(57)【要約】【課題】被処理体の表面近傍における高圧流体の置換性を向上して表面処理の効率を向上するとともに、処理チャンバー内にデッドスペースが生じるのを回避してクリーン度を向上する。【解決手段】仕切板４は処理チャンバー１１を上下に仕切ることで上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とを形成する。上流チャンバー１２に高圧流体供給部２からＳＣＣＯ２が供給され、下流チャンバー１３に基板Ｗが静止状態で配置される。仕切板４には貫通孔４１が設けられている。回転駆動部５は、仕切板４に取り付けられた駆動軸６を介して仕切板４を回転させる。仕切板４が１回転すると、貫通孔４１の下側開口が描く軌跡が基板Ｗの表面全体をカバーするため、基板Ｗの全面に亘ってＳＣＣＯ２が吹き付けられる。【選択図】図１
2008073611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の内部に設けられた処理チャンバー内に配置された被処理体の表面に対して高圧流体を用いて所定の表面処理を施す高圧処理装置において、
前記処理チャンバーを前記高圧流体の流れの方向で上流下流に仕切ることで上流チャンバーと下流チャンバーとを形成する板部材と、
前記上流チャンバーに前記高圧流体を供給する高圧流体供給手段と、
前記板部材をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させる回転駆動手段と
を備え、
前記被処理体は、前記下流チャンバーに静止状態で表面が前記板部材に対向するように配置され、
前記板部材には、前記上流チャンバーと前記下流チャンバーとを連通する連通部が設けられている
ことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
前記板部材は、前記処理チャンバーを上下に仕切るもので、前記上流チャンバーは前記処理チャンバーの上部に形成され、前記下流チャンバーは前記処理チャンバーの下部に形成されている請求項１記載の高圧処理装置。
【請求項３】
前記連通部は、前記板部材の１回転により前記連通部の被処理体側開口が描く軌跡が前記被処理体の表面全体をカバーするように、前記板部材に設けられている請求項１または２記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記連通部は、前記板部材の回転中心を含むように設けられ、
前記板部材には、該板部材に前記回転駆動手段の駆動力を伝達するための駆動軸が固定されており、
前記駆動軸の端面には、回転中心を含むように溝部が穿設されるとともに、該溝部を挟むように複数の凸部が突設されており、前記各凸部が前記板部材の回転中心に設けられた連通部を除く前記板部材の表面に当接して、前記駆動軸が前記板部材に固定されている請求項３記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記圧力容器の側壁の内周面には、溝が全周に亘ってほぼ水平に穿設され、
前記板部材は、その外周端が前記溝内に入り込んでいる請求項１ないし４のいずれかに記載の高圧処理装置。
【請求項６】
前記高圧流体の排出口が、前記下流チャンバーに対応する前記圧力容器の側壁に設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高圧流体、例えば亜臨界状態または超臨界状態の高圧流体を用いて、基板などの被処理体の表面に所定の表面処理（洗浄処理、リンス処理や乾燥処理など）を施す高圧処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスの中でレジストを用いてパターン形成する場合、パターン形成後に不要となるレジストや、エッチングの時に生成して基板上に残存してしまうエッチングポリマー等の不要物・汚染物質を基板から除去するための洗浄工程が必須工程となる。そこで、高圧流体を基板などの被処理体の表面に接触させて該被処理体に対して洗浄処理や乾燥処理などの表面処理を施す高圧処理装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
例えば特許文献１，２記載の高圧処理装置では、処理チャンバー内に配置された基板の上方に回転部材を設け、この回転部材を回転して処理チャンバー内の高圧流体を撹拌することにより、表面処理の均一性および効率の向上を図っている。また、例えば特許文献３記載の高圧処理装置では、処理チャンバー内に配置された基板の上方に中空の回転吹き付け部材を設け、この回転吹き付け部材の内部空間に高圧流体を供給し、回転吹き付け部材の下面に設けられた吹き付け口から基板に向けて高圧流体を吹き付けつつ回転吹き付け部材を回転することで、表面処理の促進を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５１４７４号公報（段落００３２、図１３）
【特許文献２】特開平１１−８７３０６号公報（段落００１４、図１）
【特許文献３】特表２００５−５０３０１９号公報（段落０１７６、図２６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の特許文献１，２記載の高圧処理装置では、回転部材と基板とで挟まれた空間に対して積極的に高圧流体を供給するための手段が設けられていない。したがって、必ずしも表面処理の効率を高めることができるというわけではない。特に、回転部材を基板に近接配置させると、処理効率が著しく低下してしまうことがあった。すなわち、このような配置構造を採用すると、回転部材の回転動作によって回転部材と基板とで挟まれた空間に高圧流体が滞留してしまうことがあった。これは同空間における高圧流体の置換性悪化を意味するものであり、処理効率の低下要因となってしまう。
【０００６】
これに対し、特許文献３記載の装置では、上記したように回転吹き付け部材を設け、該部材から基板に向けて高圧流体を吹き付けつつ該部材を回転させているため、特許文献１，２記載の装置よりも高い効率で処理を行うことができる。しかしながら、特許文献３記載の高圧処理装置では、回転吹き付け部材の基板側以外の空間、すなわち回転吹き付け部材の上方および外周面側はデッドスペースとなっている。このようなデッドスペースが処理チャンバーの内部に存在すると、その部分に高圧流体が滞留し、この滞留部分にパーティクルが蓄積されて、クリーン度が低下することとなる。特に近年の技術進歩により、半導体ウエハに形成される回路の線幅はサブミクロンレベルにまで微細化しているため、回路にパーティクル（ゴミ等の不要物質）が付着していると、品質が劣化し製品歩留まりの低下を招くことから、クリーン度に対する要求は益々厳しくなっている。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、被処理体の表面近傍における高圧流体の置換性を向上して表面処理の効率を向上するとともに、処理チャンバー内にデッドスペースが生じるのを回避してクリーン度を向上することができる高圧処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる高圧処理装置は、圧力容器の内部に設けられた処理チャンバー内に配置された被処理体の表面に対して高圧流体を用いて所定の表面処理を施す高圧処理装置であって、上記目的を達成するため、処理チャンバーを高圧流体の流れの方向で上流下流に仕切ることで上流チャンバーと下流チャンバーとを形成する板部材と、上流チャンバーに高圧流体を供給する高圧流体供給手段と、板部材をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させる回転駆動手段とを備え、被処理体は、下流チャンバーに静止状態で表面が板部材に対向するように配置され、板部材には、上流チャンバーと下流チャンバーとを連通する連通部が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明によれば、処理チャンバーが板部材により高圧流体の流れる方向で上流下流に仕切られて上流チャンバーと下流チャンバーとが形成され、その上流チャンバーに高圧流体が供給され、下流チャンバーに被処理体が静止状態で表面が板部材に対向するように配置されている。そして、板部材には、上流チャンバーと下流チャンバーとを連通する連通部が設けられているため、上流チャンバーに供給された高圧流体は、その連通部を通って被処理体に向かって吐出される。したがって、被処理体の表面における高圧流体の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、板部材はその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転されるため、高圧流体が相対速度をもって被処理体の表面に吹き付けられることから、さらに表面処理が促進されることとなる。また、上流チャンバーおよび下流チャンバーは、それぞれ板部材と処理チャンバーの内壁とによって形成されるため、処理チャンバー内にデッドスペースが形成される余地はない。したがって、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。ここで、板部材は、処理チャンバーを上下に仕切るもので、上流チャンバーは処理チャンバーの上部に形成され、下流チャンバーは処理チャンバーの下部に形成されているとしてもよい。
【００１０】
また、連通部は、板部材の１回転により連通部の被処理体側開口が描く軌跡が被処理体の表面全体をカバーするように、板部材に設けられているとすると、被処理体の全面に亘って直接高圧流体を吹き付けることが可能になる。
【００１１】
また、連通部は、板部材の回転中心を含むように設けられ、板部材には、該板部材に回転駆動手段の駆動力を伝達するための駆動軸が固定されており、駆動軸の端面には、回転中心を含むように溝部が穿設されるとともに、該溝部を挟むように複数の凸部が突設されており、各凸部が板部材の回転中心に設けられた連通部を除く板部材の表面に当接して、駆動軸が板部材に固定されているとしてもよい。このように構成された発明によれば、板部材の回転中心に対向する被処理体の表面に対して、駆動軸によって妨げられることなく、直接高圧流体を吹き付けることができる。
【００１２】
また、圧力容器の側壁の内周面には、溝が全周に亘ってほぼ水平に穿設され、板部材は、その外周端が溝内に入り込んでいるとすると、板部材によって、上流チャンバーと下流チャンバーとの間をより確実に仕切ることができる。また、高圧流体の排出口が、下流チャンバーに対応する圧力容器の側壁に設けられているとしてもよい。
【００１３】
なお、本発明における「被処理体の表面」とは、表面処理を施すべき面を意味しており、「被処理体」が例えば半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板である場合、その基板の両主面のうち回路パターンなどが形成された一方主面に対して表面処理を施す必要がある場合には、該一方主面が本発明の「被処理体の表面」に相当する。また、他方主面に対して表面処理を施す必要がある場合には、該他方主面が本発明の「被処理体の表面」に相当する。もちろん、両面実装基板のように両主面に対して表面処理を施す必要がある場合には、両主面が本発明の「被処理体の表面」に相当する。
【００１４】
また、「被処理体」としては、半導体基板に限定されず、金属、プラスチック、セラミックス等の各種基材の上に、異種物質の非連続または連続層が形成もしくは残留しているようなものが含まれる。
【００１５】
また、本発明における「表面処理」とは、例えばレジストが付着した半導体基板のように汚染物質が付着している被処理体から、汚染物質を剥離・除去する洗浄処理が代表例としてあげられる。また、洗浄処理に限られず、高圧流体を用いて、被処理体の表面から不要な物質を除去する処理（例えば、乾燥、リンス等）は、全て本発明の高圧処理装置の対象とすることができる。
【００１６】
また、本発明において、用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができるためであり、その高圧流体を超臨界流体にした場合には、気体と液体の中間の性質を有するようになり、拡散係数は気体に近づき、微細なパターン部分にもよく浸透することができる。また、高圧流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大量の助剤を含むことができる。
【００１７】
ここで、本発明における「高圧流体」とは、１ＭＰａ以上の圧力の流体である。好ましく用いることのできる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素を超臨界流体とするには３１．１℃、７．４ＭＰａ以上とすればよい。洗浄並びに洗浄後のリンス工程や乾燥・現像工程等は、５〜３０ＭＰａの亜臨界流体または超臨界流体（高圧流体）を用いることが好ましく、７．４〜３０ＭＰａの下でこれらの処理を行うことがより好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明にかかる高圧処理装置によれば、高圧流体が板部材の連通部を通って被処理体に向かって吐出されるため、被処理体の表面における高圧流体の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、処理チャンバー内にデッドスペースが形成される余地はないため、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、この発明にかかる高圧処理装置の一実施形態を示す図である。この高圧処理装置は、圧力容器１の内部に形成される処理チャンバー１１に超臨界二酸化炭素（以下「ＳＣＣＯ２」という）を導入し、その処理チャンバー１１において保持されている略円形の半導体ウエハなどの基板Ｗに対して所定の洗浄処理、リンス処理および乾燥処理などの表面処理を行う装置である。以下、その構成および動作について詳細に説明する。
【００２０】
圧力容器１は、円筒状の上部容器１ａと下部容器１ｂとの２分割構成となっており、基板Ｗのロード時およびアンロード時には両者が分離して処理チャンバー１１を開き、表面処理の実行時には両者が密着して処理チャンバー１１を閉じるようになっている。上部容器１ａと下部容器１ｂとの接触部には、処理チャンバー１１を密閉するために、例えばフッ素樹脂からなるシール部材１ｃが全周に亘って設けられている。
【００２１】
処理チャンバー１１には、円形薄板状の仕切板４が配設されている。仕切板４は、処理チャンバー１１を基板Ｗからみた上方の空間を基板Ｗに近い空間と基板Ｗから離れる空間に上下、すなわちＳＣＣＯ２の流れる方向に上流下流に仕切ることで上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とを形成するもので、本発明の「板部材」に相当する。圧力容器１の側壁１３ａの内周面１１ａには、溝１１ｂが全周に亘ってほぼ水平に穿設されており、仕切板４の外周端が溝１１ｂに嵌まり込んでいる。仕切板４には、後述する貫通孔４１が設けられている。
【００２２】
そして、圧力容器１の側壁１３ａの上流チャンバー１２に対応する部分には、流入路１４が設けられており、この流入路１４を介して上流チャンバー１２が高圧流体供給部２に連通している。高圧流体供給部２は、本発明の「高圧流体」としてＳＣＣＯ２を処理チャンバー１１に向けて圧送するものである。また、圧力容器１の側壁１３ａの下流チャンバー１３に対応する部分には、排出路１５の開口１５ａが設けられており、この排出路１５を介して下流チャンバー１３が貯留部３に連通している。また、基板Ｗは、下流チャンバー１３に静止状態で表面が仕切板４に対向するように配置されている。
【００２３】
貯留部３としては、例えば気液分離容器等を設ければ良く、気液分離容器を用いてＳＣＣＯ２を気体部分と液体部分とに分離し、別々の経路を通して廃棄する。あるいは、各成分を回収（および必要により精製）して再利用してもよい。なお、気液分離容器により分離された気体成分と液体成分は、別々の経路を通して系外へ排出してもよい。また、この実施形態では、高圧処理装置が貯留部３を備えているが、装置が貯留部を備えずに、例えば装置外に設けられた貯留部を利用するようにしてもよい。なお、図１では、説明の便宜上、貯留部３を２箇所に示している。
【００２４】
そして、下流チャンバー１３と貯留部３との間には、圧力調整弁（図示省略）が介装されており、コントローラ（図示省略）からの制御指令に基づき圧力調整弁が開くと、処理チャンバー１１内の高圧流体などが貯留部３に排出される一方、圧力調整弁が閉じられると、処理チャンバー１１に高圧流体を閉じ込めることができる。また、圧力調整弁の開閉制御により処理チャンバー１１内の圧力を調整することも可能である。
【００２５】
回転駆動部５は、鉛直方向にほぼ平行な回転軸回りに仕切板４を回転させるものである。すなわち、仕切板４には駆動軸６が取り付けられており、この駆動軸６は圧力容器１に設けられた軸通路を通って圧力容器１外に延設され、回転駆動部５に連結されている。そして、コントローラからの制御指令に基づき回転駆動部５が駆動されると、仕切板４が回転するように構成されている。
【００２６】
次に、図２を参照して、仕切板４について詳述する。図２（ａ）は駆動軸６が仕切板４に取り付けられた状態の斜視図、（ｂ）は駆動軸６および仕切板４の分解正面図、（ｃ）は駆動軸６が取り外された仕切板４の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）は駆動軸６の端面６ａを示す斜視図、（ｆ）は仕切板４と仕切板に設けられた貫通孔４１と基板Ｗとの大小関係を説明する図である。
【００２７】
仕切板４には、本発明の「連通部」として、表面から裏面に貫通する貫通孔４１が透設されている。この貫通孔４１は、スリット状で、仕切板４の中心を通るように（すなわち直径に沿って）、設けられている。貫通孔４１は、下流側の下側開口４１ａと上流側の上側開口４１ｂとを有し、これらの開口４１ａ，４１ｂを連通することで、上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とを連通している。仕切板４の直径をＬ１とし、貫通孔４１の長手方向の寸法をＬ２とし、基板Ｗの直径をＬ３とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３になるように形成されている。すなわち、仕切板４が１回転すると、貫通孔４１の下側開口４１ａが描く軌跡が基板Ｗの表面全体をカバーするようになっている。
【００２８】
駆動軸６の端面６ａには、回転中心６ｂを含むように溝部６３が穿設されるとともに、この溝部６３を挟むように２つの凸部６１，６２が突設されている。そして、この凸部６１，６２が、仕切板４の貫通孔４１を除く表面領域４ａ，４ｂにそれぞれ装着して、駆動軸６が仕切板４に固定されている。
【００２９】
次に、上記のように構成された高圧処理装置の動作について説明する。上部容器１ａと下部容器１ｂとを分離して処理チャンバー１１を開いた状態で、産業用ロボット等のハンドリング装置や搬送機構により被処理体たる基板Ｗが１枚、処理チャンバー１１の下流チャンバー１３にローディングされると、上部容器１ａと下部容器１ｂとを密着して処理チャンバー１１を閉じて処理準備を完了する。それに続いて、高圧流体供給部２から処理チャンバー１１の上流チャンバー１２へのＳＣＣＯ２圧送を開始すると、ＳＣＣＯ２が処理チャンバー１１の上流チャンバー１２に圧送されていく。また、高圧流体供給部２からの処理チャンバー１１へのＳＣＣＯ２圧送開始と同時またはそれに引き続いて、回転駆動部５を駆動して仕切板４を回転させる。
【００３０】
仕切板４には貫通孔４１が透設されているため、上流チャンバー１２に圧送されたＳＣＣＯ２は、貫通孔４１を通って下流チャンバー１３に流入し、処理チャンバー１１内の処理圧力が徐々に上昇していく。このとき、圧力調整弁をコントローラからの開閉指令に応じて開閉制御することで、処理チャンバー１１内の処理圧力が所定値（例えば２０ＭＰａ）に保たれる。なお、この開閉制御による圧力調整は後で説明する減圧処理が完了するまで継続される。
【００３１】
このようにＳＣＣＯ２送給の開始により洗浄工程が始まるが、このときＳＣＣＯ２の送給は連続的に行う。上流チャンバー１２に供給されたＳＣＣＯ２は、仕切板４の貫通孔４１を通って基板Ｗに向かって吐出される。したがって、基板Ｗの表面におけるＳＣＣＯ２の置換性は良好なものとなっている。また、仕切板４が回転されるため、ＳＣＣＯ２が相対速度をもって基板Ｗの表面に吹き付けられることとなる。こうしてＳＣＣＯ２が下流チャンバー１３に供給されて基板Ｗの表面にＳＣＣＯ２が接触し、基板Ｗに付着しているレジスト、レジスト残渣などの不要物質が剥離除去される。また、不要物質を随伴させたＳＣＣＯ２は排出路１５を通って貯留部３へ送られる。
【００３２】
そして、洗浄工程が完了すると、ＳＣＣＯ２圧送を停止し、仕切板４の回転を停止する。そして、圧力調整弁の開閉を制御することで処理チャンバー１１内を常圧に戻す。この減圧過程において、処理チャンバー１１内に残留するＳＣＣＯ２は気体になって蒸発するので、基板Ｗの表面にシミ等が発生するなどの不具合を発生させることなく、基板Ｗを乾燥させることができる。しかも、近年、基板表面に微細パターンが形成されることが多く、乾燥処理の際に微細パターンが破壊されるという問題がクローズアップされているが、減圧乾燥を用いることで上記問題を解消することができる。
【００３３】
そして、処理チャンバー１１が常圧に戻ると、処理チャンバー１１を開き、産業用ロボット等のハンドリング装置や搬送機構により洗浄処理済みの基板Ｗをアンロードする。こうして、一連の表面処理、つまり洗浄処理（レジスト剥離除去処理）＋乾燥処理が完了する。そして、次の未処理の基板Ｗが搬送されてくると、上記動作が繰り返されていく。
【００３４】
以上のように、この実施形態によれば、処理チャンバー１１を仕切板４により上下に仕切って上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とを形成し、上流チャンバー１２にＳＣＣＯ２を供給し、下流チャンバー１３に基板Ｗを静止状態で表面が仕切板４に対向するように配置している。そして、仕切板４には、上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とを連通する貫通孔４１が設けられているため、上流チャンバー１２に供給されたＳＣＣＯ２は貫通孔４１を通って基板Ｗに向かって吐出される。したがって、基板Ｗの表面におけるＳＣＣＯ２の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、仕切板４は駆動軸６を介して回転駆動部５により鉛直方向にほぼ平行な回転軸回りに回転されるため、ＳＣＣＯ２が相対速度をもって基板Ｗの表面に吹き付けられることから、さらに表面処理を促進することができる。
【００３５】
また、この実施形態によれば、上流チャンバー１２は、底板となる仕切板４と処理チャンバー１１の内壁とによって形成され、下流チャンバー１３は、天板となる仕切板４と処理チャンバー１１の内壁とによって形成されている。その結果、処理チャンバー１１内にデッドスペースが形成される余地はない。したがって、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。
【００３６】
また、この実施形態によれば、仕切板４の中心を通るように貫通孔４１を設けるとともに、基板Ｗの直径Ｌ３に対して貫通孔４１の寸法Ｌ２をＬ２＞Ｌ３としている。したがって、仕切板４が１回転すると、貫通孔４１の下側開口４１ａが描く軌跡が基板Ｗの表面全体をカバーすることができる。これによって、基板Ｗの全面に亘って、ＳＣＣＯ２を吹き付けることができる。
【００３７】
また、この実施形態によれば、駆動軸６の端面６ａに、回転中心６ｂを含むように溝部６３を穿設し、この溝部６３を挟むように２つの凸部６１，６２を突設して、この凸部６１，６２が、仕切板４の貫通孔４１を除く表面領域４ａ，４ｂにそれぞれ装着して、駆動軸６を仕切板４に固定している。したがって、仕切板４の回転中心に対向する基板Ｗの表面に対して、駆動軸６によって妨げられることなく、直接ＳＣＣＯ２を吹き付けることができる。
【００３８】
また、この実施形態によれば、圧力容器１の側壁１３ａの内周面１１ａに溝１１ｂを全周に亘ってほぼ水平に穿設し、仕切板４の外周端を溝１１ｂに嵌まり込むように構成しているため、処理チャンバー１１を、上流チャンバー１２と下流チャンバー１３とに確実に仕切ることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、スリット状の貫通孔４１を仕切板４に設けているが、本発明の「連通部」は、これに限られない。図３は仕切板４に設けられる貫通孔の変形形態を示す図である。図３（ａ）の仕切板４には、その中心４ｃから半径に沿って円形の貫通孔４２が２列に互い違いに設けられている。また、図３（ｂ）の仕切板４には、その中心４ｃから半径に沿って放射状に円形の貫通孔４３が設けられている。また、図３（ｃ）の仕切板４には、その中心４ｃから半径に沿ってスリット状の貫通孔４４が設けられている。図３（ａ）〜（ｃ）において、仕切板４が１回転すると、貫通孔４２〜４４は、それぞれ、その下側開口が描く軌跡が基板Ｗの表面全体をカバーするように、設けられている。
【００４０】
また、上記実施形態では、圧力容器１の側壁１３ａの内周面１１ａに溝１１ｂを全周に亘ってほぼ水平に設け、仕切板４の外周端を溝１１ｂに嵌まり込むようにしているが、これに限られない。例えば図４に示すように、圧力容器１の側壁１３ａの内周面１１ａに溝を設けず、仕切板４の外周端と内周面１１ａとの間に微小隙間を有するように構成してもよい。この形態でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ＳＣＣＯ２（超臨界二酸化炭素）を単独で用いて、表面処理を実行しているが、これに限られず、ＳＣＣＯ２に薬液を溶解した処理流体を用いて、表面処理を実行するようにしてもよい。また、上記実施形態では、上流チャンバー１２にＳＣＣＯ２を供給し、基板Ｗを下流チャンバー１３に配置しているが、上下を逆にしてもよい。すなわち、上流チャンバー１２を下部に配置し、その上部に下流チャンバー１３を配置するように上下を逆にしてもよい。
【００４２】
ところで、上述したように、上記実施形態の高圧処理装置では、処理チャンバー１１を密閉するために、上部容器１ａと下部容器１ｂとの接触部には、例えばフッ素樹脂からなるシール部材１ｃが全周に亘って設けられている。ここで、高圧流体を用いた表面処理では、高圧流体の温度は６０℃以上になることが多い。このような高温状態が続くと、シール部材１ｃを構成する樹脂の劣化が進むため、シール部材１ｃの交換頻度が高くならざるを得なくなる。そうすると、消耗品としてのシール部材１ｃのランニングコストが上昇する。また、シール部材１ｃの交換の度に高圧処理装置の動作を停止しなければならないため装置の稼働率が低下してしまう。そこで、シール部材１ｃの近傍を冷却することで、シール部材１ｃの長寿命化を図ることが考えられる。
【００４３】
しかしながら、単にシール部材１ｃの近傍を冷却したのでは、シール部材１ｃの近傍の内壁面の温度が低下し、処理チャンバー１１内の温度分布が悪化してしまう。つまり、処理チャンバー１１の中央部分とシール部材１ｃの近傍部分とで空間的に温度差が発生してしまう。一般に、半導体ウエハプロセスでは、温度分布の均一性がプロセス性能に大きく影響する。したがって、シール部材１ｃの冷却によって処理チャンバー１１内の温度分布に悪影響を与えないようにすることが必要である。
【００４４】
そこで、以上の点を考慮した構成例について説明する。図５は圧力容器１の部分拡大図である。図５において、上部容器１ａおよび下部容器１ｂは、それぞれ、互いに接触する部分が外周に向けて延設された延設部１ｄ，１ｅを備えている。そして、この延設部１ｄ，１ｅには、シール部材１ｃに対応して冷却水ジャケット１６，１６が全周に亘って設けられている。冷却水ジャケット１６，１６は壁内に埋め込まれた水路で、内部に冷却水が循環している。また、冷却水ジャケット１６，１６より処理チャンバー１１側の上部容器１ａおよび下部容器１ｂには、それぞれ冷却水ジャケット１６，１６に対応して、温水が循環する温水ジャケット１７，１７が全周に亘って設けられている。
【００４５】
このように、図５の形態によれば、冷却水ジャケット１６，１６によりシール部材１ｃを冷却しているため、シール部材１ｃの劣化を防止することができる。また、温水ジャケット１７，１７によって、冷却水ジャケット１６，１６による温度低下の影響を遮断しているため、処理チャンバー１１内の温度分布の均一性を保持することができる。また、延設部１ｄ，１ｅの分だけ冷却水ジャケット１６，１６の位置が圧力容器１の内周面１１ａから遠くなっているため、冷却水ジャケット１６，１６による処理チャンバー１１への悪影響を緩和することができる。また、延設部１ｄ，１ｅの分だけ圧力容器１のフットプリントが増大するものの、処理チャンバー１１の内部形状を図１の装置と同一形状に維持することができるという利点がある。
【００４６】
図６は別の形態例を示す圧力容器１の部分拡大図である。図６において、上部容器１ａの下端周縁部１３ｂは、内周面１１ａより外周側に向かって広がって形成されている。そして、この下端周縁部１３ｂの直ぐ外周側に、シール部材１ｃと冷却水ジャケット１６，１６とが全周に亘って設けられている。また、下端周縁部１３ｂの天面１３ｃに、排出路１５の開口１５ａが設けられている。
【００４７】
このように、図６の形態によれば、冷却水ジャケット１６，１６によりシール部材１ｃを冷却しているため、シール部材１ｃの劣化を防止することができる。また、冷却水ジャケット１６，１６の近傍に排出路１５の開口１５ａを設けているため、処理チャンバー１１内におけるＳＣＣＯ２の流れとして、基板Ｗ側を上流とし、冷却水ジャケット１６，１６側を下流とすることができる。これによって、冷却水ジャケット１６，１６により冷却された低温のＳＣＣＯ２が基板Ｗに逆流して、基板Ｗ近傍の温度が低下するのを防止することができる。
【００４８】
図７は別の形態例を示す圧力容器１の部分拡大図である。図７の形態は、図６の形態に流体抵抗部を設けたものである。すなわち、図７において、上部容器１ａの側壁１３ａの内周面１１ａ側を下方に延設した流体抵抗部１３ｃが設けられ、この流体抵抗部１３ｃには貫通孔による流体路１３ｄが設けられている。つまり、流体抵抗部１３ｃは下端周縁部１３ｂを塞ぐ蓋のようになっており、下流チャンバー１３と下端周縁部１３ｂとは流体抵抗部１３ｃ内の流体路１３ｄによって連通されている。
【００４９】
このように、図７の形態によれば、下端周縁部１３ｂの下流チャンバー１３側に流体抵抗部１３ｃが設けられているため、下流チャンバー１３に比べて下端周縁部１３ｂの圧力を低くすることができる。これによって、低温のＳＣＣＯ２が基板Ｗに逆流するのを一層確実に防止することができる。なお、流体抵抗部１３ｃの形態は図７に示すものに限られない。すなわち図７では貫通孔が設けられた板状になっているが、例えば多孔質体やメッシュ状のもので構成してもよい。要は、流体の流れに対して抵抗となり、かつ下流チャンバー１３と下端周縁部１３ｂとを連通するものであればよい。
【００５０】
なお、上記実施形態では、基板Ｗを水平に保持して処理するように処理チャンバー１１を水平に設置した場合について説明しているが、これに限られず、例えば処理チャンバーを鉛直方向に設置したり、斜めに傾斜して設置するようにしてもよい。これらの場合には、仕切板をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、高圧流体を用いて基板などの被処理体に表面処理を施す高圧処理装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明にかかる高圧処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】（ａ）は駆動軸が仕切板に取り付けられた状態の斜視図、（ｂ）は駆動軸および仕切板の分解正面図、（ｃ）は駆動軸が取り外された仕切板の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）は駆動軸の端面を示す斜視図、（ｆ）は仕切板と仕切板に設けられた貫通孔と基板との大小関係を説明する図である。
【図３】貫通孔の変形形態を示す図である。
【図４】高圧処理装置の変形形態を示す図である。
【図５】圧力容器の構成例を示す部分拡大図である。
【図６】圧力容器の別の構成例を示す部分拡大図である。
【図７】圧力容器のさらに別の構成例を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…圧力容器、２…高圧流体供給部（高圧流体供給手段）、４…仕切板（板部材）、５…回転駆動部（回転駆動手段）、６…駆動軸、６ａ…駆動軸の端面、６ｂ…駆動軸の回転中心、６１，６２…凸部、６３…溝部、１１…処理チャンバー、１１ａ…圧力容器の側壁の内周面、１１ｂ…溝、１２…上流チャンバー、１３…下流チャンバー、１３ａ…圧力容器の側壁、１５ａ…排出路の開口（排出口）、４１〜４４…貫通孔（連通部）、４１ａ…下側開口（被処理体側開口）、Ｗ…基板（被処理体）
【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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