(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を保持する基板保持手段と、
上記基板保持手段を回転する回転手段と、
上記基板保持手段及び回転手段を内部に収容すると共に、少なくとも基板保持手段と被処理基板に接触する高圧流体を充満密封する処理容器と、
上記処理容器内の充満密封された高圧流体を、上記基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路と、を具備し、
上記循環流路を、上記基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、上記処理容器内における上記基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、
上記回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
被処理基板を保持する基板保持手段と、
上記基板保持手段を回転する回転手段と、
上記基板保持手段及び回転手段を内部に収容すると共に、少なくとも基板保持手段と被処理基板に接触する高圧流体を充満密封する処理容器と、
上記処理容器に設けられた供給口に開閉弁を介して接続される高圧流体供給源と、
上記処理容器に設けられる排出口に開閉弁を介して接続される高圧流体の排出管路と、
上記処理容器内の充満密封された高圧流体を、上記基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路と、を具備し、
上記循環流路を、上記基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、上記処理容器内における上記基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、
上記回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板処理装置において、
上記循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する第１の吐出口を有する供給流路と、処理容器内における基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成される第１の循環流路と、
上記処理容器内の上部と下部とを連通すると共に、上記基板保持手段にて保持された被処理基板の上面中心部に開口する第２の吐出口を有する外部供給流路と、上記排出流路とで構成される第２の循環流路とで構成し、
回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記回転手段が、基板保持手段の回転軸に固定される回転子と、上記回転軸及び回転子を回転自在に及び気水密に収納する円筒状ライナを介して回転子の外方に対峙する固定子とを具備する電動モータである、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の基板処理装置において、
上記電動モータの固定子を加熱手段として利用可能に形成してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項３記載の基板処理装置において、
上記第２の循環流路の外部供給流路に、加熱手段を配設してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１、２又は３記載の基板処理装置において、
上記循環流路にフィルタを介設してなる、ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置において、
上記回転手段の回転速度を制御可能な制御手段を更に具備する、ことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理基板を高圧流体例えば超臨界流体を用いて洗浄、乾燥、エッチング等の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程においては、被処理基板としての半導体ウエハやＬＣＤ基板等（以下にウエハ等という）にフォトレジストや様々な膜を作成し、ウエハ等からフォトレジストや様々な膜を除去する一連の処理が施されている。
【０００３】
半導体製造技術の一般的な動向として、半導体チップ１枚当たりの製造原価を下げる目的から、ウエハ等の大口径化及び加工線幅の微細化が進められている。一方で、近年、半導体メモリ（ＤＲＡＭ）価格が急速に下落した状況から、システムＬＳＩ等のより付加価値の高い製品の製造への移行が、主に先進諸国の半導体メーカに起こっている。これに伴い、半導体製造のあり方が、従来の大量生産型から多品種少量生産型に見直されようとしている。更に、地球規模で進行している環境破壊への対応として、半導体製造業界においてもＥＨＳ(環境・健康・安全)と称して、工場からの有害廃棄物の削減及び消費電力の低減等が最重要課題として取り組まれるようになった。
【０００４】
このような近年の各種動向を反映して、半導体製造装置やプロセスに要求される性能も大きく変化しつつある。▲１▼第一に、大口径化に伴う装置床面積の増加への対応、多品種少量生産におけるスループットの向上及び高い歩留まりの確保等を目的として、従来のバッチ式から枚葉式への置き換えが進められている。この理由としては、処理の均一性及びより精密なプロセスの制御が可能である点が挙げられるが、同じ観点から、プロセスインテグレーションをすることで、より外乱を受けにくくするという対応も行われている。▲２▼第二に、加工線幅の微細化に伴う次世代プロセス技術として、銅や低誘電率の絶縁材に代表されるような新しい半導体材料に対応したプロセスの開発が活発化している。
【０００５】
洗浄装置や塗布／現像装置においても、上述と同様の性能が求められるようになってきているが、これらの装置の場合、ＥＨＳ(環境・健康・安全)や次世代プロセス技術の観点から更に、ウェット処理の代替となるプロセスの開発、揮発性有機物質及び薬品等の削減が大きな課題となっている。この課題を克服すると考えられているいくつかの新しい技術の中で、超臨界流体例えば二酸化炭素（ＣＯ２）を利用した洗浄、乾燥やエッチング処理方法（装置）が、最近になって特に有望視されるようになった。その理由としては、超臨界流体を活用した加工技術が、各工業分野で活用されはじめ、その有効性が一般に知られるようになったこと、また、例えば二酸化炭素については地球上に大量に存在し、工業的に低価格に得られること、及び無毒、不活性な物質であり安全性が高いという特徴を有している点が挙げられるが、更に現在までの研究開発の結果、強調されている点として以下のような点が挙げられる。
【０００６】
１）表面張力がゼロ、液体に近い密度及び気体に近い粘性という特性が、微細な形状の加工に極めて有効である点。
【０００７】
２）微量の溶媒を加えることで、有機物に対する溶解度が各段に向上し、フォトレジストの剥離や残渣の洗浄に有効となる点。
【０００８】
３）溶解した物質の拡散速度が速いため、より均一な処理が可能となる点。
【０００９】
４）金属との反応性が乏しいため、配線材やバリヤーメタルを損傷しない点。
【００１０】
５）ウエハ等を容器から取り出す前に、超臨界流体を容器外に排出する段階で、気体となるために、乾燥処理が不要な点。
【００１１】
ところで、従来の超臨界流体を用いた基板処理においては、ウエハ等を回転可能に保持する保持手段とウエハ等を収容する処理容器内に超臨界流体を供給して、ウエハ等を洗浄、エッチングや乾燥する超臨界装置が知られている（特開平１１−８７３０６号公報参照）。また、従来の超臨界流体を用いた基板処理装置においては、処理容器のケーシングにヒータを埋設（配設）して処理容器自体を加熱して超臨界流体を温度コントロールするもの（特開２００１−６０５７５参照）、あるいは、処理容器に循環配管を追加し、ポンプ及び外部ヒータで循環中の流体を加熱して超臨界状態にするもの（特開２００１−３２７９３６参照）等が知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者すなわち特開平１１−８７３０６号公報に記載の構造のものは、基板保持手段を回転する回転手段であるモータは、処理容器の外部に配設される構造であるため、超臨界流体の導入により高圧下におかれる処理容器内の基板保持手段とモータとの連結部のシールに特殊な軸封装置を設置する必要があり、装置が大型化するという問題もあった。更には、処理容器内に超臨界流体又は薬液を添加した超臨界流体を充満した状態で、処理容器内に収容された被処理基板を回転して洗浄処理を施す構造であるため、被処理基板に付着したパーティクルや有機汚染物等を十分に除去することができないという問題があった。
【００１３】
また、後者すなわち特開２００１−６０５７５、特開２００１−３２７９３６に記載の構造のものにおいては、処理容器のケーシングにヒータを埋設（配設）するか、処理容器の外部に設けられた循環配管に、ポンプ及び外部ヒータを配設するため、構造が複雑になるという問題があった。
【００１４】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、装置の小型化・単純化が図れると共に、処理性能の向上を図れるようにした基板処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第１の基板処理装置は、被処理基板を保持する基板保持手段と、  上記基板保持手段を回転する回転手段と、  上記基板保持手段及び回転手段を内部に収容すると共に、少なくとも基板保持手段と被処理基板に接触する高圧流体を充満密封する処理容器と、  上記処理容器内の充満密封された高圧流体を、上記基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路と、を具備し、  上記循環流路を、上記基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、上記処理容器内における上記基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、  上記回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成してなる、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１６】
この発明の第２の基板処理装置は、被処理基板を保持する基板保持手段と、  上記基板保持手段を回転する回転手段と、  上記基板保持手段及び回転手段を内部に収容すると共に、少なくとも基板保持手段と被処理基板に接触する高圧流体を充満密封する処理容器と、  上記処理容器に設けられた供給口に開閉弁を介して接続される高圧流体供給源と、  上記処理容器に設けられる排出口に開閉弁を介して接続される高圧流体の排出管路と、  上記処理容器内の充満密封された高圧流体を、上記基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路と、を具備し、  上記循環流路を、上記基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、上記処理容器内における上記基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、  上記回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成してなる、ことを特徴とする（請求項２）。
【００１７】
この発明の基板処理装置において、上記循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する第１の吐出口を有する供給流路と、処理容器内における基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成される第１の循環流路と、  上記処理容器内の上部と下部とを連通すると共に、上記基板保持手段にて保持された被処理基板の上面中心部に開口する第２の吐出口を有する外部供給流路と、上記排出流路とで構成される第２の循環流路とで構成し、  回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成する方が好ましい（請求項３）。
【００１８】
また、この発明の基板処理装置において、上記回転手段を、基板保持手段の回転軸に固定される回転子と、上記回転軸及び回転子を回転自在に及び気水密に収納する円筒状ライナを介して回転子の外方に対峙する固定子とを具備する電動モータで構成する方が好ましい（請求項４）。この場合、上記電動モータの固定子を加熱手段として利用可能に形成する方が好ましい（請求項５）。
【００１９】
また、上記第２の循環流路の外部供給流路に、加熱手段を配設する方が好ましい（請求項６）。
【００２０】
また、上記循環流路にフィルタを介設する方が好ましい（請求項７）。
【００２１】
加えて、上記回転手段の回転速度を制御可能な制御手段を設ける方が好ましい（請求項８）。
【００２２】
なお、上記高圧流体には、例えば超臨界流体や臨界温度よりも低い温度で臨界圧力近傍の圧力を持つ亜臨界流体や亜臨界流体よりも低い圧力であるが飽和蒸気圧を持つ飽和状態の液体等が含まれる。
【００２３】
この発明によれば、処理容器の内部に、被処理基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段を回転する回転手段とを収容することにより、回転手段を処理容器の外部に配設した場合に比べて構成部材の削減が図れると共に、装置の小型化が図れる（請求項１）。また、基板保持手段及び回転手段の回転部と処理容器との連結部をなくすことができるので、シールが不要となり、装置全体としてのシール性能の向上が図れる。
【００２４】
また、被処理基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段を回転する回転手段とを内部に収容する処理容器内に、高圧流体を充満密封した状態で、被処理基板を回転することにより、回転速度によって高圧流体が被処理基板表面に相対的に流速を持って接触して、被処理基板表面に付着するパーティクルを除去することができる（請求項１，２）。この場合、被処理基板の回転中に、被処理基板表面の中心側周辺側に高圧流体を供給することにより、被処理基板表面から除去されたパーティクルを効率よく被処理基板の周辺側より排出することができる。
【００２５】
また、処理容器に設けられた供給口に開閉弁を介して接続される高圧流体供給源と、処理容器に設けられる排出口に開閉弁を介して接続される高圧流体の排出管路と、を更に具備することにより、処理容器内への高圧流体の供給及び排出を容易にし、高圧流体を適正状態で使用することができ、処理効率の向上を図ることができる（請求項２）。
【００２６】
また、処理容器内の充満密封された高圧流体を、基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路を設けることにより、高圧流体の有効利用が図れると共に、処理効率の向上が図れる（請求項１，２，３）。この場合、循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、処理容器内における基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、回転手段の回転力によって回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成することにより、循環流路のスペースを可及的に狭くすることができると共に、高圧流体の循環供給を円滑に行うことができる（請求項１，２）。また、循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する第１の吐出口を有する供給流路と、基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成される第１の循環流路と、処理容器内の上部と下部とを連通すると共に、基板保持手段にて保持された被処理基板の上面中心部に開口する第２の吐出口を有する外部供給流路と、上記排出流路とで構成される第２の循環流路とで構成し、回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成することにより、被処理基板の両面に高圧流体を供給して同時に処理することができるので、処理効率の向上が図れる（請求項３）。
【００２７】
また、回転手段を、基板保持手段の回転軸に固定される回転子と、回転軸及び回転子を回転自在に及び気水密に収納する円筒状ライナを介して回転子の外方に対峙する固定子とを具備する電動モータにて形成することにより、処理容器内への回転手段の収容すなわち組み込みを容易にすることができると共に、装置の小型化が図れ、かつ、高圧流体の清浄度の維持が図れる（請求項４）。この場合、電動モータの固定子を加熱手段として利用可能に形成することにより、構成部材の削減及び装置の小型化が図れると共に、高圧流体の温度維持が図れる（請求項５）。
【００２８】
また、第２の循環流路の外部供給流路に、加熱手段を配設することにより、被処理基板の両面処理を行う場合における高圧流体の温度維持を図ることができる（請求項６）。
【００２９】
また、循環流路にフィルタを介設することにより、処理に供された高圧流体中に溶け込んだパーティクル等の不純物をフィルタによって除去することができるので、被処理基板へのパーティクル等の再付着を防止することができる（請求項７）。
【００３０】
また、回転手段の回転速度を制御可能な制御手段を設けることにより、被処理体の回転速度に変化を与えることができ、例えば高圧流体の流速に脈動を与えて処理することができる。これにより、被処理基板表面に付着するパーティクルや有機汚染物等の除去を効率よく行うことができる（請求項８）。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置をウエハの表面に対してレジスト除去処理及び洗浄処理等するように構成された基板処理システムに適用した場合について説明する。
【００３２】
図１は、複数の基板処理ユニットを組込んだ処理システムを示す概略平面図、図２は、処理システムの概略側面図である。
【００３３】
上記基板処理システム１は、被処理基板例えば半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷという）に処理を施す処理部２と、この処理部２にウエハＷを搬入・搬出する搬入・搬出部３とで主要部が構成されている。
【００３４】
上記搬入・搬出部３は、処理前及び処理後の複数枚例えば２５枚のウエハＷを収納するウエハキャリアＣと、このウエハキャリアＣを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたキャリアＣと処理部２との間で、ウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５とで構成されている。
【００３５】
ウエハキャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設けられており、この蓋体を開蓋した状態でウエハＷがウエハキャリアＣの一側面を通して搬入出されるように構成されている。また、ウエハキャリアＣには、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が内壁に設けられており、ウエハＷを収容する例えば２５個のスロットが形成されている。なお、ウエハＷは半導体デバイスを形成する面が上面となっている状態で、各スロットに１枚ずつ収容される。
【００３６】
上記イン・アウトポート４の載置台６には、例えば３個のウエハキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。ウエハキャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との仕切壁８側に向けて載置される。仕切壁８においてウエハキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には、窓部９をシャッタ等により開閉する窓開閉機構１０が設けられている。
【００３７】
ウエハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は、水平のＹ方向と鉛直のＺ方向及びＸ−Ｙ平面内（θ方向）で移動自在に構成されている。また、ウエハ搬送装置７は、ウエハＷを把持する取出収納アーム１１を有し、この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在に構成されている。このようにして、ウエハ搬送装置７は、載置台６に載置されたすべてのウエハキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし、また、処理部２に配設された上下２台のウエハ受け渡しユニット１６，１７にアクセスして、イン・アウトポート４側から処理部２側へ、逆に処理部２側からイン・アウトポート４側へウエハＷを搬送することができるように構成されている。
【００３８】
上記処理部２は、基板搬送手段である主ウエハ搬送装置１８と、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受け渡しユニット１６，１７と、ウエハＷの表裏面を反転させるウエハ反転ユニット（ＲＶＳ）２７と、この発明に係る基板処理装置を構成する４台の基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５と、ウエハＷを加熱して乾燥させる３台の加熱処理ユニット１９，２０，２１と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却処理ユニット２２とを具備している。主ウエハ搬送装置１８は、ウエハ受け渡しユニット１６，１７、ウエハ反転ユニット２７、基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５、加熱処理ユニット１９，２０，２１及び冷却処理ユニット２２の全てのユニットにアクセス可能に配設されている。
【００３９】
また、処理部２には、基板処理システム１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３と、基板処理システム１内に配設された各種装置及び基板処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニット２４と、基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５に供給する洗浄媒体としての超臨界流体例えば二酸化炭素（ＣＯ２）を貯蔵する洗浄媒体貯蔵ユニット２５とが配設されている。電装ユニット２３は、図示しない主電源と接続されている。また、処理部２の天井部には、各ユニット及び主ウエハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。
【００４０】
電装ユニット２３と洗浄媒体貯蔵ユニット２５と機械制御ユニット２４を処理部２の後部外側に設置することによって、又は外部に引き出すことによって、前部の面（Ｙ方向）からウエハ受け渡しユニット１６，１７、ウエハ反転ユニット２７、主ウエハ搬送装置１８、加熱処理ユニット１９，２０，２１及び冷却処理ユニット２２のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００４１】
図３は、ウエハ受け渡しユニット１６，１７及びウエハ反転ユニット２７と、これらウエハ受け渡しユニット１６，１７及びウエハ反転ユニット２７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８及び加熱処理ユニット１９，２０，２１、冷却処理ユニット２２の配置を示す概略断面図である。ウエハ受け渡しユニット１６，１７は、上下２段に積み重ねられて配設されており、例えば、下段のウエハ受け渡しユニット１７は、イン・アウトポート４側から処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、上段のウエハ受け渡しユニット１６は、処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００４２】
上記ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受け渡しユニット１６，１７及びウエハ反転ユニット２７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、処理部２内が清浄に保たれる。
【００４３】
上記主ウエハ搬送装置１８は、垂直方向（Ｚ方向）に配置された垂直壁１８ａ，１８ｂ及びこれらの間の側面開口部１８ｃを有する筒状支持体１８ｄと、その内側に筒状支持体１８ｄに沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体１８ｅとを有している。筒状支持体１８ｄは、モータ１８ｆの回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体１８ｅも一体的に回転されるようになっている。
【００４４】
ウエハ搬送体１８ｅは、搬送基台１８ｇと、搬送基台１８ｇに沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム１８ｈ，１８ｉ，１８ｊとを備えており、搬送アーム１８ｈ，１８ｉ，１８ｊは、筒状支持体１８ｄの側面開口部１８ｃを通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム１８ｈ，１８ｉ，１８ｊは、搬送基台１８ｇ内に内蔵されたモータ及びベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体１８ｅは、モータ１８ｋに装着された駆動プーリ１８ｍと、筒状支持体１８ｄの垂直壁１８ｂの上部側に装着された従動プーリ１８ｎに掛け渡されたベルト１８ｌを駆動させることにより昇降するようになっている。
【００４５】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却処理ユニット２２の上には、加熱処理ユニット１９，２０，２１が３台積み重ねられて配設されている。
【００４６】
基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５は、上下２段で各段に２台ずつ配設されている。図１に示すように、基板洗浄処理ユニット１２，１３と基板洗浄処理ユニット１４，１５とは、その境界をなしている壁面２９に対して対称な構造を有しているが、対称であることを除けば、各基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５は概ね同様の構成を備えている。
【００４７】
次に、上記基板洗浄処理ユニット１２，１３，１４，１５について、基板洗浄処理ユニット１２を代表して、図４〜図１３に基づいて詳細に説明する。
【００４８】
◎第一実施形態
図４は、この発明に係る基板処理装置の第一実施形態を具備する基板洗浄処理ユニット１２の概略平面図である。基板洗浄処理ユニット１２のユニットチャンバ３０内には、処理容器３１が配設されている。ユニットチャンバ３０には、開口３２が形成され、開口３２を図示しない開閉機構によって開閉するシャッタ３３が設けられており、搬送アームによって基板洗浄処理ユニット１２に対して開口３２からウエハＷが搬入・搬出される際には、このシャッタ３３が開放するようになっている。また、シャッタ３３は、ユニットチャンバ３０の内部から開口３２を開閉するようになっており、ユニットチャンバ３０内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバ３０内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。
【００４９】
上記処理容器３１は、図１０に示すように、主に４つの部材、すなわち上部部材３１Ａ、ネック部材３１Ｂ、胴体部材３１Ｃ及び底部部材３１Ｄを互いにシールして連結した構造となっている。また、上部部材３１Ａとネック部材３１Ｂとで処理空間が形成され、胴体部材３１Ｃ内に後述する回転手段が収容されている。
【００５０】
上記処理容器３１の内部には、ウエハＷを水平状態に保持する基板保持手段であるスピンチャック４０と、このスピンチャック４０を回転する回転手段である回転駆動用モータ５０とが収容されており、少なくともスピンチャック４０とウエハＷに接触する高圧流体、例えば超臨界流体や臨界温度よりも低い温度で臨界圧力近傍の圧力を持つ亜臨界流体や亜臨界流体よりも低い圧力であるが飽和蒸気圧を持つ飽和状態の液体等、特に超臨界流体（ＣＯ２）が充満密封されるようになっている。このように構成することにより、スピンチャック４０及び回転駆動用モータ５０の回転部と処理容器３１との連結部をなくすことができるので、シールが不要となり、装置全体としてのシール性能の向上が図れる。
【００５１】
また、処理容器３１におけるスピンチャック４０に隣接する側方には、ウエハ搬入・搬出用の開口３４（以下に搬入・搬出口３４という）が設けられており、この搬入・搬出口３４には、後述する開閉機構６０によって搬入・搬出口３４を開閉するゲート弁３５が配設されている。
【００５２】
また、処理容器３１の上端部に設けられた供給口３６に開閉弁Ｖ１を介設した供給管路３７を介して超臨界流体供給源であるＣＯ２供給源７０が接続されている。なお、供給管路３７にはコンプレッサ７１と加熱器７２が介設されており、コンプレッサ７１によってＣＯ２が超臨界状態になる圧力（６．９〜４０ＭＰａ）、例えば１９．６ＭＰａに加圧され、また、加熱器７２によってＣＯ２が洗浄処理に最適な２０〜２５０℃例えば８０℃に加熱されるようになっている。また、処理容器３１の上端部には、排出口３８が設けられており、この排出口３８に開閉弁Ｖ２を介設したＣＯ２の排出管路３９が接続されている。
【００５３】
上記スピンチャック４０は、ウエハＷの下面の洗浄面を支持するための３本の支持ピン４１と、ウエハＷを保持する３つの保持部材４２と、支持ピン４１及び保持部材４２を支持する円板状のチャック本体４３と、このチャック本体４３の底部に連結された回転軸４４とで主に構成されている。
【００５４】
この場合、３つの支持ピン４１は、ウエハＷの裏面に当接するようにチャック本体４３の上面に立設され、図４に示すように、ウエハＷの裏面において中心角が１２０°となるように３箇所に配置されており、スピンチャック４０が静止しているときに、ウエハＷの裏面を安定させて支持する。この場合、回転駆動用モータ５０の回転速度を下げることで、ウエハＷの保持力をさげ、保持力がある程度下がると、ウエハＷが回転自由な状態となり、支持ピン４１の支持位置がずれる。したがって、ウエハＷと支持ピン４１との接触位置を変えてウエハＷの裏面全体を洗浄することができる。なお、保持力をある程度下げた後、再度モータ５０の回転速度を上げて洗浄処理を行う。
【００５５】
一方、３つの保持部材４２は、ウエハＷの周縁に当接するようにチャック本体４３の上面に設置され、図４に示すように、ウエハＷの周囲において中心角が１２０°となるように３箇所に配置されており、これら３つの保持部材４２により、ウエハＷを周縁から保持できるようになっている。スピンチャック４０が回転しているときは、ウエハＷの周縁部を保持部材４２によって保持する。
【００５６】
各保持部材４２は、それぞれ図５〜図８に示すように、チャック本体４３を貫通する回転支持軸４５と、回転支持軸４５によってチャック本体４３の上面側に支持される回動体４６と、回動体４６の上面に立設する支持棒４７の上部に連結する周縁側面にＶ字状の当接面４２ａを有する平面視が略楕円形状の当接保持体４２ｂと、チャック本体４３の下面側に突出する回転支持軸４５に装着される羽根４８とで主に構成されている。このように構成される保持部材４２は、回転支持軸４５によってチャック本体４３の上部において回転支持軸４５を中心として回転自在に支持されている。したがって、当接保持体４２ｂ、回転支持軸４５及び羽根４８が一体的に回転するようになっている。
【００５７】
また、保持部材４２は、回転方向（図４における時計方向ＣＷ）に回転するウエハＷの周縁に当接する保持部４２ｃを備えている。この保持部４２ｃは、回転支持軸４５に対して逆回転方向すなわち反時計方向側に設けられている。このように構成することにより、スピンチャック４０を正回転方向すなわち時計方向ＣＷに回転させると、羽根４８が受ける風圧により、羽根４８を逆回転方向（反時計方向）に移動させる力が働くので、回転支持軸４５が逆回転方向（反時計方向）側に向かって回動し、図７に示すように、保持部４２ｃがウエハＷの周縁における逆回転方向（反時計方向）側の箇所に当接する。これにより、ウエハＷは、３つの保持部材４２によって３つの方向から圧力が加えられるので、周縁にて保持される。
【００５８】
また、保持部材４２は、回転支持軸４５に対して偏心となっている重心Ｇを有している。保持部４２ｃは重心Ｇに対して逆回転方向（反時計方向）側に設けられている。したがって、スピンチャック４０を正回転方向（時計方向）に加速して回転させると、重心Ｇを逆回転方向（反時計方向）に移動させる力が働く。重心Ｇは、回転支持軸４５上にないので、スピンチャック４０が正回転方向（時計方向）に回転を開始すると、重心Ｇが逆回転方向（反時計方向）に移動し、回転支持軸４５が逆回転方向（反時計方向）側に向かって回動し、図７に示すように、各保持部４２ｃウエハＷの周縁の逆回転方向（反時計方向）側に当接する。
【００５９】
また、保持部材４２の当接面４２ａは、周縁側面がＶ字状に形成されているので、ウエハＷの周縁の上端部と下端部とを確実に保持することができる。また、ウエハＷの周縁部と保持部４２ｃとの接触面積を可及的に少なくすることができるので、より効果的に処理むらを防止することができる。また、ウエハＷの洗浄処理中に、押し流された汚染物質が保持部４２ｃへ付着しても、その汚染物質がウエハＷに再付着することを抑制する。更に、ウエハＷの周縁と保持部４２ｃとの接触によるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００６０】
回転駆動用モータ５０は、図９及び図１０に示すように、スピンチャック４０の回転軸４４に固定される回転子５１と、回転軸４４及び回転子５１を回転自在に及び気水密に収納する円筒状ライナ５３を介して回転子５１の外方に対峙する固定子５２とを具備する電動モータにて形成されている。このように構成される回転駆動用モータ５０によれば、回転駆動時に固定子５２のコイルに駆動電流が流れることによって発熱するので、この回転駆動用モータ５０を超臨界流体（ＣＯ２）の加熱手段として利用することができ、超臨界流体（ＣＯ２）の温度を例えば約８０℃に維持することができる。また、回転駆動用モータ５０は、制御手段である中央演算処理装置８０（以下にＣＰＵ８０という）からの制御信号に基づいて３００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍの範囲で回転速度が制御可能になっている。なお、回転軸４４は、無潤滑軸受け（図示せず）を介して円筒状ライナ５３内に回転自在に支承されている。
【００６１】
また、スピンチャック４０の回転軸４４には、この回転軸４４及びチャック本体４３を貫通してスピンチャック４０にて保持されたウエハＷの下面中心部に開口する吐出口９１を有する供給流路９２が設けられている。また、スピンチャック４０の回転軸４４の外部側には排出流路９３が形成されており、これら供給流路９２と排出流路９３とで循環流路９４が形成されている。この循環流路９４の途中例えば供給流路９２の下端部（回転軸４４の下端面部）には、フィルタ９５が介設されている。
【００６２】
また、回転軸４４の下部側には、回転駆動用モータ５０の回転力によって超臨界流体（ＣＯ２）を回転軸４４の下端側に圧送するための羽根状の循環手段であるインペラ９６が突設されている。したがって、回転駆動用モータ５０が駆動してスピンチャック４０が回転し、回転軸４４が回転することにより、処理容器３１内に充満された排出流路９３内の超臨界流体（ＣＯ２）がインペラ９６によって回転軸４４の下端側に圧送されると、回転軸４４の下端側に圧送された超臨界流体は、供給流路９２内を流れ、ウエハＷの裏面中心部に噴射（供給）される。そして、ウエハＷ裏面の中心部に噴射（供給）された超臨界流体（ＣＯ２）は、遠心力の作用によってウエハＷの周辺側に流れ（排出）され、排出流路９３内に循環する。このようにして、超臨界流体（ＣＯ２）を、ウエハＷの裏面の中心部側から周辺側に向かって流すように循環させることによって、ウエハＷの表裏面において、中心側から周辺側に向かって超臨界流体（ＣＯ２）が流れるので、ウエハＷの表裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去することができる。このときのウエハＷの回転速度を例えば４０００ｒｐｍとすると、ウエハＷの中心から約７ｍｍより外側で、３００ｃｍ／ｓの表面流速が得られる。これにより、例えば処理容器３１内の圧力を３０ＭＰａとすると、ウエハＷの表裏面に付着する０．０３μ程度のパーティクル等の汚染物質を効率よく除去することができる。なお、ウエハＷの中心から約７ｍｍより内側では、上記表面流速が不足するが、この部分へは供給流路９２の吐出口９１から直接超臨界流体（ＣＯ２）を噴射して補うことができる。
【００６３】
また、循環供給される超臨界流体（ＣＯ２）中に溶け込んだパーティクル等の汚染物質はフィルタ９５によって濾過されるので、ウエハＷへのパーティクル等の再付着を防止することができる。
【００６４】
なお、処理容器３１内には、スピンチャック４０及びウエハＷを収容する空間３１ａ及びこの空間３１ａに連通する排出流路９３が設けられる他に、空間３１ａと排出流路９３とを連通するバイパス流路３１ｂが設けられている（図９〜図１１参照）。
【００６５】
一方、ゲート弁３５は、図９に示すように、上端が狭小な断面略Ｍ字状の台形をなす板状の弁体３５ａと、この弁体３５ａの下面に連結する操作棒３５ｂとを具備しており、開閉機構６０の駆動により、操作棒３５ｂを上下移動することによって搬入・搬出口３４を開閉し得るように構成されている。なお、搬入・搬出口３４に設けられた弁体３５ａが就座する弁座における外方側（図９における右側）の弁座部３４ａと弁体３５ａとの当接部は、処理容器３１内の圧力によって直接接触することでシールされ、処理容器３１内の超臨界流体（ＣＯ２）が外部に漏れないようになっている。
【００６６】
なお、上記説明では、ゲート弁３５が断面略Ｍ字状の台形をなす弁体３５ａを具備する場合について説明したが、ゲート弁３５の弁体３５ａの形状は任意でよく、例えば、ウエハＷを保持するウエハ搬送アームが通過可能な円形状又は矩形状あるいは楕円形状の搬入・搬出口３４を設け、この搬入・搬出口３４を開閉する板状の弁体を具備するゲート弁であってもよい。
【００６７】
上記開閉機構６０は、ゲート弁３５の操作棒３５ｂの下端部に設けられたラック６１と、このラックに噛合するピニオン６２と、このピニオン６２を正逆回転する正逆回転可能な開閉用モータ６３とで構成されている。このように構成される開閉機構６０の開閉用モータ６３を正逆回転することにより、ピニオン６２とラック６１を介して操作棒３５ｂ及び弁体３５ａが上下移動して、搬入・搬出口３４を開閉することができる。なお、開閉用モータ６３は、ＣＰＵ８０に電気的に接続されており、ＣＰＵ８０からの制御信号に基づいて駆動制御されるようになっている。また、ＣＰＵ８０は、上記供給流路９２に介設された開閉弁Ｖ１、コンプレッサ７１、加熱器７２及び排出流路９３に介設された開閉弁Ｖ２にも電気的に接続されており、ＣＰＵ８０によってこれら開閉弁Ｖ１，Ｖ２、コンプレッサ７１及び加熱器７２がＯＮ，ＯＦＦ制御されるようになっている。
【００６８】
次に、ウエハＷを洗浄処理する場合の動作態様について、図９〜図１２と図１３に示すフローチャートを参照して説明する。まず、開閉用モータ６３を駆動して、ゲート弁３５を下降させて処理容器３１の搬入・搬出口３４を開放する（ステップ１３−１）。次に、主ウエハ搬送装置１８のいずれかの搬送アームによってウエハＷを処理容器３１内に搬入する（ステップ１３−２）。そして、スピンチャック４０にウエハＷを受け渡して、ウエハＷを水平状態に保持する（ステップ１３−３）。ウエハＷをスピンチャック４０に受け渡した後、搬送アームは処理容器３１内から退避する（ステップ１３−４）。搬送アームが処理容器３１内から退避した後、開閉用モータ６３が逆回転してゲート弁３５を上昇させて、搬入・搬出口３４を閉鎖する（ステップ１３−５）。
【００６９】
次に、コンプレッサ７１及び加熱器７２が作動すると共に、開閉弁Ｖ１が開放し、搬入・搬出口３４が閉鎖された処理容器３１内に超臨界流体（ＣＯ２）を供給して、処理容器３１内に超臨界流体（ＣＯ２）を充満させた後、開閉弁Ｖ１が閉鎖する（ステップ１３−６）。この状態で、超臨界流体（ＣＯ２）の温度が例えば約８０°、圧力が例えば約１９．６ＭＰａとなっている。
【００７０】
次に、回転駆動用モータ５０が駆動して、スピンチャック４０と共にウエハＷを回転させると、スピンチャック４０の回転軸４４の回転に伴ってインペラ９６が回転して、処理容器３１内に充満された排出流路９３内の超臨界流体（ＣＯ２）がインペラ９６によって回転軸４４の下端側に圧送されて、供給流路９２内を流れ、ウエハＷの裏面中心部に噴射（供給）される。そして、ウエハＷ裏面の中心部に噴射（供給）された超臨界流体（ＣＯ２）は、遠心力の作用によってウエハＷの周辺側に流れ（排出され）、排出流路９３内に循環する（ステップ１３−７：図１０〜図１２参照）。このようにして、超臨界流体（ＣＯ２）を、ウエハＷの裏面の中心部に噴射すると共に、ウエハＷの中心側から周辺側に向かって流すように循環させることによって、ウエハＷの表裏面における中心側から周辺側に向かって超臨界流体（ＣＯ２）が流れるので、ウエハＷの表面（表裏面）に付着したパーティクル等の汚染物質を除去することができる。
【００７１】
この洗浄処理工程中に、回転駆動用モータ５０の回転速度に変化を与えて、超臨界流体（ＣＯ２）の流速に脈動を与えることによって、ウエハＷの表裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を更に効率よく除去することができる（ステップ１３−８）。
【００７２】
上記洗浄処理工程を所定時間行った後、回転駆動用モータ５０の駆動を停止して、スピンチャック４０及びウエハＷの回転を停止すると共に、超臨界流体（ＣＯ２）の循環供給を停止する（ステップ１３−９）。次に、開閉弁Ｖ２を開放して、処理容器３１内の超臨界流体（ＣＯ２）を大気へ排出する（ステップ１３−１０）。処理容器３１内の超臨界流体（ＣＯ２）を大気に排出し終わった後、開閉用モータ６３を駆動しゲート弁３５を下降させて、搬入・搬出口３４を開放する（ステップ１３−１１）。次に、主ウエハ搬送装置１８の搬送アームが処理容器３１内に進入して、スピンチャック４０からウエハＷを受け取った後（ステップ１３−１２）、処理容器３１内から退避してウエハＷを搬出する（ステップ１３−１３）。
【００７３】
上記のようにして洗浄処理が行われたウエハＷは、ウエハ受け渡しユニット１６に搬送された後、取出収納アーム１１に受け渡されて、再びキャリアＣに収納される。
【００７４】
◎第二実施形態
図１４は、この発明に係る基板処理装置の第二実施形態を示す断面図である。
【００７５】
第二実施形態は、ウエハＷの表裏面の洗浄効率を更に向上させるようにした場合である。この場合、基板処理装置である基板洗浄処理ユニット１２Ａにおける循環流路９４Ａは、スピンチャック４０の回転軸４４に貫通してウエハＷの下面中心部に開口する第１の吐出口９１Ａを有する供給流路９２Ａと、スピンチャック４０の回転軸４４の外部に形成される排出流路９３とで構成される第１の循環流路９４Ａと、処理容器３１内の上部と下部とを連通すると共に、スピンチャック４０にて保持されたウエハＷの上面中心部に開口する第２の吐出口９１Ｂを有する外部供給流路９２Ｂと、スピンチャック４０の回転軸４４の外部側に形成される排出流路９３とからなる第２の循環流路９４Ｂとで構成されている。
【００７６】
外部供給流路９２Ｂの途中にはフィルタ９５Ａが介設されており、この外部供給流路９２Ｂ内を流れる超臨界流体（ＣＯ２）中に溶け込んだパーティクル等の汚染物質を除去し得るようになっている。また、外部供給流路９２Ｂには、加熱手段であるヒータ１００が配設されており、このヒータ１００によって外部供給流路９２Ａ内を流れる超臨界流体（ＣＯ２）が所定温度例えば約８０℃に維持されるようになっている。なお、ヒータ１００は、ＣＰＵ８０に電気的に接続されており、ＣＰＵ８０からの制御信号によってＯＮ，ＯＦＦ制御されるようになっている。
【００７７】
また、上記第一実施形態と同様に、回転軸４４の下部側には、回転駆動用モータ５０の回転力によって超臨界流体（ＣＯ２）を回転軸４４の下端側に圧送するための羽根状の循環手段であるインペラ９６が突設されている。なお、第二実施形態において、その他の部分は、第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００７８】
上記のように構成することにより、回転駆動用モータ５０が駆動してスピンチャック４０が回転し、回転軸４４が回転することにより、処理容器３１内に充満された排出流路９３内の超臨界流体（ＣＯ２）がインペラ９６によって回転軸４４の下端側に圧送されると、回転軸４４の下端側に圧送された超臨界流体（ＣＯ２）は、供給流路９２Ａ内を流れると共に、外部供給流路９２Ｂ内を流れる。そして、供給流路９２Ａ内を流れた超臨界流体（ＣＯ２）は、第１の吐出口９１ＡからウエハＷの裏面中心部に噴射（供給）され、また、外部供給流路９２Ｂ内を流れた超臨界流体（ＣＯ２）は、第２の吐出口９１ＢからウエハＷの裏面中心部に噴射（供給）される（図１５参照）。すると、ウエハＷの表裏面の中心部にそれぞれ噴射（供給）された超臨界流体（ＣＯ２）は、遠心力の作用によってウエハＷの周辺側に流れ（排出され）、排出流路９３内に循環する。このようにして、超臨界流体（ＣＯ２）を、ウエハＷの表裏面の中心部側から周辺側に向かって流すように循環させることによって、ウエハＷの表裏面において、中心側から周辺側に向かって超臨界流体（ＣＯ２）が流れるので、ウエハＷの表裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を除去することができる。
【００７９】
上述したように、このときのウエハＷの回転速度を例えば４０００ｒｐｍとすると、ウエハＷの中心から約７ｍｍより外側で、３００ｃｍ／ｓの表面流速が得られる。これにより、処理容器３１内の圧力が３０ＭＰａにおいて、ウエハＷの表裏面に付着する０．０３μ程度のパーティクル等の汚染物質を効率よく除去することができる。なお、ウエハＷの中心から約７ｍｍより内側では、上記表面流速が不足するが、この部分へは供給流路９２Ａの第１の吐出口９１Ａ及び外部供給流路９２Ｂの第２の吐出口９１Ｂから直接超臨界流体（ＣＯ２）を噴射して補うことができる。したがって、第二実施形態によれば、ウエハＷの表裏面に付着したパーティクル等の汚染物質を更に効率よく除去することができる。
【００８０】
◎その他の実施形態
なお、上記実施形態では、超臨界流体（ＣＯ２）を用いてウエハＷに付着するパーティクル等の汚染物質を除去する場合について説明したが、超臨界流体（ＣＯ２）を用いて、あるいは、超臨界流体（ＣＯ２）中に適宜薬品を添加することによって、この発明に係る基板処理装置を洗浄処理以外の処理に使用することができる。例えば、超臨界流体（ＣＯ２）を用いて現像処理を行うことができる。また、飽和液体（ＣＯ２）中に例えばフルオロポリマー，フルオロアクリルポリマー等のＣＯ２可溶性（塗布）ポリマーレジストを添加することで、この発明に係る基板処理装置をレジスト塗布（スピンコート）処理に使用することができる。なお、超臨界流体（ＣＯ２）中に有機・無機合成物と水素を添加することで、金属膜の形成処理を行うことができ、超臨界流体（ＣＯ２）中にエッチングガスを添加することにより、エッチング処理を行うことができる。また、超臨界流体（ＣＯ２）中に、例えば１％の炭化プロピレンを添加することで、レジスト剥離、有機汚染物及びポリマー除去等の処理を行うことができ、更にまた、超臨界流体（ＣＯ２）中にキレート剤、酸等を添加することで、金属酸化膜、金属汚染物の除去処理を行うことができる。
【００８１】
したがって、使用する超臨界流体（ＣＯ２）の成分を適宜選択することによって、ウエハＷのレジスト塗布・現像処理、レジスト剥離（除去）、パーティクル，有機汚染物，ポリマー、金属酸化膜，金属汚染物等の除去処理を組み合わせて行うことができる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハの表面に対してレジスト除去処理及び洗浄処理等するように構成された基板処理ユニットを組み込む処理システムに適用した場合について説明したが、勿論、この発明は、半導体ウエハ以外の例えばＬＣＤ基板等の処理等にも適用できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００８４】
１）請求項１記載の発明によれば、処理容器の内部に、被処理基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段を回転する回転手段とを収容することにより、回転手段を処理容器の外部に配設した場合に比べて構成部材の削減が図れると共に、装置の小型化が図れる。また、基板保持手段及び回転手段の回転部と処理容器との連結部をなくすことができるので、シールが不要となり、装置全体としてのシール性能の向上が図れる。
【００８５】
２）請求項１，２記載の発明によれば、被処理基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段を回転する回転手段とを内部に収容する処理容器内に、高圧流体を充満密封した状態で、被処理基板を回転することにより、回転速度によって高圧流体が被処理基板表面に相対的に流速を持って接触して、被処理基板表面に付着するパーティクルを除去することができる。この場合、被処理基板の回転中に、被処理基板表面の中心側周辺側に高圧流体を供給することにより、被処理基板表面から除去されたパーティクルを効率よく被処理基板の周辺側より排出することができる。
【００８６】
また、処理容器に設けられた供給口に開閉弁を介して接続される高圧流体供給源と、処理容器に設けられる排出口に開閉弁を介して接続される高圧流体の排出管路と、を設けることにより、処理容器内への高圧流体の供給及び排出を容易にし、高圧流体を適正状態で使用することができ、処理効率の向上を図ることができる（請求項２）。
【００８７】
３）請求項１，２記載の発明によれば、処理容器内の充満密封された高圧流体を、基板保持手段に保持された被処理基板の中心側から供給して、被処理基板の周辺側から排出する循環流路を設けることにより、高圧流体の有効利用が図れると共に、処理効率の向上が図れる。この場合、循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する吐出口を有する供給流路と、処理容器内における基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成し、回転手段の回転力によって回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成することにより、循環流路のスペースを可及的に狭くすることができると共に、高圧流体の循環供給を円滑に行うことができる（請求項１，２）。また、循環流路を、基板保持手段の回転軸に貫通して被処理基板の下面中心部に開口する第１の吐出口を有する供給流路と、基板保持手段の回転軸の外部に形成される排出流路とで構成される第１の循環流路と、処理容器内の上部と下部とを連通すると共に、基板保持手段にて保持された被処理基板の上面中心部に開口する第２の吐出口を有する外部供給流路と、上記排出流路とで構成される第２の循環流路とで構成し、回転手段の回転力によって上記回転軸に突設された羽根状の循環手段によって高圧流体を循環可能に形成することにより、被処理基板の両面に高圧流体を供給して同時に処理することができるので、処理効率の向上が図れる（請求項３）。
【００８８】
４）請求項４記載の発明によれば、回転手段を、基板保持手段の回転軸に固定される回転子と、回転軸及び回転子を回転自在に及び気水密に収納する円筒状ライナを介して回転子の外方に対峙する固定子とを具備する電動モータにて形成することにより、処理容器内への回転手段の収容すなわち組み込みを容易にすることができると共に、装置の小型化が図れ、かつ、高圧流体の清浄度の維持が図れる。この場合、電動モータの固定子を加熱手段として利用可能に形成することにより、構成部材の削減及び装置の小型化が図れると共に、高圧流体の温度維持が図れる（請求項５）。
【００８９】
５）請求項６記載の発明によれば、第２の循環流路の外部供給流路に、加熱手段を配設することにより、被処理基板の両面処理を行う場合における高圧流体の温度維持を図ることができるので、上記３）に加えて更に処理効率の向上が図れる。
【００９０】
６）請求項７記載の発明によれば、循環流路にフィルタを介設することにより、処理に供された高圧流体中に溶け込んだパーティクル等の不純物をフィルタによって除去することができるので、被処理基板へのパーティクル等の再付着を防止することができる。
【００９１】
７）請求項８記載の発明によれば、回転手段の回転速度を制御可能な制御手段を設けることにより、被処理体の回転速度に変化を与えることができ、例えば高圧流体の流速に脈動を与えて処理することができる。これにより、被処理基板表面に付着するパーティクルや有機汚染物等の除去を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る基板処理装置を適用した半導体ウエハの処理システムを示す概略平面図である。
【図２】  上記処理システムの概略側面図である。
【図３】  上記処理システムの一部を断面で示す概略側面図である。
【図４】  この発明の第一実施形態における基板洗浄処理ユニットの平面図である。
【図５】  この発明におけるスピンチャックの保持状態を示す側面図である。
【図６】  上記スピンチャックの保持部材の側面図である。
【図７】  上記保持部材の平面図である。
【図８】  上記保持部材のウエハ保持状態を示す側面図である。
【図９】  第一実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図１０】  上記基板処理装置の要部を示す断面図である。
【図１１】  上記基板処理装置におけるウエハ保持部側の超臨界流体の流を示す拡大断面図である。
【図１２】  上記基板処理装置における超臨界流体の排出流路から供給流路に流れる状態を示す拡大断面図である。
【図１３】  この発明に係る基板処理方法の工程を示すフローチャートである。
【図１４】  この発明の第二実施形態の基板処理装置を示す断面図である。
【図１５】  第二実施形態の基板処理装置におけるウエハ保持部側の超臨界流体の流を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｗ  半導体ウエハ（被処理基板）
１８  主ウエハ搬送装置（基板搬送手段）
３１  処理容器
３４  搬入・搬出口
３５  ゲート弁
３６  供給口
３７  供給管路
３８  排出口
３９  排出管路
４０  スピンチャック（基板保持手段）
４４  回転軸
５０  回転駆動用モータ（回転手段）
５１  回転子
５２  固定子（加熱手段）
５３  円筒状ライナ
６０  開閉機構
７０  超臨界流体（ＣＯ２）供給源（高圧流体供給源）
８０  ＣＰＵ（制御手段）
９１，９１Ａ  吐出口
９２  供給流路
９２Ａ  第１の供給流路
９３  排出流路
９４  循環流路
９４Ａ  第１の循環流路
９４Ｂ  第２の循環流路
９５，９５Ａ  フィルタ
９６  インペラ（循環手段）
１００  ヒータ（加熱手段）
Ｖ１，Ｖ２  開閉弁
【図１】
0004026750.tif 000002
【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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