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JP3494939B2 - Supercritical drying method and apparatus - Google Patents

Supercritical drying method and apparatus

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JP3494939B2
JP3494939B2 JP35890999A JP35890999A JP3494939B2 JP 3494939 B2 JP3494939 B2 JP 3494939B2 JP 35890999 A JP35890999 A JP 35890999A JP 35890999 A JP35890999 A JP 35890999A JP 3494939 B2 JP3494939 B2 JP 3494939B2
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reaction chamber
carbon dioxide
supercritical
substance
liquid
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英夫 生津
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置形成に
おける微細パターンを形成するときに用いる超臨界乾燥
方法および装置に関し、特に微細パターンをリソグラフ
ィー技術で形成するときに用いる超臨界乾燥方法および
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercritical drying method and apparatus used for forming a fine pattern in semiconductor device formation, and more particularly to a supercritical drying method and apparatus used for forming a fine pattern by a lithography technique. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、MOSLSIの大規模化に伴い、
チップの大型化とともにLSI製造におけるパターンの
微細化が推進されており、今や線幅が100nmを切る
パターンが形成されるに至っている。そして、線幅が狭
くなると言うことは、結果的にアスペクト比(高さ/
幅)の大きなパターンを形成することになる。また、微
細なパターンを形成すると言うことは、エッチング加工
に用いる加工マスクとしてのレジストパターンも、必然
的に高アスペクト比にならざるを得ない。上記のレジス
トパターンは、有機材料であるレジストの膜をリソグラ
フィー技術で加工することにより形成できる。レジスト
の膜に露光を行うと、露光された領域の分子量や分子構
造が変化し、未露光の領域との間に現像液に対する溶解
性に差が発生するので、この差を利用した現像処理によ
りレジストの膜にパターンが形成できる。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in scale of MOS LSI,
With the increase in size of chips, miniaturization of patterns in LSI manufacturing is being promoted, and patterns having line widths less than 100 nm are now formed. And the fact that the line width becomes narrower results in an aspect ratio (height /
A pattern having a large width will be formed. In addition, forming a fine pattern inevitably requires a resist pattern as a processing mask used for etching processing to have a high aspect ratio. The resist pattern can be formed by processing a resist film which is an organic material by a lithographic technique. When the resist film is exposed, the molecular weight and molecular structure of the exposed area change, and there is a difference in solubility in the developing solution between the exposed area and the unexposed area. A pattern can be formed on the resist film.

【0003】上記の現像処理では、現像を続けていけ
ば、やがて未露光の領域も現像液に溶解し始めてパター
ンが消滅してしまうので、リンス液によるリンス処理を
行って現像を停止している。そして、最終的に、乾燥し
てリンス液を除去することで、加工マスクとしてのレジ
ストパターンがレジスト膜に形成できる。このような微
細パターン形成における乾燥時の大きな問題点として、
図11の断面図に示すようなパターン1101の倒れが
ある。
In the above developing process, if the developing process is continued, the unexposed areas will start to dissolve in the developing solution and the pattern will disappear. Therefore, the rinsing process with the rinsing solution is performed to stop the developing process. . Then, finally, by drying to remove the rinse liquid, a resist pattern as a processing mask can be formed on the resist film. As a big problem at the time of drying in such fine pattern formation,
There is a collapse of the pattern 1101 as shown in the cross-sectional view of FIG.

【0004】アスペクト比の大きい微細なレジストパタ
ーンは、現像を施した後でリンス洗浄,乾燥を経て形成
される。レジスト以外でもアスペクト比の大きな微細パ
ターンは形成される。例えば、レジストパターンをマス
クに基板をエッチングした後で、洗浄,リンス洗浄(水
洗),乾燥を経ると、高アスペクト比の基板パターンが
形成される。そして、リンス処理後の乾燥時にパターン
1101の倒れが生じるもので、この倒れる現象はパタ
ーン1101が高アスペクト比になるほど顕著になる。
A fine resist pattern having a large aspect ratio is formed by developing, rinsing and drying. A fine pattern having a large aspect ratio is also formed other than the resist. For example, after the substrate is etched using the resist pattern as a mask, cleaning, rinsing cleaning (water cleaning), and drying are performed, whereby a substrate pattern having a high aspect ratio is formed. Then, the pattern 1101 collapses during drying after the rinse treatment, and the phenomenon of collapse becomes more remarkable as the pattern 1101 has a higher aspect ratio.

【0005】上記のパターンが倒れる現象は、図12に
示すように、レジストや基板の乾燥時にパターン120
1の間に残ったリンス液1202と、外部の空気120
3との圧力差により働く曲げ力(毛細管力)1210に
よるものである。そして、毛細管力1210は、リンス
液1202とパターン1201との間での気液界面で生
じる表面張力に依存することが報告されている(文献:
アプライド・フィジクス・レターズ、66巻、2655
−2657頁、1995年)。
As shown in FIG. 12, the phenomenon that the above pattern collapses is caused by the pattern 120 when the resist and the substrate are dried.
Rinse liquid 1202 remaining between 1 and the external air 120
This is due to the bending force (capillary force) 1210 that acts due to the pressure difference between the pressure and the pressure. It is reported that the capillary force 1210 depends on the surface tension generated at the gas-liquid interface between the rinse liquid 1202 and the pattern 1201 (Reference:
Applied Physics Letters, Volume 66, 2655
-2657, 1995).

【0006】この毛細管力は、有機材料からなるレジス
トパターンを倒すだけでなく、無機材料であるシリコン
などのより丈夫なパターンをも歪める力を有しているた
め、上述したリンス液による表面張力の問題は重要とな
っている。この毛細管力による問題は、表面張力の小さ
なリンス液を用いて処理を行うようにすれば解決でき
る。たとえば、リンス液として水を用いた場合、水の表
面張力は約72dyn/cmだが、メタノールの表面張
力は約23dyn/cmなので、水を直接乾燥するより
も、水をエタノールに置換した後でエタノールを乾燥す
る方が、パターン倒れの程度は抑制される。
This capillary force not only collapses the resist pattern made of an organic material, but also distorts a more durable pattern such as silicon which is an inorganic material. The problem is important. The problem due to the capillary force can be solved by performing the treatment using a rinse liquid having a small surface tension. For example, when water is used as the rinse liquid, the surface tension of water is about 72 dyn / cm, but the surface tension of methanol is about 23 dyn / cm. Therefore, rather than directly drying the water, the water is replaced with ethanol and then ethanol is used. The degree of pattern collapse is suppressed more by drying.

【0007】さらに、表面張力が20dyn/cmのパ
ーフロロカーボンを用い、パーフロロカーボン液でリン
ス液を置換してからパーフロロカーボンを乾燥させるよ
うにすれば、パターン倒れ抑制にはより効果的である。
しかしながら、表面張力の低いリンス液を用いればパタ
ーン倒れの発生を低減できるが、液体を用いている限り
はある程度の表面張力を持つためパターン倒れをなくす
ことはできない。パターン倒れの問題を解決するために
は、表面張力がゼロのリンス液を用いるか、リンス液を
表面張力がゼロの液体で置換した後で、置換した液体を
乾燥することが必要となる。
Further, if perfluorocarbon having a surface tension of 20 dyn / cm is used and the rinse liquid is replaced with the perfluorocarbon liquid and then the perfluorocarbon is dried, it is more effective for suppressing the pattern collapse.
However, although the use of a rinse liquid having a low surface tension can reduce the occurrence of pattern collapse, the pattern collapse cannot be eliminated as long as the liquid has a surface tension to some extent. In order to solve the pattern collapse problem, it is necessary to use a rinse liquid having a surface tension of zero, or to replace the rinse liquid with a liquid having a surface tension of zero, and then to dry the replaced liquid.

【0008】上記の表面張力がゼロの液体として超臨界
流体がある。超臨界流体は、臨界温度および臨界圧力を
超えた温度および圧力下の物質であり、液体に近い溶解
力を持つが、張力や粘度は気体に近い性質を示すもの
で、気体の状態を保った液体といえる。そして、超臨界
流体は、気液界面を形成しないため、表面張力はゼロに
なる。したがって、超臨界状態で乾燥すれば、表面張力
の概念はなくなるため、パターン倒れはなくなることに
なる。通常、超臨界流体としては、二酸化炭素が用いら
れている。二酸化炭素は、低い臨界点(7.3MPa,
31℃)であるとともに、化学的に安定であるため、臨
界流体としてすでに生物試料観察に用いられている。
A supercritical fluid is a liquid having a surface tension of zero. A supercritical fluid is a substance at a temperature and pressure that exceeds the critical temperature and the critical pressure and has a dissolving power similar to a liquid, but tension and viscosity exhibit properties close to those of a gas, and the state of the gas is maintained. It can be called a liquid. Since the supercritical fluid does not form a gas-liquid interface, the surface tension becomes zero. Therefore, if drying in a supercritical state, the concept of surface tension disappears, and the pattern collapse does not occur. Generally, carbon dioxide is used as the supercritical fluid. Carbon dioxide has a low critical point (7.3 MPa,
Since it is 31 ° C) and is chemically stable, it has already been used as a critical fluid for observing biological samples.

【0009】従来、二酸化炭素の超臨界状態を用いた超
臨界乾燥は、次のようにして行われている。まず、液化
された二酸化炭素を予め所定の処理容器内に導入し、さ
らに排液を繰り返してリンス液を置換する。リンス液が
二酸化炭素に置換された後、処理容器を加熱して臨界点
以上の温度,圧力とすることで、容器内の液化二酸化炭
素を超臨界二酸化炭素とする。ここでは特に超臨界状態
となった二酸化炭素を流入・流出する動作は行っていな
い。最後に、微細なパターンに超臨界二酸化炭素のみが
付着している状態で、容器内を減圧し、超臨界二酸化炭
素を気化させて乾燥させる。
Conventionally, supercritical drying using the supercritical state of carbon dioxide has been carried out as follows. First, liquefied carbon dioxide is introduced into a predetermined processing container in advance, and drainage is repeated to replace the rinse liquid. After the rinse liquid is replaced with carbon dioxide, the treatment container is heated to a temperature and pressure above the critical point, so that the liquefied carbon dioxide in the container becomes supercritical carbon dioxide. Here, the operation of inflowing and outflowing carbon dioxide in a supercritical state is not performed. Finally, with only the supercritical carbon dioxide adhered to the fine pattern, the pressure inside the container is reduced to vaporize the supercritical carbon dioxide and dry it.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フォトリソ
グラフィ技術によるパターン形成のプロセスでは、一般
に、最後に基板を水洗してから乾燥させる場合が多い
が、水を直接二酸化炭素では置換できないため、比較的
二酸化炭素と混和しやすいエタノールで水を置換してか
ら超臨界乾燥を行うようにしていた。また、電子線レジ
ストの中には、n−プロパノールで現像後のリンスを行
うものもあり、この場合は、リンスの後リンス液を直接
液化二酸化炭素と置換するようにしていた。しかしなが
ら、混和しやすいといってもエタノールなどのアルコー
ルと二酸化炭素との溶解性は十分ではないため、置換に
時間がかかるという問題があった。また、処理時間を短
くしようとすると、部分的に置換できていない箇所が発
生することもあり、パターン倒れが発生してしまう場合
があった。
By the way, in the process of pattern formation by the photolithography technique, in general, the substrate is often washed last with water and then dried, but water cannot be directly replaced by carbon dioxide. After replacing water with ethanol, which is easily miscible with carbon dioxide, supercritical drying was performed. Further, some electron beam resists perform a rinse after development with n-propanol, and in this case, after the rinse, the rinse liquid is directly replaced with liquefied carbon dioxide. However, even though it is easy to mix, the solubility of alcohol such as ethanol and carbon dioxide is not sufficient, so that there is a problem that replacement takes time. Further, when trying to shorten the processing time, there are cases where a part that cannot be partially replaced occurs, and pattern collapse may occur.

【0011】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、超臨界乾燥におけるパタ
ーン倒れを、従来より減少することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to reduce the pattern collapse in supercritical drying as compared with the conventional case.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の超臨界乾燥方法
は、基板上に形成された所定のパターンを有するパター
ン層をアルコールに晒す第1の工程と、この第1の工程
の後、パターン層にアルコールの液体が付着している状
態でパターン層を大気雰囲気では気体である物質の液体
に晒す第2の工程と、この第2の工程の後、上記の物質
が液体の状態を保持する条件下でこの物質の液体を冷却
してから、パターン層に付着しているアルコールの液体
を上記の物質の液体に溶解させてパターン層に上記の物
質の液体が付着している状態とする第3の工程と、この
第3の工程の後、パターン層に付着している上記の物質
を超臨界状態とする第4の工程と、この第4の工程の
後、パターン層に付着している超臨界状態の物質を気化
させる第5の工程とを備えたものである。この発明によ
れば、第3の工程において、大気雰囲気では気体である
物質の液体を冷却するので、この物質の密度が高くなり
アルコールの溶解性が向上する。
The supercritical drying method of the present invention comprises a first step of exposing a patterned layer having a predetermined pattern formed on a substrate to alcohol, and a pattern after the first step. A second step of exposing the pattern layer to a liquid of a substance that is a gas in the atmosphere while the liquid of alcohol is attached to the layer, and after the second step, the substance keeps the liquid state. After cooling the liquid of this substance under the conditions, the alcohol liquid adhering to the pattern layer is dissolved in the liquid of the above substance to obtain a state in which the liquid of the above substance adheres to the pattern layer. 3 step, and after this 3rd step, the 4th step of bringing the above substances adhering to the pattern layer into a supercritical state, and after this 4th step, adhering to the pattern layer And the fifth step of vaporizing the supercritical substance It includes those were. According to the present invention, in the third step, since the liquid of the substance which is a gas in the air atmosphere is cooled, the density of this substance is increased and the solubility of alcohol is improved.

【0013】上記の発明において、第3の工程では、上
記の物質の液体温度を低下させてから、この物質が液体
の状態を保持する条件下で液体に加わる圧力を変動さ
せ、上記の美質の液体が攪拌された状態とする。また、
上記の発明の第2の工程において、基板を冷却すること
で上記の物質の液体を冷却すれば、実際にアルコールが
付着しているパターン層周囲の上記物質の液体が冷却さ
れる。また、上記の発明において、上記の物質は二酸化
炭素であり、また、第2の工程では、上記の物質の液体
を10℃以下に冷却すればよい。また、全ての工程は、
同一の容器内で行うようにしてもよい。
In the above invention, in the third step, the liquid temperature of the substance is lowered, and then the pressure applied to the liquid is changed under the condition that the substance keeps the liquid state. The liquid of is mixed. Also,
In the second step of the invention, if the liquid of the substance is cooled by cooling the substrate, the liquid of the substance around the pattern layer to which alcohol is actually attached is cooled. Further, in the above invention, the above substance is carbon dioxide, and in the second step, the liquid of the above substance may be cooled to 10 ° C. or lower. Also, all steps are
You may make it perform in the same container.

【0014】本発明の超臨界乾燥装置は、処理対象基板
が内部に載置されて密閉可能な反応室と、反応室内に大
気雰囲気では気体である物質を供給する手段と、反応室
内の圧力を上記の物質が超臨界状態となる圧力まで加圧
制御する圧力制御手段と、反応室内の温度を所定の温度
に制御する温度制御手段と、処理対象基板を所定の温度
に制御する基板温度制御手段とを少なくとも備えたもの
である。この発明によれば、基板周囲の温度と反応室内
の他の領域との温度とが個別に制御される。また、上記
の発明において、超臨界状態は亜臨界状態も含む。
The supercritical drying apparatus of the present invention has a reaction chamber in which a substrate to be processed is placed and can be sealed, a means for supplying a substance that is a gas in the atmosphere into the reaction chamber, and a pressure in the reaction chamber. Pressure control means for pressurizing and controlling to a pressure at which the above substance becomes a supercritical state, temperature control means for controlling the temperature in the reaction chamber to a predetermined temperature, and substrate temperature control means for controlling the target substrate to a predetermined temperature. And at least. According to the present invention, the temperature around the substrate and the temperature in other regions in the reaction chamber are individually controlled. Further, in the above invention, the supercritical state includes a subcritical state.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 (実施の形態1)本実施の形態1の超臨界乾燥方法で
は、まず、図1Aに示すように、パターン101aが形
成された基板101を水102に浸漬して水洗した後、
図1Bに示すように、基板101をエタノール103に
浸漬し、パターン101a周囲に付着していた水をエタ
ノールに溶解させ、パターン101にエタノール103
が付着している状態とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) In the supercritical drying method of Embodiment 1, first, as shown in FIG. 1A, a substrate 101 on which a pattern 101a is formed is immersed in water 102 and washed, and then,
As shown in FIG. 1B, the substrate 101 is immersed in ethanol 103, the water adhering to the periphery of the pattern 101 a is dissolved in ethanol, and the pattern 101 is formed with ethanol 103.
Be attached.

【0016】つぎに、図1Cに示すように、基板101
を所定の密閉可能な容器である反応室(図示せず)内に
収容されている液化二酸化炭素104に浸漬し、パター
ン101a周囲に付着していたエタノールを液化二酸化
炭素に溶解させ、パターン101aに液化二酸化炭素1
04が付着している状態とする。すなわち、エタノール
を液化二酸化炭素で置換する。このとき、基板を液化二
酸化炭素に浸漬した後、容器内の圧力を7.5MPa程
度に保持した状態で、液化二酸化炭素104の温度を例
えば−5℃まで冷却して密度を高くする。このように、
液化二酸化炭素の密度を高くしておくことで、エタノー
ルとの相溶性が向上し、置換の時間を短縮することが可
能となり、また、エタノールが残るなどの置換不全を抑
制できる。
Next, as shown in FIG. 1C, the substrate 101
Is immersed in liquefied carbon dioxide 104 contained in a reaction chamber (not shown) which is a predetermined sealable container, and the ethanol attached to the periphery of the pattern 101a is dissolved in liquefied carbon dioxide to form a pattern 101a. Liquefied carbon dioxide 1
It is assumed that 04 is attached. That is, ethanol is replaced with liquefied carbon dioxide. At this time, after the substrate is immersed in liquefied carbon dioxide, the temperature of the liquefied carbon dioxide 104 is cooled to, for example, −5 ° C. while the pressure inside the container is maintained at about 7.5 MPa to increase the density. in this way,
By increasing the density of liquefied carbon dioxide, the compatibility with ethanol is improved, the replacement time can be shortened, and substitution failure such as ethanol remaining can be suppressed.

【0017】この後、基板101およびパターン101
a周囲の圧力を7.5MPaに保持した状態で、液化二
酸化炭素の温度を31℃として超臨界状態とし、図1D
に示すように、基板101が超臨界二酸化炭素105に
浸漬した状態とする。そして、超臨界二酸化炭素を気化
させれば、図1Eに示すように、パターン倒れのない状
態で、パターン101aが形成された基板101が乾燥
できる。なお、上記の超臨界状態は亜臨界状態も含むも
のとし、これに関しては以降も同様である。
After that, the substrate 101 and the pattern 101
a With the ambient pressure maintained at 7.5 MPa, the temperature of the liquefied carbon dioxide is set to 31 ° C. to bring it into a supercritical state, and FIG.
The substrate 101 is immersed in the supercritical carbon dioxide 105 as shown in FIG. Then, by vaporizing the supercritical carbon dioxide, as shown in FIG. 1E, the substrate 101 on which the pattern 101a is formed can be dried without pattern collapse. Note that the above-mentioned supercritical state includes a subcritical state, and the same applies hereafter.

【0018】ここで、液化二酸化炭素とアルコールの相
溶性に関して説明する。前述したように、例えば二酸化
炭素の超臨界状態を用いた超臨界乾燥では、パターン形
成における水洗の後、パターンに付着している水をアル
コールで置換してパターンにアルコールが付着している
状態とし、アルコールを液体状態や超臨界状態の二酸化
炭素で置換している。このアルコールと二酸化炭素との
置換において、アルコールと二酸化炭素の相溶性が問題
となるが、二酸化炭素の密度を高くして溶解性を向上さ
せることで、相溶性を向上させることができる。
Here, the compatibility between liquefied carbon dioxide and alcohol will be described. As described above, for example, in supercritical drying using a supercritical state of carbon dioxide, after washing with water in the pattern formation, the water adhering to the pattern is replaced with alcohol to make the state where the alcohol adheres to the pattern. , Alcohol is replaced with carbon dioxide in liquid or supercritical state. In this replacement of alcohol with carbon dioxide, compatibility between alcohol and carbon dioxide becomes a problem, but compatibility can be improved by increasing the density of carbon dioxide to improve solubility.

【0019】例えば、二酸化炭素は熱膨張率が大きく、
図2に示すように、温度の変化とともに密度が大きく変
化する。図1Cに示したように、アルコールを液化二酸
化炭素で置換するときも、温度条件によって液化二酸化
炭素の密度は468〜1200g/Lの範囲で変化す
る。温度が31℃でも圧力を6MPa以上とすれば、二
酸化炭素は液化するが、このときの液化二酸化炭素の密
度は470g/L程度である。これに対し、同一の圧力
のままでも温度を15℃とすれば、液化二酸化炭素の密
度は2倍になる。
For example, carbon dioxide has a large coefficient of thermal expansion,
As shown in FIG. 2, the density changes greatly with changes in temperature. As shown in FIG. 1C, when the alcohol is replaced with liquefied carbon dioxide, the density of the liquefied carbon dioxide changes within the range of 468 to 1200 g / L depending on the temperature condition. Even if the temperature is 31 ° C., if the pressure is 6 MPa or more, the carbon dioxide is liquefied, but the density of the liquefied carbon dioxide at this time is about 470 g / L. On the other hand, if the temperature is set to 15 ° C. even with the same pressure, the density of liquefied carbon dioxide doubles.

【0020】そして、図1Cに示したように、アルコー
ルを液化二酸化炭素で置換するとき、圧力7.5MPa
で液化二酸化炭素の温度20℃とした場合は置換に30
分要するが、同圧力で温度を15℃としたときは置換が
25分で行える。以上説明したように、液化二酸化炭素
の密度を高くしておくことで、アルコールの置換時間が
早くできる、すなわち、アルコールと液化二酸化炭素と
の相溶性が向上する。なお、液化二酸化炭素の密度は、
圧力を上昇させても高くできるが、図2からも明らかな
ように、液化二酸化炭素の温度を下げることで密度を上
昇させた方が効率がよい。
As shown in FIG. 1C, when the alcohol is replaced with liquefied carbon dioxide, the pressure is 7.5 MPa.
If the temperature of liquefied carbon dioxide is set to 20 ° C, the replacement will be 30
It takes time, but when the temperature is 15 ° C. at the same pressure, the replacement can be done in 25 minutes. As described above, by increasing the density of liquefied carbon dioxide, the replacement time of alcohol can be shortened, that is, the compatibility between alcohol and liquefied carbon dioxide is improved. The density of liquefied carbon dioxide is
Although the pressure can be increased by increasing the pressure, as is clear from FIG. 2, it is more efficient to increase the density by decreasing the temperature of the liquefied carbon dioxide.

【0021】アルコールを液化二酸化炭素で置換する時
間を例えば20分以内で行うためには、液化二酸化炭素
の密度は最低でも900g/Lが必要で、好ましくは1
000g/Lは必要となる。この密度とするためには、
反応室内の圧力を7.5MPaとしたときは、液化二酸
化炭素の温度を10℃以下、好ましくは−10℃以下が
必要となる。液化二酸化炭素の温度は−10℃より下げ
ることができるが、凝固点(圧力7.5MPaのとき−
56.6℃)より下げると、固体の状態となるため用い
ることができない。
In order to replace the alcohol with liquefied carbon dioxide within, for example, 20 minutes, the density of liquefied carbon dioxide should be at least 900 g / L, preferably 1
000 g / L is required. To obtain this density,
When the pressure in the reaction chamber is 7.5 MPa, the temperature of liquefied carbon dioxide needs to be 10 ° C or lower, preferably -10 ° C or lower. The temperature of liquefied carbon dioxide can be lowered below -10 ° C, but at the freezing point (at a pressure of 7.5 MPa-
If the temperature is lower than 56.6 ° C), the solid state cannot be used.

【0022】ところで、液化二酸化炭素の温度を下げる
と、液化二酸化炭素が収容されている反応室内に存在す
る水分が、反応室内壁に凝集し、つぎに示すように、レ
ジストパターンがパターン膨れを起こす。有機材料から
なるレジストパターンを、前述した超臨界乾燥方法で乾
燥する場合、超臨界乾燥を行う反応室内壁に水分が吸着
していると、この水分が超臨界流体を吸収してレジスト
膜内に拡散し、レジスト膜内に超臨界流体が閉じこめら
れてしまうことにある。レジスト膜内に超臨界流体が存
在した状態で超臨界乾燥を行うと、減圧時に膜内の超臨
界流体が急激に気化し、パターン膨れを発生させる。
By the way, when the temperature of the liquefied carbon dioxide is lowered, the water present in the reaction chamber containing the liquefied carbon dioxide agglomerates on the inner wall of the reaction chamber, causing the resist pattern to swell as shown below. . When a resist pattern made of an organic material is dried by the above-described supercritical drying method, if water is adsorbed on the inner wall of the reaction chamber where supercritical drying is performed, this water absorbs the supercritical fluid and is absorbed in the resist film. This is because the supercritical fluid diffuses and is trapped in the resist film. When supercritical drying is performed in the presence of the supercritical fluid in the resist film, the supercritical fluid in the film is rapidly vaporized at the time of depressurization, causing pattern swelling.

【0023】したがって、例えば、初期には反応室内の
温度を、30℃として反応室内で結露などが起きない状
態とし、反応室内にアルコール処理をした基板を載置し
てから反応室内に液化二酸化炭素を導入し、反応室内が
液化二酸化炭素で充填されてから、液化二酸化炭素の温
度を下げるようにすればよい。このようにすることで、
反応室内への水分の侵入が抑制でき、パターン膨れが抑
制できる。また、反応室内が結露をしない温度状態で処
理対象の基板を反応室内に配置し、反応室を密閉した
後、加温するなどして水の溶解性を低下させた水分含有
量の少ない二酸化炭素をポンプ圧送により反応室内に導
入し、反応室内への水の混入を抑制するようにしてもよ
い。また、反応室を密閉した後、反応室内へ水分含有量
の少ない窒素やアルゴンなどのガスを導入し、水分を含
んでいる残留空気を反応室より排出させた後、液化二酸
化炭素を反応室内に導入するようにしてもよい。
Therefore, for example, the temperature in the reaction chamber is set to 30 ° C. in the initial stage so that dew condensation does not occur in the reaction chamber, the alcohol-treated substrate is placed in the reaction chamber, and then liquefied carbon dioxide is placed in the reaction chamber. Is introduced, and the temperature of the liquefied carbon dioxide may be lowered after the reaction chamber is filled with the liquefied carbon dioxide. By doing this,
Water can be prevented from entering the reaction chamber, and pattern swelling can be suppressed. Further, the substrate to be treated is placed in a reaction chamber in a temperature state where dew condensation does not occur in the reaction chamber, and after the reaction chamber is sealed, the solubility of water is lowered by heating, etc. May be introduced into the reaction chamber by pumping to suppress mixing of water into the reaction chamber. Also, after sealing the reaction chamber, a gas with a low water content such as nitrogen or argon is introduced, and residual air containing water is discharged from the reaction chamber, and then liquefied carbon dioxide is introduced into the reaction chamber. It may be introduced.

【0024】以下、本発明の超臨界乾燥に関して、実施
例をもってより詳細に説明する。
Hereinafter, the supercritical drying of the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【実施例】(実施例1)はじめに、第1の実施例につい
て説明する。まず、超臨界乾燥を行う超臨界乾燥装置に
関して説明する。超臨界乾燥装置は、図3に示すよう
に、処理対象の基板301が、超臨界乾燥が行われる密
閉可能な容器である反応室302内に固定されて処理さ
れる。反応室302には、ポンプユニット304を介し
て反応室302に接続される液化二酸化炭素のボンベ3
03とを備える。また、反応室302には、排出管30
5、および、ポンプユニット304と反応室302との
間にバルブ306が設けられている。反応室302は、
例えば、ステンレスで構成され、反応室302の壁厚は
20mm程度で、内径100mm程度の球形をしてい
る。
[Embodiment 1] First, a first embodiment will be described. First, a supercritical drying device that performs supercritical drying will be described. In the supercritical drying apparatus, as shown in FIG. 3, a substrate 301 to be processed is fixed and processed in a reaction chamber 302 which is a sealable container in which supercritical drying is performed. In the reaction chamber 302, a liquefied carbon dioxide cylinder 3 connected to the reaction chamber 302 via a pump unit 304.
And 03. Further, the reaction chamber 302 has a discharge pipe 30.
5, and a valve 306 is provided between the pump unit 304 and the reaction chamber 302. The reaction chamber 302 is
For example, the reaction chamber 302 is made of stainless steel, has a wall thickness of about 20 mm, and has a spherical shape with an inner diameter of about 100 mm.

【0025】また、反応室302内の圧力を自動的に制
御する圧力制御バルブ307が、排出管305に設けら
れている。また、反応室302は、温度制御装置308
により内部の温度が制御されている。そして、反応室3
02の液流入側には、薬液供給部321が備えられ、ア
ルコールなどのリンス液が反応室302内に供給できる
構成となっている。この超臨界乾燥装置における超臨界
状態の形成に関して、二酸化炭素を例にとり説明する
と、まず、ボンベ303より供給される液化二酸化炭素
をポンプユニット304で反応室302内に圧送する。
そして、圧力制御バルブ307による排出状態の制御に
より反応室302内より排出される液化二酸化炭素の量
を制御し、反応室302内部の圧力を例えば7.5MP
a程度に制御する。この結果、反応室302では、圧送
された液化二酸化炭素が液体の状態で満たされる。
A pressure control valve 307 for automatically controlling the pressure inside the reaction chamber 302 is provided in the discharge pipe 305. Further, the reaction chamber 302 has a temperature control device 308.
The internal temperature is controlled by. And reaction chamber 3
On the liquid inflow side of 02, a chemical liquid supply part 321 is provided, and a rinse liquid such as alcohol can be supplied into the reaction chamber 302. Regarding formation of a supercritical state in this supercritical drying apparatus, carbon dioxide will be described as an example. First, liquefied carbon dioxide supplied from a cylinder 303 is pumped into the reaction chamber 302 by a pump unit 304.
The amount of liquefied carbon dioxide discharged from the reaction chamber 302 is controlled by controlling the discharge state by the pressure control valve 307, and the pressure inside the reaction chamber 302 is adjusted to, for example, 7.5MP.
Control to about a. As a result, the reaction chamber 302 is filled with the liquefied carbon dioxide that has been pumped in a liquid state.

【0026】このとき、反応室302内にはポンプユニ
ット304により液化二酸化炭素が圧送され、また、圧
力制御バルブ307を介して反応室302内の液化二酸
化炭素が排出されている。反応室302内が液化二酸化
炭素で満たされた状態で、内圧を7.5MPaに保持し
たまま温度調節装置308により反応室302内の温度
を31℃以上に制御すれば、反応室302内の液化二酸
化炭素は超臨界状態となる。なお、超臨界二酸化炭素が
形成された状態で、ポンプユニット304による液化二
酸化炭素の圧送を停止し、かつバルブ304を閉じれ
ば、反応室302への二酸化炭素の供給が停止されて反
応室302内の圧力が減少するので、反応室302内の
超臨界二酸化炭素を気化させることができる。このと
き、反応室302内の温度は31℃以上に保持してお
く。
At this time, liquefied carbon dioxide is pumped into the reaction chamber 302 by the pump unit 304, and liquefied carbon dioxide in the reaction chamber 302 is discharged via the pressure control valve 307. If the temperature inside the reaction chamber 302 is controlled to 31 ° C. or higher by the temperature control device 308 while the inside pressure of the reaction chamber 302 is filled with liquefied carbon dioxide and the internal pressure is kept at 7.5 MPa, liquefaction inside the reaction chamber 302 Carbon dioxide becomes supercritical. When supercritical carbon dioxide is formed, if pumping of liquefied carbon dioxide by the pump unit 304 is stopped and the valve 304 is closed, the supply of carbon dioxide to the reaction chamber 302 is stopped and the inside of the reaction chamber 302 is stopped. Since the pressure of the above is reduced, the supercritical carbon dioxide in the reaction chamber 302 can be vaporized. At this time, the temperature in the reaction chamber 302 is kept at 31 ° C. or higher.

【0027】つぎに、上記の超臨界乾燥装置を用いた、
本実施例1の超臨界乾燥に関して説明する。まず、図4
Aに示すように、表面が(110)面であるシリコン基
板301表面を熱酸化して膜厚30nm程度に酸化膜4
01を形成し、次いで図4Bに示すように、酸化膜40
1上に薄いレジストパタン402を形成する。レジスト
パタン402は、公知のリソグラフィー技術を用い、3
0nm程度の幅のパターンを30nm間隔で形成した。
つぎに、レジストパタン402をマスクとして酸化膜4
01をドライエッチングした後レジストパタン402を
除去し、図4Cに示すように、シリコン基板301上
に、シリコン酸化物からなるマスクパターン401aを
形成する。
Next, using the above-mentioned supercritical dryer,
The supercritical drying of Example 1 will be described. First, FIG.
As shown in A, the surface of the silicon substrate 301 whose surface is the (110) plane is thermally oxidized to form the oxide film 4 with a thickness of about 30 nm.
01, and then as shown in FIG.
A thin resist pattern 402 is formed on the surface 1. The resist pattern 402 is formed by using a known lithographic technique.
A pattern having a width of about 0 nm was formed at 30 nm intervals.
Next, the oxide film 4 is formed using the resist pattern 402 as a mask.
After dry etching 01, the resist pattern 402 is removed, and a mask pattern 401a made of silicon oxide is formed on the silicon substrate 301 as shown in FIG. 4C.

【0028】つぎに、図5Dに示すように、シリコン基
板301を水酸化カリウム水溶液403に浸漬し、マス
クパターン401aをマスクとしてシリコン基板301
表面をエッチングする。シリコン基板301の表面は
(110)面なので、水酸化カリウム水溶液403によ
るエッチングでは、シリコン基板301表面と垂直な方
向にしかエッチングが進行しない。したがって、図5D
に示すように、シリコン基板301上に、断面が縦長な
長方形のパターン404が形成できる。
Next, as shown in FIG. 5D, the silicon substrate 301 is immersed in an aqueous potassium hydroxide solution 403, and the silicon substrate 301 is masked with the mask pattern 401a.
Etch the surface. Since the surface of the silicon substrate 301 is the (110) plane, the etching with the potassium hydroxide aqueous solution 403 only advances the etching in the direction perpendicular to the surface of the silicon substrate 301. Therefore, FIG.
As shown in, a rectangular pattern 404 having a vertically long cross section can be formed on the silicon substrate 301.

【0029】パターン404の高さが150nm程度と
なったところで、図5Eに示すように、基板301を水
405に浸漬してエッチングを停止し、かつ、水洗し
た。つぎに、上記の水洗した基板301を、表面が乾燥
しないうちに、図3に示した反応室302内に導入して
密閉し、薬液供給部321よりエタノールを供給して反
応室302内をエタノールで満たす。この結果、図5F
に示すように、シリコン基板301がエタノール406
に浸漬される。そして、パターン404表面に残ってい
た水分をエタノール406で置換する。
When the height of the pattern 404 became about 150 nm, as shown in FIG. 5E, the substrate 301 was immersed in water 405 to stop the etching and washed with water. Next, the substrate 301 washed with water is introduced into the reaction chamber 302 shown in FIG. 3 and sealed before the surface is dried, and ethanol is supplied from the chemical solution supply unit 321 to generate ethanol in the reaction chamber 302. Fill with. As a result, FIG. 5F
As shown in FIG.
Be immersed in. Then, the water remaining on the surface of the pattern 404 is replaced with ethanol 406.

【0030】つぎに、上記の反応室302内より窒素で
反応室302内の空気を置換しながらエタノールを排出
した後、基板301表面のエタノールが乾燥せずに十分
濡れた状態のうちに、反応室302内に液化二酸化炭素
を導入し、反応室302内を液化二酸化炭素で満たし、
反応室302内の圧力を7.5MPa程度に保持する。
そして、反応室302内の温度を温度調節装置308に
より−5℃に冷却する。このことにより、基板301上
のパターン404周囲のアルコールが、冷却された液化
二酸化炭素に溶解し、冷却した液化二酸化炭素によりア
ルコールが置換される。この置換を10分程度続けるこ
とで、図5Gに示すように、パターン404周囲は液化
二酸化炭素に晒された状態となる。
Next, after replacing the air in the reaction chamber 302 with nitrogen from the inside of the reaction chamber 302 to discharge ethanol, the ethanol on the surface of the substrate 301 is not dried and the reaction is performed while the ethanol is sufficiently wet. Liquefied carbon dioxide is introduced into the chamber 302 to fill the reaction chamber 302 with liquefied carbon dioxide,
The pressure in the reaction chamber 302 is maintained at about 7.5 MPa.
Then, the temperature inside the reaction chamber 302 is cooled to −5 ° C. by the temperature control device 308. As a result, the alcohol around the pattern 404 on the substrate 301 is dissolved in the cooled liquefied carbon dioxide, and the alcohol is replaced by the cooled liquefied carbon dioxide. By continuing this replacement for about 10 minutes, the periphery of the pattern 404 is exposed to liquefied carbon dioxide as shown in FIG. 5G.

【0031】この後、反応室302内の圧力を7.5M
Pa程度に保持したまま、温度調節装置308により反
応室301内の温度を35℃とし、図5Hに示すよう
に、パターン404の周囲を超臨界二酸化炭素408と
した。反応室301内の二酸化炭素を超臨界状態とした
後、反応室302内への二酸化炭素の供給を停止し、反
応室内の温度を35℃に保持したまま、反応室302内
より超臨界二酸化炭素を排出した。この排出により、反
応室302内の圧力は低下して超臨界二酸化炭素は気化
し、図5Iに示すように、パターン倒れのない状態で、
シリコン基板301上に、幅約30nm高さ150nm
の微細なシリコンのパターン404が形成された。
After that, the pressure in the reaction chamber 302 is adjusted to 7.5M.
While maintaining the pressure at about Pa, the temperature inside the reaction chamber 301 was set to 35 ° C. by the temperature control device 308, and as shown in FIG. 5H, the surroundings of the pattern 404 were supercritical carbon dioxide 408. After making the carbon dioxide in the reaction chamber 301 into a supercritical state, the supply of carbon dioxide into the reaction chamber 302 is stopped, and the temperature in the reaction chamber is kept at 35 ° C. Was discharged. Due to this discharge, the pressure in the reaction chamber 302 is reduced and the supercritical carbon dioxide is vaporized, and as shown in FIG.
Approximately 30 nm wide and 150 nm high on the silicon substrate 301
A fine silicon pattern 404 was formed.

【0032】上記の超臨界二酸化炭素の排出は、約1リ
ットル/minの速度で排出し、反応室内の圧力が0.
25MPa/minの速度で降下する状態とした。な
お、超臨界二酸化炭素の反応室からの排出量を2段階と
することで、排出時間を短縮することができる。反応室
から超臨界二酸化炭素を排出するとき、一度に多く排出
して大きな圧力変化を生じさせると、パターン倒れが発
生してしまう。このため、通常では、約1リットル/m
inの速度で排出し、急激な圧力変化が発生しないよう
にしている。しかしながら、例えば反応室内の圧力が
7.5〜5MPaの範囲では、0.25MPa/min
の速度で圧力が降下するようにし、5MPa〜大気圧の
範囲では、0.5MPa/minの速い速度で圧力が降
下するようにすれば、パターンへの影響を少なくすると
ともに、排出時間を短縮できる。
The supercritical carbon dioxide is discharged at a rate of about 1 liter / min, and the pressure inside the reaction chamber is 0.
It was in a state of descending at a speed of 25 MPa / min. The discharge time can be shortened by setting the discharge amount of supercritical carbon dioxide from the reaction chamber in two stages. When supercritical carbon dioxide is discharged from the reaction chamber, if a large amount of carbon dioxide is discharged at one time to cause a large pressure change, pattern collapse will occur. For this reason, it is usually about 1 liter / m 2.
It is discharged at a speed of in to prevent a sudden pressure change. However, for example, when the pressure in the reaction chamber is in the range of 7.5 to 5 MPa, 0.25 MPa / min
If the pressure drops at a speed of 5 MPa and the pressure drops at a high speed of 0.5 MPa / min in the range of 5 MPa to atmospheric pressure, the influence on the pattern can be reduced and the discharge time can be shortened. .

【0033】(実施例2)以下、図3の超臨界乾燥装置
を用いた、本実施例2の超臨界乾燥に関して説明する。
まず、本実施例2で用いる超臨界乾燥装置に関して説明
する。この超臨界乾燥装置は、図6に示すように、図3
に示した超臨界乾燥装置に、新たに基板温度調節装置3
09と、基板温度調節装置309により基板301など
の上部の温度を可変する基板台310とを備えるように
した。他の構成は図3と同様である。この超臨界乾燥装
置では、例えば、反応室302内を満たしている液化二
酸化炭素を冷却するとき、基板301近辺の液化二酸化
炭素の温度を迅速に所定の温度、例えば−5℃となるよ
うにしたものである。この超臨界乾燥装置では、内部の
圧力を7.5Paなど非常に高い状態とするため、反応
室302を高圧に耐えられるように肉厚の構造としてい
る。したがって、反応室302全体の温度を可変しよう
とすると、所望の温度となるまでに多くの時間が必要と
なる。
(Embodiment 2) Hereinafter, supercritical drying of Embodiment 2 using the supercritical drying apparatus of FIG. 3 will be described.
First, the supercritical drying device used in the second embodiment will be described. This supercritical drying apparatus, as shown in FIG.
Substrate temperature controller 3 is newly added to the supercritical dryer shown in
09, and a substrate table 310 for varying the temperature of the upper portion of the substrate 301 by the substrate temperature adjusting device 309. Other configurations are the same as those in FIG. In this supercritical drying apparatus, for example, when cooling the liquefied carbon dioxide filling the reaction chamber 302, the temperature of the liquefied carbon dioxide near the substrate 301 is quickly set to a predetermined temperature, for example, −5 ° C. It is a thing. In this supercritical drying apparatus, since the internal pressure is set to a very high state such as 7.5 Pa, the reaction chamber 302 has a thick structure so as to withstand high pressure. Therefore, in order to change the temperature of the entire reaction chamber 302, it takes a lot of time to reach the desired temperature.

【0034】ところで、前述したように、液化二酸化炭
素の温度を例えば−5℃と低温にする理由は、基板上に
形成されているパターンに付着しているアルコールが、
より容易に液化二酸化炭素に溶解する状態とすることに
ある。したがって、反応室内の液化二酸化炭素全域が低
温となっている必要はなく、基板301の周囲の液化二
酸化炭素が所定の低温状態となっていればよい。基板3
01周囲の液化二酸化炭素の温度を低温にする場合は、
反応室302全体の温度を低温にする場合に比較して、
多くの時間を必要としない。
By the way, as described above, the reason why the temperature of the liquefied carbon dioxide is as low as −5 ° C. is that the alcohol attached to the pattern formed on the substrate is
It is to make it more easily dissolved in liquefied carbon dioxide. Therefore, it is not necessary that the entire liquefied carbon dioxide in the reaction chamber be at a low temperature, as long as the liquefied carbon dioxide around the substrate 301 is at a predetermined low temperature state. Board 3
01 To lower the temperature of liquefied carbon dioxide around,
Compared to the case where the temperature of the entire reaction chamber 302 is lowered,
Doesn't need much time.

【0035】図6の超臨界乾燥装置では、基板温度調節
装置309により温度を可変できる基板台310を備え
るようにし、基板台310上に載置される基板301と
ともに、基板301周囲の流体の温度を、例えば−5℃
と制御できるようにした。この結果、図6の超臨界乾燥
装置では、基板301周囲の流体の温度は、所望の温度
に迅速に制御することが可能となる。この結果、図6の
超臨界乾燥装置では、図3の超臨界乾燥装置に比較し
て、より迅速にアルコールから液化二酸化炭素への置換
が行える。
The supercritical drying apparatus shown in FIG. 6 is provided with a substrate table 310 whose temperature can be varied by the substrate temperature controller 309, and the temperature of the fluid around the substrate 301 together with the substrate 301 placed on the substrate table 310. Is, for example, −5 ° C.
I was able to control. As a result, in the supercritical drying apparatus of FIG. 6, the temperature of the fluid around the substrate 301 can be quickly controlled to a desired temperature. As a result, in the supercritical drying apparatus of FIG. 6, alcohol can be replaced with liquefied carbon dioxide more quickly than the supercritical drying apparatus of FIG.

【0036】つぎに、図6の超臨界乾燥装置を用いた、
本実施例2の超臨界乾燥に関して説明する。まず、図7
Aに示すように、シリコン基板301上に塗布形成した
ZEP−520(日本ゼオン製)からなる電子線レジス
ト薄膜701に、電子線を露光して所望のパターンの潜
像を形成する。次いで、シリコン基板301を反応室3
02(図6)内に配置して密閉し、この反応室内にキシ
レンを導入することで、図7Bに示すように、シリコン
基板301をキシレンからなる現像液702に浸漬して
現像し、シリコン基板301上にレジストパターン70
1aを形成する。レジストパターン701aは、幅30
nmで高さ150nmに形成し、また隣のパターンとの
間隔を30nmに形成した。
Next, using the supercritical drying apparatus shown in FIG.
The supercritical drying of the second embodiment will be described. First, FIG.
As shown in A, the electron beam resist thin film 701 made of ZEP-520 (manufactured by Zeon Corporation) coated and formed on the silicon substrate 301 is exposed to an electron beam to form a latent image of a desired pattern. Next, the silicon substrate 301 is placed in the reaction chamber 3
02 (FIG. 6) and sealed, and by introducing xylene into this reaction chamber, as shown in FIG. 7B, the silicon substrate 301 is immersed in a developing solution 702 made of xylene for development to develop a silicon substrate. Resist pattern 70 on 301
1a is formed. The resist pattern 701a has a width of 30
The height was 150 nm and the distance between the adjacent patterns was 30 nm.

【0037】つぎに、反応室302内のキシレンを排出
し、基板がキシレンで十分濡れた状態の内に新たに2−
プロパノールを導入し、図7Cに示すように、シリコン
基板301を2−プロパノールからなるリンス703に
浸漬して現像を停止させた。次いで、反応室302を密
閉した状態のまま、液化二酸化炭素を導入することで反
応室302内よりリンスを排出して液化二酸化炭素と入
れ替え、かつ反応室302内の圧力を7.5MPaと
し、反応室302内が液化二酸化炭素で充填された状態
とする。したがって、シリコン基板301は、濡れた状
態のまま2−プロパノールに晒された状態から液化二酸
化炭素に晒された状態となる。そして、温度調節装置3
08により反応室302内の温度を10℃に設定し、加
えて、基板温度調節装置309により基板台310の温
度を−5℃に設定し、これらの状態を10分間保持す
る。
Next, the xylene in the reaction chamber 302 is discharged, and a new 2-
Propanol was introduced, and as shown in FIG. 7C, the silicon substrate 301 was immersed in a rinse 703 made of 2-propanol to stop the development. Then, with the reaction chamber 302 kept closed, liquefied carbon dioxide is introduced to discharge the rinse from the inside of the reaction chamber 302 and replace it with liquefied carbon dioxide, and the pressure in the reaction chamber 302 is set to 7.5 MPa to carry out the reaction. The inside of the chamber 302 is filled with liquefied carbon dioxide. Therefore, the silicon substrate 301 changes from a state of being exposed to 2-propanol in a wet state to a state of being exposed to liquefied carbon dioxide. And the temperature control device 3
08, the temperature in the reaction chamber 302 is set to 10 ° C., the temperature of the substrate table 310 is set to −5 ° C. by the substrate temperature adjusting device 309, and these states are held for 10 minutes.

【0038】上記のことにより、基板周囲の液化二酸化
炭素は迅速に−0.5℃に冷却されて密度が高くなり、
2−プロパノールの溶解性が向上し、基板上に形成され
ているパターン周囲に残っている2−プロパノールが、
より迅速に液化二酸化炭素に置換される。この結果、図
7Dに示すように、シリコン基板301およびパターン
701a周囲は、冷却された液化二酸化炭素704で満
たされた状態となる。この後、ポンプユニット304に
よる液化二酸化炭素の送出圧力、圧力制御バルブ307
による反応室302からの二酸化炭素の排出量、温度調
節装置308,基板温度調節装置309による反応室3
02内の温度をそれぞれ調節し、反応室302内の圧力
を8MPa、反応室302内の温度を35℃とした。
As a result of the above, the liquefied carbon dioxide around the substrate is rapidly cooled to -0.5 ° C. and becomes denser,
The solubility of 2-propanol is improved, and 2-propanol remaining around the pattern formed on the substrate is
It is replaced more quickly by liquefied carbon dioxide. As a result, as shown in FIG. 7D, the silicon substrate 301 and the periphery of the pattern 701a are filled with cooled liquefied carbon dioxide 704. Thereafter, the delivery pressure of the liquefied carbon dioxide by the pump unit 304 and the pressure control valve 307
Amount of carbon dioxide discharged from the reaction chamber 302, the temperature control device 308, and the substrate temperature control device 309.
The temperature in 02 was adjusted respectively, the pressure in the reaction chamber 302 was 8 MPa, and the temperature in the reaction chamber 302 was 35 ° C.

【0039】この結果、反応室302内の二酸化炭素は
超臨界状態となり、図7Eに示すように、シリコン基板
301およびパターン701a周囲は、超臨界二酸化炭
素705で満たされた状態となる。そして、反応室30
2内の二酸化炭素を超臨界状態とした後、反応室302
内の超臨界二酸化炭素を0.5リットル/minの速度
で排出し、反応室302内の圧力を低下させて超臨界二
酸化炭素を気化させて乾燥した。この結果、図7Fに示
すように、微細なレジストパターン701aが形成され
たシリコン基板301が、パターン倒れのない状態で乾
燥された。また、超臨界二酸化炭素の排出は、超臨界二
酸化炭素の排出速度を0.5リットル/minとするこ
とで、反応室内の圧力変化を緩やかなものとし、急激な
圧力変化によるパターン倒れを抑制した。
As a result, carbon dioxide in the reaction chamber 302 is in a supercritical state, and as shown in FIG. 7E, the silicon substrate 301 and the periphery of the pattern 701a are filled with supercritical carbon dioxide 705. And the reaction chamber 30
After making carbon dioxide in 2 into a supercritical state, the reaction chamber 302
The supercritical carbon dioxide in the reactor was discharged at a rate of 0.5 liter / min, the pressure in the reaction chamber 302 was lowered to vaporize the supercritical carbon dioxide, and it was dried. As a result, as shown in FIG. 7F, the silicon substrate 301 on which the fine resist pattern 701a was formed was dried without pattern collapse. In addition, the discharge of supercritical carbon dioxide was performed by setting the discharge rate of supercritical carbon dioxide to 0.5 liter / min to moderate the pressure change in the reaction chamber and suppress the pattern collapse due to the rapid pressure change. .

【0040】(実施の形態2)上記実施の形態1では、
超臨界流体として用いる物質の液体でアルコールを置換
するとき、液体の密度を高くすることでアルコールとの
相溶性を向上させ、置換をより早くより確実に行うよう
にしたが、この置換のときに、圧力を変化させて、上記
の置換をより迅速に行うようにしてもよい。例えば、図
7Cから図7Dへの段階で、反応室内の圧力を8MPa
と4.5MPaの間で急激に可変させることで、反応室
内の液化二酸化炭素を攪拌した状態とすることができ、
アルコールとの置換をより迅速に行うことができる。ま
た、液化二酸化炭素の攪拌の程度は圧力の変化の幅を大
きくすればより効果的である。図2の状態図から明らか
なように、温度が低い方が、液体である圧力範囲が広い
ので、圧力の変化を大きく取るためには温度が低い方が
よい。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
When substituting the liquid with the liquid used as the supercritical fluid for the alcohol, the density of the liquid was increased to improve the compatibility with the alcohol, and the substitution was performed faster and more reliably. , The pressure may be changed so that the above replacement is performed more quickly. For example, in the step from FIG. 7C to FIG. 7D, the pressure inside the reaction chamber is set to 8 MPa.
By suddenly changing the pressure between 4.5 MPa and 4.5 MPa, the liquefied carbon dioxide in the reaction chamber can be stirred.
Substitution with alcohol can be done more quickly. Further, the degree of stirring of the liquefied carbon dioxide is more effective if the range of pressure change is increased. As is clear from the state diagram of FIG. 2, the lower the temperature is, the wider the pressure range of the liquid is. Therefore, the lower the temperature is, the better the pressure change is.

【0041】(実施例3)より詳細に説明すると、本実
施例3でも、図6の超臨界乾燥装置を用い、図7に示す
工程により超臨界乾燥を行う。まず、図7Aに示すよう
に、シリコン基板301上に塗布形成したZEP−52
0(日本ゼオン製)からなる電子線レジスト薄膜701
に、電子線を露光して所望のパターンの潜像を形成す
る。次いで、シリコン基板301を反応室302(図
3)内に配置して密閉し、反応室302内にキシレンを
導入することで、図7Bに示すように、シリコン基板3
01をキシレンからなる現像液702に浸漬して現像
し、シリコン基板301上にレジストパターン701a
を形成する。レジストパターン701aは、幅30nm
で高さ150nmに形成し、また隣のパターンとの間隔
を30nmに形成した。
(Embodiment 3) In more detail, also in Embodiment 3, the supercritical drying apparatus shown in FIG. 6 is used to perform supercritical drying according to the steps shown in FIG. First, as shown in FIG. 7A, ZEP-52 formed by coating on a silicon substrate 301.
0 (manufactured by Zeon Corporation) electron beam resist thin film 701
Then, an electron beam is exposed to form a latent image of a desired pattern. Then, the silicon substrate 301 is placed and sealed in the reaction chamber 302 (FIG. 3), and xylene is introduced into the reaction chamber 302, so that the silicon substrate 3 is removed as shown in FIG. 7B.
01 is immersed in a developing solution 702 made of xylene for development, and a resist pattern 701a is formed on the silicon substrate 301.
To form. The resist pattern 701a has a width of 30 nm
Was formed to a height of 150 nm, and a space between the adjacent pattern was formed to be 30 nm.

【0042】つぎに、反応室302内のキシレンを排出
し、基板がキシレンで十分濡れた状態の内に新たに2−
プロパノールを導入することで、図7Cに示すように、
シリコン基板301を2−プロパノールからなるリンス
703に浸漬して現像を停止させた。以上のことは、実
施例2と同様である。次いで、本実施例3では、反応室
302を密閉した状態のまま、液化二酸化炭素を反応室
302内に導入することで反応室302内よりリンスを
排出して液化二酸化炭素と入れ替え、かつ反応室302
内の圧力を8MPaとし、反応室302内が液化二酸化
炭素で充填された状態とする。したがって、シリコン基
板301は、濡れた状態のまま2−プロパノールに晒さ
れた状態から液化二酸化炭素に晒された状態となる。そ
して、温度調節装置308により反応室302内の温度
を10℃に設定した。なお、本実施例3では、基板温度
調節装置309により基板台310の温度を−5℃に設
定する必要はない。
Next, the xylene in the reaction chamber 302 is discharged, and a new 2-
By introducing propanol, as shown in FIG. 7C,
Development was stopped by immersing the silicon substrate 301 in a rinse 703 made of 2-propanol. The above is the same as in the second embodiment. Next, in Example 3, with the reaction chamber 302 kept closed, liquefied carbon dioxide was introduced into the reaction chamber 302 to discharge the rinse from the reaction chamber 302 and replace it with liquefied carbon dioxide. 302
The internal pressure is set to 8 MPa, and the inside of the reaction chamber 302 is filled with liquefied carbon dioxide. Therefore, the silicon substrate 301 changes from a state of being exposed to 2-propanol in a wet state to a state of being exposed to liquefied carbon dioxide. Then, the temperature inside the reaction chamber 302 was set to 10 ° C. by the temperature control device 308. In the third embodiment, it is not necessary to set the temperature of the substrate table 310 to −5 ° C. by the substrate temperature adjusting device 309.

【0043】そして、本実施例3では、反応室302内
への二酸化炭素の供給(圧送)は継続した状態で、圧力
制御バルブ307の制御により反応室302内の液化二
酸化炭素の排出量を瞬時に増大して反応室302内の圧
力を5MPaまで低下させる。液化二酸化炭素の排出量
の増大を、例えば1秒程度と瞬間的に行い、この後すぐ
に元の制御状態とすることで、反応室302内の圧力は
8MPaに上昇させる。上記の、圧力降下と圧力上昇と
を3回繰り返すことで、反応室内の液化二酸化炭素が攪
拌された状態とできる。そして、この攪拌された状態と
することで、基板上に形成されているパターン周囲の2
−プロパノールを、より効率的に液化二酸化炭素へ置換
できる。
In the third embodiment, while the supply (pressure feeding) of carbon dioxide into the reaction chamber 302 is continued, the discharge amount of liquefied carbon dioxide in the reaction chamber 302 is instantaneously controlled by controlling the pressure control valve 307. The pressure inside the reaction chamber 302 is decreased to 5 MPa. By increasing the discharge amount of the liquefied carbon dioxide instantaneously, for example, for about 1 second, and immediately after that, the original control state is restored, so that the pressure in the reaction chamber 302 is increased to 8 MPa. By repeating the above pressure drop and pressure rise three times, the liquefied carbon dioxide in the reaction chamber can be brought into a stirred state. Then, by setting this agitated state, the pattern surrounding the pattern formed on the substrate
-Propanol can be more efficiently replaced by liquefied carbon dioxide.

【0044】この結果、この実施例3においても、図7
Dに示すように、シリコン基板301およびパターン7
01a周囲は、冷却された液化二酸化炭素704で満た
された状態となる。この後、ポンプユニット304によ
る液化二酸化炭素の送出圧力、圧力制御バルブ307に
よる反応室302からの二酸化炭素の排出量、温度調節
装置308,基板温度調節装置309による反応室30
2内の温度をそれぞれ調節し、反応室302内の圧力を
8MPa、反応室302内の温度を35℃とした。
As a result, also in the third embodiment, as shown in FIG.
As shown in D, the silicon substrate 301 and the pattern 7
The area around 01a is filled with cooled liquefied carbon dioxide 704. Thereafter, the delivery pressure of liquefied carbon dioxide by the pump unit 304, the discharge amount of carbon dioxide from the reaction chamber 302 by the pressure control valve 307, the temperature control device 308, and the reaction chamber 30 by the substrate temperature control device 309.
The temperature inside 2 was adjusted, the pressure inside reaction chamber 302 was 8 MPa, and the temperature inside reaction chamber 302 was 35 ° C.

【0045】この結果、反応室302内の二酸化炭素は
超臨界状態となり、図7Eに示すように、シリコン基板
301およびパターン701a周囲は、超臨界二酸化炭
素705で満たされた状態となる。そして、反応室30
2内の二酸化炭素を超臨界状態とした後、温度を35℃
に保持したまま反応室302内の超臨界二酸化炭素を
0.5リットル/minの速度で排出し、反応室302
内の圧力を低下させて超臨界二酸化炭素を気化させて乾
燥した。この結果、図7Fに示すように、微細なレジス
トパターン701aが形成されたシリコン基板301
が、パターン倒れのない状態で乾燥できた。
As a result, carbon dioxide in the reaction chamber 302 is in a supercritical state, and as shown in FIG. 7E, the silicon substrate 301 and the periphery of the pattern 701a are filled with supercritical carbon dioxide 705. And the reaction chamber 30
After putting carbon dioxide in 2 into a supercritical state, raise the temperature to 35 ° C.
The supercritical carbon dioxide in the reaction chamber 302 is discharged at a rate of 0.5 liter / min while being kept at
The internal pressure was reduced to vaporize the supercritical carbon dioxide and to dry it. As a result, as shown in FIG. 7F, the silicon substrate 301 on which the fine resist pattern 701a is formed.
However, it was possible to dry without pattern collapse.

【0046】なお、超臨界乾燥に用いる超臨界乾燥装置
は、図3,図6に示した超臨界乾燥装置に限るものでは
ない。例えば、図8に示す超臨界乾燥装置を用いるよう
にしてもよい。図8の超臨界乾燥装置の構成に関して簡
単に説明すると、まず、反応室801内に基板802が
保持され、液化二酸化炭素のボンベ803が、ポンプユ
ニット804および並列に接続された加熱手段805と
冷却手段806を介し、反応室801に接続されてい
る。また、反応室801には、排出管807も設けられ
ている。排出管807には、流量計808と圧力調整器
809が接続されている。また、加熱手段805および
冷却手段806の排出側にはバルブ811およびバルブ
812が設けられ、また、反応室801のボンベ803
側にはバルブ813が設けられ、反応室801の排出管
807側にはバルブ814が設けられている。そして、
反応室801には、反応室801内の温度を制御する温
度調整装置821が設けられている。
The supercritical drying apparatus used for supercritical drying is not limited to the supercritical drying apparatus shown in FIGS. 3 and 6. For example, the supercritical drying device shown in FIG. 8 may be used. Briefly describing the configuration of the supercritical drying apparatus of FIG. 8, first, a substrate 802 is held in a reaction chamber 801, a liquefied carbon dioxide cylinder 803, a pump unit 804 and a heating means 805 connected in parallel and cooling. It is connected to the reaction chamber 801 via means 806. A discharge pipe 807 is also provided in the reaction chamber 801. A flow meter 808 and a pressure regulator 809 are connected to the discharge pipe 807. A valve 811 and a valve 812 are provided on the discharge side of the heating means 805 and the cooling means 806, and a cylinder 803 of the reaction chamber 801 is provided.
A valve 813 is provided on the side, and a valve 814 is provided on the discharge pipe 807 side of the reaction chamber 801. And
The reaction chamber 801 is provided with a temperature adjusting device 821 that controls the temperature inside the reaction chamber 801.

【0047】また、図8の超臨界乾燥において、図9に
示すように、加熱手段905で処理した超臨界二酸化炭
素を、冷却手段806で冷却して液化二酸化炭素とする
構成としてもよい。なお、図9において、同一符号で示
した他の部分は、図8と同様である。また、図10に示
すように、まず、反応室801へ液化二酸化炭素を導入
するときは、単にポンプユニット804で加圧すること
で、ボンベ803から液化二酸化炭素のままで反応室8
01に導入する。また、反応室801へ超臨界二酸化炭
素を導入するときは、加熱手段805で液化二酸化炭素
を加熱し、超臨界状態になりやすい状態で液化二酸化炭
素を反応室801に導入する。そして、圧力調整器80
8の制御で反応室801内の圧力を調整することで、導
入された液化二酸化炭素を超臨界二酸化炭素の状態とし
てもよい。
Further, in the supercritical drying of FIG. 8, as shown in FIG. 9, the supercritical carbon dioxide treated by the heating means 905 may be cooled by the cooling means 806 to be liquefied carbon dioxide. Note that, in FIG. 9, other parts indicated by the same reference numerals are the same as those in FIG. Further, as shown in FIG. 10, first, when introducing liquefied carbon dioxide into the reaction chamber 801, simply by pressurizing with the pump unit 804, the reaction chamber 8 remains liquefied carbon dioxide from the cylinder 803.
01. When supercritical carbon dioxide is introduced into the reaction chamber 801, the liquefied carbon dioxide is heated by the heating means 805, and the liquefied carbon dioxide is introduced into the reaction chamber 801 in a state where the liquefied carbon dioxide is likely to be in a supercritical state. And the pressure regulator 80
The liquefied carbon dioxide introduced may be brought into a state of supercritical carbon dioxide by adjusting the pressure in the reaction chamber 801 under the control of 8.

【0048】また、図10の超臨界乾燥装置で、加熱手
段805で加熱することで超臨界状態となった二酸化炭
素を導入し、温度調節装置821による反応室801内
の温度調整により、導入された超臨界二酸化炭素を液化
二酸化炭素とするようにしてもよい。この場合、液化に
時間がかかるものの、上述の場合と同様の効果が得られ
る。なお、図10においても、同一符号で示した他の部
分は、図8と同様である。そして、図8〜図10の超臨
界乾燥装置においても、図6に示した基板温度調節装置
などの、処理対象の基板の温度を例えば−5℃に制御す
る機構を備えるようにしてもよい。また、図3に示した
ように、反応室内に他の薬液を供給する構成を付加して
もよいことは言うまでもない。
In the supercritical drying apparatus shown in FIG. 10, carbon dioxide which has been brought into a supercritical state by being heated by the heating means 805 is introduced and is introduced by adjusting the temperature in the reaction chamber 801 by the temperature adjusting device 821. Alternatively, supercritical carbon dioxide may be liquefied carbon dioxide. In this case, although the liquefaction takes time, the same effect as the above case can be obtained. Note that, also in FIG. 10, the other parts indicated by the same reference numerals are the same as those in FIG. The supercritical drying apparatus shown in FIGS. 8 to 10 may also be provided with a mechanism for controlling the temperature of the substrate to be processed to, for example, −5 ° C., such as the substrate temperature adjusting apparatus shown in FIG. 6. Further, as shown in FIG. 3, it goes without saying that a configuration for supplying another chemical solution into the reaction chamber may be added.

【0049】また、上記の実施例1では、シリコンのパ
ターンを乾燥する場合を例にとり説明したが、これに限
定されるものではなく、化合物半導体などのパターンに
ついても同様に適用できる。また、上記実施例2で用い
たレジストパターンに限るものではなく、他の高分子材
料からなるパターンであっても適用できる。さらには、
超臨界流体も二酸化炭素に限定されるものではなく、エ
タンやプロパンなどの無極性な物質の超臨界流体を用い
るようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned first embodiment, the case where the silicon pattern is dried has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the same can be applied to a pattern of a compound semiconductor or the like. Further, the resist pattern is not limited to the resist pattern used in the second embodiment, and a pattern made of another polymer material can be applied. Moreover,
The supercritical fluid is not limited to carbon dioxide, and a nonpolar substance such as ethane or propane may be used.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、基板
上に形成された所定のパターンを有するパターン層をア
ルコールに晒す第1の工程と、この第1の工程の後、パ
ターン層にアルコールの液体が付着している状態でパタ
ーン層を大気雰囲気では気体である物質の液体に晒す第
2の工程と、この第2の工程の後、上記の物質が液体の
状態を保持する条件下でこの物質の液体を冷却してか
ら、パターン層に付着しているアルコールの液体を上記
の物質の液体に溶解させてパターン層に上記の物質の液
体が付着している状態とする第3の工程と、この第3の
工程の後、パターン層に付着している上記の物質を超臨
界状態とする第4の工程と、この第4の工程の後、パタ
ーン層に付着している超臨界状態の物質を気化させる第
5の工程とを備えるようにした。この発明によれば、第
3の工程において、大気雰囲気では気体である物質の液
体を冷却するので、この物質の密度が高くなりアルコー
ルの溶解性が向上するので、アルコールと超臨界流体と
なる物質の液体との置換がより効率的に行え、超臨界乾
燥におけるパターン倒れが、従来より減少するようにな
る。
As described above, according to the present invention, the first step of exposing the pattern layer having a predetermined pattern formed on the substrate to alcohol, and the alcohol of the pattern layer after the first step. Second step of exposing the pattern layer to a liquid of a substance that is a gas in the atmosphere in the state where the liquid is attached, and after the second step, under the condition that the above substance keeps the liquid state. Third step of cooling the liquid of the substance, and then dissolving the alcohol liquid adhering to the pattern layer in the liquid of the substance to bring the liquid of the substance to the pattern layer And a fourth step after the third step to bring the above-mentioned substance adhering to the pattern layer into a supercritical state, and a supercritical state adhering to the pattern layer after the fourth step. And a fifth step of vaporizing the substance Was Unishi. According to the present invention, in the third step, since the liquid of the substance that is a gas in the atmosphere is cooled, the density of this substance is increased and the solubility of alcohol is improved. The liquid can be more efficiently replaced with the liquid, and the pattern collapse in the supercritical drying can be reduced as compared with the conventional case.

【0051】またこの発明では、処理対象基板が内部に
載置されて密閉可能な反応室と、反応室内に大気雰囲気
では気体である物質を供給する手段と、反応室内の圧力
を上記の物質が超臨界状態となる圧力まで加圧制御する
圧力制御手段と、反応室内の温度を所定の温度に制御す
る温度制御手段と、処理対象基板を所定の温度に制御す
る基板温度制御手段とを少なくとも備えるようにした。
この結果、基板を冷却することで上記の物質の液体を冷
却することができ、実際にアルコールが付着しているパ
ターン層周囲の上記物質の液体を、より迅速に冷却する
ことが可能となる。したがって、実際にアルコールの置
換を行う領域の超臨界流体となる物質の密度を迅速に高
くでき、アルコールの溶解性を向上させることができる
ので、アルコールと超臨界流体となる物質の液体との置
換がより効率的に行えるようになる。
Further, in the present invention, the reaction chamber in which the substrate to be treated is placed and can be sealed, the means for supplying a substance that is a gas in the atmosphere into the reaction chamber, and the pressure in the reaction chamber is set to the above substance. At least a pressure control means for controlling the pressure to a supercritical state, a temperature control means for controlling the temperature in the reaction chamber to a predetermined temperature, and a substrate temperature control means for controlling the substrate to be processed to a predetermined temperature are provided. I did it.
As a result, the liquid of the substance can be cooled by cooling the substrate, and the liquid of the substance around the pattern layer to which alcohol is actually attached can be cooled more quickly. Therefore, the density of the substance that becomes the supercritical fluid in the region where the alcohol is actually replaced can be increased rapidly, and the solubility of the alcohol can be improved. Can be done more efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1における超臨界乾燥方
法を説明する工程図である。
FIG. 1 is a process diagram illustrating a supercritical drying method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 二酸化炭素の状態図である。FIG. 2 is a state diagram of carbon dioxide.

【図3】 本発明の実施例で用いる超臨界乾燥装置の構
成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a supercritical drying apparatus used in an example of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1における超臨界乾燥方法を
説明する工程図である。
FIG. 4 is a process diagram illustrating a supercritical drying method in Example 1 of the present invention.

【図5】 図4に続く、本発明の実施例1における超臨
界乾燥方法を説明する工程図である。
FIG. 5 is a process diagram that illustrates the supercritical drying method in Example 1 of the present invention, following FIG.

【図6】 本発明の実施例で用いる超臨界乾燥装置の他
の構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing another configuration of the supercritical drying apparatus used in the example of the present invention.

【図7】 本発明の実施例2における超臨界乾燥方法を
説明する工程図である。
FIG. 7 is a process diagram illustrating a supercritical drying method in Example 2 of the present invention.

【図8】 本発明の実施例で用いる超臨界乾燥装置の他
の構成を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing another configuration of the supercritical drying apparatus used in the example of the present invention.

【図9】 本発明の実施例で用いる超臨界乾燥装置の他
の構成を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing another configuration of the supercritical drying apparatus used in the example of the present invention.

【図10】 本発明の実施例で用いる超臨界乾燥装置の
他の構成を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing another configuration of the supercritical drying apparatus used in the example of the present invention.

【図11】 微細パターンのパターン倒れの状態を示す
断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a pattern collapse state of a fine pattern.

【図12】 微細パターンの間にリンス液がある状態を
示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which a rinse liquid is present between fine patterns.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…基板、101a…パターン、102…水、10
3…エタノール、104…液化二酸化炭素、105…超
臨界二酸化炭素。
101 ... Substrate, 101a ... Pattern, 102 ... Water, 10
3 ... Ethanol, 104 ... Liquefied carbon dioxide, 105 ... Supercritical carbon dioxide.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 651 B08B 3/08 B08B 3/10 F26B 9/06 F26B 21/14 Front page continued (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/304 651 B08B 3/08 B08B 3/10 F26B 9/06 F26B 21/14

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に形成された所定のパターンを有
するパターン層をアルコールに晒す第1の工程と、 この第1の工程の後、前記パターン層に前記アルコール
の液体が付着している状態で前記パターン層を大気雰囲
気では気体である物質の液体に晒す第2の工程と、 この第2の工程の後、前記物質が液体の状態を保持する
条件下でこの物質の液体を冷却してから、前記パターン
層に付着しているアルコールの液体を前記物質の液体に
溶解させて前記パターン層に前記物質の液体が付着して
いる状態とする第3の工程と、 この第3の工程の後、前記パターン層に付着している物
質を超臨界状態とする第4の工程と、 この第4の工程の後、前記パターン層に付着している超
臨界状態の物質を気化させる第5の工程とを少なくとも
備えたことを特徴とする超臨界乾燥方法。
1. A first step of exposing a pattern layer having a predetermined pattern formed on a substrate to alcohol, and a state in which the alcohol liquid adheres to the pattern layer after the first step. In the second step, the pattern layer is exposed to a liquid of a substance that is a gas in the atmosphere, and after the second step, the liquid of the substance is cooled under the condition that the substance remains in the liquid state. From the above, the third step of dissolving the alcohol liquid adhering to the pattern layer in the liquid of the substance to bring the liquid of the substance adhered to the pattern layer, Then, a fourth step of bringing the substance attached to the pattern layer into a supercritical state, and a fifth step of vaporizing the substance in the supercritical state attached to the pattern layer after the fourth step. Having at least a process Supercritical drying method characterized.
【請求項2】 請求項1記載の超臨界乾燥方法におい
て、 前記第3の工程では、前記物質の液体温度を低下させて
から、前記物質が液体の状態を保持する条件下で前記液
体に加わる圧力を変動させることを特徴とする超臨界乾
燥方法。
2. The supercritical drying method according to claim 1, wherein in the third step, the temperature of the liquid of the substance is lowered, and then the substance is added to the liquid under the condition of maintaining the liquid state. A supercritical drying method characterized by varying the pressure.
【請求項3】 請求項1または2記載の超臨界乾燥方法
において、 前記第2の工程において、前記基板を冷却することで前
記物質の液体を冷却することを特徴とする超臨界乾燥方
法。
3. The supercritical drying method according to claim 1, wherein in the second step, the liquid of the substance is cooled by cooling the substrate.
【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項に記載の超臨
界乾燥方法において、 前記物質は二酸化炭素であることを特徴とする超臨界乾
燥方法。
4. The supercritical drying method according to claim 1, wherein the substance is carbon dioxide.
【請求項5】 請求項4記載の超臨界乾燥方法におい
て、 前記第2の工程では、前記物質の液体を10℃以下に冷
却することを特徴とする超臨界乾燥方法。
5. The supercritical drying method according to claim 4, wherein in the second step, the liquid of the substance is cooled to 10 ° C. or lower.
【請求項6】 請求項1〜5いずれか1項に記載の超臨
界乾燥方法において、 前記全ての工程は、同一の容器内で行うことを特徴とす
る超臨界乾燥方法。
6. The supercritical drying method according to claim 1, wherein all of the steps are performed in the same container.
【請求項7】 請求項1〜6いずれか1項に記載の超臨
界乾燥方法において、 前記超臨界状態は亜臨界状態を含むことを特徴とする超
臨界乾燥方法。
7. The supercritical drying method according to claim 1, wherein the supercritical state includes a subcritical state.
【請求項8】 処理対象基板が内部に載置されて密閉可
能な反応室と、 前記反応室内に大気雰囲気では気体である物質を供給す
る手段と、 前記反応室内の圧力を前記物質が超臨界状態となる圧力
まで加圧制御する圧力制御手段と、 前記反応室内の温度を所定の温度に制御する温度制御手
段と、 前記処理対象基板を所定の温度に制御する基板温度制御
手段とを少なくとも備えたことを特徴とする超臨界乾燥
装置。
8. A reaction chamber in which a substrate to be processed is placed and can be hermetically sealed, a means for supplying a substance that is a gas in an atmospheric atmosphere into the reaction chamber, and a pressure in the reaction chamber where the substance is supercritical. At least a pressure control means for controlling the pressure to reach a state, a temperature control means for controlling the temperature in the reaction chamber to a predetermined temperature, and a substrate temperature control means for controlling the substrate to be processed to a predetermined temperature. A supercritical drying device characterized in that
【請求項9】 請求項8記載の超臨界乾燥装置におい
て、 前記超臨界状態は亜臨界状態を含むことを特徴とする超
臨界乾燥装置。
9. The supercritical drying apparatus according to claim 8, wherein the supercritical state includes a subcritical state.
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