構成＞ 其次，一邊參閱圖2，一邊說明關於液處理單元17之構成。圖2，係表示液處理單元17之構成例的圖。液處理單元17，係例如被構成為藉由旋轉洗淨逐片洗淨晶圓W之單片式的洗淨裝置。

如圖2所示般，液處理單元17，係藉由被配置於形成處理空間之外腔室23內的晶圓保持機構25，將晶圓W保持成大致水平，並使該晶圓保持機構25繞垂直軸旋轉，藉此，使晶圓W旋轉。

而且，液處理單元17，係使噴嘴臂26進入至旋轉之晶圓W的上方，從被設置於該噴嘴臂26之前端部的藥液噴嘴26a以預先設定的順序供給藥液或沖洗液，藉此，進行晶圓W上面之洗淨處理。

又，在液處理單元17，係亦於晶圓保持機構25的內部形成有藥液供給路徑25a。而且，藉由從該藥液供給路徑25a所供給的藥液或沖洗液，亦洗淨晶圓W之下面。

洗淨處理，係例如首先以鹼性之藥液即SC1液(氨與過氧化氫水之混合液)進行微粒或有機性之污染物質的去除。其次，以沖洗液即去離子水(DeIonized Water：以下記載為「DIW」)進行沖洗洗淨。

其次，以酸性藥液即稀釋氫氟酸水溶液(Diluted HydroFluoric acid：以下，記載為「DHF」)進行自然氧化膜的去除，其次，以DIW進行沖洗洗淨。

上述各種藥液，係被外腔室23或配置於外腔室23內之內罩杯24所承接，且從被設置於外腔室23之底部的排液口23a或被設置於內罩杯24之底部的排液口24a排出。而且，外腔室23內之氛圍，係從被設置於外腔室23之底部的排氣口23b排出。

液膜形成處理，係在洗淨處理中之沖洗處理後進行。具體而言，液處理單元17，係一邊使晶圓保持機構25旋轉，一邊將液體狀態的IPA(IsoPropyl Alcohol)(以下，亦稱為「IPA液體」。)供給至晶圓W之上面及下面。 藉此，殘存於晶圓W之兩面的DIW被置換成IPA。其後，液處理單元17，係緩和地停止晶圓保持機構25之旋轉。

結束液膜形成處理之晶圓W，係在其上面形成有IPA液體之液膜的狀態下，直接藉由被設置於晶圓保持機構25之未圖示的收授機構收授至搬送裝置16，並從液處理單元17被搬出。

晶圓W上所形成的液膜，係防止在晶圓W從液處理單元17朝乾燥單元18的搬送中或對乾燥單元18的搬入動作中，因晶圓W上面之液體蒸發(氣化)而產生圖案倒毀。

＜乾燥單元之構成＞ 接著，一邊參閱圖3及圖4，一邊說明關於乾燥單元18之構成。圖3，係表示乾燥單元18之構成例的示意立體圖。圖4，係表示乾燥單元18之構成例的圖。

如圖3所示般，乾燥單元18，係具有：本體31；保持板32；及蓋構件33。在殼體狀之本體31，係形成有用以搬入搬出晶圓W的開口部34。保持板32，係於水平方向保持處理對象的晶圓W。蓋構件33，係在支撐該保持板32，並且將晶圓W搬入至本體31內時，密封開口部34。本體31，係處理容器之一例。

本體31，係例如在內部形成有可收容直徑300mm的晶圓W之處理空間的容器，在其壁部，係設置有供給埠35、36與排出埠37。供給埠35、36及排出埠37，係分別被連接於用以使超臨界流體流通於乾燥單元18的供給流路及排出流路。

供給埠35，係在殼體狀之本體31，被連接於與開口部34相反側的側面。又，供給埠36，係被連接於本體31的底面。而且，排出埠37，係被連接於開口部34的下方側。另外，在圖3，係雖圖示了兩個供給埠35、36與一個排出埠37，但供給埠35、36或排出埠37的數量並不特別限定。

又，在本體31之內部，係設置有流體供給集管38、39與流體排出集管40。而且，在流體供給集管38、39，係複數個供給口被排列形成於該流體供給集管38、39的長邊方向，在流體排出集管40，係複數個排出口被排列形成於該流體排出集管40的長邊方向。

流體供給集管38，係被連接於供給埠35，並在殼體狀之本體31內部，鄰接設置於與開口部34相反側的側面。又，排列形成於流體供給集管38之複數個供給口，係朝向開口部34側。

流體供給集管39，係被連接於供給埠36，並被設置於殼體狀之本體31內部的底面之中央部。又，排列形成於流體供給集管39之複數個供給口，係朝向上方。

流體排出集管40，係被連接於排出埠37，並在殼體狀之本體31內部，鄰接於開口部34側的側面並且被設置於比開口部34更下方。又，排列形成於流體排出集管40之複數個排出口，係朝向上方。

流體供給集管38、39，係將超臨界流體供給至本體31內。又，流體排出集管40，係將本體31內之超臨界流體導向本體31的外部並排出。另外，在經由流體排出集管40被排出至本體31之外部的超臨界流體，係包含有從晶圓W的表面溶入超臨界狀態之超臨界流體的IPA液體。

如圖4所示般，在乾燥單元18，係連接有供給單元19的第2供給管線72。第2供給管線72，係在乾燥單元18內分歧成兩條供給管線(在圖4中省略)，一方被連接於供給埠35，另一方被連接於供給埠36(在圖4中省略)。在第2供給管線72，係從上游側(供給單元19側)依序設置有閥211、第1流量調整部250及加熱器68。

閥211，係調整處理流體之流動的接通及斷開之閥，於開狀態下，係使處理流體流向下游側的第2供給管線72，於關狀態下，係使處理流體不流向下游側的第2供給管線72。

第1流量調整部250，係具有孔口221與並聯連接於孔口221的孔口222與串聯連接於孔口222的閥212，調整被供給至本體31之處理流體的供給流量。

孔口221及222，係發揮使通過閥211從供給單元19所供給的氣體狀態或液體狀態之處理流體的流速下降並調整壓力的作用。孔口221及222，係可使壓力經調整之處理流體流通於下游側的第2供給管線72。孔口221，係第1節流孔之一例，孔口222，係第2節流孔之一例。

閥212，係調整處理流體之流動的接通及斷開之閥，於開狀態下，係使處理流體流向下游側的第2供給管線72，於關狀態下，係使處理流體不流向下游側的第2供給管線72。閥212，係第1開關閥之一例。

加熱器68，係例如旋管加熱器。加熱器68，係被捲繞於第2供給管線72，加熱流動於第2供給管線72之氣體狀態或液體狀態的處理流體，生成超臨界狀態的處理流體。加熱器68，係加熱部之一例。

排出管線76被連接於排出埠37。在排出管線76，係從上游側亦即本體31側依序設置有壓力感測器242、閥213、流量計251及背壓閥231。

壓力感測器242，係測定緊接在本體31之後流動於排出管線76之處理流體的壓力。亦即，壓力感測器242，係可測定本體31內之處理流體的壓力。閥213，係調整處理流體之流動的接通及斷開之閥，於開狀態下，係使處理流體流向下游側的排出管線76，於關狀態下，係使處理流體不流向下游側的排出管線76。流量計251，係測定流動於排出管線76之處理流體的流量。

背壓閥231，係在排出管線76之一次側壓力超過了設定壓力的情況下，調整閥開合度且使流體流向二次側，藉此，將一次側壓力維持在設定壓力。例如，背壓閥231之設定壓力，係藉由控制部7，基於流量計251的輸出來調整。

而且，設置有檢測本體31內的處理流體之溫度的溫度感測器241。溫度感測器241之輸出，係被發送至控制部7。

在該乾燥單元18內，形成於晶圓W上之圖案間的IPA液體，係與呈高壓狀態(例如，16MPa)的超臨界流體接觸，藉此，逐漸地溶解於超臨界流體，圖案之間逐漸地置換成超臨界流體。而且，最後，圖案之間僅被超臨界流體填滿。

而且，在IPA液體從圖案之間被去除後，將本體31內部的壓力從高壓狀態減壓至大氣壓，藉此，CO ₂，係從超臨界狀態變化成氣體狀態，圖案之間僅被氣體佔據。如此一來，圖案之間的IPA液體被去除，晶圓W的乾燥處理便結束。

在此，超臨界流體，係黏度比液體(例如IPA液體)小，又溶解液體之能力亦高，除此之外，在超臨界流體與處於平衡狀態之液體或氣體之間不存在界面。藉此，在進行了超臨界流體之乾燥處理中，係可不受表面張力的影響而使液體乾燥。因此，根據實施形態，可在乾燥處理時抑制圖案倒毀的情形。

另外，在實施形態中，係雖表示關於使用IPA液體作為防止乾燥用之液體，並使用超臨界狀態之CO ₂作為處理流體的例子，但亦可使用IPA以外的液體作為防止乾燥用之液體，或使用超臨界狀態之CO ₂以外的流體作為處理流體。第2供給管線72，係構成第2流體供給管線的一部分。

＜供給單元之構成＞ 接著，一邊參閱圖5，一邊說明關於供給單元19之構成。圖5，係表示供給單元19之構成例的圖。圖5所示之供給單元19，係將處理流體供給至3個乾燥單元18A、18B及18C。乾燥單元18A~18C，係對應於圖4中之乾燥單元18。

供給單元19，係具有：第1供給管線71，被連接於處理流體供給源90；及複數個第2供給管線72A、72B及72C，被連接於第1供給管線71。第2供給管線72A、72B及72C，係在被設置於第1供給管線71的複數個分歧點77A、77B，與第1供給管線71連接。具體而言，第2供給管線72A，係在分歧點77A被連接於第1供給管線71，第2供給管線72B及72C，係在分歧點77B被連接於第1供給管線71。第2供給管線72A~72C，係對應於圖4中之第2供給管線72。第2供給管線72A，係被連接於乾燥單元18A，第2供給管線72B，係被連接於乾燥單元18B，第2供給管線72C，係被連接於乾燥單元18C。處理流體供給源90，係流體供給源之一例，第1供給管線71，係第1流體供給管線之一例，第2供給管線72A~72C，係構成第2流體供給管線的一部分。

在第1供給管線71上設置有連接點61。在第1供給管線71，係從上游側(處理流體供給源90側)依序設置有過濾器64、冷凝器65、儲槽66及泵67。連接點61，係被設置於比過濾器64更上游側。

過濾器64，係過濾流動於第1供給管線71內之氣體狀態的處理流體，去除處理流體所含有的異物。藉由以該過濾器64去除處理流體內之異物的方式，可在使用了超臨界流體之晶圓W的乾燥處理時，抑制在晶圓W表面產生微粒。

冷凝器65，係例如被連接於未圖示之冷卻水供給部，可使冷卻水與氣體狀態的處理流體進行熱交換。藉此，冷凝器65，係冷卻流動於第1供給管線71內之氣體狀態的處理流體，生成液體狀態的處理流體。冷凝器65，係冷卻部之一例。

儲槽66，係儲存由冷凝器65所生成之液體狀態的處理流體。泵67，係將被儲存於儲槽66之液體狀態的處理流體送出至第1供給管線71之下游側。

在供給單元19內，閥115A被設置於第2供給管線72A，閥115B被設置於第2供給管線72B，閥115C被設置於第2供給管線72C。閥115A~115C，係調整處理流體之流動的接通及斷開之閥，於開狀態下，係使處理流體流向下游側的第2供給管線72A~72C，於關狀態下，係使處理流體不流向下游側的第2供給管線72A~72C。

在第2供給管線72A上設置有分歧點62A，在第2供給管線72B上設置有分歧點62B，在第2供給管線72C上設置有分歧點62C。分歧點62A，係被設置於分歧點77A與閥115A之間，分歧點62B，係被設置於分歧點77B與閥115B之間，分歧點62C，係被設置於分歧點77B與閥115C之間。供給單元19，係具有：第1分歧管線73A，被連接於分歧點62A；第1分歧管線73B，被連接於分歧點62B；及第1分歧管線73C，被連接於分歧點62C。

供給單元19，係更具有：第2分歧管線74，被連接於第1分歧管線73A~73C。第1分歧管線73A~73C，係在被設置於第2分歧管線74的複數個連接點75A、75B，與第2分歧管線74連接。具體而言，第1分歧管線73A，係在連接點75A被連接於第2分歧管線74，第1分歧管線73B及73C，係在連接點75B被連接於第2分歧管線74。第2分歧管線74，係被連接於連接點61。亦即，第2分歧管線74，係連接第1分歧管線73A~73C與連接點61。另外，亦可不設置第2分歧管線74，第1分歧管線73A~73C在各自獨立的連接點，於過濾器64的上游側與第1供給管線71直接連接。

在第2供給管線72A，係在分歧點77A與分歧點62A之間，從上游側(分歧點77A側)依序設置有壓力感測器141A與第2流量調整部150A。在第2供給管線72B，係在分歧點77B與分歧點62B之間，從上游側(分歧點77B側)依序設置有壓力感測器141B與第2流量調整部150B。在第2供給管線72C，係在分歧點77B與分歧點62C之間，從上游側(分歧點77B側)依序設置有壓力感測器141C與第2流量調整部150C。第2流量調整部150A，係調整流動於第1分歧管線73A之處理流體的流量，第2流量調整部150B，係調整流動於第1分歧管線73B之處理流體的流量，第2流量調整部150C，係調整流動於第1分歧管線73C之處理流體的流量。

在此，說明關於第2流量調整部150A~150C的構成。圖6，係表示第2流量調整部150A及其周邊之構成例的圖。

第2流量調整部150A，係如圖6所示般，具有：孔口120；孔口121、122及123，並聯連接於孔口120；閥111，串聯連接於孔口121；閥112，串聯連接於孔口122；及閥113，串聯連接於孔口123。

孔口120~123，係發揮使流動於第2供給管線72A之處理流體的流速下降並調整壓力的作用。孔口120~123，係可使壓力經調整之處理流體流通於下游側的第2供給管線72A。孔口120，係第3節流孔之一例，孔口121~123，係第4節流孔之一例。

閥111~113，係調整處理流體之流動的接通及斷開之閥，於開狀態下，係使處理流體流向下游側的第2供給管線72A，於關狀態下，係使處理流體不流向下游側的第2供給管線72A。閥111~113，係第2開關閥之一例。

第2流量調整部150B及150C，係具備有與第2流量調整部150A相同的構成。

在此，說明關於供給單元19的基本動作。

從處理流體供給源90被供給至第1供給管線71之氣體的處理流體，係經由過濾器64被供給至冷凝器65，藉由冷凝器65予以冷卻而液化。經液化之處理流體，係被儲藏於儲槽66。儲藏於儲槽66之液體的處理流體，係藉由泵67而成為高壓流體，且其一部分被供給至乾燥單元18A~18C。供給至乾燥單元18A~18C之高壓流體，係藉由加熱器68而成為超臨界狀態，並被使用於乾燥。又，高壓流體之另一部分，係流向第1分歧管線73A~73C，從連接點61返回到第1供給管線71。如此一來，處理流體在供給單元19內循環。

＜供給單元及乾燥單元之具體動作＞ 接著，說明關於供給單元19及乾燥單元18之具體動作。

以下，基於使用乾燥單元18A所執行的乾燥方法(基板處理方法)，說明關於供給單元19及乾燥單元18A之具體動作。圖7~圖13，係表示供給單元19及乾燥單元18A之具體動作的圖。在圖7~圖13，係表示處理流體被供給至乾燥單元18A時之供給單元19的具體動作來作為一例。在圖7~圖13所示的動作期間，泵67繼續動作。如圖7~圖13所示般，處理流體供給部80，係包含有供給單元19與乾燥單元18內的閥211、第1流量調整部250及加熱器68。

＜待機處理＞ 待機處理，係「在晶圓W被搬送至乾燥單元18A後，等待處理流體之供給」的處理。在待機處理中，係如圖7所示般，閥111~113成為開狀態。又，閥114A成為開狀態，閥115A成為關狀態。導向第2供給管線72A之處理流體，係經由孔口120並且經由孔口121~123到達分歧點62A，並流向第1分歧管線73A。導向第1分歧管線73A之處理流體，係經由背壓閥131A、閥114A及第2分歧管線74到達連接點61，並進一步經由過濾器64及冷凝器65返回到儲槽66。

在該一連串的動作期間，控制部7，係接收來自壓力感測器142A之輸出，以使流動於比第2供給管線72A的孔口120更下游之處理流體的壓力成為預先設置之壓力(例如19.0MPa)的方式，調整背壓閥131A的設定壓力。亦即，控制部7，係使流動於第1分歧管線73A之處理流體的量變化，控制在分歧點62A處之處理流體的壓力。

在待機處理中，係不從處理流體供給源90供給處理流體，處理流體在供給單元19內循環。此時，由於閥111~113成為開狀態，因此，處理流體難以滯留於第2流量調整部150A內，可抑制伴隨著滯留而產生微粒的情形。

＜升壓處理＞ 在待機處理後進行升壓處理。升壓處理，係使本體31內之壓力上升的處理。在升壓處理中，係首先，藉由以第1流量對本體31內供給超臨界狀態的處理流體來進行升壓，其後，藉由以比第1流量高之第2流量對本體31供給超臨界狀態的處理流體來進一步進行升壓。亦即，進行2階段的升壓。

在以第1流量之升壓中，係如圖8所示般，閥111~113成為關狀態。又，閥114A及115A成為開狀態。導向第2供給管線72A之處理流體，係經由一個孔口120而不經過三個孔口121~123到達分歧點62A。

到達分歧點62A之處理流體的一部分，係通過閥115A被供給至乾燥單元18A，另一部分，係從分歧點62A流向第1分歧管線73A。導向第1分歧管線73A之處理流體，係經由背壓閥131A、閥114A及第2分歧管線74到達連接點61，並進一步經由過濾器64及冷凝器65返回到儲槽66。

在該一連串的動作期間，控制部7，係接收來自壓力感測器142A之輸出，以使流動於比第2供給管線72A的孔口120更下游之處理流體的壓力成為預先設置之壓力(例如7.0MPa)的方式，調整背壓閥131A的設定壓力。亦即，控制部7，係使流動於第1分歧管線73A之處理流體的量變化，控制在分歧點62A處之處理流體的壓力。

又，在乾燥單元18A中，係閥211成為開狀態，閥212及213成為關狀態。因此，供給至乾燥單元18A之處理流體，係經由孔口221而不經由孔口222到達加熱器68，並藉由加熱器68予以加熱而成為超臨界狀態。而且，超臨界狀態之處理流體以第1流量被供給至本體31。供給了超臨界狀態之處理流體的本體31內之壓力，係從0MPa逐漸上升。在以第1流量之升壓中，係由於在分歧點62A處之處理流體的壓力被維持在預先設定的壓力，因此，超臨界狀態之處理流體對本體31的供給壓力為固定。

在以第1流量之升壓期間，控制部7，係接收來自壓力感測器242之輸出，當本體31內之壓力達到預先設定的壓力(例如5.0MPa)時，則移行至以第2流量之升壓。

在以第2流量之升壓中，係首先，如圖9所示般，閥212成為開狀態。其他閥之狀態，係與圖8所示的狀態相同。該結果，供給至乾燥單元18A之處理流體，係不僅經由孔口221亦經由孔口222到達加熱器68，並藉由加熱器68予以加熱而成為超臨界狀態。因此，供給至本體31之超臨界狀態的處理流體之流量上升至第2流量。

在該一連串的動作期間，控制部7，係接收來自壓力感測器242之輸出，以使本體31內的壓力以預先設定之變化逐漸上升的方式，調整背壓閥131A的設定壓力。亦即，控制部7，係使流動於第1分歧管線73A之處理流體的量變化，控制在分歧點62A處之處理流體的壓力。由於在分歧點62A處之處理流體的壓力逐漸上升，因此，超臨界狀態之處理流體對本體31的供給壓力亦逐漸上升。

在以第2流量之升壓中，係孔口120的上游側與下游側之間的差壓會隨著在分歧點62A處之處理流體的壓力上升而變小。因此，控制部7，係當在分歧點62A處之處理流體的壓力達到預先設定的壓力(例如11.0MPa)時，則如圖10所示般，使閥111成為開狀態。其他閥之狀態，係與圖9所示的狀態相同。該結果，即便孔口120的上游側與下游側之間的差壓變小，亦可使處理流體繼續流向第1分歧管線73A及第2分歧管線74。在該期間，本體31內之壓力，係例如從5.0MPa上升到13.0MPa。

控制部7，係當在分歧點62A處之處理流體的壓力達到更高之預先設定的壓力(例如14.5MPa)時，則如圖11所示般，使閥112亦成為開狀態。其他閥之狀態，係與圖10所示的狀態相同。該結果，即便孔口120的上游側與下游側之間的差壓變得更小，亦可使處理流體繼續流向第1分歧管線73A及第2分歧管線74。在該期間，本體31內之壓力，係例如從13.0MPa上升到15.0MPa。

控制部7，係當在分歧點62A處之處理流體的壓力達到更高之預先設定的壓力(例如17.0MPa)時，則如圖12所示般，使閥113亦成為開狀態。其他閥之狀態，係與圖11所示的狀態相同。該結果，即便孔口120的上游側與下游側之間的差壓變得更小，亦可使處理流體繼續流向第1分歧管線73A及第2分歧管線74。在該期間，本體31內之壓力，係例如從15.0MPa上升到16.0MPa。

像這樣地進行升壓處理。

＜流通處理＞ 在升壓處理後進行流通處理。流通處理，係「使用超臨界狀態的處理流體，使被搬送至本體31內之晶圓W上的IPA液體之液膜乾燥」的處理。在流通處理中，係如圖13所示般，閥111~113成為開狀態。又，閥114A及115A成為開狀態。導向第2供給管線72A之處理流體，係經由四個孔口120~123到達分歧點62A。

到達分歧點62A之處理流體的一部分，係通過閥115A被供給至乾燥單元18A，另一部分，係從分歧點62A流向第1分歧管線73A。導向第1分歧管線73A之處理流體，係經由背壓閥131A、閥114A及第2分歧管線74到達連接點61，並進一步經由過濾器64及冷凝器65返回到儲槽66。

又，在乾燥單元18A中，係閥211~213成為開狀態。因此，處理流體，係流向第2供給管線72A，從供給埠35被供給至本體31內。又，處理流體，係從本體31之排出埠37流動於排出管線76，並通過閥213、流量計251及背壓閥231被排出至外部。

在該一連串的動作期間，控制部7，係接收來自壓力感測器242之輸出，以使本體31內的壓力維持在流通處理時之設定壓力的方式，調整背壓閥131A的設定壓力。又，控制部7，係接收流量計251之輸出，以使流動於排出管線76的處理流體之流量成為預定流量的方式，調整背壓閥231的設定壓力。

＜排出處理＞ 在流通處理後進行排出處理。排出處理，係從本體31排出處理流體的處理。在排出處理中，係閥115A、211成為關狀態。其他閥之狀態，係與圖13所示的狀態相同。藉由排出處理，當本體31內之壓力低於處理流體的臨界壓力時，則超臨界狀態之處理流體便氣化而從圖案的凹部內脫離。藉此，對一片晶圓W的乾燥處理便結束。

在處理流體被供給至乾燥單元18B、18C的情況下，與處理流體被供給至乾燥單元18A的情形相同地進行閥111~113及212等之控制。

如此一來，在具備有第1流量調整部250之基板處理裝置1中，係可調整在升壓處理時供給至本體31內的超臨界狀態之處理流體的流量。例如，能以較小的第1流量供給處理流體，其後，以較大的第2流量供給處理流體。在被搬入至本體31內之晶圓W的表面，係有時形成微細圖案，在該情況下，係當以較大的流量供給處理流體時，恐有產生圖案的倒塌之虞。對此，藉由在以第2流量供給之前進行以第1流量之供給的方式，可一邊抑制圖案的倒塌，一邊使超臨界狀態的處理流體遍及圖案之間，且在以第2流量之供給時，亦可抑制圖案的倒塌。而且，由於能以比第1流量大的第2流量供給處理流體，因此，在使超臨界狀態的處理流體遍及圖案之間後，係可藉由以第2流量供給處理流體的方式，縮短升壓所需的時間。

又，在基板處理裝置1中，係加熱器68被設置於比第1流量調整部250更下游側(本體31側)。因此，容易使被供給至本體31內時之超臨界狀態的處理流體之溫度穩定。特別是，可在複數個乾燥單元18A~18C之間獲得優異的溫度均勻性。

又，由於在供給單元19設置有第2流量調整部150A~150C，因此，可使通過第1分歧管線73A~73C而循環之處理流體的流量(循環流量)穩定。例如，在以第1流量之升壓時，係由於本體31內的壓力低且在分歧點62A處之處理流體的壓力亦低，因此，孔口120的上游側與下游側之間的差壓變大。在該情況下，亦在本實施形態中，係可藉由使閥111~113成為關狀態的方式，減少循環流量並抑制泵67的負載。又，在以第2流量之升壓時，係因應孔口120的上游側與下游側之間的差壓，使閥111~113適當地成為開狀態，藉此，可使處理流體繼續流向第1分歧管線73A及第2分歧管線74。

另外，從以第1流量之升壓移行到以第2流量之升壓的觸發，係不限定於壓力感測器242的輸出，例如亦可將以第1流量之升壓的經過時間作為觸發。

以上，雖詳細說明了關於較佳的實施形態等，但並不限制於上述實施形態等，只要不脫離申請專利範圍所記載之範圍，可對上述實施形態等添加各種變形及置換。

例如，使用於乾燥處理之處理流體，係亦可為CO ₂以外的流體(例如氟系之流體)，且可使用能以超臨界狀態去除被充滿於基板的防止乾燥用之液體的任意流體作為處理流體。又，防止乾燥用之液體亦不限定於IPA，亦可使用能作為防止乾燥用液體使用的任意流體。處理對象之基板，係不限定於上述半導體晶圓W，亦可為LCD用玻璃基板、陶瓷基板等的其他基板。

1:基板處理裝置 6:控制裝置 7:控制部 8:記憶部 18,18A,18B,18C:乾燥單元 19:供給單元 31:本體 61,75A,75B:連接點 62A,62B,62C,77A,77B:分歧點 64:過濾器 65:冷凝器 66:儲槽 67:泵 68:加熱器 71:第1供給管線 72,72A,72B,72C:第2供給管線 73A,73B,73C:第1分歧管線 74:第2分歧管線 80:處理流體供給部 90:處理流體供給源 120,121,122,123,221,222:孔口 131A,131B,131C,231:背壓閥 141A,141B,141C,142A,142B,142C,242:壓力感測器 150A,150B,150C:第2流量調整部 250:第1流量調整部 251:流量計 W:晶圓

[圖1]表示實施形態之基板處理裝置之構成例的圖。 [圖2]表示液處理單元之構成例的圖。 [圖3]表示乾燥單元之構成例的示意立體圖。 [圖4]表示乾燥單元之構成例的圖。 [圖5]表示供給單元之構成例的圖。 [圖6]表示第2流量調整部及其周邊之構成例的圖。 [圖7]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其1)。 [圖8]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其2)。 [圖9]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其3)。 [圖10]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其4)。 [圖11]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其5)。 [圖12]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其6)。 [圖13]表示供給單元及乾燥單元之具體動作的圖(其7)。

18A:乾燥單元 19:供給單元 31:本體 35:供給埠 37:排出埠 61:連接點 62A:分歧點 64:過濾器 65:冷凝器 66:儲槽 67:泵 68:加熱器 71:第1供給管線 72A:第2供給管線 73A:第1分歧管線 74:第2分歧管線 75A:連接點 76:排出管線 77A:分歧點 80:處理流體供給部 90:處理流體供給源 111:閥 112:閥 113:閥 114A:閥 115A:閥 120:孔口 121:孔口 122:孔口 123:孔口 131A:背壓閥 141A:壓力感測器 142A:壓力感測器 150A:第2流量調整部 211:閥 212:閥 213:閥 221:孔口 222:孔口 231:背壓閥 241:溫度感測器 242:壓力感測器 250:第1流量調整部 251:流量計

Claims (9)

1. 一種基板處理裝置，其特徵係，具備有：處理容器，具有可收容表面因液體而呈濕潤狀態之基板的處理空間；及處理流體供給部，朝向前述液體將超臨界狀態的處理流體供給至前述處理容器，前述處理流體供給部，係具有：流體供給管線，一方被連接於流體供給源，另一方被連接於前述處理容器；冷卻部，被介設於前述流體供給管線，冷卻氣體狀態的前述處理流體，生成液體狀態的前述處理流體；泵，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述冷卻部的下游側；加熱部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵的下游側，加熱液體狀態的前述處理流體，生成超臨界狀態的前述處理流體；第1流量調整部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵與前述加熱部之間，調整被供給至前述處理容器之前述處理流體的供給流量；及控制部，控制前述第1流量調整部，且具有：分歧點，在前述流體供給管線上，被設置於前述泵與前述第1流量調整部之間；連接點，在前述流體供給管線上，被設置於比前述冷卻部更上游側；分歧管線，連接前述分歧點與前述連接點；及第2流量調整部，被介設於前述流體供給管線，調整流動於前述分歧管線之前述處理流體的流量，前述第2流量調整部，係具有：第1節流孔及第2節流孔，相互並聯連接且被介設於前述流體供給管線；及第1開關閥，串聯連接於前述第2節流孔。
2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，前述控制部，係將前述供給流量作為第1流量，使前述處理容器內升壓，其後，將前述供給流量作為比前述第1流量高的第2流量，使前述處理容器內進一步升壓。
3. 如請求項2之基板處理裝置，其中，前述控制部，係前述處理容器內之壓力到達第1壓力之前，將前述供給流量作為前述第1流量，當前述處理容器內之壓力到達前述第1壓力時，則將前述供給流量作為第2流量。
4. 如請求項1~3中任一項之基板處理裝置，其中，前述第1流量調整部，係具有：第3節流孔及第4節流孔，相互並聯連接且被介設於前述流體供給管線；及第2開關閥，串聯連接於前述第4節流孔。
5. 如請求項1~3中任一項之基板處理裝置，其中，在前述泵與前述加熱部之間，前述處理流體，係氣體狀態或液體狀態。
6. 如請求項1~3中任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部，係因應前述第1節流孔的上游側與下游側之間的差壓，控制前述第1開關閥。
7. 如請求項1~3中任一項之基板處理裝置，其中，前述第2節流孔及前述第1開關閥，係在前述第2流量調整部設置有複數組。
8. 如請求項1~3中任一項之基板處理裝置，其中，具有複數個前述處理容器，前述流體供給管線，係具有：第1流體供給管線，介設有前述冷卻部及前述泵；及複數個第2流體供給管線，分別被連接於前述第1流體供給管線與複數個前述處理容器的各者之間，前述加熱部及前述第1流量調整部，係被介設於複數個前述第2流體供給管線之各者。
9. 一種基板處理方法，係使用了基板處理裝置，前述基板處理裝置，係具備有：處理容器，具有可收容表面因液體而呈濕潤狀態之基板的處理空間；及處理流體供給部，朝向前述液體將超臨界狀態的處理流體供給至前述處理容器，前述處理流體供給部，係具有：流體供給管線，一方被連接於流體供給源，另一方被連接於前述處理容器；冷卻部，被介設於前述流體供給管線，冷卻氣體狀態的前述處理流體，生成液體狀態的前述處理流體；泵，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述冷卻部的下游側；加熱部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵的下游側，加熱液體狀態的前述處理流體，生成超臨界狀態的前述處理流體；及第1流量調整部，被介設於前述流體供給管線，並被設置於前述泵與前述加熱部之間，調整被供給至前述處理容器之前述處理流體的供給流量，且具有：分歧點，在前述流體供給管線上，被設置於前述泵與前述第1流量調整部之間；連接點，在前述流體供給管線上，被設置於比前述冷卻部更上游側；分歧管線，連接前述分歧點與前述連接點；及第2流量調整部，被介設於前述流體供給管線，調整流動於前述分歧管線之前述處理流體的流量，前述第2流量調整部，係具有：第1節流孔及第2節流孔，相互並聯連接且被介設於前述流體供給管線；及第1開關閥，串聯連接於前述第2節流孔，該基板處理方法，其特徵係，具有：控制前述第1流量調整部及前述第1開關閥，將前述供給流量作為第1流量，使前述處理容器內升壓的工程；及其後，控制前述第1流量調整部及前述第1開關閥，將前述供給流量作為比前述第1流量高的第2流量，使前述處理容器內進一步升壓的工程。