(57)【要約】【課題】  清浄度の高い高圧流体の供給を可能にする高圧処理方法、及び高圧処理装置を提供すること。【解決手段】  高圧処理チャンバー内で、被処理体に加圧下で高圧流体を接触させて被処理体を高圧処理する高圧処理方法において、前記高圧流体を濾過してから高圧処理チャンバー内へ導入する高圧処理方法、及び高圧処理チャンバーと、高圧処理チャンバーに高圧流体を供給するための高圧流体供給手段と、高圧流体濾過手段とを備え、更に高圧流体供給手段から供給される高圧流体以外の１以上の薬液を高圧流体に添加する構成を備えた高圧処理装置を開示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧処理チャンバー内で、被処理体に加圧下で高圧流体を接触させて被処理体を高圧処理する高圧処理方法において、前記高圧流体を濾過し、該濾過後の高圧流体に、該高圧流体以外の１種以上の薬液を添加してから前記高圧処理チャンバー内へ導入することを特徴とする高圧処理方法。
【請求項２】
前記濾過後の高圧流体の一部を前記薬液に導入した後、該薬液を前記高圧流体に添加する請求項１に記載の高圧処理方法。
【請求項３】
高圧処理チャンバー内で、被処理体に加圧下で高圧流体を接触させて被処理体を高圧処理する高圧処理方法において、上記高圧流体を濾過し、該濾過後の高圧流体に特定種の薬液を添加してから前記高圧処理チャンバー内へ導入する工程と、上記高圧流体を濾過し、該濾過後の高圧流体に上記特定種以外の薬液を添加してから、または該該濾過後の高圧流体のみを、前記高圧処理チャンバー内へ導入する工程とを含むことを特徴とする高圧処理方法。
【請求項４】
前記高圧流体が二酸化炭素である請求項１〜３のいずれかに記載の高圧処理方法。
【請求項５】
高圧処理チャンバーと、該高圧処理チャンバーに高圧流体を供給するための高圧流体供給手段と、高圧流体濾過手段とを備え、更に上記高圧流体供給手段から供給される高圧流体以外の薬液供給手段を１以上備えると共に、該薬液供給手段から供給される薬液を前記高圧流体濾過手段によって濾過された高圧流体に添加する管路を備えることを特徴とする高圧処理装置。
【請求項６】
上記薬液供給手段から供給される薬液を前記高圧流体濾過手段によって濾過された高圧流体に添加する管路に、前記濾過された高圧流体の一部を供給する管路が接続されている請求項５に記載の高圧処理装置。
【請求項７】
上記薬液供給手段が、薬液を供給する供給モードと薬液の供給を停止する供給停止モードとを切換え可能に構成されたものである請求項５または６に記載の高圧処理装置。
【請求項８】
上記薬液供給手段が、上記薬液を濾過する薬液濾過手段を備えている請求項５〜７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】
本発明は、例えば半導体基板の如く表面に微細な凹凸（微細構造表面）を有する被処理体を洗浄等する際に適用される高圧処理方法と高圧処理装置に関し、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被処理体の清浄度をより効果的に高めることのできる高圧処理方法と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ったレジストや、エッチングの時に生成して基板上に残存するエッチングポリマー等の不要物や汚染物質を基板から除去するための洗浄処理が必要となる。
【０００３】
また、半導体製造プロセスは通常クリーンルーム内で行われるため、洗浄処理もクリーンルーム内で行うことが望ましい。しかしクリーンルームは、その建設はもとより維持管理においてもかなり経費がかかるため、洗浄装置も、設置面積が小さく機能性や洗浄性に優れていることが求められる。
【０００４】
最近では、半導体製造プロセスで基板表面に付着したレジスト等の汚染物質を基板から効率よく剥離除去するため、圧力が１ＭＰａ以上の高圧流体や亜臨界状態または超臨界状態の高圧流体を剥離液またはリンス液として使用する高圧処理方法が検討されている。この様な高圧処理においては、洗浄力を高めるため有機溶媒や酸などを高圧流体と併用する技術が提案されている。
【０００５】
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度まりの低下を招く。したがって清浄度に対する要求は益々厳しくなっており、従来の方法では十分な清浄度を確保できていない。特に洗浄成分である高圧流体に含まれる微細パーティクル等も被処理体の清浄度を低下させる要因になるため、これらを高圧流体から除去することで、被処理体の清浄度を高める技術が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開昭６３−１７９５３０号
【特許文献２】特開平１０−５０６４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの技術では、洗浄成分を気体状態で濾過処理した後、圧縮機等で圧縮して洗浄成分を高圧の超臨界状態等に変換している。ところがこの手法では、気体状態から超臨界状態等に昇圧する過程で混入するパーティクルを除去することができないという問題があり、高圧流体の清浄度は必ずしも十分であるとは言えない。また被処理体との親和性を高めて洗浄を促進させるため、高圧流体と相互溶解性の高い有機溶媒、酸、アルカリなどを添加することがあるが、これらの有機溶媒等が濾過材を腐食し、その濾過材が新たなパーティクルの発生源となる可能性があった。
【０００７】
また、洗浄成分を高圧流体に変換した後、その高圧流体に特定種の有機溶媒などを添加した上で被処理流体側へ供給する工程と、高圧流体にその特定種の有機溶媒などを添加せずに被処理流体側へ供給する工程（その特定種以外の有機溶媒などを高圧流体に添加してから被処理流体側へ供給する工程、または高圧流体のみを被処理流体側へ供給する工程）とを切換えて実施することが必要な場合がある。ところが従来では、濾過材に特定種の有機溶媒などが残留してしまう懸念があった。その結果、高圧流体に特定種の有機溶媒などを添加せずに被処理流体側へ供給する際にも、本来添加されるべきでない特定種の有機溶媒などが高圧流体に混入して被処理流体側へ供給されるという問題を生じる可能性があった。
【０００８】
本発明はこの様な従来技術の問題点に着目してなされたものであって、その目的は、近年の高まる清浄度要求に応えるべく、更に清浄度の高い高圧流体を提供することを可能にする高圧処理方法、及び高圧処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高圧処理チャンバー内で、被処理体に加圧下で高圧流体を接触させて被処理体を高圧処理する高圧処理方法において、前記高圧流体を濾過し、該濾過後の高圧流体に、該高圧流体以外の１種以上の薬液を添加してから高圧処理チャンバー内へ導入することに要旨を有する高圧処理方法である。
【００１０】
本発明の方法を実施するに当っては、前記濾過後の高圧流体の一部を前記薬液に導入した後、該薬液を前記高圧流体に添加することが望ましい。
【００１１】
本発明では、高圧流体として、亜臨界状態あるいは超臨界状態の二酸化炭素を用いることが望ましい。
【００１２】
更に本発明は、高圧処理チャンバーと、高圧処理チャンバーに高圧流体を供給するための高圧流体供給手段と、高圧流体濾過手段とを備え、高圧流体供給手段から供給される高圧流体以外の薬液供給手段を１以上備えると共に、該薬液供給手段から供給される薬液を高圧流体濾過手段によって濾過された高圧流体に添加する管路を備えることに要旨を有する高圧処理装置である。
【００１３】
上記薬液供給手段から供給される薬液を高圧流体濾過手段によって濾過された高圧流体に添加する管路には、前記濾過された高圧流体の一部を供給する管路が接続されていることが望ましい。
【００１４】
また上記薬液供給手段は、薬液を供給する供給モードと、薬液の供給を停止する供給停止モードとに切換え可能に構成されていることが望ましく、更に該薬液供給手段は、上記薬液を濾過する薬液濾過手段を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流体を例えば亜臨界状態や超臨界状態などの高圧状態で濾過処理するため、気相状態で濾過処理する場合の様に、濾過後に圧縮機等で高圧超臨界状態等へ変換する工程が不要であり、超臨界状態等に昇圧する過程での不要物質の混入や高圧流体に添加する有機溶媒等の濾過材の腐食、その濾過材の腐食に伴う不要物質の混入を防ぐことができ、清浄度の高い高圧流体を提供することができる。
【００１６】
また、洗浄成分を高圧流体に変換した後、その高圧流体に特定種の有機溶媒などを添加したうえで被処理流体側へ供給する工程と、高圧流体に上記特定種の有機溶媒などを添加せずに被処理流体側へ供給する工程とを切換えて実施する場合、特に後者の工程において、本来添加されるべきでない特定種の有機溶媒などが高圧流体に混入して被処理流体側へ供給されてしまうという問題を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の高圧処理方法は、高圧流体、殊に亜臨界状態や超臨界状態の高圧流体を濾過してから高圧処理チャンバー内へ導入して被処理体を高圧処理し、被処理体上の不要物質を除去するなどに有効に活用できる。
【００１８】
本発明における高圧処理とは、１ＭＰａ以上の高圧、あるいは亜臨界状態または超臨界状態の高圧流体を用いた被処理体の処理をいい、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挙げられる。また高圧処理には、洗浄処理以外にもリンス処理や置換処理などの如く高圧流体を使用する各種処理を含む意味である。
【００１９】
被処理体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。また本発明は、洗浄処理に限られず、高圧流体と高圧流体以外の薬液を用いて被処理体の表面から不要物質を除去する処理、例えば基板表面に付着した水分を除去する乾燥処理や、所謂現像処理等も、全て本発明の高圧処理方法の対象となる。
【００２０】
本発明で用いる高圧流体とは、１ＭＰａ以上の高圧の、あるいは超臨界状態または亜臨界状態の洗浄成分である。例えば二酸化炭素は３１℃、７．４ＭＰａ以上とすることで超臨界状態となり、また上記３１℃、７．４ＭＰａより若干低い温度・圧力で亜臨界状態となる。二酸化炭素を用いる場合、より優れた洗浄効率を得るには５〜３０ＭＰａの亜臨界流体または超臨界流体が好ましく、より好ましくは７．１〜２０ＭＰａの超臨界流体を用いることである。
【００２１】
本発明の高圧処理方法を実施する際に用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にすることの容易性などの観点から二酸化炭素が好適であるが、この他、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内にすみやかに分散できるためであり、超臨界流体は、気体と液体の中間の性質を有するものとなり、微細なパターン部分に対しても浸透し易く高密度であるため、気体に比べて遙かに大量の添加剤（薬液）を含有させることができる。
【００２２】
本発明によれば、上記高圧流体に該高圧流体以外の１種以上の薬液を添加して高圧処理することができる。薬液とは、添加することによって高圧流体単独で高圧処理した場合よりも高い処理効果が得られるものをいう。例えば半導体基板に付着したレジストやエッチングポリマー等の高分子汚染物質を除去する場合、二酸化炭素等の高圧流体単独で洗浄するよりも、薬液を添加することによって高い洗浄効果が得られる。薬液は被処理体と除去対象となる不要物の性質に応じて適宜選択・使用できる。例えば半導体基板を洗浄処理する場合、塩基性化合物が好ましく使用される。レジストに多用される高分子物質を加水分解する作用があり、洗浄効果が高いためである。塩基性化合物の具体例としては、第４級アンモニウム水酸化物、第４級アンモニウムフッ化物、アルキルアミン、モノエタノールアミン等のアルカノールアミン、ヒドロキシルアミン（ＮＨ2ＯＨ）およびフッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）等が挙げられる。また乾燥、或いは現像すべきレジストの性質に応じて、キシレン、メチルイソブチルケトン、第４級アンモニウム化合物、フッ素系ポリマー等を薬液として用いることも有効である。洗浄成分の含有量は、所望の効果が得られるよう適宜調整すればよい。例えば二酸化炭素を高圧流体として半導体基板の洗浄処理を行う場合、高い洗浄効果を得るには、上記塩基性化合物（薬液）が高圧流体に対し０．０１〜８質量％含まれていることが好ましい。なお本発明では、上記高圧流体のみで高圧処理することも可能である。
【００２３】
上記塩基性化合物等の洗浄成分は、通常、高圧流体に溶けにくいので、これらの洗浄成分を二酸化炭素に溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を第２の薬液として用いることが好ましい。
【００２４】
相溶化剤としては、洗浄成分や不要物質を高圧流体に相溶化させ得るものであれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、ジメチルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましいものとして挙げられる。相溶化剤の量は、洗浄工程やリンス工程では、高圧流体の０．０１〜５０質量％の範囲で適宜選択すればよい。
【００２５】
また洗浄工程終了後に後述する様なリンス工程を行う場合、この相溶化剤は、リンス工程で不要物質の高圧流体への溶解を促進し、不要物質（汚れ）が被処理体に再付着するのを防止する作用も発揮する。
【００２６】
一般に、気体状態の洗浄成分（ガス状洗浄成分）から高圧流体を得るには、ガスまたは液体をガス圧縮機や液体ポンプで昇圧するが、その昇圧に使用する液体ポンプやガス圧縮機などの装置に由来して摺動パッキンなどの不要物質が高圧流体に混入することがある。また洗浄成分自体に含まれている金属粉末などの不要物質もある。洗浄成分に由来する不要物質を除去する場合は、ガス状洗浄成分を濾過する方が、液状洗浄成分を濾過するよりも圧力損失が少ないことや濾過のための設備に優れているという点から望ましい。しかし、ガス状洗浄成分の清浄度を高めても、高圧流体にする過程で不要物質が発生乃至混入するため、高圧流体の清浄度が低下する。そのため、被処理体が装入される装置の近傍で高圧流体となった洗浄成分を濾過することが望ましい。そこで本発明では、洗浄成分自体に含まれている不要物質だけでなく、高圧流体にする過程で混入してくる不要物質も含めて除去することによって、高圧流体の清浄度を高める。
【００２７】
また本発明では、高圧処理効果を更に高めるために薬液を添加するが、通常、薬液はアルカリ性または酸性であるため、高圧流体に薬液を添加してから濾過すると、該薬液が濾過フィルターを腐食乃至劣化させ、フィルターの寿命が短くなるだけでなく、フィルター構成材料が不要物質として濾過後の高圧流体に混入してくることがある。そのため、高圧流体を濾過してから薬液を添加している。この様に本発明では、高圧流体を濾過してから該高圧流体に薬液を添加することによって、清浄度及び洗浄効果等に優れた高圧流体を高圧処理チャンバーに導入できる。
【００２８】
また本発明では、高圧流体に特定種の薬液を添加せずに被処理流体側へ供給する工程で、本来添加されるべきでない特定種の有機溶媒などが高圧流体に混入して被処理流体側へ供給されるという従来の問題を回避できる。
【００２９】
尚、流通する管路を腐食する恐れのある薬液（例えばフッ酸など）を用いる場合、該腐食に起因して管路構成部材等が不要物質として薬液に混入し、チャンバー内へ導入される高圧流体の清浄度を低下させることがある。そこで、この様な場合は濾過後の高圧流体の一部を薬液に添加することが好ましい。高圧流体の一部を薬液に添加すると、薬液が希釈されるため、管路の腐食も抑制される。
【００３０】
上記の様に本発明では、高圧流体を濾過することによって、該高圧流体に含まれている不要物質を除去するが、用いる高圧流体濾過手段としては、許容サイズ以上のパーティクルを除去できるものであればよく、例えば該高圧流体濾過手段を構成する素材としては、耐腐食性や強度を考慮してステンレスやニッケル合金などの焼結金属が望ましい。特に好ましくは０．１μm以上、より好ましくは０．００３μm以上の不要物質を除去し得る機構を備えた高圧流体濾過手段を用いることが望ましい。
【００３１】
以下、図面を参照にしながら本発明を説明していくが、適宜構成を変更しても本発明の効果を得ることは可能であり、本発明は図示例に限定されない。
【００３２】
図１において１は高圧流体供給手段であり、その必須的構成要素として高圧流体用媒体貯槽１０、昇圧手段１２、制御弁３６を備えており、また任意の構成要素として過冷却器１１や加熱器１３等を備えてもよい。貯槽１０は具体的には高圧流体用ボンベ、コンバーターなどが用いられる。
【００３３】
洗浄成分として二酸化炭素を用いる場合、貯槽１０には、通常、液状二酸化炭素を貯留し、昇圧手段１２で流体を加圧すれば高圧液化二酸化炭素を得ることができる。昇圧手段１２としては加圧ポンプが挙げられる。また加圧ポンプの効率を上げるためには、過冷却器１１で予め流体を冷却して、昇圧手段１２内でのガス化を防止するのがよい。
【００３４】
尚、二酸化炭素がガス状の場合は、図示しない凝縮器などの液化手段を経由して液状二酸化炭素を補給すればよい。
【００３５】
加熱器１３は、二酸化炭素を所定の高圧処理温度にまで加熱するためのものであるが、処理温度以下に加熱しておき、または加熱せずに、高圧処理チャンバー３０そのもの、またはその近傍に加熱手段（図示せず）を付設し、チャンバー３０内で行われる各工程に適した温度に加熱する構成としてもよい。
【００３６】
チャンバー３０としては、開閉自在の蓋を有し、高圧が維持できる容器であれば特に限定されない。チャンバー３０の前後には圧力計５０、該圧力計５０での測定値に基づいて開度調節可能な制御弁３２、制御弁３５が設置され、流体の圧力や流量を制御する。温度測定は、チャンバー３０に温度計測手段（図示せず）を付設して計測すればよい。
【００３７】
２６は薬液供給手段である。薬液供給手段２６は、好ましくは薬液貯槽２０、圧送ポンプ２１、高圧弁などの薬液供給制御手段２２を備えている。薬液供給手段２０から供給される薬液は、圧送ポンプ２１で所定の圧力とした後、高圧流体に添加し、チャンバー３０へ導入する。加熱器（図示せず）などを設け、薬液を所望の温度で高圧流体に供給してもよい。
【００３８】
高圧流体に薬液以外の成分（例えば相溶化剤など）を添加したり、或いは高圧処理として洗浄処理後にリンス処理や置換処理を行う場合は、供給する薬液組成（第２薬液）を変えることが望ましいので、図２に示す様に薬液供給手段２６と同様の構成からなる第２薬液供給手段２７を設けて必要に応じて供給すればよい。各薬液供給制御手段２２、２５と、制御弁３６の開度調整によって、或いは圧送ポンプ２１、２４と、昇圧手段１２の供給量設定によって、チャンバー３０へ供給される処理用流体の組成を高圧流体と薬液と第２薬液の混合物としたり、高圧流体と第２薬液の混合物としたり、あるいは高圧流体のみとする等、組成や混合割合などを任意に制御することが可能である。またこれら薬液と高圧流体をチャンバー３０へ導入するまでに高圧流体と薬液の流れ方向を規制して両者を管路内で撹拌混合する装置、いわゆるスタティックミキサー等を配設して混合効率を高めてもよい。
【００３９】
高圧処理の実施に際しては、まず、チャンバー３０内へ被処理体を図示しない出入手段を用いて装入する。出入手段としては、産業用ロボット等のハンドリング装置や搬送機構が利用可能である。
【００４０】
次いで、貯槽１０に蓄えられている流体を、必要により過冷却器１１で冷却して完全な液体状態とし、昇圧手段１２としての加圧ポンプで昇圧した後、加熱器１３で加熱し、超臨界流体として圧送する。勿論、超臨界状態ではなく、亜臨界状態としてもよく、あるいは１ＭＰａ以上の高圧のものとしてもよい。超臨界流体は濾過フィルター５へ圧送され、該濾過フィルター５で超臨界流体に含まれている不要物質が除去される。
【００４１】
濾過フィルター５で処理された超臨界流体には、薬液貯槽２０から供給される薬液が管路４６を通して添加される（図中、６）。
【００４２】
また上記した様に薬液の性質によっては、薬液を高圧流体で希釈することが望ましい場合は、図３に示す様に濾過後の高圧流体の一部を薬液に供給できる様に管路４７を設ければよい。尚、管路４７には、開度調節可能な絞り弁４８を介設することが望ましい。絞り弁４８によって薬液の希釈度合を任意に調節できる。
【００４３】
高圧流体をチャンバー３０へ供給し、チャンバー内を所定の圧力とする。この際、薬液供給制御手段２２と制御弁３６の開度を調節すること、あるいは圧送ポンプ２１と昇圧手段１２の供給量設定を調節することにより、所定の圧力、混合比率に調整する。尚、圧力を段階的に高めて所定の圧力にしてもよい。
【００４４】
チャンバー３０への高圧流体と薬液の供給が終了したら、圧送ポンプ２１を停止し、薬液供給制御手段２２，制御弁３５，３６を供給停止モード（閉）とし、高圧処理（洗浄）を始める。洗浄処理中は、チャンバー３０の下流側の制御弁３２はチャンバー３０内の圧力を一定に制御している。洗浄処理時間は、通常、３０〜６０秒程度で充分である。
【００４５】
この洗浄処理によって、例えば被処理体に付着していた不要物質（汚染物質）は、チャンバー内の高圧流体と洗浄成分、および必要により添加される相溶化剤との混合流体に溶解する。従って、チャンバー３０から、これら汚染物質が溶解している混合流体を排出する場合、汚染物質は、洗浄成分および相溶化剤の働きにより高圧流体に溶解しているので、洗浄処理後、チャンバー３０に高圧流体のみを流通させると、溶解していた汚染物質が析出することが考えられる。そこで、洗浄を行った後は、相溶化剤を含む高圧流体でリンス処理を行った後、高圧流体のみによる置換処理を行うことが望ましい。
【００４６】
リンス処理や置換処理を行う場合、圧送ポンプ２１を停止し、供給制御手段２２を供給停止モード（閉）とし、図２に示す第２薬液供給手段２７（或いは図示しないが同様の構成からなる第３薬液供給手段）の圧送ポンプ２４を運転し、第２薬液（相溶化剤）供給制御手段２５を供給モード（開）とし、チャンバー３０の下流の制御弁３２を開け、高圧流体供給手段１によって高圧流体を、また、第２薬液供給手段２７を供給モードとすることによって、相溶化剤をそれぞれチャンバー３０へ連続供給する。チャンバー内の圧力や温度は洗浄処理と同一にするのがよく、供給速度と排出速度も同一にすることが望ましいが、変えてもよい。また高圧流体と相溶化剤を断続的に供給し、供給した分だけ排出する流通式で行ってもよい。チャンバー３０から排出される高圧流体は、ガス化手段４へ送られる。
【００４７】
リンス処理を行う場合、高圧流体と相溶化剤との混合流体を流すことにより、チャンバー３０内の汚染物質と洗浄成分は次第に少なくなるので、圧送ポンプ２４、あるいは第２薬液供給制御手段２５を制御して、相溶化剤の供給量を徐々に減らしてもよい。高圧流体と相溶化剤との流通によるリンス処理では、チャンバー３０から洗浄成分と不要物質が排出され、最終的にチャンバー３０内は高圧流体と相溶化剤で満たされることになる。この後で、高圧流体のみを用いた置換工程を行うことが望ましい。尚、リンス処理に要する時間は、通常６０秒程度である。
【００４８】
置換処理を行う場合は、高圧流体のみを用いることが望ましく、第２薬液供給手段２７を供給停止モードとし、高圧流体のみをチャンバー３０へ流通させることで、チャンバー３０内を高圧流体と相溶化剤の混合流体から高圧流体のみへと置換する。これにより、置換処理が終了する。尚、置換処理に要する時間は、通常６０秒程度である。
【００４９】
洗浄処理、リンス処理、置換処理の各高圧処理で、チャンバー３０から排出された高圧流体と各薬液および／または不要物質との混合物は、それぞれ制御弁３２を経てガス化手段４へ送られる。
【００５０】
ガス化手段４は、好ましくは気液分離装置４１と、液体（または固体）成分用高圧弁４２、ガス用高圧弁４３で構成される。また分離装置４１で分離したガス成分は、必要に応じて図示しない精留塔や吸着塔等の精製手段へ送って更に精製してもよい。図示しないが、ガス化手段４（具体的には、高圧弁４３）と高圧流体供給手段１（具体的には、流体貯槽１０）とを、パイプライン等で連結すると共に、ガス化手段４と流体貯槽１０との間に凝縮器などの液化手段や加圧手段を配設し、流体を液化して循環使用できるように構成してもよい。
【００５１】
分離装置４１では、流体をガスとし、汚染物質と薬液（洗浄成分や相溶化剤）の混合物を液体成分として気液分離する。汚染物質は固体として析出し、薬液の中に混入して分離されることもある。分離装置４１としては、単蒸留、蒸留（精留）、フラッシュ分離等の気液分離が行える種々の装置や、遠心分離機等を使用することができる。気液分離装置４１で分離されたガス成分は、ガス用高圧弁４３および必要により設けられる精製手段（図示せず）を介して、凝縮器などの液化手段（図示せず）へ移送し所望の処理を行ってもよく、更に液状化した後に、貯槽１０へ導入してもよい。また分離装置４１で大気圧まで減圧してもよいし、４〜７ＭＰａ程度に減圧してもよい。
【００５２】
減圧された二酸化炭素等の流体は、温度との関係で、気体状流体（二酸化炭素ガス）と液体状流体（液化二酸化炭素）との混合物になることがあるので、分離装置４１での分離効率を高めるには、分離装置４１の前の加熱器４５で流体の全てをガス化しておくことが望ましい。尚、分離装置４１内のガスはガス用高圧弁４３を介して大気に放出してもよいし、他の工程に移送して使用することもできる。
【００５３】
汚染物質を含む洗浄成分や相溶化剤からなる液体（または固体）成分は、分離装置４１の底部から液体（または固体）成分用高圧弁４２を通して排出され、必要に応じて後処理される。
【００５４】
置換処理終了後は、制御弁３２を開放し、チャンバー内の流体を排出して常圧（大気圧）まで放圧した後、被処理体をチャンバー３０から取り出す。そして別の被処理体を装入して上記処理を繰返せばよい。
【００５５】
減圧処理に際しては、図示しないが制御弁３２に並列して、高圧弁と減圧容器を備えた減圧手段を設け、制御弁３２を閉止し、該減圧容器を利用して減圧してもよく、また複数の減圧手段を並列的に配置して段階的に減圧してもよい。
【００５６】
減圧処理後、チャンバー３０の内部は大気圧となっているので、チャンバー３０の蓋を開け、出入手段によって、被処理体を取り出せばよい。被処理体上に付着した二酸化炭素は、大気圧までの減圧によって蒸発するので、半導体基板等の被処理体の表面にシミ等が生じることもなく、また、微細パターンが破壊されることもなく、乾いた状態で取り出せる。
【００５７】
チャンバー３０から、処理後の被処理体を取り出した後は、再び、別の被処理体の高圧処理を行う。このためには、チャンバー３０に被処理体を入れて蓋を閉め、密封した後、チャンバー３０内を高圧流体で満たせばよい。
【００５８】
本発明の高圧処理装置は、半導体製造工程等での半導体の洗浄や現像等を行うのに有用であるが、少なくとも高圧処理チャンバーはクリーンルーム内に配設するのがよく、その他の手段はクリーンルームの広さに応じて適宜配置すればよい。
【００５９】
また上記した実施例では、高圧流体に含まれている不要物質を除去するための高圧流体濾過手段として濾過フィルター５を示している。その高圧流体濾過手段以外に、薬液に含まれている不要物質を除外するための濾過手段（薬液濾過手段）を設けた高圧処理装置、それによる高圧処理方法を本発明は排除するものではない。清浄な薬液を供給するためにはそのような薬液濾過手段を設けることはむしろ好ましい。例えば、図１〜３に示した高圧処理装置の薬液供給手段２６に代えて、圧送ポンプ２１と薬液供給制御手段２２との間に薬液濾過手段５１を備えた薬液供給手段５３（図４）を、更に図２に示す高圧処理装置の第２薬液供給手段２７に代えて、圧送ポンプ２４と薬液供給制御手段２５との間に薬液濾過手段５２を備えた第２薬液供給手段５４（図５）を採用してもよい。ただし、薬液濾過手段５１，５２は、それを通過する薬液に対し物理的な耐性（耐圧性など）、化学的な耐性（耐食性など）を有するものでなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施態様を説明するための概略図である。
【図２】本発明の他の実施態様を説明するための概略図である。
【図３】本発明の更に他の実施態様を説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施態様に係る薬液供給手段の概略図である。
【図５】本発明の他の実施態様に係る薬液供給手段の概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    高圧流体供給手段
４    ガス化手段
５    濾過手段
６    薬液供給点
１０    高圧流体用媒体貯槽
１１    過冷却器
１２    昇圧手段
１３    加熱器
２０、２３    薬液貯槽
２１、２４    圧送ポンプ
２２、２５    薬液供給制御手段
２６、５３    薬液供給手段
２７、５４    第２薬液供給手段
３０    高圧処理チャンバー
３２、３５、３６    制御弁
４１    気液分離装置
４２、４３、４４    高圧弁
４５    加熱器
４６、４７    管路
５０    圧力計
５１、５２    薬液濾過手段
【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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