(57)【要約】【課題】超臨界流体を用いて半導体ウエハなどの高圧処理を行うに際して、効率が良く、均一性に優れた高圧処理方法および高圧処理装置を提供する。【解決手段】超臨界あるいは亜臨界状態の流体を用いて被処理体２に高圧処理をする高圧処理方法において、前記流体を、高圧処理室９に配置された被処理体２の表面２ａに衝突させた後、被処理体２の表面２ａに沿って被処理体２の外方に向けて流通させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧流体を用いて被処理体（２）に高圧処理をする高圧処理方法において、
前記高圧流体を、高圧処理室（９）に配置された被処理体（２）の表面（２ａ）に衝突させた後、被処理体（２）の表面（２ａ）に沿って被処理体（２）の外方に向けて流通させることを特徴とする高圧処理方法。
【請求項２】
前記被処理体（２）の表面（２ａ）に衝突した高圧流体が被処理体（２）の表面（２ａ）に沿って外方に向けて流通するように、被処理体（２）を回転させることを特徴とする請求項１に記載の高圧処理方法。
【請求項３】
前記高圧流体を複数に分散したうえ被処理体（２）の表面（２ａ）に衝突させることを特徴とする請求項１に記載の高圧処理方法。
【請求項４】
前記被処理体（２）をその表面（２ａ）が上方を向くように高圧処理室（９）に水平状態に配置し、前記高圧流体を被処理体（２）に対して上方から略垂直方向に導入することを特徴とする請求項１に記載の高圧処理方法。
【請求項５】
被処理体（２）を高圧処理室（９）に装入する工程と、高圧流体を高圧処理室（９）に導入して前記高圧処理室（９）内を予め決められた温度圧力状態にする工程と、高圧処理室（９）内の圧力を一定に保ちながら、前記高圧流体を被処理体（２）の表面（２ａ）に衝突させた後、被処理体（２）の表面（２ａ）に沿って被処理体（２）の外方に向けて流通させて、高圧処理室（９）外に排出させる工程と、高圧処理室（９）内の圧力を減じて大気圧に戻す工程と、高圧処理室（９）から被処理体（２）を取り出す工程、とを有してなる高圧処理方法。
【請求項６】
高圧流体を被処理体（２）に供給して、前記被処理体（２）に高圧処理を行う高圧処理装置において、
その内部に被処理体（２）を収納する高圧容器（１）と、
前記高圧容器（１）内の前記被処理体（２）の表面（２ａ）に向けて前記高圧流体を供給する流体供給手段と、
前記流体供給手段から前記被処理体（２）の表面（２ａ）に供給された前記高圧流体を、前記被処理体（２）の表面（２ａ）に沿って外方に流通し、前記高圧容器（１）外に排出する流体排出手段と、を有することを特徴とする高圧処理装置。
【請求項７】
前記流体供給手段は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に対向する前記高圧容器（１）の壁に設けられ、それを介して前記高圧流体が前記被処理体（２）に供給される流体導入通路（２０）を有し、前記流体排出手段は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に沿った外方側の前記高圧容器（１）の壁に設けられ、それを介して前記高圧流体が前記高圧容器（１）外に排出される流体排出通路（２６）を有することを特徴とする請求項６に記載の高圧処理装置。
【請求項８】
前記被処理体（２）を回転するための回転手段（１６）が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の高圧処理装置。
【請求項９】
前記流体供給手段は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に向けて供給する前記高圧流体の流れを分散させるための流体分散機構（２５）を有することを特徴とする請求項６に記載の高圧処理装置。
【請求項１０】
前記流体分散機構（２５）は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に対向するように配置された閉塞板（２７）と、この閉塞板（２７）に形成された複数の流通孔（２８）とから構成されていることを特徴とする請求項９に記載の高圧処理装置。
【請求項１１】
前記複数の流通孔（２８）を流れる前記高圧流体の流速がそれぞれ略同一となるように該複数の流通孔（２８）の孔径がそれぞれ設定されているとともに、
前記被処理体（２）の中央領域に対向する前記閉塞板（２７）の領域において円周方向に沿って互いに隣接する前記複数の流通孔（２８）間の間隔寸法が、前記被処理体（２）の周辺領域に対向する前記閉塞板（２７）の領域において円周方向に沿って互いに隣接する前記複数の流通孔（２８）間の間隔寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載の高圧処理装置。
【請求項１２】
前記流体分散機構（２５）は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に対向するように配置された多孔質体を有することを特徴とする請求項９に記載の高圧処理装置。
【請求項１３】
前記流体供給手段は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に向けて供給する前記高圧流体の流れを分散するための流体分散機構（２５）を有し、
前記流体分散機構は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に対向するように配置された閉塞板（２７）と、この閉塞板（２７）に形成された複数の流通孔（２８）とから構成されるとともに、前記流通孔（２８）は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）と直交する方向に対して、前記回転手段（１６）による前記被処理体（２）の回転方向とは反対向きに傾斜していることを特徴とする請求項８に記載の高圧処理装置。
【請求項１４】
前記流体排出通路（２６）は、前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に沿った外方側であり、かつ、前記被処理体（２）の端部に対向する前記高圧容器（１）の壁に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の高圧処理装置。
【請求項１５】
前記流体導入通路（２０）が前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）の中心に対向するように前記高圧容器（１）の壁に設けられるとともに、
前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）に対向する前記高圧容器（１）の壁内面が前記被処理体（２）の中心から外方に向かうに連れて前記表面（２ａ）に接近するようなラッパ形状であることを特徴とする請求項７に記載の高圧処理装置。
【請求項１６】
前記高圧容器（１）の前記壁内面の前記ラッパ形状が双曲線の形状を含むよう構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の高圧処理装置。
【請求項１７】
前記被処理体（２）の前記表面（２ａ）上における前記中心からの距離と、前記表面（２ａ）と前記壁内面との間隔とが略反比例の関係となるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶基板等の現像、成膜、洗浄、エッチング、リンス、置換、乾燥、等の工程に使用される高圧処理方法、または高圧処理装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
良く知られているように、半導体チップの分野では、急速に微細化が進められている。チップ内部の配線サイズは１０年前には１μｍ程度であったものが、現在では０．１８μｍ程度まで微細化され、更に０．１３μｍのデバイスが実用化されようとしており、引続いて０．１０μｍから、０．０７μｍ、０．０５μｍまでを具体的なターゲットとした技術開発がスタートしている。
このような微細化に伴なって、従来の技術では解決困難ないくつかの技術課題が出現しつつある。その一例として、近年大きな技術課題として懸念されているものの一つに毛管力による微細構造の倒壊あるいは崩壊がある。
【０００３】
半導体チップの多くは、多数の湿式処理（液体を使用する処理）工程を経て製造されている。例えば、フォトレジストの現像にはアルカリ性の水溶液が使用され、アルカリ性水溶液の現像液を純水でリンスし、その後乾燥される。この乾燥の際に、水に浸されたウエハが乾燥の進展とともに水と気体との界面に晒されることになるが、この時に大きな表面張力が発生し、壁状に平行して立っている現像後のフォトレジストがお互いに引き寄せられて倒壊することが報告されている。
【０００４】
同様のことが、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる電子機械デバイスの製造においても問題となる。このデバイスは極めて微細なカンチレバーのような剛性の小さな構造を持っている。通常このデバイスは必要な部分の周りに存在する形を作るための犠牲層をフッ酸等の水溶液でエッチングして除去して形を作り、その後リンス液でリンスされてその後乾燥される。この場合にも、乾燥の際の毛管力により、カンチレバーが容易にお互いが固着したり、カンチレバーとベース面とが固着してしまうことが知られている。
【０００５】
近年この課題を克服するための有力な手段として高圧の流体、特にいわゆる超臨界流体を利用した乾燥技術が注目されている。液体でも気体でもない超臨界状態を利用することにより、気液界面のない、即ち毛管力の働きにくい状態での乾燥が可能であり、微細構造を倒壊や崩壊させることなく乾燥することができるからである。通常、超臨界流体としては二酸化炭素が利用される。二酸化炭素の臨界点は約３１℃、７．３ＭＰａと扱い易く、また不燃性、無毒性で安価であるからである。
【０００６】
また、超臨界二酸化炭素を半導体ウエハなどの洗浄に適用する可能性についても同様に高い注目を集めている。従来の洗浄工程においては湿式処理が用いられているが、０．１μｍ以下といった微細化や新材料の導入とともに深刻な問題が生じつつある。まず微細構造部に液が入りにくくなるため洗浄が困難になる。また一般に新世代の絶縁膜は誘電率を下げるためにポーラスな性状を持っているため、湿式処理の際に微細な孔に入り込んだ液を完全に除去することが極めて困難で、残存する微量の水分がデバイスの特性に重大な悪影響を及ぼす。ところが超臨界二酸化炭素は気体に近い浸透性を持つため、微細な構造に容易に浸透し、また湿式処理の場合のように液体が微細部に残存するということもない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２３２２６６号公報
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】
上記のような高圧処置方法、高圧処理装置の分野において、被処理体の微細化の要求、その微細化に起因する不具合の防止の要求ともに、処理の効率化、処理の均一化の要求も益々高まりつつある。本発明の目的は、上記のような数々の優れた性質を持つ超臨界流体のような高圧の流体を用いて半導体ウエハなどの高圧処理を行うに際して、効率が良く、均一性に優れた高圧処理方法および高圧処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、高圧流体を用いて被処理体２に高圧処理をする高圧処理方法において、
前記高圧流体を、高圧処理室９に配置された被処理体２の表面２ａに衝突させた後、被処理体２の表面２ａに沿って被処理体２の外方に向けて流通させる点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記被処理体２の表面２ａに衝突した高圧流体が被処理体２の表面２ａに沿って外方に向けて流通するように、被処理体２を回転させる点にある。
【００１０】
本発明の他の技術的手段は、前記高圧流体を複数に分散したうえ被処理体２の表面２ａに衝突させる点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記被処理体２をその表面２ａが上方を向くように高圧処理室９に水平状態に配置し、前記高圧流体を被処理体２に対して上方から略垂直方向に導入する点にある。
本発明の他の技術的手段は、被処理体２を高圧処理室９に装入する工程と、高圧流体を高圧処理室９に導入して前記高圧処理室９内を予め決められた温度圧力状態にする工程と、高圧処理室９内の圧力を一定に保ちながら、前記高圧流体を被処理体２の表面２ａに衝突させた後、被処理体２の表面２ａに沿って被処理体２の外方に向けて流通させて、高圧処理室９外に排出させる工程と、高圧処理室９内の圧力を減じて大気圧に戻す工程と、高圧処理室９から被処理体２を取り出す工程、とを有してなる点にある。
【００１１】
本発明の他の技術的手段は、高圧流体を被処理体２に供給して、前記被処理体２に高圧処理を行う高圧処理装置において、その内部に被処理体２を収納する高圧容器１と、前記高圧容器１内の前記被処理体２の表面２ａに向けて前記高圧流体を供給する流体供給手段と、前記流体供給手段から前記被処理体２の表面２ａに供給された前記高圧流体を、前記被処理体２の表面２ａに沿って外方に流通し、前記高圧容器１外に排出する流体排出手段と、を有してなる点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体供給手段は、前記被処理体２の前記表面２ａに対向する前記高圧容器１の壁に設けられ、それを介して前記高圧流体が前記被処理体２に供給される流体導入通路２０を有し、前記流体排出手段は、前記被処理体２の前記表面２ａに沿った外方側の前記高圧容器１の壁に設けられ、それを介して前記高圧流体が前記高圧容器１外に排出される流体排出通路２６を有してなる点にある。
【００１２】
本発明の他の技術的手段は、前記被処理体２を回転するための回転手段１６が設けられている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体供給手段は、前記被処理体２の前記表面２ａに向けて供給する前記高圧流体の流れを分散させるための流体分散機構２５を有してなる点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体分散機構２５は、前記被処理体２の前記表面２ａに対向するように配置された閉塞板２７と、この閉塞板２７に形成された複数の流通孔２８とから構成されている点にある。
【００１３】
本発明の他の技術的手段は、前記複数の流通孔２８を流れる前記高圧流体の流速がそれぞれ略同一となるように該複数の流通孔２８の孔径がそれぞれ設定されているとともに、前記被処理体２の中央領域に対向する前記閉塞板２７の領域において円周方向に沿って互いに隣接する前記複数の流通孔２８間の間隔寸法が、前記被処理体２の周辺領域に対向する前記閉塞板２７の領域において円周方向に沿って互いに隣接する前記複数の流通孔２８間の間隔寸法よりも小さい点にある。
【００１４】
本発明の他の技術的手段は、前記流体分散機構２５は、前記被処理体２の前記表面２ａに対向するように配置された多孔質体を有する点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体供給手段は、前記被処理体２の前記表面２ａに向けて供給する前記高圧流体の流れを分散するための流体分散機構２５を有し、前記流体分散機構は、前記被処理体２の前記表面２ａに対向するように配置された閉塞板２７と、この閉塞板２７に形成された複数の流通孔２８とから構成されるとともに、前記流通孔２８は、前記被処理体２の前記表面２ａと直交する方向に対して、前記回転手段１６による前記被処理体２の回転方向とは反対向きに傾斜している点にある。
【００１５】
本発明の他の技術的手段は、前記流体排出通路２６は、前記被処理体２の前記表面２ａに沿った外方側であり、かつ、前記被処理体２の端部に対向する前記高圧容器１の壁に設けられている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体導入通路２０が前記被処理体２の前記表面２ａの中心に対向するように前記高圧容器１の壁に設けられるとともに、前記被処理体２の前記表面２ａに対向する前記高圧容器１の壁内面が被処理体の中心から外方に向かうに連れて前記表面２ａに接近するようなラッパ形状である点にある。
【００１６】
本発明の他の技術的手段は、前記高圧容器１の前記壁内面の前記ラッパ形状が双曲線の形状を含むよう構成されている点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記被処理体２の前記表面２ａ上における前記中心からの距離と、前記表面２ａと前記壁内面との間隔とが略反比例の関係となるように構成されている点にある。
なお、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℃、７．１ＭＰａ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・現象工程等は、５〜３０ＭＰａの亜臨界（高圧流体）または超臨界流体を用いることが好ましく、７．１〜２０ＭＰａ下でこれらの処理を行うことがより好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る高圧処理方法および高圧処理装置の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による高圧処理装置の一例を示す。図１において、１は高圧容器で、側壁４ａ及び天壁４ｂを一体に有する円筒状の上部体４と、高圧容器１の底壁を構成する下部体５とを有し、上部体４と下部体５とがシール材７を介して密着して互いを保持し、また、上部体４と下部体５とは互いに接離して上下方向に相対移動しうるよう構成されている。これにより、高圧容器１は開閉自在に構成されており、閉じられた際にその内部に被処理体である半導体ウエハ、液晶基板等（以下、単にウエハという）のウエハ２を収容する高圧処理室９が形成されるように構成されている。なお、図例では、ウエハ（被処理体）２は円板形状である。
【００１８】
高圧処理室９にはウエハ２を載置する載置台１１が設けられている。載置台１１の外周部に支持爪１２が環状に上方突出され、載置台１１の中央に支持軸１３が下方突設されている。ウエハ２の外周部が載置台１１の支持爪１２上に載置されている。これにより、ウエハ２はその表面２ａが上方を向くように高圧処理室９に水平状態に配置されている。
載置台１１の支持軸１３は、高圧容器１の下部体５に高圧シール回転導入機構１５を介して挿通され、高圧シール回転導入機構１５の回転軸は高圧容器１外方の回転機構１６に接続されている。回転機構１６により、ウエハ２は載置台１１とともに支持軸１３廻りに任意の回転数で回転可能に構成されている。
【００１９】
高圧容器１の上部には流体導入通路２０が設けられている。流体導入通路２０の上流の流路にはボンベ２１、ポンプ２２、加熱器２３、高圧弁２４が順に配設されている。
ボンベ２１に貯蔵されている液体二酸化炭素はポンプ２２によって加圧され、加熱器２３によって加熱されたうえで、流体導入通路２０を通って高圧処理室９に導入される。流体導入通路２０の高圧処理室９への出口の先には流体分散機構２５が設けられている。流体分散機構２５は、高圧容器１に内嵌した円板状の閉塞板２７に上下に貫通する多数の流通孔２８を有し、流体が流体分散機構２５を経由することにより、高圧処理室９に導入された超臨界二酸化炭素はウエハ２の表面２ａに略垂直方向に均一に供給される。
【００２０】
即ち、上述した流体導入通路２０と、またその上流の流路とその流路に介設されたボンベ２１，ポンプ２２、過熱器２３，高圧弁２４と、この流体分散機構２５とによって、高圧処理室８に収容されたウエハ２の表面２ａに高圧流体の超臨界二酸化炭素を供給するための流体供給手段が構成されている。
高圧容器１には温度調整手段（図示しない）が設けられており、高圧処理室９内の温度を予め決められた温度に制御することができる。また、高圧容器１には、高圧容器１が閉じた際に形成される高圧処理室９の圧力を検出する圧力計（図示しない）も設けられている。
【００２１】
高圧容器１の側方（上部体４の側壁４ａ）には流体排出通路２６が設けられている。この流体排出通路２６は複数個あって、高圧容器１に放射状に配置されている。流体導入通路２０から高圧処理室９内に導入された流体は流体分散機構２５を通りウエハ２の表面２ａに垂直方向に均一に供給され、ウエハ２の表面２ａに衝突した後、ウエハ２の表面２ａに沿って周方向に流通し、ウエハ２の周囲から更に側方に流通して流体排出通路２６を通って高圧処理室９の外に排出される。
【００２２】
高圧処理室９から排出された流体は圧力調整弁３１を通って減圧され、分離槽３２を経由して高圧弁３３から排出される。即ち、上述した流体排出通路２６と、またその下流の流路とその流路に介設された圧力調整弁３１，分離槽３２，高圧弁３３とによって、ウエハ２に高圧処理を施した後の高圧流体の超臨界二酸化炭素を高圧処理室８から排出するための流体排出手段が構成されている。なお、図１では流体を高圧弁３３から大気に放出する例が示されているが、高圧弁３３を出た流体を必要な機器を経由して再液化しボンベ２１に戻してリサイクルするようにしてもよい。
【００２３】
また高圧処理の用途によっては、ウエハ２に対し、主たる高圧処理を施す流体（ここでは超臨界二酸化炭素）に、その流体とは別の薬液、すなわち、洗浄剤や相溶剤が添加されることがある。この図１に示した高圧処理装置には、加熱器２３と高圧弁２４の間の流路から分岐し、更に高圧弁２４をバイパスして、その高圧弁２４と流体導入通路２０の間の流路に合流するバイパス流路が設けられている。そのバイパス流路には高圧弁３５と混合器３４と高圧弁３６が介設されている。また、高圧弁３５と混合器３４との間のバイパス流路から分岐して、薬液の貯蔵されたタンク４１に連通可能に構成された分岐流路が設けられ、その分岐流路には高圧弁４３、ポンプ４２が介設されている。
【００２４】
流体に薬液を添加する場合には、高圧弁２４が閉じられ、高圧弁３５、３６、４３が開けられる。タンク４１に貯蔵された薬液はポンプ４２で加圧され、高圧弁４３を通って流体の流れに注入される。注入後、混合器３４にて流体と薬液とは均一に混合され、薬液が溶け込んだ超臨界流体は流体導入通路２０を通って高圧処理室９内に導入される。
本発明によれば、高圧処理室９に導入された流体はウエハ２の表面２ａに垂直に衝突しウエハ２の表面２ａで流れの乱れを生ぜしめ急速に置換する。したがって、洗浄や乾燥処理において、新鮮な流体が次々と供給されることになり、これらの処理を効率よく行うことができる。
【００２５】
また、ウエハ２の表面２ａに触れ不純物を含んだ処理後の流体はそのまま側方に流通し流体排出通路２６を通って高圧処理室９から排出されるため、ウエハ２の裏面に回り込んで裏面を汚染することがない。またウエハ２を回転させることにより、ウエハ２の面内均一性を向上させたり、洗浄や乾燥の処理効率を更に向上させたりすることが可能である。面内均一性を向上させる目的であればウエハ２の回転数は１００ｒｐｍ程度で充分であり、処理効率向上を目的とする場合には３００〜１０００ｒｐｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
次に本発明を絶縁膜の乾燥に使用する場合の例を説明する。
湿式洗浄後スピン乾燥したウエハ２を高圧容器１内の載置台１１に載置してその高圧容器１を閉じる。高圧弁３５、３６、圧力調整弁３１を閉じ、高圧弁２４を開けてポンプ２２を起動する。ボンベ２１に貯蔵された液体二酸化炭素はポンプ２１で加圧され加熱器２３で加熱されて超臨界状態となり、流体導入通路２０を経て高圧処理室９内に導入される。高圧処理室９の温度は８０℃に保持されており、図示しない圧力計で高圧処理室９内の圧力を監視しながら、高圧処理室９内の圧力が１２ＭＰａに達するまで加圧操作が続けられる。高圧処理室９内の圧力が１２ＭＰａに達した時点で圧力調整弁３１を開く。この時ポンプ２２により供給される二酸化炭素の量と圧力調整弁３１を通じて排出される二酸化炭素の量が略同一となるように圧力調整弁３１の開度が調整される。したがって、高圧処理室９内の圧力が略一定の状態で超臨界二酸化炭素が高圧処理室９内を流通することになる。この時回転機構１６を起動しウエハ２を１００ｒｐｍで回転させ、この状態を１０分間継続する。流体導入通路２０を通じて導入される超臨界二酸化炭素はウエハ２の表面２ａに垂直方向に均一分散された状態で衝突し、ウエハ２の表面２ａで乱れを作って急速に置換しながら流通するので、効率よくウエハ２の微細構造に残存する湿気を取り込みウエハ２の表面２ａを径方向外方に流通する。
【００２７】
ここで、乾燥の対象となる絶縁膜の厚みは数μｍ以下の薄膜であり、流体に乱流を起こしてウエハ２の表面２ａでの流体の置換の効率を高くすることによって、絶縁薄膜の乾燥処理時間を大幅に短くすることができる。
湿気を取り込んだ超臨界二酸化炭素は、その後、高圧容器１の側方に設けられた流体排出経路２６を通って高圧処理室９の外部に排出される。１０分間経過後、ポンプ２２を停止し高圧弁２４を閉じる。この結果、高圧処理室９内に残存する超臨界二酸化炭素は圧力調整弁３１を通じて高圧処理室９外に排出され、所定時間経過すると高圧処理室９内の圧力は大気圧に復帰する。高圧処理室９内の圧力が大気圧に復帰した後、高圧容器１を開きウエハ２を取り出す。取り出したウエハ２の残存水分をＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）で測定したところ、水分は検知下限以下であった。
【００２８】
続いて本発明をウエハの洗浄に使用する場合の例を説明する。
エッチングおよびアッシング後のウエハ２を高圧容器１内の載置台１１に載置してその高圧容器１を閉じる。高圧弁３５、３６、圧力調整弁３１を閉じ、高圧弁２４を開けてポンプ２２を起動する。ボンベ２１に貯蔵された液体二酸化炭素はポンプ２２で加圧され加熱器２３で加熱されて超臨界状態となり、流体導入通路２０を経て高圧処理室９内に導入される。高圧処理室９の温度は４５℃に保持されており、図示しない圧力計で高圧処理室９内の圧力を監視しながら、高圧処理室９内の圧力が１４ＭＰａに達するまで加圧操作が続けられる。
【００２９】
高圧処理室９内の圧力が１４ＭＰａに達した時点で、高圧弁２４を閉じ、高圧弁３５、３６、４３、圧力調整弁３１を開き、更にポンプ４２を起動する。この時ポンプ２２により供給される二酸化炭素の量と圧力調整弁３１を通じて排出される二酸化炭素の量が略同一となるように圧力調整弁３１の開度が調整される。タンク４１に貯蔵された洗浄剤等の薬液はポンプ４２で加圧されて超臨界二酸化炭素の流れに注入される。薬液と超臨界二酸化炭素は混合器３４で均一に混合されたうえで流体導入通路２０を通じて高圧処理室９内に導入される。したがって、薬液が溶け込んだ超臨界二酸化炭素が高圧処理室９内の圧力が略一定の状態で高圧処理室９内を流通することになる。この時回転機構１６を起動しウエハ２を１００ｒｐｍで回転させ、この状態を１０分間継続する。流体導入通路２０を通じて導入される薬液が溶け込んだ超臨界二酸化炭素はウエハ２の表面２ａに垂直方向に均一分散された状態で衝突し、ウエハ２の表面２ａで乱れを作って急速に置換しながら流通するので、効率よくウエハ２に残存するレジストやポリマーと反応しウエハ２の表面２ａを周方向外方に流通する。流体に乱流を起こしてウエハ２の表面２ａでの流体の置換の効率を高くすることによって、洗浄処理時間を大幅に短くすることができる。被洗浄物質を取り込んだ流体は、その後、高圧容器１の側方に設けられた流体排出経路２６を通って高圧処理室９の外部に排出される。１０分間保持後、高圧弁３５，３６，４３を閉じ、高圧弁２４を開きポンプ４２を停止する。この操作により、超臨界二酸化炭素（薬液を含まない）が同様の経路で流通しウエハ２の表面２ａをリンスする。リンス工程を１０分間継続後、ポンプ２２を停止し高圧弁２４を閉じる。この結果高圧処理室９内に残存する超臨界二酸化炭素は圧力調整弁３１を通じて高圧処理室９外に排出され、所定時間経過すると高圧処理室９内の圧力は大気圧に復帰する。高圧処理室９内の圧力が大気圧に復帰した後、高圧容器１を開きウエハ２を取り出す。
【００３０】
上記ではリンス工程が１回の例を示したが、必要に応じて、第二の薬液を用いた第二のリンス工程を、第一の薬液を用いた洗浄工程と（薬液を含まない）超臨界二酸化炭素によるリンス工程との問に加えてもよい。さらには、第三の薬液を用いた工程を加えてもよい。これらは洗浄すべき対象の性質に応じて適宜選択される。
図２は他の実施形態を示し、高圧弁３５と混合器３４との間のバイパス流路から分岐して、薬液の貯蔵されたタンク４１、タンク４１Ａにそれぞれ連通可能に構成された２つの分岐流路が設けられ、その一方の分岐流路には高圧弁４３、ポンプ４２が介設されている。他方の分岐流路には高圧弁４３Ａ、ポンプ４２Ａが介設されている。
【００３１】
図３及び図４は他の実施形態を示すものである。ここでは、前記流体分散機構の閉塞板２７の複数の流通孔２８の孔径は、それを流れる高圧流体の流速がそれぞれ略同一となるようにそれぞれ設定されている。またウエハ２の中央領域に対向する閉塞板２７の領域において円周方向に沿って互いに隣接する複数の流通孔２８間の間隔寸法が、ウエハ２の周辺領域に対向する閉塞板２７の領域において円周方向に沿って互いに隣接する複数の流通孔２８間の間隔寸法よりも小さいように構成されている。なお、その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。
【００３２】
閉塞板２７の複数の流通孔２８の孔径が、それを流れる高圧流体の流速がそれぞれ略同一となるようにそれぞれ設定されているということは即ち、各々同一の流速が得られる程度に小径の流通孔とされているということとほぼ同義である。この流通孔の径がこれより大きくなると、通常は、流体導入通路２０から遠ざかるにつれて流通孔からの高圧流体の流速が大きくなる。また、複数の流通孔を閉塞板２７上において、同一間隔で配置すると、ウエハ２の外方の位置の流通孔２８では、その位置の流通孔２８を通じて流れる高圧流体とウエハ２の中央側からの高圧流体とが混合したり、尚且つその位置より更に外方からの高圧流体と混合する状態が生じやすい。すなわち、ウエハ２の中央部で充分な処理を行う流体を供給するとその外周部では不必要に多くの流体が流れ、均一の高圧処理が困難となったり、流体の消費量が過大となってしまう。しかしながら、この実施形態による高圧処理装置によれば、ウエハ２上での流体の流速をほぼ均一とすることができ、流体の消費量も抑制しながら、ウエハ２の均一な高圧処理を実現することができる。
【００３３】
図５及び図６は他の実施形態を示し、前記流体分散機構２５の閉塞板２７に設けた各流通孔２８を、上下方向に対して、ウエハ２の回転方向とは反対向きに傾斜させている。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。
この場合、流通孔２８から閉塞部材に向けて送出される流体は、ウエハ２の回転による運動方向とは逆向き傾斜する方向に流し出すことができ、流体分散は乱流を発生し易くなり、より効率よく高圧処理をなし得る。
図７は他の実施形態を示すものである。ここでは、前記の実施形態において、ウエハ２の表面２ａに対向する位置に、複数の流通孔２８を有する閉塞板２７を設けていたのに替えて、多孔質体の板状部材４０を設けている。なお、多孔質体としては焼結セラミックス等が採用されうる。これによれば、高圧流体が多孔質体の内部をじぐざぐに流通していき、適度な分散が促進されるので、被処理体であるウエハ２の表面２ａにおいては、より均一な状態の高圧流体の供給が可能となる。
【００３４】
図８は他の実施形態を示すものであり、高圧容器１の天壁４ｂ内面４ｃをラッパ形状に加工することにより、流体分散機構２５を構成している。流体導入通路２０から高圧処理室９内に導入された流体は、流体分散機構２５によってウエハ２の表面２ａ全域に亘るように広がりながら供給され、ウエハ２の表面２ａに衝突した後、ウエハ２の表面２ａに沿って周方向に流通し、ウエハ２の周囲から更に側方に流通して流体排出通路２６を通って高圧処理室９の外に排出される。なお、高圧容器１の天壁４ｂ内面のラッパ形状は、ウエハ２の表面２ａの全域に均一に流体が分散して供給されるよう設計されている。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。
【００３５】
また、高圧容器１の天壁４ｂ内面４ｃのラッパ形状が双曲線の形状を含むよう構成すると、表面２ａ上の流体の流速を均一に整えることができる。更に、ウエハ２の表面２ａ上におけるウエハ２の中心からの距離と、その表面２ａと高圧処理容器１の天壁４ｂ内面４ｃとの間隔とが略反比例の関係となるように構成することも、表面２ａ上の流体の流速を均一にするのに好ましい。
以上、高圧流体として超臨界二酸化炭素を用いた実施形態を示したが、これに替え、亜臨界状態の二酸化炭素を用いてもよい。上述したように、１ＭＰａ以上の圧力の流体であれば、それを高圧流体として採用してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体ウエハ、液晶基板等の製造（生産）における高圧処理において、効率が良く均一性や安定性の高い高圧処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す高圧処理装置の構成図である。
【図２】他の実施形態を示す高圧処理装置の構成図である。
【図３】他の実施形態を示す高圧容器の断面図である。
【図４】同高圧容器内に設けられる流体分散機構の上面図である。
【図５】他の実施形態を示す流体分散機構の斜視図である。
【図６】同流体分散機構の断面図である。
【図７】他の実施形態を示す高圧容器の断面図である。
【図８】他の実施形態を示す高圧容器の断面図である。
【符号の説明】
１　　　　高圧容器
２　　　　ウエハ（被処理体）
９　　　　高圧処理室
２０　　　　流体導入通路
２５　　　　流体分散機構
２６　　　　流体排出通路
【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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