(57)【要約】【課題】処理空間の開閉動作に伴う基板の汚染を抑制しつつ開閉動作を行うことが可能な高圧処理装置を提供する。【解決手段】上部材２２と下部材２１とを重ね合わせることにより形成される処理空間２０内にて、基板Ｗに対して高圧の処理流体により処理を行う高圧処理装置において、係止用突起部２１１は前記処理空間２０の外側にて下部材２１に固定して設けられ、前記下部材２１の周方向に沿って互いに間隔をおいて複数配置されると共に、各々横方向に突出してその下面が係止面２１２を形成し、押圧部材２３は上部材２２を下部材２１側に押圧する。また被係止用突起部２３１は押圧部材２３に前記複数の係止用突起部２１１に夫々対応して設けられ、各々横方向に突出してその上面が前記係止面２１２に係止される被係止面２３２を形成する。【選択図】図２
2011009299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部材と下部材とを重ね合わせることにより形成される処理空間内にて、基板に対して高圧の処理流体により処理を行う高圧処理装置において、
前記処理空間の外側にて前記下部材に固定して設けられ、前記下部材の周方向に沿って互いに間隔をおいてあるいは一列に互いに間隔をおいて複数配置されると共に、各々横方向に突出してその下面が係止面を形成する係止用突起部と、
前記上部材を下部材側に押圧するための押圧部材と、
この押圧部材に前記複数の係止用突起部に夫々対応して設けられ、各々横方向に突出してその上面が前記係止面に係止される被係止面を形成する被係止用突起部と、
前記上部材と下部材とを重ね合わせて、処理空間を閉じた状態とする閉鎖位置と、これら上部材及び下部材を上下方向に離間した開放位置と、の間で上部材及び下部材を相対的に昇降させる第１の駆動機構と、
前記上部材及び下部材が閉鎖位置にあるときに、前記押圧部材の被係止用突起部をその上方側から前記係止用突起部間の間隙を介して係止用突起部の下方空間に臨むように位置させ、次いで被係止用突起部を係止用突起部の下方空間に進入させて、押圧部材が上部材を押圧した状態で前記被係止面が前記係止面に係止されるように、前記押圧部材と下部材とを相対的に移動させる第２の駆動機構と、を備えたことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
前押圧部材の被係止面が各係止用突起部の係止面に係止された状態を維持するため、間隔をおいて隣り合う係止用突起部同士の隙間に上下方向に挿入されて、前記被係止面が係止面に係止される状態とは反対の方向への前記押圧部材と下部材との相対的な移動を規制する規制部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の高圧処理装置。
【請求項３】
前記係止用突起部の係止面の高さ位置は、前記被係止用突起部の被係止面がこの係止面に係止されるために近づいてくる方向に向けて徐々に高くなっており、また前記被係止面の高さ位置は、当該係止面に近づいていく方向に向けて徐々に低くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記第１の駆動機構により昇降する昇降部材と、この昇降部材と上部材との間に介在すると共に上部材及び下部材が閉鎖位置にあるときには縮退された状態となって上部材を下部材に押し付けるように付勢される付勢手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記押圧部材は、前記下部材と一体となって上部材全体を格納可能な容器形状に形成され、被係止用突起部の被係止面が係止用突起部の係止面にて係止された状態にて、これら下部材と上部材とが重ね合わされて前記処理空間を閉じた状態とする面の外周領域には、下部材と押圧部材とが密接する面が形成されることを特徴とする請求項１ないし４に記載の高圧処理装置。
【請求項６】
前記高圧の処理流体は、超臨界状態の処理流体であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の高圧処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６に記載の高圧処理装置において、
前記係止用突起部は、前記下部材に固定して設けられる代わりに前記上部材に固定して設けられ、
前記押圧部材は、上部材を下部材側に押圧する代わりに下部材を上部材側に押圧するように構成され、
係止用突起部及び被係止用突起部の各々の位置関係は、請求項１ないし６に記載の位置関係と上下が逆になっていることを特徴とする高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にパターンが形成された基板に対して高圧処理をする高圧処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程などにおいては、ウエハ表面の微小なごみや自然酸化膜などを薬液などの液体により除去する液処理工程が設けられている。
【０００３】
この液処理工程に用いられる液処理装置の一つである枚葉式のスピン洗浄装置は、ノズルを用いてウエハの表面に例えばアルカリ性や酸性の液体を供給しながらウエハを回転させることによってウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去する。この場合にはウエハ表面に残った液体は例えば純水などによるリンス洗浄を行った後、ウエハを回転させることによる振切乾燥などによって除去される。
【０００４】
ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、例えばウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥すると、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れて液体の多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。
【０００５】
こうしたパターン倒れを抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として高圧下で得られる超臨界状態の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。この方法によれば、液体の付着した状態のウエハを超臨界流体と接触させ、ウエハ表面の液体を超臨界流体に溶解させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。
【０００６】
ここで超臨界流体を得るためには、その流体を臨界点よりも高い温度、圧力にまで昇温、昇圧する必要がある。そこで、超臨界流体を利用したウエハの乾燥処理（以下、超臨界乾燥という）を行う場合には、耐圧性を備えた処理容器内に処理対象のウエハを搬入し、この処理容器を密閉してから例えば液体を供給し、当該流体を加熱や加圧することによって超臨界流体を得ている。
【０００７】
ここで例えば特許文献１には、開口部を有する容器本体とこの開口部を塞ぐ容器蓋とを備え、被処理体に対する処理が行われる高圧流体容器が記載されている。容器本体の開口部には周方向に間隔を開けて当該開口部の内側へ向けて突出する部材（掛止爪）が設けられており、容器蓋にもその周方向に間隔を開けて当該容器蓋の外側へ向けて突出する部材（掛止爪）が設けられている。そして容器蓋側の掛止爪が開口部側の掛止爪の間にはまり込むように容器蓋を開口部に嵌入させ、容器本体側の掛止爪の奥手まで容器蓋側の掛止爪を押し込んだら、容器蓋を回転させて双方の掛止爪を重ね合わせることにより容器蓋側の掛止爪が開口部側の掛止爪にて係止され、処理容器内が高圧となっても容器蓋が外れない構造となっている。
【０００８】
また容器蓋の開口部に対向する面には、容器本体の内周面に沿って当該容器本体内に嵌り込む部材（嵌入部）が突設されており、この部材の側周面にはシールリングが巻かれていて、容器蓋を閉じたときにこのシールリングと容器本体の内周面とが密接することにより高圧流体容器を気密に密閉することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−５６７０３号公報：００３３段落〜００３８段落、図７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献１に記載の高圧流体容器にあっては、容器蓋に突設された嵌入部を容器本体に嵌め込んでから容器蓋を回転させて掛止爪同士を重ね合わせるので、この回転動作の際に容器本体の内壁面と嵌入部の側周面やシールリングとが擦れ合うことになる。このような擦れの発生する部分では、各部材が磨耗し、またこの磨耗に伴ってパーティクルが発生するおそれが高い。
【００１１】
特に特許文献１に記載の高圧流体容器では、処理容器内の空間に接する嵌入部と容器本体との間で擦れが発生するので、この高圧流体容器を既述の超臨界乾燥処理に適用しようとすると、容器の密閉、開放動作に伴って発生するパーティクルにより洗浄後のウエハが再汚染される可能性が高くなるといった問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、処理空間の開閉動作に伴う基板の汚染を抑制しつつ開閉動作を行うことが可能な高圧処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る超臨界処理装置は、上部材と下部材とを重ね合わせることにより形成される処理空間内にて、基板に対して高圧の処理流体により処理を行う高圧処理装置において、
前記処理空間の外側にて前記下部材に固定して設けられ、前記下部材の周方向に沿って互いに間隔をおいてあるいは一列に互いに間隔をおいて複数配置されると共に、各々横方向に突出してその下面が係止面を形成する係止用突起部と、
前記上部材を下部材側に押圧するための押圧部材と、
この押圧部材に前記複数の係止用突起部に夫々対応して設けられ、各々横方向に突出してその上面が前記係止面に係止される被係止面を形成する被係止用突起部と、
前記上部材と下部材とを重ね合わせて、処理空間を閉じた状態とする閉鎖位置と、これら上部材及び下部材を上下方向に離間した開放位置と、の間で上部材及び下部材を相対的に昇降させる第１の駆動機構と、
前記上部材及び下部材が閉鎖位置にあるときに、前記押圧部材の被係止用突起部をその上方側から前記係止用突起部間の間隙を介して係止用突起部の下方空間に臨むように位置させ、次いで被係止用突起部を係止用突起部の下方空間に進入させて、押圧部材が上部材を押圧した状態で前記被係止面が前記係止面に係止されるように、前記押圧部材と下部材とを相対的に移動させる第２の駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記超臨界処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前押圧部材の被係止面が各係止用突起部の係止面に係止された状態を維持するため、間隔をおいて隣り合う係止用突起部同士の隙間に上下方向に挿入されて、前記被係止面が係止面に係止される状態とは反対の方向への前記押圧部材と下部材との相対的な移動を規制する規制部材を備えたこと。
（ｂ）前記係止用突起部の係止面の高さ位置は、前記被係止用突起部の被係止面がこの係止面に係止されるために近づいてくる方向に向けて徐々に高くなっており、また前記被係止面の高さ位置は、当該係止面に近づいていく方向に向けて徐々に低くなっていること。
（ｃ）前記第１の駆動機構により昇降する昇降部材と、この昇降部材と上部材との間に介在すると共に上部材及び下部材が閉鎖位置にあるときには縮退された状態となって上部材を下部材に押し付けるように付勢される付勢手段と、を備えたこと。
【００１５】
（ｄ）前記押圧部材は、前記下部材と一体となって上部材全体を格納可能な容器形状に形成され、被係止用突起部の被係止面が係止用突起部の係止面にて係止された状態にて、これら下部材と上部材とが重ね合わされて前記処理空間を閉じた状態とする面の外周領域には、下部材と押圧部材とが密接する面が形成されること。
（ｅ）前記高圧の処理流体は、超臨界状態の処理流体であること。
【００１６】
（ｆ）上述の各高圧処理装置において、前記係止用突起部は、前記下部材に固定して設けられる代わりに前記上部材に固定して設けられ、
前記押圧部材は、上部材を下部材側に押圧する代わりに下部材を上部材側に押圧するように構成され、
係止用突起部及び被係止用突起部の各々の位置関係は、上述の各高圧処理装置と上下が逆になっていること。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上部材及び下部材を互いに重ね合わせるだけで処理空間が形成され、これらの部材とは異なる押圧部材を用いて両部材を固定するので、下部材と上部材とが互いに擦れ合う動作が発生せず、パーティクルが発生しにくい構造となっている。このため処理空間内にて高圧処理が行われる基板の汚染を抑えて良好な処理結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ウエハの洗浄処理装置の一例を示す縦断側面図である。
【図２】実施の形態に係る超臨界処理装置の縦断側面図である。
【図３】前記超臨界処理装置内の各チャンバーなどの構成を示す第１の分解斜視図である。
【図４】前記各チャンバーなどの構成を示す第２の分解斜視図である。
【図５】下部チャンバー及び上部チャンバーの構成を示す平面図である。
【図６】前記超臨界処理装置の作用を示す第１の縦断側面図である。
【図７】係止用突起部及び被係止用突起部の作用を示す拡大説明図である。
【図８】前記超臨界処理装置の作用を示す第１の一部破断斜視図である。
【図９】前記超臨界処理装置の作用を示す第２の一部破断斜視図である。
【図１０】前記超臨界処理装置の作用を示す第２の縦断側面図である。
【図１１】前記超臨界処理装置の作用を示す第３の一部破断斜視図である。
【図１２】前記超臨界処理装置の作用を示す第３の縦断側面図である。
【図１３】各チャンバーの変形例を示す第１の説明図である。
【図１４】各チャンバーの変形例を示す第２の説明図である。
【図１５】各チャンバーの変形例を示す第３の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態として、液処理が行われた後のウエハに対して、ウエハに付着した液体を高圧の処理流体である超臨界流体により乾燥する高圧処理装置である超臨界処理装置について説明する。本実施の形態に係る超臨界処理装置の具体的な構成を説明する前に、液処理の一例としてスピン洗浄によりウエハを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置について簡単に説明しておく。
【００２０】
図１は、枚葉式の洗浄装置８を示す縦断側面図である。洗浄装置８は、処理空間を形成するアウターチャンバー８１内に配置されたウエハ保持機構８３にてウエハＷをほぼ水平に保持し、このウエハ保持機構８３を鉛直軸周りに回転させることによりウエハＷを回転させる。そして回転するウエハＷの上方にノズルアーム８４を進入させ、その先端部に設けられたノズル８４１から薬液及びリンス液を予め定められた順に供給してウエハＷの表面の洗浄処理が行われる。また、ウエハ保持機構８３の内部にも薬液供給路８３１が形成されており、ここから供給された薬液及びリンス液によってウエハＷの裏面洗浄が行われる。
【００２１】
洗浄処理は、例えばアルカリ性の薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（DeIonized 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→ＤＩＷによるリンス洗浄の順に行われ、これらの薬液はアウターチャンバー８１内に配置されたインナーカップ８２やアウターチャンバー８１に受け止められて排液口８２１、８１１より排出される。またアウターチャンバー８１内の雰囲気は排気口８１２より排気されている。
【００２２】
薬液による洗浄処理を終えたウエハＷの表面には、例えばウエハ保持機構８３の回転を停止した状態で例えばウエハＷ表面に残存しているＤＩＷをハイドロフルオロエーテル（Hydrofluoroethers：ＨＦＥ）で置換し、ウエハＷ表面にＨＦＥの液体が例えば液盛りされる。そしてウエハＷは、液体が液盛りされた状態のまま例えばウエハ保持機構８３に設けられた不図示の受け渡し機構により搬送装置に受け渡され、洗浄装置８より搬出される。以下、ウエハＷ表面にはＨＦＥが液盛りされた状態で搬送されるものとして説明を行う。
【００２３】
洗浄装置８での洗浄処理を終えたウエハＷは表面にＨＦＥの液盛りがされた状態のまま超臨界処理装置に搬送され、表面に付着した液体を除去する超臨界乾燥が行われる。以下、本実施の形態に係る超臨界処理装置１の構成について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２４】
本実施の形態に係る超臨界処理装置１は、図２〜図４に示すようにウエハＷに対する超臨界乾燥が行われる処理容器を上下に分割して形成される下部チャンバー２１及び内部チャンバー２２と、内部の超臨界流体の圧力により下部チャンバー２１と内部チャンバー２２とを離間させようとする力に抗して内部チャンバー２２を下部チャンバー２２側に押圧するする上部チャンバー２３と、この上部チャンバー２３の位置ずれを規制するロックプレート２４と、を備えている。
【００２５】
下部チャンバー２１は本実施の形態の下部材に相当し、図２、図３に示すように、内部が中空で上面側に開口する扁平な円筒形状の部材として形成されており、例えば超臨界処理装置１の床面１０上に固定されている。下部チャンバー２１内部の底面には、内部チャンバー２２と重なり合って内部に処理空間２０（図１０参照）を形成するための凹部２１０が形成されており、この凹部２１０は例えば扁平な円板形状に合わせてくりぬかれている。
【００２６】
凹部２１０内には、処理対象のウエハＷを載置するための例えば円板形状の冷却プレート３１が配置されており、この冷却プレート３１には例えばペルチェ素子や冷媒通流路などの不図示の冷却機構が埋設されている。
【００２７】
冷却プレート３１の下面側中央部には、下部チャンバー２１の底板部及び超臨界処理装置１の床面１０を上下方向に貫通する昇降棒３２が設けられており、この昇降棒３２の下端部には冷却プレート３１を昇降するための駆動機構３３が設けられている。駆動機構３３は図２に示すように凹部２１０の底面から冷却プレート３１を僅かに浮かせた状態で待機する位置と、図１０に示すように冷却プレート３１を凹部２１０の底面に接触させて冷却プレート３１及びウエハＷの全体を凹部２１０（処理空間２０）内に格納する位置との間で冷却プレート３１を昇降させることができる。
【００２８】
また冷却プレート３１の中央部には、搬送装置との間でウエハＷの受け渡しを行うためのリフター３５が設けられており、このリフター３５は冷却プレート３１及び昇降棒３２を上下方向に貫いている。リフター３５の上端部には、ウエハＷの受け渡しが行われる例えば円板形状に形成されたウエハ保持部３４が設けられている一方、リフター３５の下端部にはリフター３５を昇降させるための駆動機構３６が設けられている。リフター３５は、図６に示すように下部チャンバー２１の上方側に設定されたウエハＷの受け渡し位置と、冷却プレート３１の上面に設けられた凹部内にウエハ保持部３４を格納して平坦なウエハＷの載置面を形成する載置位置との間でウエハ保持部３４を昇降させる役割を果たしている。
【００２９】
また図３に示すように円筒形状に形成された下部チャンバー２１の側壁部には、当該側壁部の内壁面から円筒の径方向中心側へ向けて突出する例えば６個の係止用突起部２１１が下部チャンバー２１の内周面の周方向に沿って等間隔で設けられている。各係止用突起部２１１は、例えば厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍ、幅数ｃｍ〜数十ｃｍに形成された下部チャンバー２１の側壁部と同心円状の凹曲面を持つ板状の部材である。係止用突起部２１１は、下部チャンバー２１の上端から当該下部チャンバー２１側壁部の高さの例えばおよそ３分の１程度の高さ位置にかけて形成されていて、その下方側は空間となっている。各係止用突起部２１１はその上端面が下部チャンバー２１の側壁部の上端面と面一になる高さ位置に配置されており、下部チャンバー２１を上面側から見ると図５（ａ）に示すようにその開口部の形状が歯車形状となっている。
【００３０】
係止用突起部２１１の下端面には、後述の上部チャンバー２３側の被係止用突起部２３１に設けられている被係止面２３２を係止するために、上部チャンバー２３の側壁部の内周面に沿って周方向（横方向）へと伸びる係止面２１２が形成されている。図３に示すように係止用突起部２１１の係止面２１２は、当該係止面２１２の高さ位置が、例えば下部チャンバー２１を上面側から見たときの時計回りの向きに徐々に低くなる傾斜面として構成されている。
【００３１】
また例えば下部チャンバー２１の底板部の下面及び側壁部の外周面には、例えば抵抗発熱体などからなるヒーター２１３が設けられており、不図示の温度検知部における下部チャンバー２１の温度の検知結果に基づいて後述の制御部６が給電部６１からの給電量を調節し、下部チャンバー２１を所望の温度に加熱することができる。
【００３２】
次に、本実施の形態の上部材に相当する内部チャンバー２２の構成について説明する。図３、図４に示すように内部チャンバー２２は、扁平な円板形状の部材として形成され、凹部２１０よりも径が大きく、且つ、下部チャンバー２１の内周面から内側へ向けて突出している６個の係止用突起部２１１にて囲まれた空間を上下方向に通り抜けることが可能な径を持っている。
【００３３】
内部チャンバー２２の下面はほぼ平坦になっていて、下部チャンバー２１の底板部上に内部チャンバー２２が重ね合わされて凹部２１０を覆い、処理空間２０を形成することができる。また凹部２１０の外周領域を覆う位置においては、内部チャンバー２２の下面は、下部チャンバー２１の底板部上面に凹部２１０を囲むように配置されたＯ‐リング２１６を介して当該底板部の上面と密接し、凹部２１０を密閉することが可能になっている。図２に示した２２４は、内部チャンバー２２下面の外周領域に周方向に沿って等間隔に例えば３個配置された位置決めピンであり、下部チャンバー２１側に設けられたピン受け部２１５に嵌合して下部チャンバー２１上における内部チャンバー２２の位置決めを行う役割を果たす。
【００３４】
内部チャンバー２２の上面側中央部には、上下方向に伸びる保持棒２２２が設けられており、この保持棒２２２の上端は押しバネ２２３を介して天板部材４１に接続されている。天板部材４１は、内部チャンバー２２及び後述の上部チャンバー２３、ロックプレート２４を下部チャンバー２１の上方位置に保持する役割を果たす。また天板部材４１は、例えば駆動機構４３により昇降可能に構成された複数本の支持棒４２に支持され、これら内部チャンバー２２、上部チャンバー２３及びロックプレート２４を上下方向に移動させることができる。ここで駆動機構４３は内部チャンバー２２を上下方向に移動させるという観点においては本実施の形態の第１の駆動機構に相当し、上部チャンバーを上下方向に移動させるという観点においては第２の駆動機構の一部を構成している。また天板部材４１は昇降部材に相当している。図中、４４は、３つのチャンバー２１〜２３を組み合わせる動作を実行する際に駆動機構４３に加わる力を吸収する緩衝バネである。
【００３５】
内部チャンバー２２はこの天板部材４１の昇降動作に伴って、下部チャンバー２１の底板部上に載置され、下部チャンバー２１と内部チャンバー２２とを重ね合わせて処理空間２０を形成し、且つ、この処理空間２０を閉じた状態とする閉鎖位置と、下部チャンバー２１の上方位置まで退避し、処理容器を開放してウエハＷの搬入出を可能にする開放位置との間を上下方向に移動することができる。ここで保持棒２２２と天板部材４１との間に介設された押しバネ２２３は、荷重がかかっていない状態で伸びる方向に付勢されており、内部チャンバー２２が下部チャンバー２１上に載置されると、縮退された状態となって内部チャンバー２２を上方側から押し付けて、下部チャンバー２１に向けて密着させる機能を備えている。押しバネ２２３は、本実施の形態の付勢手段に相当する。
【００３６】
内部チャンバー２２の上面には例えば抵抗発熱体からなるヒーター２２１が設けられており、下部チャンバー２１側のものと同様に給電部６１からの給電量を調節して内部チャンバー２２を所望の温度に加熱することができる。また内部チャンバー２２には、下面に向けて開口し、処理空間２０内に超臨界処理用の流体である例えばＨＦＥを供給するためのＨＦＥ供給路５１と、同じく内部チャンバー２２の下面に向けて開口し、処理空間２０から超臨界流体を排出するためのＨＦＥ排出路５４とが形成されている。これらの流路５１、５４は上部チャンバー２３、ロックプレート２４及び天板部材４１を貫通し、ＨＦＥ供給路５１については耐圧性を備えた開閉バルブ５２を介してＨＦＥ供給部５３に接続され、またＨＦＥ排出路５４については同じく耐圧性のある開閉弁５５を介して例えば工場の除害設備やＨＦＥの回収設備などへと接続されている。
【００３７】
上部チャンバー２３は本実施の形態の押圧部材に相当し、処理容器を構成する既述の下部チャンバー２１と内部チャンバー２２とを互いに固定する役割を果たす。図２〜図４に示すように上部チャンバー２３は下面側が開口した扁平な円筒形状の部材として形成されており、下部チャンバー２１上に載置された内部チャンバー２２全体を上面側から覆うことができる。言い替えると上部チャンバー２３は、扁平な円筒型の容器形状に構成されており、下部チャンバー２１と一体となって内部チャンバー２２全体を格納することができるようになっている。また、後述するように内部チャンバー２２が下部チャンバー２１と上部チャンバー２３との間に形成される空間内に格納された状態において、上部チャンバー２３の円筒内部の天井面は内部チャンバー２２を上面側から下部チャンバー２１に向けて押し付けることが可能であり、この観点において当該天井面は内部チャンバー２２の押さえ面２３３としての役割を果たしている。
【００３８】
円筒形状に形成された上部チャンバー２３の側壁部には、当該側壁部の外壁面から円筒の径方向外側へ向けて突出する例えば６個の被係止用突起部２３１が上部チャンバー２３の外周面の周方向に沿って等間隔で設けられている。各被係止用突起部２３１は、例えば厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍ、幅数ｃｍ〜数十ｃｍに形成された上部チャンバー２３の側壁部と同心円状の凹曲面を持つ板状の部材であり、例えば上部チャンバー２３の側壁部とほぼ同程度の高さに形成されている。
【００３９】
このように被係止用突起部２３１が等間隔で配置された上部チャンバー２３を上面側から見ると、図５（ａ）に示すように既述の下部チャンバー２１側の開口部に上部チャンバー２３を嵌入させることが可能な歯車形状となっている。即ち上部チャンバー２３は、下部チャンバー２１の上方位置から下部チャンバー２１の底板上に載置される位置までの間を上下方向に通り抜けることができる。図４に示すように被係止用突起部２３１はその下端面が上部チャンバー２３の側壁部の下端面と例えば面一となっていて、下部チャンバー２１の底板の平坦な面と密接して内部チャンバー２２全体を格納することができる。図２に示すように下部チャンバー２１の底板には、上部チャンバー２３の側壁部の下端面が載置される位置に２本目のＯ‐リング２１４が配置されており、下部チャンバー２１と上部チャンバー２３との間に形成される空間を密閉することができる。
【００４０】
ここで下部チャンバー２１と内部チャンバー２２を密着させるＯ‐リング２１６と、下部チャンバー２１と上部チャンバー２３とを密着させるＯ‐リング２１４とで挟まれた位置における下部チャンバー２１の底面には、下部チャンバー２１と上部チャンバー２３との間に形成される空間内の圧力を検知する圧力検知部６２が設けられている。圧力検知部６２は上部チャンバー２３内の圧力を検知することにより、処理空間２０側から上部チャンバー２３側へのＨＦＥの漏れを監視する役割を果たす。
【００４１】
上部チャンバー２３の上面側中央部には、ベアリングハウジング２３４を介して回転軸２３５が接続されており、この回転軸２３５後の上端部には例えば天板部材４１の上面に固定された駆動機構２３６が設けられている。この駆動機構２３６は、鉛直軸周り時計回り及び反時計回りの両方向に上部チャンバー２３を予め決められた角度だけ回転させる機能を備えており、図５（ａ）に示す下部チャンバー２１側の開口部に上部チャンバー２３が嵌入した状態の位置と、図５（ｂ）に示す係止用突起部２１１と被係止用突起部２３１とが上下に重ね合わされる位置との間で上部チャンバー２３を回転させることができる。従って駆動機構２３６は上部チャンバー２３を移動させる第２の駆動機構の一部を構成しているといえる。図中の２３７は、上部チャンバー２３を回転させる際に、上部チャンバー２３を貫通するＨＦＥ供給路５１及びＨＦＥ排出路５４が走行する走行軌道である。
【００４２】
また図２に示すように内部チャンバー２２の保持棒２２２は上部チャンバー２３の天井面を貫通して天板部材４１に接続されており、ベアリングハウジング２３４は上部チャンバー２３を保持棒２２２周りに回転可能に保持するベアリング機構を内蔵している。
【００４３】
そして上部チャンバー２３の周囲に設けられた各被係止用突起部２３１は、図５（ｂ）に示すように係止用突起部２１１と被係止用突起部２３１とが上下に重ね合わさったとき、被係止用突起部２３１が係止用突起部２１１の係止面２１２にて係止されるための被係止面２３２をその上端面側に備えている。図３に示すように被係止用突起部２３１の被係止面２３２は、当該被係止面２３２の高さ位置が、例えば上部チャンバー２３を上面側から見たときの時計回りの向きに徐々に低くなる傾斜面として構成されている。
【００４４】
既述のように係止用突起部２１１の係止面２１２についても上部チャンバー２３を上面側から見たときの時計回りにその高さ位置が徐々に低くなる傾斜面が形成されており、これら２つの面２１２、２３２は、上下に重ね合わさったとき互いに密着する。この結果、被係止用突起部２３１を上方向に移動させようとする力に対抗して被係止面２３２が係止面２１２にて係止される。
【００４５】
上部チャンバー２３のさらに上方位置にはロックプレート２４が設けられており、ロックプレート２４は本実施の形態の規制部材に相当する。ロックプレート２４は図３、図４に示すように、円板の側壁面に、当該円板の径方向外側へ向けて突出する例えば６個のロック部材２４１が設けられており、これらロック部材２４１はロックプレート２４の外周面の周方向に沿って等間隔に配置されている。各ロック部材２４１は、図５（ｂ）に示すように下部チャンバー２１の係止用突起部２１１と上部チャンバー２３の被係止用突起部２３１を上下に重ね合わせた状態において、これらの部材の周方向左右両側に形成される隙間部２３０に嵌り込む形状に形成されている。またロック部材２４１の高さは、当該ロック部材２４１を隙間部２３０に嵌め込んだ状態において、ロック部材２４１の下端が被係止用突起部２３１の側面を押さえることが可能な位置まで到達できる高さに形成されている。
【００４６】
図２に示すようにロックプレート２４は、支持棒２４２を介して、天板部材４１上に固定された例えば２個の駆動機構２４３により保持されており、当該天板部材４１の直下の位置と、既述の隙間部２３０にロック部材２４１を挿入した位置との間を上下に移動させることができる。ここで図３、図４に示す２４４はＨＦＥ供給路５１及びＨＦＥ排出路５４を貫通させるための貫通孔である。
【００４７】
また超臨界処理装置１は、図２に示すように制御部６に接続されている。制御部６は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には超臨界処理装置１の作用、つまり、超臨界処理装置１内にウエハＷを搬入し、各チャンバー２１〜２３を移動させて処理空間２０を形成し、ウエハＷの超臨界乾燥を実行する動作や当該処理期間中、処理空間２０からのガスの漏れを監視する動作などに係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００４８】
以上に説明をした構成を備えた超臨界処理装置１の作用について以下に説明する。まず、図１にて説明した洗浄装置８による洗浄処理を終え、表面にＨＦＥが液盛りされた状態で搬送装置により搬送されてきたウエハＷが超臨界処理装置１の本体を格納する不図示の筐体内に進入してくる。
【００４９】
このとき超臨界処理装置１においては、図６に示すように内部チャンバー２２、上部チャンバー２３及びロックプレート２４は、下部チャンバー２１の上方の開放位置まで退避して待機している。またウエハ保持機構３については、ウエハ保持部３４が下部チャンバー２１の開口部よりも上方に飛び出す位置までリフター３５を上昇させ、また冷却プレート３１を下部チャンバー２１の底板部から浮かした位置にて当該下部チャンバー２１を冷却している。
【００５０】
処理対象のウエハＷを搬入してきた搬送装置は、ウエハＷを保持する不図示のピックをウエハ保持部３４と交差させてウエハＷをウエハ保持部３４に受け渡し、超臨界処理装置１の外部へと退避する。しかる後、超臨界処理装置１は、リフター３５及び冷却プレート３１を降下させると共にウエハＷを冷却プレート３１上に載置して、処理空間２０となる凹部２１０内にウエハＷを格納する。
【００５１】
またこの動作と並行して天板部材４１全体を降下させ、天板部材４１に保持された内部チャンバー２２、上部チャンバー２３並びにロックプレート２４を下部チャンバー２１側へと下方移動させる。そして、図５（ａ）に示したように上部チャンバー２３の各被係止用突起部２３１が下部チャンバー２１の係止用突起部２１１の間を通り抜けるよう上部チャンバー２３を下部チャンバー２１の開口部に嵌入させて、さらに天板部材４１を降下させ、図８の斜視図に模式的に示すように下部チャンバー２１の底板部上に内部チャンバー２２及び上部チャンバー２３が載置された状態となる。
【００５２】
この結果、図１０に示すように下部チャンバー２１の底板部に形成された凹部２１０が閉鎖位置に到達した内部チャンバー２２により覆われて処理空間２０が形成され、ウエハＷが処理空間２０内に格納された状態となる。既述のように押しバネ２２３は、荷重がかかっていない状態で伸びる方向に付勢されているので、内部チャンバー２２はこの押しバネ２２３が退縮する作用により下部チャンバー２１側へ押し付けられてＯ‐リング２１６を押しつぶして処理空間２０を密閉する。
【００５３】
このように本実施の形態に係る超臨界処理装置１においては、下部チャンバー２１上に内部チャンバー２２が載置されるだけで処理空間２０が形成されるので、下部チャンバー２１と内部チャンバー２２とが擦れ合う動作が無く、パーティクルを殆ど発生することなくウエハＷを処理空間２０内に格納することができる。また閉止された処理空間２０内に処理対象のウエハＷが格納された状態では、仮に処理空間２０の外側にパーティクルが存在することがあったとしても、このパーティクルが処理空間２０内に進入してウエハＷを汚染するおそれは殆どないと考えられる。さらに図１０には示していないが、押しバネ２２３によって内部チャンバー２２が下部チャンバー２１側へと押し付けられることにより、内部チャンバー２２の上面と上部チャンバー２３の押さえ面２３３との間には僅かな隙間が形成され、この後の上部チャンバー２３を回転させる動作を実行するにあたって内部チャンバー２２の存在が障害とならないようになっている。
【００５４】
こうして内部チャンバー２２及び上部チャンバー２３が下部チャンバー２１上に載置されたら、上部チャンバー２３を回転させ、図５（ｂ）に示すように下部チャンバー２１の係止用突起部２１１の下方空間まで上部チャンバー２３の被係止用突起部２３１を移動させる。このとき被係止用突起部２３１の動作を詳細に見ると、図７（ａ）に示すように係止用突起部２１１の係止面２１２は、被係止用突起部２３１が近づいてくる方向へ向けて徐々に高くなっており、また被係止用突起部２３１の被係止面２３２は、係止面２１２に近づいていく方向に向けて徐々に低くなっている。そして、被係止用突起部２３１の被係止面２３２は、被係止用突起部２３１が係止用突起部２１１の下方空間に進入する動作の途中にて係止用突起部２１１の係止面２１２と接触し、この係止面２１２に案内されて下方側に押し付けられる。
【００５５】
こうして被係止用突起部２３１が係止面２１２に案内される動作に伴って、上部チャンバー２３全体が下部チャンバー２１の底板部側に押し付けられ、図１０に示すようにＯ‐リング２１４を押しつぶして下部チャンバー２１と上部チャンバー２３とを密接させ、上部チャンバー２３内に密閉された空間が形成される。また上部チャンバー２３が下部チャンバー２１側に押し付けられることにより、内部チャンバー２２の上面と上部チャンバー２３の押さえ面２３３との間に形成されていた隙間が無くなり、押さえ面２３３によって内部チャンバー２２がさらに下部チャンバー２１側に押し付けられる。
【００５６】
以上の動作が実行されるにあたっては、下部チャンバー２１側の係止面２１２によって被係止用突起部２３１の被係止面２３２が下方側へと案内されながら上部チャンバー２３が回転し、Ｏ‐リング２１４を押しつぶす。
【００５７】
これらの動作の結果、図９の斜視図に模式的に示すように、各係止用突起部２１１及び被係止用突起部２３１が上下に重なった状態となり、これらの部材２１１、２３１の左右両側に隙間部２３０が形成されたら、ロックプレート２４の駆動機構２４３を駆動させ、ロックプレート２４を降下させて図７（ｂ）に示すようにロック部材２４１を隙間部２３０に挿入する。この動作により図７（ｃ）、図１１に示すように被係止用突起部２３１の両側面がロック部材２４１の側面にて押さえられるので、上部チャンバー２３の回転動作が規制される。
【００５８】
こうして処理空間２０及び上部チャンバー２３の内側の空間が密閉されたら、ＨＦＥ供給路５１及びＨＦＥ排出路５４の開閉バルブ５２、５５を開として（図１２中、「Ｏ」と表示してある）ＨＦＥ供給部５３よりＨＦＥを供給して処理空間２０内の雰囲気をＨＦＥにて置換し、然る後、２つの開閉バルブ５２、５５を閉じて処理空間２０を密閉する。次いで冷却プレート３１の冷却状態を解除し、ウエハＷ及び処理空間２０内のＨＦＥを加熱することにより処理空間２０内が高温、高圧となって超臨界状態となる。
【００５９】
この結果、ウエハＷの表面に付着していた液体のＨＦＥが超臨界状態のＨＦＥと渾然一体となり、ウエハＷの表面に表面張力が働くことなくパターン倒れを発生させずに当該液体が除去されて超臨界乾燥が実行される。このとき処理空間２０内は高圧となるので、下部チャンバー２１と内部チャンバー２２との間には両チャンバー２１、２２を上下に離間させようとする力が働く。しかし内部チャンバー２２は上部チャンバー２３によって押さえられており、この上部チャンバー２３に設けられた被係止用突起部２３１の被係止面２３２は、下部チャンバー２１側の係止用突起部２１１の係止面２１２にて係止されているので、２つのチャンバー２１、２２を上下に離間させようとする力は、当該係止用突起部２１１に受け止められて、処理空間２０の密閉状態を維持することができる。
【００６０】
また上下に重なる係止用突起部２１１と被係止用突起部２３１との左右両側には、ロックプレート２４のロック部材２４１が挿入されており、係止面２１２-被係止面２３２間の係合状態が解除される方向への上部チャンバー２３の回転を規制している。このため、処理空間２０内に働く力が既述の係合状態の解除方向に上部チャンバー２３を回転させようとしても、当該動作をロック部材２４１によって規制し、上部チャンバー２３内及び処理空間２０の密閉状態を維持することができる。
【００６１】
また本例に係る超臨界処理装置１では、処理空間２０の周囲に密閉された上部チャンバー２３内の空間が形成されていることにより、仮に下部チャンバー２１と内部チャンバー２２との間のＯ‐リング２１６が寿命に達し、処理空間２０からＨＦＥが漏れたとしても、処理空間２０から漏れたＨＦＥは上部チャンバー２３内の空間に充満し、当該空間の圧力変化として圧力検知部６２により直ちに検知することができる。
【００６２】
一方、上部チャンバー２３が密閉された空間を形成しない構成を採用した場合、例えば単なる平板により内部チャンバー２２を上面側から押さえるなどの構成とした場合には、処理空間２０から漏れたＨＦＥは周囲に拡散してしまう。このため例えばガス検知器などを設けた場合であっても相当量の漏れが進行するまで漏れの発生を検知することができないか、あるいは検知感度の高い高価なガス検知器を設置する必要が生じることとなる。従って処理空間２０の外側に気密な上部チャンバー２３の空間が形成されていることにより、処理空間２０からの流体の漏れを迅速且つ簡便に検知することができる。但し、ガス漏れなどを速やかに検知する必要がない場合や高感度のガス検知器を設置可能な場合などには、図３などに示した円筒形状の上部チャンバー２３に替えて例えば円板形状の押圧部材の周囲に被係止用突起部２３１を設けてもよいことは勿論である。
【００６３】
以上に説明した動作により、予め設定した時間だけウエハＷの超臨界乾燥を実行したら、ＨＦＥ排出路５４の開閉弁５５を開として処理空間２０内のＨＦＥを排出し、超臨界乾燥を終える。このときＨＦＥ供給路５１側からパージガスを供給するなどしてＨＦＥの排出を促進してもよい。そして、処理開始時とは反対の順番でロックプレート２４を上昇させ、上部チャンバー２３を反対方向に回転させた後、天板部材４１を上昇させて内部チャンバー２２及び上部チャンバー２３を下部チャンバー２１の上方に退避させて処理空間２０を開放する。次いでリフター３５を上昇させ、外部の搬送装置に処理後のウエハＷを受け渡し、一連の動作を終える。
【００６４】
本実施の形態に係る超臨界処理装置１によれば以下の効果がある。下部チャンバー２１及び内部チャンバー２２を上下に密閉状態とし、上部チャンバー２３により上内部チャンバー２２部材を押圧した状態で上部チャンバー２３側の被係止用突起部２３１の被係止面２３２が下部チャンバー２１側の係止用突起部２１１の係止面２１２にて係止されるように各チャンバー２２、２３を移動させるだけで処理容器を密閉することができるので、超臨界乾燥におけるウエハＷの搬入から搬出までの動作を迅速に行うことができる。またこの処理容器は２つのチャンバー２１、２２を上下に重ね合わせるだけで構成され、これらのチャンバー２１、２２とは異なる上部チャンバー２３を用いて両チャンバー２１、２２を固定するので、下部チャンバー２１と内部チャンバー２２との密接面が互いに擦れ合う動作が発生せず、パーティクルが発生しにくい構造となっている。このため処理容器内にて超臨界流体を利用した乾燥処理が行われるウエハＷの汚染を抑えて良好な処理結果を得ることができる。
【００６５】
ここで下部チャンバー２１の係止用突起部２１１が突出する方向は下部チャンバー２１の内周側に向けて突出する場合に限定されず、図１３（ａ）に模式的に示すように下部チャンバー２１の外周側へ向けて突出させてもよい。また、下部チャンバー２１の形状についても内部チャンバー２２を格納可能な円筒形状に形成される場合に限定されず、図１３（ｂ）や図１３（ｃ）に模式的に示すように下部チャンバー２１は扁平な板状の部材にて形成し、例えば上部チャンバー２３を円筒形状としてもよい。ここで図１３（ｂ）は上部チャンバー２３の被係止用突起部２３１を円筒の外周側へ向けて突出させた場合、図１３（ｃ）は被係止用突起部２３１を円筒の内周側へ向けて突出させた場合を示している。さらには図１４に示すように下部チャンバー２１の係止用突起部２１１が下部チャンバー２１の側壁部の上端面からＬ字状に伸びだし、当該下部チャンバー２１の周方向に沿って伸びる係止面２１２を形成してもよい。なお図１３（ａ）〜図１３（ｃ）、図１４の各図においてはロックプレート２４の記載は省略してある。
【００６６】
以上に説明した下部チャンバー２１や上部チャンバー２３は、平面形状が円形に形成されており、これらのチャンバーを周方向に回転させることによって係止用突起部２１１と被係止用突起部２３１とを交差させる構成となっているが、例えば図１５に示すように下部チャンバー２１や上部チャンバー２３の平面形状を矩形としてもよい。この場合にも、下部チャンバー２１と上部チャンバー２３とを互いに横方向に並進移動させることにより一列に互いに間隔をおいて設けられた係止用突起部２１１と被係止用突起部２３１とを交差させることができる。
【００６７】
そして以上に説明した全ての超臨界処理装置１につき、下部チャンバー２１、内部チャンバー２２、上部チャンバー２３並びにロックプレート２４の位置関係を上下反転させてもよい。例えば図２に記載の超臨界処理装置１を上下反転させた場合には、各符号に対応する部材は、２３が下部チャンバー、２２が内部チャンバー、２１が上部チャンバーとなる。そして例えば内部チャンバー２２上にウエハＷを載置して下部チャンバー２３を上部チャンバー２１側に上昇させて、内部チャンバー２２を上部チャンバー２１へ向けて下方側から押圧する構造としてもよい。
【００６８】
さらにまた、処理空間２０内にて実施されるウエハＷに対する高圧処理は、超臨界流体を利用してウエハＷに付着した液体を乾燥させる処理に限定されない。例えば超臨界状態の二酸化炭素中に成膜物質の流体を注入してこれらの物質を反応させ、比較的低温の条件下で成膜を行う技術などにも本発明は適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ          ウエハ
１          超臨界処理装置
２０        処理空間
２１        下部チャンバー
２１１      係止用突起部
２１２      係止面
２２        内部チャンバー
２２３      押しバネ
２３        上部チャンバー
２３１      被係止用突起部
２３２      被係止面
２４        ロックプレート
２４１      ロック部材
４１        天板部材
６          制御部
６１        給電部
６２        圧力検知部
【図１】
2011009299.tif 000003
【図２】
2011009299.tif 000004
【図３】
2011009299.tif 000005
【図４】
2011009299.tif 000006
【図５】
2011009299.tif 000007
【図６】
2011009299.tif 000008
【図７】
2011009299.tif 000009
【図８】
2011009299.tif 000010
【図９】
2011009299.tif 000011
【図１０】
2011009299.tif 000012
【図１１】
2011009299.tif 000013
【図１２】
2011009299.tif 000014
【図１３】
2011009299.tif 000015
【図１４】
2011009299.tif 000016
【図１５】
2011009299.tif 000017