基板处理方法以及基板处理装置与流程

1.本发明涉及在处理容器的处理空间内利用超临界状态的处理流体对基板进行处理的基板处理技术。
2.以下所示的日本技术的说明书、附图以及权利要求书中的公开内容通过参照将其全部内容并入本说明书中:
3.日本特开2021-142952(2021年9月2日申请)。


背景技术：

4.半导体基板、显示装置用玻璃基板等各种基板的处理工序包括利用各种处理流体对基板的表面进行处理的工序。使用药液、冲洗液等液体作为处理流体的处理一直以来被广泛进行，但近年来，使用了超临界流体的处理也被实用化。尤其是，在表面形成有微细图案的基板的处理中，表面张力比液体低的超临界流体进入到图案的间隙的深处，因此能够高效地进行处理，另外，能够降低干燥时因表面张力而引起的图案的坍塌的发生风险。
5.例如在日本特开2018-082043号公报中记载了使用超临界流体进行基板的干燥处理的基板处理装置。在该装置中，从处理容器的一端部向内部(处理空间)搬入载置于薄板状的保持板的晶圆(基板)，从另一端部向处理容器内导入超临界状态的二氧化碳。另外，在处理容器内设置有流体排出集管。在该流体排出集管连接有排出口，超临界流体经由流体排出集管及排出口从处理空间排出到处理容器外。


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.虽然日本特开2018-082043号公报中没有详述，但是将在形成有图案的表面附着有液体的基板搬入处理容器的处理空间之后，在处理空间内执行升压工序、恒压工序以及减压工序(参照后面说明的图3)。即，向处理空间内供给作为处理流体的co2(二氧化碳)，将处理空间内的处理流体升压至能够维持超临界状态的压力(升压工序)。然后，向处理空间内供给处理流体，并且经由流体排出集管从处理容器排出处理流体，从而一边维持上述压力，一边形成与基板的表面大致平行地流动的处理流体的层流(恒压工序)。执行该恒压工序(减压工序)。通过这样的一系列工序，执行基板干燥。
8.然而，在现有技术中，在恒压工序中，处理流体和液体无法充分地相互扩散，如后面说明的图5的(a)栏所示，有时在图案间残留有处理流体与液体的二相状态。其结果，难以有效地防止图案坍塌。
9.本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种基板处理方法及基板处理装置，能够一边有效地抑制形成于基板的表面的图案的坍塌，一边使基板良好地干燥。
10.用于解决课题的方案
11.本发明的一方案为一种基板处理方法，一边将在形成有图案的表面附着有液体的基板容纳于处理容器的处理空间，一边使用超临界状态的处理流体使基板干燥，其特征在
于，具备：升压工序，向处理空间供给从流体供给部输送的处理流体，将处理空间升压至成为超临界状态的第一压力；恒压工序，向通过升压工序升压到第一压力的处理空间供给处理流体，并且从处理空间排出处理流体，从而一边将处理空间维持在第一压力，一边使处理流体以第一流量向处理空间流通；减压工序，接着恒压工序，从处理空间排出处理流体，将处理空间减压；以及扩散工序，在升压工序与恒压工序之间或者恒压工序的初始阶段，一边将处理空间维持为第一压力，一边将处理空间内的处理流体的流量抑制为比第一流量低的第二流量，从而使液体和处理流体在处理空间中相互扩散。
12.另外，本发明的另一方案为一种基板处理装置，其一边将在形成有图案的表面附着有液体的基板容纳于处理容器的处理空间，一边使用超临界状态的处理流体使基板干燥，其特征在于，具备：流体供给部，其向容纳有基板的处理空间供给超临界处理用的处理流体；流体排出部，其从容纳有基板的处理空间排出处理流体；流体流通调整部，其调整从流体供给部向处理空间的处理流体的供给以及从处理空间向流体排出部的处理流体的排出；以及控制部，控制部通过控制流体流通调整部执行如下动作：升压动作，通过向处理空间的处理流体的供给，使处理空间升压到成为超临界状态的第一压力；恒压动作，通过向升压到第一压力的处理空间供给处理流体以及从处理空间排出处理流体，一边将处理空间维持为第一压力，一边使处理流体以第一流量向处理空间流通；减压动作，接着恒压动作，从处理空间排出处理流体，由此将处理空间减压；以及扩散动作，在升压动作与恒压动作之间或者恒压动作的初始阶段，一边将处理空间维持为第一压力，一边将处理空间内的处理流体的流量抑制为比第一流量低的第二流量，从而使液体和处理流体在处理空间中相互扩散。
13.在这样构成的发明中，在处理空间升压到成为超临界状态的第一压力之后，立即在将处理空间内的压力维持在第一压力的状态下将处理流体的流量抑制为低于第一流量的第二流量。由此，处理空间内的液体与超临界状态的处理流体的相互扩散被促进。然后，在进行该扩散之后，通过从处理空间排出处理流体，执行基板干燥。
14.发明效果
15.如上所述，根据本发明，在使液体和超临界状态的处理流体在处理空间中相互扩散后，从处理空间排出处理流体，使基板干燥。其结果，能够有效地抑制图案的坍塌，能够使很基板良好地干燥。
16.上述的本发明的各方案具有的多个构成要素并非全部是必须的，为了解决上述的课题的一部分或者全部，或者为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部，能够适当地对所述多个构成要素的一部分的构成要素进行其改变、删除、与新的其它构成要素的替换、限定内容的部分删除。另外，为了解决上述课题的一部分或者全部，或者为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部，也能够将上述的本发明的一方案所包含的技术特征的一部分或者全部与上述的本发明的其它方案所包含的技术特征的一部分或者全部组合而形成本发明的独立的一方案。
附图说明
17.图1是表示能够应用本发明的基板处理方法的第一实施方式的基板处理装置的概略结构的图。
18.图2a是表示装配于基板处理装置的流体流通调整部的一例中的向处理空间供给处理流体的供给动作及从处理空间排出处理流体的排出动作的图。
19.图2b是表示装配于基板处理装置的流体流通调整部的一例中的处理流体的迂回动作的图。
20.图3是表示现有技术中的co2流入量及co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。
21.图4是表示本发明的基板处理方法的第一实施方式中的co2流入量及co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。
22.图5是示意性地表示现有技术和第一实施方式中的处理流体与液体的混合状态的图。
23.图6是表示本发明的基板处理方法的第二实施方式中的co2流入量及co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。
24.图7是表示本发明的基板处理方法的第三实施方式中的co2流入量及co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。
25.图中：
26.1—基板处理装置，10—处理单元，55—流体排出部，57—流体供给部，70—流体流通调整部，90—控制单元(控制部)，100—处理腔室(处理容器)，fr1—第一流量，fr2—第二流量，p1—第一压力，s—基板，sa—(基板的)表面，sp—(处理腔室的)处理空间。
具体实施方式
27.图1是表示能够应用本发明的基板处理方法的第一实施方式的基板处理装置的概略结构的图。该基板处理装置1是例如用于利用超临界流体对如半导体基板的各种基板的表面进行处理的装置。为了统一表示以下各图中的方向，如图1所示地设定xyz正交坐标系。在此，xy平面是水平面，z方向表示铅垂方向。更具体而言，(-z)方向表示铅垂向下。
28.在此，作为本实施方式中的“基板”，能够应用半导体晶圆、光掩模用玻璃基板、液晶显示用玻璃基板、等离子体显示用玻璃基板、fed(field emission display)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等各种基板。以下，主要对用于半导体晶圆的处理的基板处理装置参照附图进行说明，但同样能够应用于以上所示例的各种基板的处理。
29.基板处理装置1包括处理单元10、供给单元50、流体流通调整部70以及控制单元90。处理单元10是超临界干燥处理的执行主体，供给单元50将处理所需的化学物质及动力供给至处理单元10。流体流通调整部70设置于处理单元10与供给单元50之间，调整处理所使用的流体的向处理单元10的供给以及从处理单元10的排出。
30.控制单元90控制这些装置的各部，实现预设的处理。为了该目的，控制单元90包括执行各种控制程序的cpu91、临时存储处理数据的存储器92、存储cpu91执行的控制程序的存储装置93、以及用于与使用者或外部装置进行信息交换的接口94等。后述的装置的动作通过cpu91执行预先写入存储装置93的控制程序使装置各部进行预定的动作来实现。
31.处理单元10具备处理腔室100。处理腔室100具备分别由金属块形成的第一部件11、第二部件12以及第三部件13。第一部件11和第二部件12通过未图示的结合部件在上下方向上结合，在其(+y)侧侧面，通过未图示的结合部件结合第三部件13，构成内部为空洞的
构造的处理腔室100。该空洞的内部空间为执行对基板s的处理的处理空间sp。作为处理对象的基板s被搬入处理空间sp内接受处理。在处理腔室100的(-y)侧侧面形成有沿x方向细长地延伸的狭缝状的开口部101，处理空间sp和外部空间经由开口部101连通。
32.在处理腔室100的(-y)侧侧面以封闭开口部101的方式设置有盖部件14。在盖部件14的(+y)侧侧面以水平姿势安装有平板状的支撑托盘15，支撑托盘15的上表面为能够载置基板s的支撑面。更具体而言，支撑托盘15具有在大致平坦的上表面151设有形成为比基板s的平面尺寸稍大的凹部152的构造。将基板s容纳于该凹部152，从而基板s在支撑托盘15上被保持于预定位置。基板s被保持为成为处理对象的表面(以下，有时简称为“基板表面”)sa朝上。此时，优选支撑托盘15的上表面151和基板表面sa形成同一平面。
33.盖部件14由省略图示的支撑机构支撑为沿y方向水平移动自如。另外，盖部件14通过设置于供给单元50的进退机构53相对于处理腔室100能够进退移动。具体而言，进退机构53具有例如线性马达、直动导向件、滚珠丝杠机构、螺线管、气缸等直动机构，这样的直动机构使盖部件14沿y方向移动。进退机构53根据来自控制单元90的控制指令而动作。
34.通过盖部件14向(-y)方向移动，当支撑托盘15从处理空间sp经由开口部101向外部被拉出时，能够进行从外部向支撑托盘15的访问。即，能够进行向支撑托盘15的基板s的载置、以及载置于支撑托盘15的基板s的取出。另一方面，通过盖部件14向(+y)方向移动，支撑托盘15被容纳于处理空间sp内。在基板s载置于支撑托盘15的情况下，基板s与支撑托盘15一起被搬入处理空间sp。
35.在以一边防止因液体的表面张力而引起的图案坍塌，一边使基板干燥为主的超临界干燥处理中，为了防止因基板s的表面sa露出而形成于表面sa的图案(图5中的符号pt)坍塌，利用液膜覆盖表面sa。即，在构成液膜的液体附着于表面sa的状态下，将基板s搬入处理空间sp。作为该液体，能够优选使用例如异丙醇(ipa)、丙酮等表面张力较低的有机溶剂。在本实施方式中，使用异丙醇作为本发明的“液体”的一例。
36.盖部件14向(+y)方向移动，堵塞开口部101，由此处理空间sp被密闭。在盖部件14的(+y)侧侧面与处理腔室100的(-y)侧侧面之间设置密封部件16，保持处理空间sp的气密状态。作为密封部件16，能够使用由弹性树脂材料、例如橡胶形成的环状的部件。另外，通过未图示的锁定机构，盖部件14相对于处理腔室100固定。在这样确保处理空间sp的气密状态的状态下，在处理空间sp内执行对基板s的处理。
37.在该实施方式中，从设置于供给单元50的流体供给部57将能够用于超临界处理的物质的流体、例如二氧化碳以气体或液体的状态供给至处理单元10。二氧化碳在较低温、低压下成为超临界状态，且由于具有良好地溶解多用于基板处理的有机溶剂的性质这一点，是适合超临界干燥处理的化学物质。
38.更具体而言，流体供给部57输出超临界状态的流体、或者以气体状或液状供给并通过赋予预定的温度、压力而事后成为超临界状态的流体作为对基板s进行处理的处理流体。例如，将气体状或液状的二氧化碳以加压状态输出。流体经由流体流通调整部70被压送至设于处理腔室100的(+y)侧侧面的输入口102、103。即，通过流体流通调整部70根据来自控制单元90的控制指令工作，流体从流体供给部57被输送至处理腔室100。另外，关于流体流通调整部70的详细的结构及动作，将在后面详细叙述。
39.从输入口102、103到处理空间sp的流体的流路17作为将从流体供给部57供给的处
理流体(本实施方式中为co2)导入处理空间sp的导入流路发挥作用。具体而言，在输入口102连接有流路171。在与输入口102相反的侧的流路171的端部设有形成为使流路截面积急剧扩大的缓冲空间172。
40.以连接缓冲空间172和处理空间sp的方式还设有流路173。流路173具有在上下方向(z方向)上较窄且在水平方向(x方向)上较长的宽幅的截面形状，其截面形状在处理流体的流通方向上大致恒定。与缓冲空间172相反的侧的流路171的端部为面向处理空间sp开口的吐出口174，从该吐出口174向处理空间sp内导入处理流体。
41.优选的是，流路173的高度在支撑托盘15被容纳于处理空间sp的状态下，和处理空间sp的顶面与基板表面sa的距离相等。而且，吐出口174面向处理空间sp的顶面与支撑托盘15的上表面151之间的间隙开口。例如，能够使流路173的顶面和处理空间sp的顶面形成同一平面。这样，吐出口174面向处理空间sp以在水平方向上细长的狭缝状开口。
42.在支撑托盘15的下方也同样地形成有处理流体的流路。具体而言，在输入口103连接有流路175。在与输入口103相反的侧的流路175的端部设置有形成为使流路截面积急剧扩大的缓冲空间176。
43.而且，缓冲空间176和处理空间sp经由流路177连通。流路177具有在上下方向(z方向)上较窄且在水平方向(x方向)上较长的宽幅的截面形状，其截面形状在处理流体的流通方向上大致恒定。与缓冲空间176相反的侧的流路177的端部为面向处理空间sp开口的吐出口178，从该吐出口178向处理空间sp内导入处理流体。
44.优选的是，流路177的高度和处理空间sp的底面与支撑托盘15的下表面的距离相等。而且，吐出口178面向处理空间sp的底面与支撑托盘15的下表面之间的间隙开口。例如，能够使流路177的底面和处理空间sp的底面形成同一平面。即，吐出口178面向处理空间sp以在水平方向上细长的狭缝状开口。
45.优选的是，在z方向上，流路171的配设位置和流路173的配设位置不同。在两者处于同一高度时，从流路171流入到缓冲空间172的处理流体的一部分直接直行地流入流路173。这样存在如下问题：在与流通方向正交的流路的宽度方向、即x方向上，在与流路171对应的位置和除此以外的位置，向流路173流入的处理流体的流量、流速产生差。这使从流路173向处理空间sp流入的处理流体的流动产生x方向的不均匀性，成为紊流的原因。
46.通过将流路171和流路173配置为在z方向上不同，不会产生这样的从流路171向流路173的处理流体的直行，能够将处理流体形成在宽度方向上均匀的层流而导入处理空间sp。
47.从这样构成的导入流路17导入的处理流体在处理空间sp内沿着支撑托盘15的上表面及下表面流动，经由如以下地构成的排气流路18向处理容器外排出。在比基板s靠(-y)侧，处理空间sp的顶面和支撑托盘15的上表面151均形成水平的平面，两者保持恒定的间隙平行地对置。该间隙作为将沿着支撑托盘15的上表面151以及基板s的表面sa流动的处理流体引导至流体排出部55的排气流路18的上游区域181发挥作用。该上游区域181具有在上下方向(z方向)上较窄且在水平方向(x方向)上较长的宽幅的截面形状。
48.上游区域181的与处理空间sp相反的侧的端部连接于缓冲空间182。详细的构造后述，但缓冲空间182是由处理腔室100、盖部件14以及密封部件16包围的空间。x方向上的缓冲空间182的宽度等于或大于上游区域181的宽度，z方向上的缓冲空间182的高度大于上游
区域181的高度。因此，缓冲空间182具有比上游区域181大的流路截面积。
49.在缓冲空间182的上部连接有下游区域183。下游区域183是贯通作为构成处理腔室100的上部块的第一部件11而设置的贯通孔。其上端构成在处理腔室100的上表面开口的输出口104，下端面向缓冲空间182开口。
50.这样，在本实施方式中，支撑托盘15的上表面侧的排气流路18具有以下三个区域，也就是，
51.形成于支撑托盘15的上表面151与第一部件11的下表面之间的上游区域181；
52.与流体排出部55相连的下游区域183；以及
53.将上游区域181和下游区域183连通的中间区域(缓冲空间182)。
54.同样地，处理空间sp的底面和支撑托盘15的下表面均形成水平的平面，两者保持恒定的间隙平行地对置。该间隙作为将沿着支撑托盘15的下表面流动的处理流体引导至流体排出部55的排气流路18的上游区域185发挥作用。另外，支撑托盘15的下表面侧的上游区域185与支撑托盘15的上表面侧同样地经由缓冲空间186与下游区域187连接。即，支撑托盘15的下表面侧的排气流路18具有以下三个区域，也就是，
55.形成于支撑托盘15的下表面与第二部件12的上表面之间的上游区域185；与流体排出部55相连的下游区域187；以及
56.将上游区域185和下游区域187连通的中间区域(缓冲空间186)。
57.在处理空间sp中在支撑托盘15的上方流动的处理流体经由上游区域181、缓冲空间182以及下游区域183送出至输出口104。同样地，在处理空间sp中在支撑托盘15的下方流动的处理流体经由上游区域185、缓冲空间186以及下游区域187送出至输出口105。这些输出口104、105经由接下来详述的流体流通调整部70连接于流体排出部55。因此，通过流体流通调整部70根据来自控制单元90的控制指令工作，将处理空间sp内的处理流体经由流体流通调整部70回收到流体排出部55。
58.图2a及图2b是表示装配于基板处理装置的流体流通调整部的一例的图。图2a示意性地示出了对处理单元10送入新的处理流体并且从处理单元10回收处理中使用过的处理流体时的单元各部分的动作。另一方面，图2b示意性地示出了使处理流体一边绕过处理单元10一边从流体供给部57向流体排出部55流通时的单元各部分的动作。另外，在这些图中，用虚线箭头表示处理流体流动的路径。另外，这些图中的表示阀的标记中，三角形的部分为黑色的标记表示阀打开的状态，三角形的部分为白色的标记表示阀关闭的状态。
59.流体流通调整部70具有将流体供给部57和输入口102、103分别连接的配管71、72、以及将输出口104、105和流体排出部55分别连接的配管73、74。
60.在配管71，从流体供给部57侧(图2a、图2b中的左手侧)依次插入有阀751及过滤器761。另外，在配管72，从流体供给部57侧依次插入有阀752、过滤器762以及节流孔772。因此，通过根据来自控制单元90的控制指令使阀751、752打开，能够将处理流体从流体供给部57压送至处理腔室100的处理空间sp。而且，在本实施方式中，阀751、752的阀开度能够根据上述控制指令多级或者连续地切换。因此，如后面说明的那样，能够通过阀开度调整而高精度地调整流入处理空间sp的处理流体的流量(以下称为“co2流入量”)。
61.另外，在本实施方式中，构成为将处理流体分成上下地使其流入处理空间sp。因此，即使将阀751、752以同一阀开度打开，经由输入口102流入的处理流体和经由输入口103
流入的处理流体有时也会产生压力差。因此，在本实施方式中，在下方侧的配管72设置节流孔772，从而抑制上述压力差，或者使其为零。当然，上述压力差根据处理腔室100的结构、各部分的尺寸关系等而不同，因此，对于节流孔，除了仅设置于配管72，也存在仅设于配管71、设于配管71、72双方、或者在配管71、72的任一个都不设置等方式。另外，若输入口的数量增加，则进一步考虑各种方式。总之，在从多个输入口向处理空间sp供给处理流体的情况下，优选以使输入口间不产生压力差的方式对节流孔的插入进行研究。
62.为了控制如上述那样供给的处理流体从处理空间sp的排出，在配管73，从输出口104侧(图2a、图2b中的左手侧)依次插入有流量计783及阀753。另外，关于配管74，也与上述同样地，从输出口105侧依次插入有流量计782以及阀754。因此，通过根据来自控制单元90的控制指令使阀753、754打开，能够将处理流体从处理空间sp回收到流体排出部55。而且，在本实施方式中，关于阀753、754，它们的阀开度也能够根据上述控制指令而多级或连续地切换。因此，如后面说明的那样，能够通过阀开度调整而高精度地调整从处理空间sp流出的处理流体的流量(以下称为“co2流出量”)。
63.在本实施方式中，上述的co2流入量以及co2流出量的调整能够分别独立地进行。因此，如后述的图3及图4所示，通过两者的调整，能够对处理腔室100的处理空间sp内的压力以及流量进行可变控制。
64.另一方面，旁通配管791、792以从与处理腔室100分离并迂回的方式设置于流体流通调整部70。旁通配管791相对于阀751在流体供给部57侧(图2a、图2b中的左手侧)从配管71分支，并相对于阀753在流体排出部55侧(图2a、图2b中的右手侧)与配管73合流。旁通配管792相对于阀752在流体供给部57侧(图2a、图2b中的左手侧)从配管72分支，并相对于阀753在流体排出部55侧(图2a、图2b中的右手侧)与配管74合流。在这些旁通配管791、792分别插入有阀755、756。因此，在使阀751～754关闭的状态下根据来自控制单元90的控制指令使阀755、756打开，从而从流体供给部57输送来的处理流体全部迂回过处理腔室100而流向流体排出部55。即，能够在使流体供给部57以及流体排出部55工作的状态下，临时停止向处理腔室100供给处理流体。另外，关于阀755、756，也可以采用能够将其阀开度根据上述控制指令而多级或者连续地切换的阀，在该情况下，通过适当地控制阀751～756的阀开度，能够调整co2流入量、co2流出量以及迂回的co2量。利用了这样的特性的方案是后面说明的第二实施方式。
65.对于如上述那样构成的基板处理装置1，当通过基板搬送装置将在表面sa盛放有液体(在本实施方式中为ipa)的基板s搬入省略图示的搬送机器人等时，在支撑基板s的状态下，盖部件14向(+y)方向移动。由此，基板s与支撑托盘15一起容纳于处理空间sp，并且开口部101被盖部件14密闭。另外，在基板搬入处理时，阀751～756全部被控制为关闭状态。
66.接着，依次执行升压工序、恒压工序以及减压工序。特别是，在第一实施方式中，通过在恒压工序的初始阶段执行保持工序，能够提高图案坍塌的抑制效果。在此，为了理解在第一实施方式中能够得到该作用效果的理由，首先参照图2a以及图3说明使上述基板处理装置1与现有装置同样地动作的情况。之后，对于本发明的第一实施方式，一边与现有技术比较，一边进行说明。
67.图3是表示现有技术中的co2流入量和co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。在上述基板处理装置1中，在以与现有装置同样的动作顺序对容纳于处理
空间sp的基板s实施处理的情况下，阀755、756始终关闭。因此，不进行经由旁通配管791、792的处理流体的迂回，而是通过阀751～754的开闭及阀开度的控制，如以下那样执行基板处理。在现有装置中，不需要由旁通配管791、792以及阀755、756构成的旁通系统，在日本特开2018-082043号公报记载的装置中也未设置旁通系统。
68.控制单元90在流体排出部55以及流体供给部57稳定地动作的状态下，如图2a所示地将阀751～754从关闭状态切换为打开状态，开始处理流体向处理空间sp的流入以及处理流体从处理空间sp的流出(时刻t1)。即，时刻t1是指升压工序的开始时刻。
69.控制单元90根据从升压工序开始(时刻t1)起的经过时间控制阀751、752的阀开度，使co2流入量以及co2流出量分别以用单点划线以及两点划线表示的曲线图变化。在该升压工序中，进行控制，以使co2流入量大于co2流出量，从而能够如图3的实线所示地，调整成使处理空间sp内的压力线性上升，在预定的时刻t2成为比二氧化碳的临界压力(约7.9mpa)高的第一压力p1。由此，处理空间sp内的处理流体成为超临界状态。这样从时刻t1到时刻t2进行的升压工序相当于本发明的“升压动作”的一例。
70.继升压工序之后，为了将处理空间sp内的压力维持在第一压力p1、即执行恒压工序，控制单元90对阀751～754的阀开度如下地进行控制(恒压动作)。即，即使在升压工序结束的时刻t2之后的时刻，如图3所示地，控制单元90也使co2流入量以及co2流出量增大一定时间。然后，在co2流入量以及co2流出量均达到同一流量fr1后，控制单元90在一定时间内调整阀751～754的阀开度，以使co2流入量以及co2流出量均为流量fr1。
71.然后，在恒压工序的后半阶段，控制单元90对阀751、752的阀开度进行控制，以开始减少co2流入量。然后，控制单元90对阀753、754的阀开度进行控制，以在进一步经过了一定时间的时刻t3开始co2流出量的减少。由此，co2流出量变得比co2流入量大，恒压工序结束，处理空间sp内的压力从第一压力p1开始减少。即，时刻t3相当于减压工序的开始时刻。
72.在该减压工序中，控制单元90对阀751～754的阀开度进行控制，以使co2流入量以及co2流出量减少(减压动作)。由此，处理空间sp内的压力下降为比第一压力p1低。该减压工序持续到处理空间sp内的压力达到零的时刻t4。
73.这样，在现有装置中，以图3所示的曲线图控制co2流入量以及co2流出量，从而依次执行升压工序、恒压工序以及减压工序。特别是，在恒压工序中，目的是通过处理流体与液体的相互扩散而使液体与处理流体混合。然而，如上所述，在恒压工序中，处理流体以第一流量fr1与基板s的表面sa大致平行地流动，形成有处理流体的层流。因此，例如如图5的“现有技术”栏所示，有时在图案pt之间残留有处理流体(co2)与液体(ipa)的二相状态，图案pt的防坍塌效果未必充分。
74.与此相对，在第一实施方式中，在恒压工序的初始阶段，通过形成经由旁通配管791、792的处理流体的流动、即迂回，将处理空间sp内的处理流体的流量抑制为比第一流量fr1低的第二流量fr2。以下，一边参照图2a、图2b以及图4，一边对本发明的第一实施方式进行说明。
75.图4是表示本发明的基板处理方法的第一实施方式中的co2流入量和co2流出量的变化以及处理空间的压力变化的一例的曲线图。该第一实施方式与图3所示的现有技术差别较大的点在于，在恒压工序的初始阶段(时刻t2～t2a)形成不形成处理流体的层流(或者抑制流量)的保持状态，其它结构基本上与图3所示的现有技术相同。因此，以该不同点为中
心进行详细叙述。
76.在第一实施方式中，控制单元90在升压工序之后，停止处理流体向处理空间sp的供给以及处理流体从处理空间sp的排出。更具体而言，在时刻t2，如图2b所示，控制单元90将阀751～754从打开状态切换为关闭状态。与此同时，控制单元90将阀755～756从关闭状态切换为打开状态。于是，从流体供给部57供给来的处理流体全部经由旁通配管791、792流向流体排出部55，迂回过处理空间sp。该迂回状态仅在恒压工序的初始阶段(时刻t2～t2a)的期间持续，在时刻t2a，如图2a所示，控制单元90将阀751～754从关闭状态切换为打开状态，并且将阀755～756从打开状态切换为关闭状态。因此，在恒压工序的初始阶段，如图4所示，在处理空间sp中，处理流体为非流通状态，不形成处理液的层流。而且，处理空间sp内保持为第一压力p1，处理流体被维持为超临界状态。因此，在处理空间sp中，处理流体和液体相互扩散，如例如图5的“第一实施方式”栏中示意性地示出那样，在图案pt之间，处理流体与液体也相互混合，形成超临界的均匀相。
77.这样，在形成有处理流体和液体有效地混合的超临界均匀相的状态下，与现有技术同样地执行恒压工序的后半部分以及减压工序。
78.如上所述，根据第一实施方式，在处理空间sp升压至成为超临界状态的第一压力p1之后，立即将处理空间sp内的处理流体的流量抑制为比第一流量fr1低的第二流量fr2(＝0)。因此，能够促进处理空间sp内的处理流体与液体的相互扩散。然后，在进行该扩散之后，从处理空间sp排出处理流体。其结果，与现有技术相比，能够有效地抑制图案坍塌，能够很好地进行基板干燥。
79.另外，在上述第一实施方式中，为了将第二流量fr2设定为零，设置有具有旁通配管791、792以及阀755、756的旁通系统。因此，在从流体供给部57连续供给处理流体的中途，通过切换向旁通系统的迂回和迂回解除，能够急剧地改变co2流入量。即，能够一边使流体供给部57稳定地稳定运转，一边增加保持工序。
80.另外，将处理空间sp内的处理流体的流量维持为第二流量fr2的保持时间(＝t2a-t2)能够根据处理流体与液体的组合适当选择，但在处理流体和液体分别为“二氧化碳”以及“ipa”的情况下，保持时间优选设定在30秒以上且45秒以下的范围内。这是因为，在保持时间小于30秒时，处理流体与液体的相互扩散不充分，相反，若保持时间超过45秒，则温度调节到适于基板处理的温度的处理流体向处理空间sp的供给停止，因此由于因从处理腔室100的散热而引起的温度下降，难以维持超临界状态。另外，为了一边防止温度下降一边将保持时间设定得较长，也可以追加调整处理空间sp内的温度的温度调整单元。
81.另外，关于第一压力p1，也能够根据处理流体与液体的组合适当选择，但在处理流体和液体分别为“二氧化碳”以及“ipa”的情况下，通过各种实验确认了即使在将第一压力p1设定为比第一实施方式(9.5mpa)低的值、例如8.5mpa的情况下，也能够有效地防止图案坍塌。但是，二氧化碳与ipa的混合相的超临界压力比二氧化碳的临界压力(7.9mpa)高，接近上述8.5mpa，因此具有使存在于图案pt间的液体(ipa)的扩散移动降低的倾向。因此，第一压力p1更优选设定为大于8.5mpa的值。
82.如上所述，在第一实施方式中，保持工序相当于本发明的“扩散工序”的一例，在保持工序中执行的动作相当于本发明的“扩散动作”的一例。处理腔室100相当于本发明的“处理容器”的一例。控制单元90相当于本发明的“控制部”的一例。
83.另外，本发明并不限定于上述的实施方式，只要不脱离其主旨，则能够进行上述以外的各种变形。例如，在上述第一实施方式中，将保持工序中的处理流体的第二流量fr2设定为零，但例如如图6所示，也可以将co2流入量设定为稍高于co2流出量，将第二流量fr2设定为0.1(l/min)左右(第二实施方式)。当然，第二流量fr2的值并不限定于此，总之，也可以构为，将从流体供给部57输送的处理流体的一部分输送至处理空间sp，另一方面，将剩余部分经由从处理腔室100分离设置的旁通配管791、792排出至流体排出部55，并且将处理流体从处理空间sp排出，从而第二流量fr2为大于零且低于第一流量fr1的值。
84.另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，在作为本发明的“扩散工序”的一例的保持工序中，第二流量fr2维持恒定，但是，例如如图7所示，也可以构为，在保持工序中，反复进行在第一流量fr1与第二流量fr2之间切换处理空间sp内的处理流体的流量的流量切换动作(第三实施方式)。
85.另外，在上述实施方式中，在恒压工序的初始阶段执行扩散工序，但是，也可以在升压工序与恒压工序之间追加扩散工序。
86.另外，在上述实施方式中，支撑托盘15安装于盖部件14的侧面，它们一体地移动，但并不限定于此。例如，也可以构成为，支撑托盘能够与盖部件独立地移动。在该情况下，盖部件可以是相对于处理腔室的开口开闭自如地安装的门状的部件。
87.另外，在上述实施方式的处理中使用的各种化学物质是表示一部分的例子的物质，只要符合上述的本发明的技术思想，就可以使用各种物质来代替。
88.以上，举出特定的实施例对发明进行了说明，但并不意图以限定性的含义来解释该说明。参照发明的说明，与本发明的其它实施方式同样地，本领域技术人员能够明了所公开的实施方式的各种变形例。因此，所附的权利要求书在不脱离发明的真正范围的范围内包含该变形例或实施方式。
89.本发明能够应用于在处理容器的处理空间内利用超临界状态的处理流体对基板进行处理的整体基板处理技术。