(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が高圧流体により処理される処理空間を区画形成し、被処理基板が当該被処理基板の面に沿った方向に搬送される搬入出口と、前記搬入出口を囲むように被処理基板の搬入出方向に向いている外面と、を有する処理容器と、
被処理基板を保持して前記搬入出口を介して前記処理空間に搬入出するための基板ホルダーと、
この基板ホルダーの端部に設けられ、当該基板ホルダーが処理空間に進入したときにその前面が前記外面と対向した状態で接近して前記搬入出口を気密に塞ぐための蓋体と、
前記基板ホルダーに保持された被処理基板を処理容器に対して搬入出させるために前記蓋体を進退させる駆動部と、
前記蓋体が前記処理容器内の圧力により当該処理容器側から後退することを規制するための規制機構と、
前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に前記搬入出口を囲んだ状態で介在するように設けられ、高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成された第１のシール部材と、
前記搬入出口から見て前記第１のシール部材よりも外側に離れた位置において、前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に前記搬入出口を囲んだ状態で介在するように設けられた第２のシール部材と、を備え、
前記第１のシール部材は、前記搬入出口を囲むようにリング状に形成された帯状体をＵ字型に折り曲げて構成された弾性体であって、Ｕ字型の開き部分が前記搬入出口側を向くように配置されていることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
被処理基板が高圧流体により処理される処理空間を区画形成し、被処理基板が当該被処理基板の面に沿った方向に搬送される搬入出口と、前記搬入出口を囲むように被処理基板の搬入出方向に向いている外面と、を有する処理容器を用い、
基板ホルダーに被処理基板を保持して前記搬入出口を介して前記処理空間に搬入し、この基板ホルダーの端部に設けられた蓋体の前面が前記外面と対向した状態で接近して前記搬入出口を気密に塞ぐ工程と、
次いで、前記蓋体が前記処理容器内の圧力により当該処理容器側から後退することを規制する工程と、
前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に、高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成された第１のシール部材を、前記搬入出口を囲んだ状態で介在させると共に、前記搬入出口から見て前記第１のシール部材よりも外側に離れた位置において、第２のシール部材を前記搬入出口を囲んだ状態で前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に介在させることにより、前記処理容器内と外部とを気密にシールする工程と、
その後、被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行う工程と、を含み、
前記第１のシール部材は、前記搬入出口を囲むようにリング状に形成された帯状体をＵ字型に折り曲げて構成された弾性体であって、Ｕ字型の開き部分が前記搬入出口側を向くように配置されていることを特徴とする処理方法。
【請求項３】
処理容器内に搬入出領域を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行う処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記コンピュータプログラムは、請求項２記載の処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理容器内において被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行う処理装置、処理方法及びこの処理方法の記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハなどの被処理基板（以下「ウエハ」と言う）に対してデバイスを形成する一連の処理のうちの一つとして、例えば超臨界流体などの高圧流体を用いてウエハの乾燥処理を行う工程が知られている。この乾燥処理を行うための処理装置は、例えばウエハを内部に収納して処理を行う処理容器と、この処理容器にウエハを搬入出するための搬入出口を気密に塞ぐ蓋体（カバー）とを備えた構成が採られる。しかしながら、このような高圧流体を用いてウエハに対して処理を行おうとすると、蓋体と処理容器との間に設けられるシール部材が劣化しやすくなったり、あるいは当該シール部材を介してウエハが汚染してしまったりするおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、バルブＶ４、Ｖ９の開閉によりエアシールリング１３ａ・１３ｂの内部への空気の供給及び排出を行うレジスト除去装置１について記載されているが、既述の課題については記載されていない。また、特許文献２及び特許文献３には、転炉、電気炉などの摺動部や可動部及び真空フランジを夫々シールする技術について記載されているが、超臨界流体を用いる装置については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５２８９１（図１等）
【特許文献２】特開２０００−２４９４７６
【特許文献３】実開平１−１４６０６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理容器内において被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行うにあたって、処理容器の搬入出口を気密に塞ぐ蓋体と当該処理容器との間に設けられるシール部材の劣化及び当該シール部材を介した被処理基板の汚染を抑えることのできる処理装置、処理方法及びこの方法が記憶された記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の処理装置は、
被処理基板が高圧流体により処理される処理空間を区画形成し、被処理基板が当該被処理基板の面に沿った方向に搬送される搬入出口と、前記搬入出口を囲むように被処理基板の搬入出方向に向いている外面と、を有する処理容器と、
被処理基板を保持して前記搬入出口を介して前記処理空間に搬入出するための基板ホルダーと、
この基板ホルダーの端部に設けられ、当該基板ホルダーが処理空間に進入したときにその前面が前記外面と対向した状態で接近して前記搬入出口を気密に塞ぐための蓋体と、
前記基板ホルダーに保持された被処理基板を処理容器に対して搬入出させるために前記蓋体を進退させる駆動部と、
前記蓋体が前記処理容器内の圧力により当該処理容器側から後退することを規制するための規制機構と、
前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に前記搬入出口を囲んだ状態で介在するように設けられ、高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成された第１のシール部材と、
前記搬入出口から見て前記第１のシール部材よりも外側に離れた位置において、前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に前記搬入出口を囲んだ状態で介在するように設けられた第２のシール部材と、を備え、
前記第１のシール部材は、前記搬入出口を囲むようにリング状に形成された帯状体をＵ字型に折り曲げて構成された弾性体であって、Ｕ字型の開き部分が前記搬入出口側を向くように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の処理方法は、
被処理基板が高圧流体により処理される処理空間を区画形成し、被処理基板が当該被処理基板の面に沿った方向に搬送される搬入出口と、前記搬入出口を囲むように被処理基板の搬入出方向に向いている外面と、を有する処理容器を用い、
基板ホルダーに被処理基板を保持して前記搬入出口を介して前記処理空間に搬入し、この基板ホルダーの端部に設けられた蓋体の前面が前記外面と対向した状態で接近して前記搬入出口を気密に塞ぐ工程と、
次いで、前記蓋体が前記処理容器内の圧力により当該処理容器側から後退することを規制する工程と、
前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に、高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成された第１のシール部材を、前記搬入出口を囲んだ状態で介在させると共に、前記搬入出口から見て前記第１のシール部材よりも外側に離れた位置において、第２のシール部材を前記搬入出口を囲んだ状態で前記蓋体の前面と前記処理容器の前記外面との間に介在させることにより、前記処理容器内と外部とを気密にシールする工程と、
その後、被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行う工程と、を含み、
前記第１のシール部材は、前記搬入出口を囲むようにリング状に形成された帯状体をＵ字型に折り曲げて構成された弾性体であって、Ｕ字型の開き部分が前記搬入出口側を向くように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の記憶媒体は、
処理容器内に搬入出領域を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いて処理を行う処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記コンピュータプログラムは、前記処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、処理容器内に被処理基板を搬入出する搬入出領域を囲むように、処理容器と蓋体との間に第１のシール部材及び第２のシール部材を搬入出領域側から処理容器の外側に向かってこの順番で配置して、第１のシール部材については高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成している。そして、第１のシール部材と第２のシール部材との間の領域に補助流体を供給している。このように、高圧流体をシールする役割については第１のシール部材に受け持たせ、処理容器の外部に対して処理容器内の圧力をシールする役割についてはこれら第１のシール部材及び第２のシール部材で分担している。そのため、第１のシール部材については高圧流体に対して耐食性を持ち、第２のシール部材については高圧流体に接触しないので、これらシール部材の劣化及び第１のシール部材による被処理基板の汚染を抑えることができる。また、第１のシール部材と第２のシール部材との間の領域の圧力について、処理容器内の圧力よりも低く且つ処理容器の外部よりも高い圧力に設定することにより、第１のシール部材を設けない場合と比べて、第２のシール部材に加わる差圧を抑えることができるので、蓋体と処理容器との間に当該第２のシール部材がはみ出すことによる損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る処理装置を示す斜視図である。
【図２】前記処理装置を示す分解斜視図である。
【図３】前記処理装置を示す横断平面図である。
【図４】前記処理装置における蓋体を示す斜視図である。
【図５】前記処理装置を示す縦断面図である。
【図６】前記処理装置から蓋体を外した状態を示す縦断面図である。
【図７】前記蓋体の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図８】前記処理装置のシール部材を拡大して示す縦断面図である。
【図９】前記処理装置における第２のシール部材の一部を示す模式図である。
【図１０】前記処理装置において第２のシール部材が変形する様子を示す模式図である。
【図１１】第２のシール部材の硬度に関する特性を示す特性図である。
【図１２】前記処理装置の作用を示す横断平面図である。
【図１３】前記処理装置の作用を示す横断平面図である。
【図１４】処理容器の内部及び第１のシール部材と第２のシール部材との間の領域の昇圧速度を示す特性図である。
【図１５】前記処理装置の他の例における前記昇圧速度を示す特性図である。
【図１６】前記処理装置の他の例における前記昇圧速度を示す特性図である。
【図１７】前記処理装置の他の例を示す横断平面図である。
【図１８】前記処理装置の他の例におけるシール部材を示す縦断面図である。
【図１９】前記処理装置の他の例におけるシール部材を示す縦断面図である。
【図２０】前記処理装置の他の例におけるシール部材を示す縦断面図である。
【図２１】前記処理装置の他の例におけるシール部材を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の処理装置の実施の形態の一例について、図１〜図７を参照して説明する。この処理装置は、高圧流体である超臨界流体を用いてウエハＷの乾燥処理を行うための処理容器１と、この処理容器１の側面側に形成されたウエハＷの搬入出口（搬入出領域）２を気密に開閉する概略角型の蓋体（カバー）３と、を備えている。蓋体３の側面における処理容器１側には、ウエハＷを下方側から支持して処理容器１に対して搬入出するための板状の部材であるウエハホルダー４が設けられており、前記側面におけるウエハホルダー４の周囲には、図４に示すように、第１のシール部材１１と第２のシール部材１２とからなる二重シール機構１０が配置されている。そして、本発明では、後述するように、この二重シール機構１０を設けることによって、蓋体３が搬入出口２を塞いだ時に、処理容器１内からの超臨界流体の流出を防止しながら、当該二重シール機構１０の劣化及びウエハＷの汚染を抑制している。以下に、この二重シール機構１０について詳述する前に、処理装置の全体構成について説明する。尚、図２では蓋体３及びウエハホルダー４の描画を省略しており、処理容器１の一部を切り欠いている。
【００１２】
処理容器１は、概略箱型の耐圧容器であり、内部にはウエハＷを水平に収納して前記処理を行うための処理領域８が形成されている。処理容器１に対するウエハＷの搬入出方向（Ｘ方向）における処理容器１側及び蓋体３側を夫々奥側及び手前側と呼ぶと、既述の搬入出口２は、この処理領域８と連通するように、処理容器１の手前側の側面において、処理容器１の幅方向（前記搬入出方向と直交する方向）に伸びるように形成されている。処理装置には、処理領域８の圧力を検知するための圧力検知部９が設けられている。処理領域８は、当該処理領域８に供給された超臨界流体がウエハＷに速やかに接触するように、高さ寸法が例えば数ｍｍ〜１０数ｍｍ、容積が例えば３００〜１５００ｃｍ３（直径寸法が３００ｍｍサイズのウエハＷの場合）程度となっている。
【００１３】
処理領域８における奥側には、図３及び図５に示すように、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）からなる超臨界流体を当該処理領域８に供給するための高圧流体供給口２１が処理領域８の天井面に形成されている。この高圧流体供給口２１から伸びる高圧流体供給路２２には、バルブＶ及び流量調整部Ｍを介して前記ＩＰＡの貯留された高圧流体貯留源２３が接続されている。処理領域８の床面には、図５に示すように、前記高圧流体供給口２１に対向するように、高圧流体排出口２１ａが形成されており、この高圧流体排出口２１ａから伸びる高圧流体排出路２２ａには、バルブＶを介してＩＰＡ回収部２９が接続されている。また、処理容器１の幅方向（Ｙ方向）を左右方向と呼ぶと、処理容器１の手前側の側面における搬入出口２よりも左側及び右側には、後述する差圧緩和領域１３に対して、例えば常温の窒素（Ｎ２）ガスなどを補助流体である差圧緩和用流体として供給するための流体供給口３１と、当該差圧緩和領域１３から前記流体を排出するための流体排出口３２とが夫々形成されている。
【００１４】
処理容器１の内部における処理領域８よりも左側及び右側には、図３に示すように、流体供給路３３及び流体排出路３４が夫々形成されており、流体供給路３３は、一端側が既述の流体供給口３１として開口すると共に、他端側が処理容器１から外部に伸び出して、２つのバルブＶ、Ｖ及び流量調整部Ｍを介して流体供給機構をなす窒素供給源３５に接続されている。この流体供給路３３における２つのバルブＶ、Ｖ間には、当該流体供給路３３における窒素ガスの圧力を低下させるためのオリフィスなどからなる圧力調整部３６が設けられている。流体排出路３４は、一端側が流体排出口３２として開口すると共に、他端側がバルブＶ及び流体排出機構をなす背圧弁Ｖ１を介して図示しない排気部に接続されている。また、この流体排出路３４における前記バルブＶよりも流体排出口３２側には、真空ポンプ３７から伸びる排気路３８の一端側が圧力調整機構をなすバタフライバルブＶ２を介して接続されている。そして、差圧緩和領域１３における窒素ガスの圧力は、後述する制御部６０により、処理開始時、処理中及び処理終了時に亘って、処理領域８内の圧力よりも低く且つ処理装置の外部の圧力（大気雰囲気）よりも高い圧力に維持される。
【００１５】
処理容器１の手前側の側面における前記蓋体３が当接される領域よりも上端側及び下端側は、各々手前側に向かって水平方向に伸び出して突片部２４、２４をなしている。これら突片部２４、２４において、処理容器１に蓋体３が気密に接触した時における当該蓋体３よりも手前側の領域には、突片部２４、２４を上下方向に貫通する概略矩形の開口部２５、２５が各々形成されている。これら開口部２５、２５の下方側には、図５及び図６に示すように、蓋体３を手前側から支持して当該蓋体３の位置を規制するために、開口部２５、２５内に貫挿されるロックプレート２６が規制機構として設けられており、このロックプレート２６は、処理容器１の下方側に設けられた駆動部２７により昇降自在に構成されている。これら開口部２５、２５は、ロックプレート２６を挿脱するために、上方側から見た時に当該ロックプレート２６よりも一回り大きな開口寸法となるように形成されている。従って、開口部２５、２５にロックプレート２６を挿入した時には、ロックプレート２６と当該開口部２５との間には、例えば０，５ｍｍ程度の隙間領域２８が形成される。図５は、処理容器１に蓋体３を気密に当接させると共にロックプレート２６により当該蓋体３の位置を規制した状態を示しており、図６は、ロックプレート２６を下方側に退避させて処理容器１から蓋体３を取り外した状態を示している。尚、既述の図２では、ロックプレート２６の一部を切り欠いている。
【００１６】
処理容器１の上方側及び下方側には、処理容器１を断熱することにより後述の受け渡し位置におけるウエハＷの乾燥を抑えるために、平面で見た時の形状が当該処理容器１と概略同形状の上プレート４１及び下プレート４２が夫々設けられている。これら上プレート４１及び下プレート４２には、冷媒の通流される冷媒路４３が各々設けられている。尚、下プレート４２の冷媒路４３については、図２では省略している。また、図２中、４４は処理領域８を例えば１００〜３００℃この例では２７０℃に加熱するためのヒーターであり、処理容器１の上下両面に設けられている。
【００１７】
上プレート４１の手前側における左右両側には、処理容器１に蓋体３が気密に接触した時に、蓋体３（詳しくは後述のアーム部材５０）を固定するためのロック部材４５、４５が各々設けられており、これらロック部材４５、４５は、図２に示すアーム部材５０の係止位置と、図１に示す開放位置と、の間でロックシリンダー４６により開閉（回転）自在に構成されている。下プレート４２の上面の左右両側には、ウエハホルダー４を処理容器１に対して進退させるためのレール４７、４７が配置されており、各々のレール４７、４７には、アーム部材５０を支持してレール４７、４７に沿って進退自在に構成されたスライダー４８、４８が設けられている。図２中、４９はスライダー４８を移動させるためのロッドレスシリンダーなどの駆動部である。これら上プレート４１及び下プレート４２における手前側の領域は、既述のロックプレート２６の昇降動作に干渉しないように切り欠かれている。
【００１８】
続いて、二重シール機構１０について詳述する。第１のシール部材１１は、蓋体３が処理容器１を気密に塞いだ時に、処理容器１の内部から超臨界流体が流出することを防止するためのものであり、搬入出口２を周方向に亘って囲むように蓋体３の奥側の側面に形成されたリング状の溝部１１ａ内に収納されている。この第１のシール部材１１は、ウエハＷの搬入出方向に対して付勢力を持つように、また超臨界流体に対して耐食性を持つように、例えばフッ素樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）などの弾性体を用いたばね構造体として構成されている。即ち、この第１のシール部材１１は、図７に示すように、前記弾性体を帯状に形成すると共に搬入出口２を囲むようにリング状に連結し、当該弾性体における内周側の中央部を周方向に亘って外側に突出させることにより、例えば側方側から見た時の断面形状が概略Ｕ字型となるように形成されている。そして、前記第１のシール部材１１の内周側には、当該第１のシール部材１１よりも一回り小さいステンレスなどからなるばね構造体からなる補強材１１ｂが収納されている。従って、この第１のシール部材１１は、当該第１のシール部材１１の内周側における手前側の端部及び奥側の端部同士が互いに近接する方向に付勢力が生じる。また、第１のシール部材１１における前記手前側の端部及び前記奥側の端部は、処理容器１の側壁及び溝部１１ａ内に対して夫々周方向に亘って気密に接触するように形成されている。
【００１９】
第２のシール部材１２は、第１のシール部材１１を周方向に亘って囲むように設けられた例えばゴムなどの弾性体からなるＯ−リングであり、蓋体３の奥側の側面に形成された溝部１２ａ内に収納されている。この第２のシール部材１２は、蓋体３が搬入出口２を気密に塞いだ時に、蓋体３の奥側の側面、処理容器１の手前側の側面、第１のシール部材１１及び当該第２のシール部材１２により囲まれる領域である差圧緩和領域１３と、処理装置の外部の大気雰囲気と、の間を気密に区画するためのものである。この処理装置には、図３に示すように、当該差圧緩和領域１３内の圧力を検出するための圧力検知部１４が設けられている。既述のように、処理容器１の手前側の側面には、この差圧緩和領域１３に連通するように、流体供給口３１及び流体排出口３２が各々開口しており、第２のシール部材１２により、当該差圧緩和領域１３内の窒素ガスの外部への流出が防止される。
【００２０】
即ち、この差圧緩和領域１３は、第１のシール部材１１に加わる差圧を緩和するためのものであり、また処理容器１内の超臨界流体が第２のシール部材１２に接触しないようにするためのものである。具体的には、差圧緩和領域１３及び第２のシール部材１２を設けない場合には、つまり一つのシール部材１１（１２）だけで処理容器１と蓋体３との間をシールする場合には、当該シール部材１１（１２）には、処理容器１内の高圧の雰囲気と大気雰囲気との間の大きな差圧が加わると共に、処理容器１と蓋体３との間の僅かな隙間を介して超臨界流体が接触することになる。従って、一つのシール部材１１（１２）だけで処理容器１と蓋体３との間をシールしようとすると、このシール部材１１（１２）は、背景技術の欄で説明したように、超臨界流体に対して当該シール部材１１（１２）の膨潤及び抽出が抑えられるように耐食性を持ち、且つ前記隙間にはみ出さない程度に硬質となっている必要がある。しかし、これら特性を持つシール部材１１（１２）は、このような処理装置に用いることのできる程度の現実的な押圧力（駆動力）では、処理容器１に対して蓋体３を気密に接触させることができないか、あるいは数十回程度の使用（蓋体３の開閉動作）にしか耐えない短い寿命となってしまう。
【００２１】
そこで、本発明では、第１のシール部材１１と第２のシール部材１２とからなる二重シール機構１０を設けることにより、超臨界流体に対する耐食性を第１のシール部材１１に受け持たせると共に、処理容器１内の雰囲気と大気雰囲気との間のシールについてはこれら第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２で分担している。具体的には、第１のシール部材１１については超臨界流体に対して耐食性を持つ材質により構成すると共に、図８に示すように、差圧緩和領域１３に窒素ガスを供給することにより、当該差圧緩和領域１３における圧力が処理領域８の圧力よりも低く且つ大気雰囲気よりも高い圧力となるようにしている。従って、処理領域８の圧力、差圧緩和領域１３の圧力及び処理容器１の外部（大気圧）の圧力を夫々Ｐ１、Ｐ２及びＰ３とすると、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる。そのため、第１のシール部材１１は、超臨界流体に接触しても膨潤及び抽出がほとんど起こらず、また処理領域８と差圧緩和領域１３との間をシールするだけで済むので、既述のクリープ変形などといった塑性変形が起こり難い。
【００２２】
一方、第２のシール部材１２については、前記膨潤や抽出の起こりやすい超臨界状態のＩＰＡに接触しないので、第１のシール部材１１よりも材質の選択の自由度が高くなり、従って例えば既述のようにゴムなどの材質により構成しても、ほとんど劣化しない。また、処理領域８と大気雰囲気との間の差圧のうち、一部（処理領域８と差圧緩和領域１３との間の差圧）については、既述のように第１のシール部材１１が受け持っているので、第２のシール部材１２が受け持つ差圧は、差圧緩和領域１３と大気雰囲気との間の差圧だけで済む。従って、第２のシール部材１２は、当該第２のシール部材１２だけで処理領域８と大気雰囲気との間をシールする場合と比べて、処理容器１と蓋体３との間の隙間にはみ出しにくくなるので、このような処理装置において現実的に用いられる駆動力（押圧力）でシールできる程度の軟質な材質で済む。
【００２３】
ここで、差圧緩和領域１３における窒素ガスの圧力及び第２のシール部材１２の硬度を選定する手順の一例について説明する。始めに、処理容器１に対して蓋体３を押圧する駆動力（スライダー４８を駆動する駆動部４９の押圧力及び真空ポンプ３７の吸引によって生じる吸引力）で押し潰せる（処理容器１と蓋体３との間をシールできる）硬さのＯ−リングを第２のシール部材１２として選定する。この例では、前記駆動力が５００ｋｇ程度であるため、前記Ｏ−リングの硬さ（硬さショア）は、例えば８３程度となる。そして、この硬度８３において処理容器１と蓋体３との間から第２のシール部材１２がはみ出さない程度の差圧を検討する。
【００２４】
具体的には、例えば図９に示すように、処理容器１と蓋体３との間の隙間寸法ｔを例えば既述のように０．５ｍｍに設定すると共に、第２のシール部材１２がシールする面に対してある値の圧力を加えた時に、図１０に示すはみだし現象が起こらない差圧を確認する。このような差圧、隙間寸法ｔ及びＯ−リングの硬さショアの相関関係は、例えば図１１に示す関係となっており、各々のＯ−リングの硬さショアを示す曲線よりも右上部分でははみ出し現象が起こり、左下部分でははみ出し現象が起こらない。従って、隙間寸法ｔが０．５ｍｍの場合には、硬さショアが８３のＯ−リングを第２のシール部材１２として用いると共に、差圧緩和領域１３と大気雰囲気との間の差圧を８ＭＰａ程度に設定することにより、既述の駆動力でも処理容器１と蓋体３との間をシールすることができ、またはみ出し現象を防止できることが分かる。尚、図９及び図１０は、処理容器１の一部を模式的に示した概略図である。
【００２５】
一方、隙間寸法ｔが０．５ｍｍの場合、できるだけ硬さショアの小さいＯ−リングを第２のシール部材１２として用いようとすると、即ち前記駆動力をできるだけ小さくしようとすると、当該Ｏ−リングの硬さショアは、７５程度となり、この時の差圧は４．１２ＭＰａ程度となる。従って、隙間寸法ｔが０．５ｍｍの場合には、第２のシール部材１２として用いるＯ−リングは、硬さショアが７５〜８３、差圧が４．１２〜８ＭＰａとなる。こうして隙間寸法ｔ及び処理容器１に蓋体３を押しつける駆動力により、はみ出し現象が起こらずに処理容器１と蓋体３とを気密にシールできる第２のシール部材１２の硬度及び差圧緩和領域１３の圧力が求められる。尚、図１１では、フッ素樹脂製のバックアップリングをＯ−リングと共に用いた場合の特性についても参考として載せている。
【００２６】
続いて、装置全体の説明に戻る。蓋体３における左右両端部は、各々下方側に屈曲すると共に処理容器１側（奥側）に水平に伸び出して、アーム部材５０を各々なしている。これらアーム部材５０、５０は、既述のスライダー４８、４８により下方側から支持されており、ウエハホルダー４及び蓋体３と共にレール４７、４７に沿って進退できるように構成されている。従って、ウエハホルダー４は、処理容器１の内部にウエハＷと共に収納されて蓋体３により気密に閉じられる処理位置と、当該処理容器１の外部（手前側）において図示しない搬送アームによって当該ウエハホルダー４に対してウエハＷの受け渡しが行われる受け渡し位置との間で進退する。各々のアーム部材５０、５０の手前側の部位は、既述のロック部材４５、４５により係止される被係止部をなしている。
【００２７】
また、前記受け渡し位置におけるウエハホルダー４の上方側には、ウエハホルダー４に保持されたウエハＷに対してＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズル５１が設けられている。このＩＰＡノズル５１に対向するように、前記受け渡し位置におけるウエハホルダー４の下方側には、当該ウエハホルダー４を冷却するために、例えば冷却用の清浄空気を上方に向かって突出する概略円板状のクーリングプレートを備えた冷却機構５２が設けられている。この冷却機構５２の外側には、ウエハＷの表面から流れ落ちたＩＰＡを受け止めて排出するために、ドレイン受け皿５３が設けられている。
【００２８】
この処理装置には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部６０が設けられている。この制御部６０のメモリ内には、圧力検知部９、１４における圧力の検知結果に基づいて、各バルブＶ、Ｖ１、Ｖ２及び流量調整部Ｍなどを介して処理容器１内及び差圧緩和領域１３における圧力を調整しながら、後述の処理を行うための処理ステップが組み込まれたプログラムが格納されている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体である記憶部６１から制御部６０内にインストールされる。
【００２９】
次に、上述の実施の形態の作用について説明する。先ず、既述のウエハホルダー４を受け渡し位置に位置させて、例えばウエハＷの上面側周縁部を複数箇所において吸引保持した図示しない搬送アームにより、当該ウエハホルダー４にウエハＷを載置する。このウエハＷには、凹部と凸部とからなるパターンが表面に形成されている。また、このウエハＷは、図示しない枚葉式の洗浄装置において、例えばアルカリ性薬液であるＳＣ１液（アンモニア及び過酸化水素水の混合液）によってパーティクルや有機性の汚染物質が除去された後、リンス液である脱イオン水（Ｄｅｌｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）によるリンス洗浄、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Ｄｉｌｕｔｅｄ  ＨｙｄｒｏＦｌｕｏｒｉｃ  ａｃｉｄ：ＤＨＦ）による自然酸化膜の除去及びＤＩＷによるリンス洗浄がこの順序で行われて、最後に当該ウエハＷの表面（前記凹部の内部及び凸部の上面）にＩＰＡが液盛りされた状態となっている。尚、前記搬送アームにおけるウエハＷの表面側の吸引保持は、図示を省略するが、ウエハＷの搬入時と搬出時とにおいて互いに異なるピックにより行われる。
【００３０】
次いで、前記搬送アームをウエハホルダー４の上方側から退避させた後、ＩＰＡノズル５１からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、ＩＰＡ膜の液盛りを行う。そして、アーム部材５０をレール４７上において奥側にスライドさせることにより、内部雰囲気が２７０℃となるように設定された処理容器１内に、ウエハＷをウエハホルダー４と共に挿入して、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２を介して処理容器１と蓋体３とを気密に接触させる。続いて、ロック部材４５を回転させてアーム部材５０の手前側の部位を係止すると共に、ロックプレート２６を上昇させて、蓋体３の位置を手前側から規制する。また、真空ポンプ３７を介して差圧緩和領域１３の雰囲気を吸引すると、図１２に示すように、蓋体３が当該真空ポンプ３７の吸引力により処理容器１側に引き寄せられるので、処理容器１内の雰囲気、差圧緩和領域１３及び処理容器１の外部の雰囲気は、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２により、互いに気密に区画される。従って、これら第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２は、処理容器１と蓋体３との間において押しつぶされた状態となる。
【００３１】
続いて、以下のようにして処理容器１の内部及び差圧緩和領域１３に対して夫々ＩＰＡ及び窒素ガスを供給する。即ち、差圧緩和領域１３に供給した窒素ガスが処理領域８側に回り込まないように、窒素ガスよりもＩＰＡの供給を先に開始すると共に、処理開始時から処理中及び処理終了時に亘って、処理領域８の圧力が差圧緩和領域１３の圧力よりも高くなるように窒素ガス及びＩＰＡの流量を調整する。
【００３２】
具体的には、図１４に示すように、処理領域８に対して例えば０．５ＭＰａ／ｓｅｃ程度の昇圧速度でＩＰＡの供給を開始すると共に、このＩＰＡの供給を開始した後例えば１秒後から差圧緩和領域１３に対する窒素ガスの供給を例えば０．３ＭＰａ／ｓｅｃで開始する。このように昇圧速度を調整するにあたり、ＩＰＡについては、高圧流体供給路２２における流量調整部Ｍの開度が調整される。また、窒素ガスについては、始めに例えば排気路３８のバタフライバルブＶ２を閉じると共に、流体供給路３３及び流体排出路３４における各バルブＶ、背圧弁Ｖ１及び流量調整部Ｍを全開状態にして、差圧緩和領域１３に窒素ガスを通流させる。そして、流量調整部Ｍの開度を調整すると共に背圧弁Ｖ１を徐々に閉じていくことにより、差圧緩和領域１３の圧力が昇圧される。従って、差圧緩和領域１３では、窒素ガスの供給と排出とが継続的に行われることになり、当該差圧緩和領域１３の温度が例えば室温（窒素ガスの温度）程度に保たれる。処理領域８へのＩＰＡの供給は、ウエハＷ上のＩＰＡ膜が自然乾燥する前に行われる。
【００３３】
この時、処理容器１内及び差圧緩和領域１３の圧力が処理容器１の外部（大気雰囲気）よりも高くなることにより、蓋体３及びロックプレート２６は、図１３に示すように、開口部２５とロックプレート２６との間の隙間領域２８の分（詳しくは０．５ｍｍ）だけ処理容器１側から手前側に向かって後退する。従って、処理容器１と蓋体３とは、前記隙間領域２８の寸法に対応する長さだけ離間することになる。一方、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２は、各々処理容器１及び蓋体３に気密に接触した状態を保っている。尚、図１２及び図１３については、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２の位置や形状を判別しやすいように、図３よりも大きく描画している。
【００３４】
こうして処理領域８及び差圧緩和領域１３における圧力が６ＭＰａ及び４ＭＰａに夫々到達した後は、処理領域８及び差圧緩和領域１３における昇圧速度を夫々例えば０．２ＭＰａ／ｓｅｃ及び０．１ＭＰａ／ｓｅｃに減少させて、処理領域８及び差圧緩和領域１３における圧力を夫々１０ＭＰａ及び８ＭＰａに維持する。この時、処理容器１と蓋体３との間の領域が既述のように離間しており、また第２のシール部材１２の硬さショアが７５〜８３程度もの小さい（軟質の）値となっているが、差圧緩和領域１３と大気圧との差圧が４〜８ＭＰａ程度と比較的小さく抑えられているので、第２のシール部材１２は、前記領域にはみ出さない。
【００３５】
一方、処理領域８では、当該処理領域８に供給されたＩＰＡとウエハＷ上のＩＰＡ膜とが互いに混合し合い、そして既述のように処理領域８が昇圧されるので、ＩＰＡが超臨界状態となる。この時、液体の状態のＩＰＡと超臨界状態のＩＰＡとの間には平衡状態において界面が形成されないので、ウエハＷの表面のパターン倒れを起こすことなくＩＰＡが超臨界状態となる。
【００３６】
そして、処理領域８における超臨界状態のＩＰＡは、処理容器１と蓋体３との間の隙間を介して第１のシール部材１１に接触する。しかし、既述のように第１のシール部材１１がフッ素樹脂により構成されているため、当該第１のシール部材１１の内部へのＩＰＡの浸透及びＩＰＡによる第１のシール部材１１の成分の抽出は、ほどんどあるいは全く起こらない。また、第１のシール部材１１によって差圧緩和領域１３への超臨界状態のＩＰＡの流出が防止されているので、第２のシール部材１２は、超臨界状態のＩＰＡに接触しない。更に、処理領域８における超臨界状態のＩＰＡが第１のシール部材１１及び差圧緩和領域１３を介して第２のシール部材１２に伝熱しようとするが、差圧緩和領域１３には常温の窒素ガスを通流させており、当該伝熱が抑えられるので、第２のシール部材１２の熱劣化が防止される。
【００３７】
続いて、ウエハＷに対して処理を行う設定時間（処理時間）が経過する前に、差圧緩和領域１３からの窒素ガスの排出を開始する。即ち、前記設定時間が経過する前に、背圧弁Ｖ１の開度を大きくしていくことにより、例えば０．０３ＭＰａ／ｓｅｃで差圧緩和領域１３の減圧を行う。そして、前記設定時間が経過した時に、処理領域８のＩＰＡを例えば０．０５ＭＰａ／ｓｅｃの減圧速度でＩＰＡ回収部２９に排出する。こうして処理領域８の減圧勾配よりも差圧緩和領域１３における減圧勾配を小さく設定した状態で処理領域８及び差圧緩和領域１３からＩＰＡ及び窒素ガスを排出すると、これら処理領域８及び差圧緩和領域１３が減圧状態となっていく。処理領域８のＩＰＡについては、処理容器１がＩＰＡの沸点よりも高い温度に設定されているので、超臨界状態から気体の状態に変化する。この時、超臨界状態のＩＰＡと気体状のＩＰＡとの間には界面が形成されないので、ウエハＷは、パターンに表面張力が作用することなく乾燥される。
【００３８】
また、処理領域８及び差圧緩和領域１３が減圧状態となることにより、蓋体３及びロックプレート２６は、処理容器１側に吸引されて、図１２の状態に戻る。この時、処理容器１と蓋体３との間に第２のシール部材１２がはみ出していないので、当該第２のシール部材１２の噛み込みは起こらない。その後、図示しないパージガス源から処理領域８に例えば窒素ガスなどを供給して、当該処理領域８のＩＰＡガスを排出した後、処理容器１内に搬入した順序と逆の順番でウエハＷを処理容器１から搬出する。
【００３９】
上述の実施の形態によれば、処理容器１内にウエハＷを搬入出する搬入出口２を囲むように、処理容器１と蓋体３との間に第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２を搬入出口２側から処理容器１の外側に向かってこの順番で配置して、第１のシール部材１１については高圧流体に対して耐食性を有する材質により構成している。そして、第１のシール部材１１に加わる差圧を緩和するために、差圧緩和領域１３に窒素ガスを供給して、当該差圧緩和領域１３における圧力が処理容器内１の圧力よりも低く且つ処理容器１の外部よりも高い圧力となるようにしている。このように、高圧流体をシールする役割については第１のシール部材１１に受け持たせ、処理容器１の外部に対して処理容器１内の圧力をシールする役割についてはこれら第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２で分担している。そのため、第１のシール部材１１については高圧流体に対して耐食性を持ち、第２のシール部材１２については高圧流体に接触しないので、これらシール部材１１、１２の劣化を抑えることができる。また、高圧流体に第１のシール部材１１の成分や不純物が溶出することを抑えることができるので、この高圧流体を介したウエハＷの汚染を抑制できる。更に、一つのシール部材１１（１２）だけで処理容器１と蓋体３との間をシールする場合と比べて、各々のシール部材１１、１２に加わる差圧を抑えることができる。そのため、第２のシール部材１２については、前記差圧によって処理容器１と蓋体３との間に当該第２のシール部材１２がはみ出すことによる損傷を防止でき、また第１のシール部材１１については、既述のようにクリープ変形の起こりやすいばね構造体であっても当該変形を抑えることができる。また、第２のシール部材１２について、一つのシール部材１１（１２）だけを用いた場合よりも軟質の材質を用いることができることから、例えばコーナー部（蓋体３を奥側から見た時の第２のシール部材１２の四隅）における破断を抑えることができ、また蓋体３を処理容器１側に押しつける駆動力（例えば駆動部４９の出力あるいは真空ポンプ３７の排気能力）を小さく抑えることができる。
【００４０】
また、処理領域８よりも差圧緩和領域１３における減圧勾配（減圧速度）を緩やかにすることで、第２のシール部材１２への急激な圧力変動が抑制されるので、第２のシール部材１２の劣化を抑えることができる。そして、差圧緩和用流体としてゴムと反応性の低い窒素ガスを用いているので、第２のシール部材１２への窒素ガスの浸透及び窒素ガスによる第２のシール部材１２の成分の溶出を抑えることができる。
更に、各シール部材１１、１２は、処理容器１に対して蓋体３が気密に接触する時に摺動しないので、パーティクルの発生を抑えることができる。
そして、超臨界流体を用いることにより、ウエハＷの表面に形成されたパターン倒れを抑制できる。
【００４１】
既述の例では、一段階の減圧速度で差圧緩和領域１３から窒素ガスを排出したが、例えば図１５に示すように、複数段階例えば２段階の減圧速度で当該差圧緩和領域１３を減圧しても良い。図１５では、減圧開始時の減圧速度を例えば０．０３ＭＰａ／ｓｅｃに設定すると共に、５ＭＰａから大気圧までの減圧速度を例えば０．０５ＭＰａ／ｓｅｃに切り替えている。この時、差圧緩和領域１３における減圧勾配と共に、処理容器１内の減圧勾配についても同様に、減圧開始時よりも減圧終了時の方が減圧勾配が大きくなるように、複数段階例えば２段階で切り替えるようにしても良い。また、差圧緩和領域１３については一段階で減圧し、処理容器１内については複数段階で減圧しても良い。更に、これら差圧緩和領域１３及び処理容器１内の圧力を減圧する時に、夫々の減圧速度が徐々に大きくなるように例えば３段階以上に切り替えても良い。
【００４２】
更に、差圧緩和領域１３よりも処理領域８における圧力が高くなるようにＩＰＡ及び窒素ガスの流量（圧力）を調整したが、これら差圧緩和領域１３及び処理領域８の圧力を同時に昇圧するようにしても良い。図１６は、例えば大気圧から５ＭＰａに至るまでは、処理領域８及び差圧緩和領域１３の圧力を揃えた例を示している。更にまた、処理領域８、差圧緩和領域１３及び大気雰囲気の順に圧力が低くなるように差圧緩和領域１３の圧力を設定したが、処理の開始時から処理中及び処理の終了時に亘って、差圧緩和領域１３の圧力を処理領域８と揃えても良い。この場合においても、超臨界流体が第２のシール部材１２に接触しないので、第２のシール部材１２の劣化が抑えられる。
【００４３】
差圧緩和領域１３に供給する窒素ガスとしては、既述のように当該差圧緩和領域１３を通流するように構成したが、処理領域８と同様に、窒素ガスを排出せずに昇圧するようにしても良い。
また、既述のオリフィスからなる圧力調整部３６に代えて、図１７に示すように、窒素ガスを一時的に貯留するための容器（アキュームレータ）７１を設けても良い。この容器７１と、高圧流体供給路２２における高圧流体供給口２１側のバルブＶとの間には、容器７１から供給される窒素ガスの流量を調整するための流量調整部Ｍが設けられる。そして、図１７の装置において既述の処理を行う時には、容器７１よりも上流側（高圧流体貯留源２３側）のバルブＶを開放すると共に容器７１よりも下流側（処理領域８側）のバルブＶを閉じて、窒素供給源３５から容器７１内に窒素ガスを供給する。次いで、前記上流側のバルブＶを閉じると共に前記下流側のバルブＶを開放して、容器７１から窒素ガスを差圧緩和領域１３に供給する。こうして容器７１以外の部位における手順については既述の例と同様に進行して、ウエハＷに対する処理が行われる。
【００４４】
また、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２について、夫々ばね構造体及びＯ−リングを用いたが、例えば図１８に示すように、これら第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２を各々Ｏ−リングとして配置しても良い。更に、図１９に示すように、第１のシール部材１１についてはＯ−リングを用いると共に、第２のシール部材１２については既述のばね構造体を用いても良い。更にまた、図２０に示すように、第１のシール部材１１及び第２のシール部材１２について、各々ばね構造体を用いても良い。これら図１８〜図２０のいずれの場合においても、第１のシール部材１１は、高圧流体に耐食性を持つ材質例えばフッ素樹脂などにより構成される。また、ばね構造体については既述の補強材１１ｂを設けずに、例えばフッ素樹脂によりばね構造体を構成しても良い。尚、これら図１８〜図２０ではばね構造体について簡略化して描画している。
【００４５】
更に、第１のシール部材１１については、処理容器１と蓋体３との間の壁面部に設けることに代えて、図２１に示すように、ウエハホルダー４の外周部においてウエハＷの搬入出領域を囲むように配置しても良い。この場合の第１のシール部材１１は、ウエハホルダー４側に固定されて、当該ウエハホルダー４と共に処理容器１に対して進退することになる。
【００４６】
以上の各例において、第１のシール部材１１を構成する材質としては、超臨界流体に耐食性を持っていれば良く、具体的には例えばＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン三フッ化エチレン樹脂）、ポリイミド、ナイロン、ステンレスやチタンあるいは特殊合金などであっても良いし、あるいはこれら超臨界流体に対して耐食性を有する材質により被覆したゴムなどであっても良い。また、第２のシール部材１２としては、前記耐食性を持つ材質を用いても良い。
更に、処理容器１と蓋体３との間において、第２のシール部材１２を囲むように、図示しない第３のシール部材を設けると共に、第２のシール部材１２と第３のシール部材との間に差圧緩和用流体を供給し、処理容器１の内部領域側から差圧緩和領域１３、第２のシール部材１２と第３のシール部材との間の領域及び大気雰囲気の順番で圧力が低くなるようにしても良い。
【００４７】
また、高圧流体としては、超臨界状態のＩＰＡに代えて、超臨界状態の例えばＨＦＥ（Ｈｙｄｒｏ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｅｒ）や二酸化炭素（ＣＯ２）であっても良いし、あるいは亜臨界状態の流体を用いても良い。亜臨界状態とは、例えばＩＰＡの場合には、温度及び圧力が夫々１００〜３００℃及び１ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲の状態の流体である。このように、本発明は、高圧流体を用いてウエハＷに対して処理を行う場合に適用され、当該高圧流体の圧力は１ＭＰａ以上であるが、処理容器１内の圧力が高くなる程Ｏ−リングのはみ出し現象が起こりやすくなることから、例えば処理容器１内の圧力が８ＭＰａ以上の場合に特に大きな効果が得られる。
また、以上の各例では、ロックプレート２６やロック部材４５などの規制機構により処理容器１側からの蓋体３の後退を規制したが、この規制機構としては、これらロックプレート２６及びロック部材４５に代えて、スライダー４８を進退させる駆動部４９に例えば油圧式のシリンダーを組み合わせて設けておき、このシリンダーによりスライダー４８を処理容器１側に押圧し続けるようにしても良い。
【００４８】
更に、差圧緩和領域１３に供給する差圧緩和用流体としては、既述の窒素ガスに代えて、例えばヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスや、炭素及び水素を含む無極性ガス例えばメタン（ＣＨ４）ガスを用いても良いし、あるいは炭素及び水素を含む無極性物質からなる液体を用いても良い。更にまた、差圧緩和用流体としては、第２のシール部材１２にゴムを用いる場合には、既述のＩＰＡや二酸化炭素などからなる高圧流体といったゴムに対して腐食性を持つ流体以外を用いる時には、超臨界状態あるいは亜臨界状態の流体を用いても良い。更にまた、このようなＩＰＡや二酸化炭素であっても、超臨界状態や亜臨界状態以外の状態（気体または液体）であれば、差圧緩和用流体として用いても良い。
また、処理装置において行う処理としては、既述の乾燥処理以外にも、例えばウエハＷの表面からのレジスト膜の除去（溶解）処理などであっても良い。
【符号の説明】
【００４９】
Ｗ  ウエハ
１  処理容器
２  搬入出口
３  蓋体
４  ウエハホルダー
８  処理領域
１１  第１のシール部材
１２  第２のシール部材
１３  差圧緩和領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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