超臨界流体洗浄・乾燥装置
【課題】 洗浄・乾燥処理チャンバーを構成する容器本体と蓋体との嵌合を容易にし、自動化に適したものとする。
【解決手段】 洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けた。
【解決手段】 洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、超臨界流体洗浄・乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のＩＣチップ製造工程等の半導体製造分野では、回路パターンの極微細化が進み、極微量の金属、有機物等の不純物による汚染の影響が問題視されている。そして、その解決手段として、超臨界流体を用いた洗浄・乾燥技術が実用化されようとしている。
【０００３】
このような超臨界流体洗浄・乾燥装置は、所定の洗浄・乾燥処理チャンバーを備え、該洗浄・乾燥処理チャンバーの洗浄・乾燥処理空間内に半導体ウェハー等の微細構造物を入れた後に、外部の液化状態で二酸化炭素を収納した二酸化炭素ボンベ等洗浄流体ボンベから、加圧ポンプ等の加圧手段を介して同洗浄流体を供給し、その温度および圧力を各々所定の値に調整することによって超臨界状態を実現する。
【０００４】
そして、同超臨界状態において上記微細構造物に付着している液体溶媒等を洗浄流体で置換し、その後、同洗浄流体を外部に排出することを複数回繰り返すことにより、溶媒を除去して確実に乾燥させる（特許文献１参照）。
【０００５】
このような構成によれば、従来からのＲＣＡ洗浄、各種の高周波や超音波による洗浄、その他の洗浄方法、またスピンドライヤーやレーザー照射、加熱他による乾燥方法のような微細構造を破壊させる問題を解決することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７３９９７号公報（明細書第１〜５頁、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、以上のような超臨界流体洗浄・乾燥装置では、常温常圧下での液相、あるいは気相状態のものと異なり、二酸化炭素（ＣＯ2）を超臨界状態とするために、３４℃以上で７．４Ｍｐａ以上の高圧力を必要とすることから、この高圧力に耐え得る高圧用の容器が必要となる。しかも、装置を自動化するとなると、このような高圧容器を自動的に開閉して、その内部に半導体ウエハー等の被洗浄／被乾燥物を収納したり、取り出したりすることが必要となることから、そのような自動的な開閉に適した構造の高圧容器と同構造に適した自動開閉機構が必要となるが、その場合に、当該自動開閉機構の開閉動作時に蓋部と容器側との金属その他の面が直接触れ合うことによるパーティクル、金属粉その他の微粉体、粉塵等が発生し、容器内部の被洗浄／被乾燥物に付着あるいは影響を及ぼす問題をも解消する必要がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に基いてなされたもので、洗浄・乾燥処理チャンバーを、被洗浄物を入れる容器本体と該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とから構成し、容器本体と蓋体との嵌合部に、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングを設けることにより、開閉時に金属同士の接触を避けてスムーズな嵌合を可能とした超臨界流体洗浄・乾燥装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１０】
（１） 第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、容器本体開口部への蓋体の嵌合時に、それら嵌合部同士が合成樹脂製の位置合わせリングによって、正確かつスムーズにガイドされて位置合わせされ、相互の金属部同士が接触することなく、最終的な嵌合位置までスムーズに嵌合されるようになる。
【００１２】
（２） 第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このように、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていると、蓋体を容器本体の開口部に嵌合する時に、蓋体外周部の金属製の筒状部が、容器本体側合成樹脂製の位置合わせリングによって正確かつスムーズにガイドされて、金属部同士の干渉を伴うことなく確実に嵌合される。
【００１４】
また、位置合わせリングは、容器本体側開口部周縁に設けた凸条部の外周面側に嵌合することにより容易に設置することができるので、製造や加工も簡単である。
【００１５】
（３） 第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第２の課題解決手段の構成において、シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、上記位置合わせリングの場合と同様にシール部材の設置が容易になる一方、シール部材が洗浄・乾燥処理チャンバー内の内圧の上昇に対応して確実なシール機能を発揮するようになるので、何らかの事情で容器本体と蓋体との間に隙間が残されたような場合にも、確実なシールが可能となり、製品の信頼性が大きく向上する。
【発明の効果】
【００１７】
以上の結果、本願発明によれば、蓋体と容器本体との嵌合が容易で、高圧シール性の高い高品質の洗浄・乾燥処理チャンバーを実現することができる。
【００１８】
その結果、蓋体の開閉を自動化するのに適したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図１３は、例えば洗浄流体として二酸化炭素（ＣＯ2）を採用し、アルコール等所定の液体溶媒と併用して洗浄を行うようにした本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の全体的なシステムおよび要部の構成を示している。
【００２０】
（装置の特徴）
この最良の実施の形態の超臨界流体洗浄・乾燥装置は、所定の洗浄・乾燥処理チャンバー内で、洗浄流体である二酸化炭素（ＣＯ2）が全く液相状態を経ることなく、気体→超臨界流体→気体の相変化を伴ってシリコンウエハー等所定の被洗浄物（マイクロマシン等）の洗浄および乾燥を行うことができるようになっている。そして、洗浄・乾燥処理チャンバーの開閉から、加減圧、洗浄・乾燥処理チャンバー内への置換用溶媒の充填までを、人手を介さず、自動運転が可能とし、超臨界二酸化炭素流体による洗浄・乾燥システムの量産工程へ導入を可能とすることで、従来の乾燥方法ではスティッキングを起こすために不可能であった構造やパターン設計の自由度を向上させ得るようにしたことを特徴としている。
【００２１】
（全体的なシステム構成）
先ず同装置の全体的なシステム構成を示す図１中、符号１０は本願発明の中心となる洗浄・乾燥処理チャンバーであり、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０は、例えば図に示すように上部が開口した有底筒状の耐圧性のある容器本体１０ａと、該容器本体１０ａの上部をカバーするとともに加熱保温用の電気ヒータを備えた同形状の蓋体１０ｂとからなり、これら容器本体１０ａと蓋体１０ｂとを嵌合一体化することにより形成されている。そして、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成する容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂの外周部には、同一体化されて洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成した時に当該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間内をシールするシール構造を備えたフランジ部１１，１２が設けられており、これらフランジ部１１，１２を介して両者が上述のように一体に嵌合固定されるようになっている。
【００２２】
そして、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内に、例えばナノレベルの太さのセンサーワイヤーを設置したシリコンウエハー等の被洗浄物（マイクロマシン等）が納入されると、蓋体１０ｂが閉められ、その後、図２のように挟着部材１３，１３により挟着固定されて高精度にシールされるようになっている（詳細については後述）。
【００２３】
一方、符号１は洗浄流体としての液化された二酸化炭素（ＣＯ2）を所望の量保存している二酸化炭素ボンベ、２は同二酸化炭素ボンベ１からの二酸化炭素（ＣＯ2）の供給状態を開閉する流体開閉バルブ、３は同流体開閉バルブ２の開状態において供給される二酸化炭素（ＣＯ2）流体を所定の圧力に加圧する加圧ポンプ（加圧手段）、４は同加圧ポンプ３によって加圧された二酸化炭素（ＣＯ2）流体の温度を液相状態から気相状態となるに十分な所定の温度に加熱調節する電気ヒータを備えた流体温度調節手段であり、上記流体開閉バルブ２、加圧ポンプ３、流体温度調節手段４は、それぞれ上記二酸化炭素ボンベ１から、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内洗浄・乾燥処理空間への洗浄流体供給配管Ｌ1上に設けられている。そして、上記二酸化炭素ボンベ１、流体開閉バルブ２、加圧ポンプ３、流体温度調節手段４、洗浄流体供給配管Ｌ1により、洗浄流体供給手段が形成されている。
【００２４】
また、符号５はチッ素Ｎ2等の不活性ガスを所望の量保存している不活性ガスタンク、６は同不活性ガスの供給状態を開閉制御する不活性ガス開閉バルブであり、不活性ガス開閉バルブ６は、上記不活性ガスタンク５から上記洗浄流体供給配管Ｌ1の流体温度調節手段４の入口側に到る不活性ガス供給配管Ｌ2上に設けられている。
【００２５】
そして、それら不活性ガスタンク５、不活性ガス開閉バルブ６、不活性ガス供給配管Ｌ2により、不活性ガス供給手段が形成されている。
【００２６】
また、符号７は、上記二酸化炭素（ＣＯ2）流体との親和性が高く、その液体密度が同二酸化炭素（ＣＯ2）流体の調節可能な密度範囲に対応した、例えばアルコール等の液体溶媒を所望の量保存している溶媒タンク、８は同液体溶媒の供給状態を開閉する溶媒開閉バルブであり、溶媒開閉バルブ８は、上記溶媒タンク７から上記洗浄流体供給配管Ｌ1の流体温度調節手段４の出口までの溶媒供給配管Ｌ3上に設けられている。そして、それら溶媒タンク７、溶媒開閉バルブ８、溶媒供給配管Ｌ3により、溶媒供給手段が形成されている。該溶媒供給手段により供給された溶媒は、上記洗浄流体供給配管Ｌ1上の流体温度調節手段４の出口側で二酸化炭素（ＣＯ2）流体中に混入され、開閉バルブ９を介して上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間の底部に所定量貯留され、上記被洗浄物を浸漬した状態に保持する。
【００２７】
さらに、符号Ｌ4は上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間での洗浄により取り出された溶媒その他の廃液等を排出するドレン配管、１７は上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内洗浄・乾燥処理空間の圧力を検出する圧力センサ、１８は同排出流体の流量を可変することによって上記洗浄・乾燥処理空間内の圧力を調整する圧力調節バルブ、１９は安全弁であり、圧力調節バルブ１８は上記ドレン配管Ｌ4上に、また圧力センサ１７、安全弁１９は、上記ドレン配管Ｌ4と並列なバイパス配管Ｌ5上にそれぞれ設けられている。そして、これらドレン配管Ｌ4、バイパス配管Ｌ5、圧力調節バルブ１８、圧力センサ１７、安全弁１９により、流体排出手段が形成されている。
【００２８】
圧力センサ１７の圧力検出値は、制御器２０に入力され、制御器２０は、その入力値に基いて上記圧力調節バルブ１８の開度を調節することにより、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の圧力を所望の圧力に調節する。
【００２９】
（洗浄・乾燥処理方法）
以上の構成において、被洗浄物は、例えば次のようにして洗浄・乾燥処理される。
【００３０】
（１） 先ず不活性ガス開閉バルブ６および溶媒開閉バルブ８を開いて、不活性ガスタンク５内の不活性ガスおよび溶媒タンク７内の溶媒を上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内底部に所定量貯留する。同不活性ガスおよび溶媒が所定量入ると、上記不活性ガス開閉バルブ６および溶媒開閉バルブ８を閉じる。
【００３１】
（２） 次に、被洗浄物を、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の底部に入れて上記貯留された溶媒中に浸漬させて、蓋体１０ｂを閉じる。
【００３２】
（３） 次に、流体温度調節手段４およびチャンバー温度調整手段を調整操作して、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内に供給される二酸化炭素流体（ＣＯ2流体）の温度および洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内の温度を超臨界状態を形成するのに適した所定の温度となるように調整設定する。
【００３３】
また、それと同時に、上記圧力調節バルブ１８の開度を電気的に調節制御する制御器２０内に上記圧力センサ１７の圧力検出値を入力し、その検出値が超臨界状態を形成するのに適した所望の圧力値になるように、上記圧力調節バルブ１８の開度を適切に調節制御する。
【００３４】
（４） 次に、その上で上記二酸化炭素ボンベ１側の洗浄流体開閉バルブ２を開き、洗浄流体である二酸化炭素流体を洗浄流体供給配管Ｌ1を介して洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に供給する。
【００３５】
この場合、該洗浄流体供給配管Ｌ1の下流領域の、上記加圧ポンプ３と洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄流体導入口との間には、上述のように流体温度調節手段４が設けられているために、予じめ洗浄・乾燥処理チャンバー１０に入る前の段階で、上記液相状態の二酸化炭素流体が気体ないし超臨界状態になるに適した温度に加熱、加圧され、気体ないし超臨界状態になり、その上で洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に導入される。
【００３６】
（５） その結果、上記洗浄流体である二酸化炭素流体が全く液相状態を経ることなく、気体→超臨界流体→気体の相変化を伴って被洗浄物の洗浄を行う。
【００３７】
すなわち、該構成の場合、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に供給される洗浄流体である二酸化炭素流体は、上記圧力調節バルブ１８および流体温度調整手段４により、最初から気体又は超臨界状態にして導入されるので、速に洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内を超臨界状態にすることができ、かつ同気体ないし超臨界状態の高圧の洗浄流体によって洗浄初期に確実に空気が排出される。
【００３８】
そして、その結果、液相状態の洗浄流体の作用による被洗浄物損傷の問題も解消される。従って、前述したようなマイクロマシンでも安心して洗浄・乾燥処理することができる。
【００３９】
（６） 以上のようにして洗浄された後の、被洗浄物からの汚れ等不要物や溶媒を含む二酸化炭素流体は、上記圧力調節バルブ１８および安全弁１９の下流側で、図示しないＣＯ2分離回収機能を備えた廃液回収装置に供給され、二酸化炭素流体と溶媒および不要物が相互に分離され、個別に回収される。
【００４０】
（洗浄・乾燥処理チャンバー部分の構成）
次に図２および図３は、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の具体的な構成を示している。
【００４１】
該洗浄・乾燥処理チャンバー１０は、例えば図３に詳細に示すように、上部が開口した有底筒状の耐圧性の高い厚肉の容器本体１０ａと、該容器本体１０ａの上部をカバーするとともに例えば加熱保温用の電気ヒータ（図示省略）を備えた円板形状の耐圧性の高い厚肉の蓋体１０ｂとからなり、これら容器本体１０ａと蓋体１０ｂとを、図４に示すように相互に一体に嵌合し、さらに図２に示すように所定の固定手段（後述）で固定するようになっている。
【００４２】
すなわち、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成する容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂの外周部には、例えば図２のように相互に一体に嵌合固定されて容器本体１０ａの内部を密閉した洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成した時に、当該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間内を確実にシールするシール機構（詳細は後述）を備えた厚肉のフランジ部１１，１２が相互に当接する位置に設けられており、これらフランジ部１１，１２を対向させて両者が後述する固定手段により確実に固定されるようになっている。
【００４３】
すなわち、フランジ部１１側のフランジ面中央部には、容器本体１０ａの開口面（フランジ面）よりも所定の高さ高い所定の幅の凸条部２１ａが全周に亘って設けられており、その外周面側には、例えば高強度の合成樹脂材よりなる所定の幅の位置合わせリング（ガイドリング）１５が、また同凸条部２１ａの内周面側には、例えば反発弾性の大きな合成ゴムよりなる断面Ｃ字形の内圧式Ｏリング１６が、それぞれ嵌合されている。位置合わせリング１５の外周面側上端部（肩部）は、上面側から側面側にかけて所定の曲率のアール面に形成され、次に述べる蓋体１０ｂ側フランジ部１２の外周壁２１ｄの内周面部が、同アール面によりガイドされてスムーズに嵌合されるようになっている。また、Ｏリング１６の上部は、蓋体１０ｂとの非嵌合状態では、図３のように上記蓋体１０ｂ側フランジ部１２との衝合面となる凸条部２１ａの上端面よりも所定の高さ高く突出しているが、嵌合時には、図４のように溝部２１ｂの内周面側段部２１ｃに係合される。
【００４４】
一方、フランジ部１２側のフランジ面には、深さの小さい溝部２１ｂが形成されているとともに、その外周端部に位置して上記フランジ部１１側の凸条部２１ａと同じ高さの筒状部（嵌合壁）２１ｄが全周に亘って形成されている。
【００４５】
そして、容器本体１０ａ内に、例えばナノレベルの太さのセンサーワイヤーを設置したシリコンウエハー等の被洗浄物（マイクロマシン）が納入されて、図３の状態から図４に示すように蓋体１０ｂが容器本体１０ａの開口部に嵌合された時には、同図４に示されるように、それら凸条部２１ａと筒状部２１ｂとが、相互に相対するフランジ面に衝合し合うとともに、内圧式のＯリング１６を介した良好なシール機能が実現されて、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理室が確実にシールされる。特に、この実施の形態の場合、シール部材として上記断面Ｃ字形の内圧式Ｏリング１６を採用しているので、処理室内の内圧が高くなるほど確実にシール機能が高くなるので、よりシール部の信頼性が向上する。
【００４６】
なお、容器本体１０ａの底壁部に、上記洗浄流体（ＣＯ2）の流入口３１と流出口３２がそれぞれ設けられている。
【００４７】
（蓋体開閉機構の構成）
上述のように容器本体１０ａに対して、蓋体１０ｂを対応させて嵌合させ、また容器本体１０ａから蓋体１０ｂを取り外して容器本体１０ａ内の洗浄・乾燥処理室を開放する蓋体開閉機構は、例えば図５〜図８のように自動化された装置として構成されている。
【００４８】
すなわち、該蓋体開閉機構は、図５〜図８に示すように、基台４０の中央部側にあって脚部２９ａ，２９ａを介して所定の高さ上方に起立し、その上面側中央部に容器本体１０ａを上方側に向けて支持固定している容器本体支持台２９ｂと、上記基台４０の外周部側にあって、後述するスライド機構および昇降機構を介して、上記容器本体１０ａ部分よりも所定高さ上方に起立し、その上辺部の下面側に連結支持部材５７ａを介して蓋体１０ｂを下方側に向けて支持固定している門型支柱５７と、上記スライド機構をスライド作動させる第１の駆動手段と、上記昇降機構を昇降作動させる第２の駆動手段とから構成されている。
【００４９】
上記スライド機構は、上記基台４０の前後両側にあって、それぞれ左右両方向に平行に伸びる固定側レール部材４０ａ，４０ａと、該レール部材４０ａ，４０ａの上部にスライド可能に係合された可動側スライダー４０ｂ，４０ｂと、該スライダー４０ｂ，４０ｂの上部に固定して設けられ、上記昇降機構を所定の高さに支持している所定の幅の左右一対の支持プレート４１ａ，４１ａとから構成されている。
【００５０】
また上記昇降機構は、上記一対の支持プレート４１ａ，４１ａの上端部内側に位置して水平に支持固定されたウオームギヤ軸受４１ｂ，４１ｂと、該ウオームギヤ軸受４１ｂ，４１ｂに上下方向下端４２ａ，４２ａ側を回転自在に軸支されたポール型のウオームギヤ４２，４２と、該ウオームギヤ４２，４２の上端４２ｂ，４２ｂ側ウォームギヤ部に昇降可能に螺合された門型支柱支持部材５７ｂ，５７ｂとから構成されている。門型支柱支持部材５７ｂ，５７ｂは、上記門型支柱５７の左右一対の側板５７ａ，５７ａの下端部外側に固定されている。
【００５１】
また、上記第１の駆動手段は、上記基台４０の前端側一側に設けられたモータ５０およびモータプーリ（スプロケット型プーリ）５１と、上記基台４０の後端側一側に設けられた従動プーリ（スプロケット型プーリ）５９およびプーリ台５８と、モータプーリ５１と従動プーリ５９との間に架け渡されたベルト（チェーンベルト）５２と、該ベルト５２の途中に設けられ、該ベルト５２と上記昇降機構支持プレート４１ａに係合する係合部材５４とから構成されている。
【００５２】
したがって、上記モータ５０が駆動されると、モータプーリ５１が時計回り又は反時計回り何れかの回転方向に任意に回転してベルト５２を回転移動させる。その結果、上記係合部材５４を介して上記昇降機構支持プレート４１ａ，４１ａを図６又は図８の矢印（イ）方向又は（ロ）方向に移動させ、門型支柱５７、すなわち蓋体１０ｂを同じく（イ）方向又は（ロ）方向に移動させる。この場合、（イ）方向に移動した場合が、上記容器本体１０ａ上に蓋体１０ｂを対応させた嵌合前の状態、（ロ）方向に移動した場合が、蓋体１０ｂを容器本体１０ａの上方から前方に逃がした開放状態を示す。
【００５３】
さらに、上記昇降機構を作動させる第２の駆動手段は、上記昇降機構支持プレート４１ａ，４１ａの内の一方側支持プレート４１ａの内側に水平方向に伸びた支持部材４７を介して支持されたモータ４６およびモータプーリ（スプロケット型プーリ）４５と、上記ポール型のウオームギヤ４２，４２の下端４２ａ，４２ａ側に固定して設けられた従動プーリ（スプロケット型プーリ）４３，４３と、これら従動プーリ４３，４３と上記モータプーリ４５間にトライアングル形状に架け渡されたベルト（チェーンベルト）４４とから構成されている。
【００５４】
したがって、上記モータ４６が駆動されて、モータプーリ４５が時計回り又は反時計回り何れかの方向に回転されると、上記ウオームギヤ４２，４２が時計回り又は反時計回りに回転して、上記門型支柱５７、すなわち蓋体１０ｂを図５、図７の（ハ）方向又は（ニ）方向に昇降させる。
【００５５】
そして、それにより蓋体１０ｂを上記容器本体１０ａの上部から取り外し、また逆に容器本体１０ａに嵌合することができる。
【００５６】
これらの昇降動作は、もちろん所定の自動化制御ユニットを使用して、上記スライド機構による（イ）又は（ロ）水平方向の移動動作と適切に組み合わせてなされ、一旦１つの半導体ウエハーの洗浄・乾燥処理が終了すると、上記蓋体１０ｂを（ハ）方向へ上昇させ、その後（ロ）方向に逃がすことにより、同半導体ウエハーを取り出して新たな半導体ウエハーを収納する。
【００５７】
そして、その後、上記蓋体１０ｂを（イ）方向に移動させて上記容器本体１０ａに対応させた後、さらに（ニ）方向に下降させることによって、容器本体１０ａに一体に嵌合させる。その後、図９、図１０の状態から、図１１、図１２の状態に、上述した固定手段の駆動部を構成している油圧シリンダ１４，１４の伸縮ロッド１４ａ，１４ａを伸長作動させて、さらに挟圧部材１３，１３の挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂで容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂのフランジ部１１，１２部分を上下両方向から挟圧して固定する。
【００５８】
このようにして挟圧部材１３，１３による挟圧固定状態が実現されると、同状態において、さらに下方側から連結部材２８ａ，２８ａ、支持部材２８ｂを介して上述した容器支持台２９ｂに支持されていて、ロック機構を構成している油圧シリンダ２６の伸縮ロッド２６ａの先端側ロックピン２６ｂ部分が挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂ両端側の耳部２２，２３、２２，２３に形成されているロックピン嵌合孔２４，２４、２４，２４、２４，２４に挿入されて、確実に固定される。
【００５９】
そして、このような確実な蓋体１０ｂの嵌合固定状態で、上述した超臨界流体による半導体ウエハーの洗浄・乾燥処理が行われる。
【００６０】
該洗浄・乾燥処理が終了すると、上述のように上記固定手段の駆動部を構成している油圧シリンダ１４，１４の伸縮ロッド１４ａ，１４ａが伸縮作動して、図１１および図１２の状態から図９および図１０の状態のように上記挟圧部材１３，１３による挟圧状態が解除され、上述のように再び蓋体１０ｂが上方側から、さらに水平方向前方に逃がされて、洗浄が終了した半導体ウエハーの取り出し、新たな半導体ウエハーの収納が可能となる。
【００６１】
ところで、上記挟圧部材１３，１３を構成している上記挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂ両端側の耳部２２，２３、２２，２３は、一方側２３，２３がＵ状の２枚板構造、他方側２２，２２が、それらの間に嵌合されて３枚重ねとなる１枚板構造となっていて、それらの各ロックピン嵌合孔２４，２４・・・が同心状に重なるように確実に重合された状態（図１０、図１２）で、図１３に示されるように油圧シリンダ２６の伸縮ロッド２６ａ先端のロックピン２６ｂによりロックされるようになっている。
【００６２】
なお、１３ｃは、挟圧片１３ａ，１３ｂ間に形成されたＵ状の嵌合溝を示す。
【００６３】
以上のように、本実施の形態では、洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴としている。
【００６４】
このような構成によると、容器本体開口部への蓋体の嵌合時に、それら嵌合部同士が合成樹脂製の位置合わせリングによって、正確かつスムーズにガイドされて位置合わせされ、相互の金属部同士が接触することなく、最終的な嵌合位置までスムーズに嵌合されるようになる。
【００６５】
また同構成では、上記容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴としている。
【００６６】
このように、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていると、蓋体を容器本体の開口部に嵌合する時に、蓋体外周部の金属製の筒状部が、容器本体側合成樹脂製の位置合わせリングによって正確かつスムーズにガイドされて金属部同士の干渉を伴うことなく確実に嵌合される。
【００６７】
また、位置合わせリングは、容器本体側開口部周縁に設けた凸条部の外周面側に嵌合することにより容易に設置することができるので、製造や加工も簡単である。
【００６８】
さらに、同構成では、上記シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴としている。
【００６９】
このような構成によると、上記位置合わせリングの場合と同様にシール部材の設置が容易になる一方、シール部材が洗浄・乾燥処理チャンバー内の内圧の上昇に対応して確実なシール機能を発揮するようになるので、何らかの事情で容器本体と蓋体との間に隙間が残されたような場合にも、確実なシールが可能となり、製品の信頼性が大きく向上する。
【００７０】
以上の結果、本実施の形態によれば、蓋体と容器本体との嵌合が容易で、高圧シール性の高い高品質の洗浄・乾燥処理チャンバーを実現することができる。
【００７１】
その結果、蓋体の開閉を自動化するのに適したものとなる。
【００７２】
（変形例）
なお、以上の構成では、容器本体１０ａと蓋体１０ｂ間のシールを行うシール部材１５として、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングを採用したが、このシール部材１５には、もちろん種々のものを使用することができ、例えば図１４（非押圧時）および図１５（押圧時）に示すような断面円形の通常のＯリングであっても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】同装置における洗浄・乾燥処理チャンバー部分の構成を示す断面図である。
【図３】同洗浄・乾燥処理チャンバーの容器本体および蓋部分の非嵌合時における構成を示す断面図である。
【図４】同洗浄・乾燥処理チャンバーの容器本体および蓋部分の嵌合時における構成を示す断面図である。
【図５】本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の洗浄・乾燥処理チャンバーの蓋開閉機構の蓋開放時の構成を示す正面図である。
【図６】同蓋開閉機構の同蓋開放時の構成を示す側面図である。
【図７】同蓋開閉機構の蓋閉成時の構成を示す正面図である。
【図８】同蓋開閉機構の蓋閉成時の構成を示す側面図である。
【図９】同蓋開閉機構の蓋固定手段の蓋非固定時の構成を示す平面図である。
【図１０】同蓋開閉機構の同蓋固定手段の蓋非固定時の構成を示す側面図である。
【図１１】同蓋開閉機構の蓋固定手段の蓋固定時の構成を示す平面図である。
【図１２】同蓋開閉機構の同蓋固定手段の蓋固定時の構成を示す側面図である。
【図１３】同蓋開閉機構の蓋固定手段におけるロックピン作動機構（ロック機構）の構成を示す側面図である。
【図１４】本願発明の最良の実施の形態の変形例に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置のチャンバー部シール部材の非押圧時の構成を示す図である。
【図１５】同シール部材の押圧時の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１は二酸化炭素ボンベ、２は流体開閉バルブ、３は加圧ポンプ、５は不活性ガスタンク、７は溶媒タンク、１０は洗浄・乾燥処理チャンバー、１０ａは容器本体、１０ｂは蓋体、１１はフランジ部、１２はフランジ部、４０は基台、４０ａは固定側レール、４０ｂはスライダー、４２はウオームギヤ、５７は門型支柱、４６，５０はモータである。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、超臨界流体洗浄・乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のＩＣチップ製造工程等の半導体製造分野では、回路パターンの極微細化が進み、極微量の金属、有機物等の不純物による汚染の影響が問題視されている。そして、その解決手段として、超臨界流体を用いた洗浄・乾燥技術が実用化されようとしている。
【０００３】
このような超臨界流体洗浄・乾燥装置は、所定の洗浄・乾燥処理チャンバーを備え、該洗浄・乾燥処理チャンバーの洗浄・乾燥処理空間内に半導体ウェハー等の微細構造物を入れた後に、外部の液化状態で二酸化炭素を収納した二酸化炭素ボンベ等洗浄流体ボンベから、加圧ポンプ等の加圧手段を介して同洗浄流体を供給し、その温度および圧力を各々所定の値に調整することによって超臨界状態を実現する。
【０００４】
そして、同超臨界状態において上記微細構造物に付着している液体溶媒等を洗浄流体で置換し、その後、同洗浄流体を外部に排出することを複数回繰り返すことにより、溶媒を除去して確実に乾燥させる（特許文献１参照）。
【０００５】
このような構成によれば、従来からのＲＣＡ洗浄、各種の高周波や超音波による洗浄、その他の洗浄方法、またスピンドライヤーやレーザー照射、加熱他による乾燥方法のような微細構造を破壊させる問題を解決することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７３９９７号公報（明細書第１〜５頁、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、以上のような超臨界流体洗浄・乾燥装置では、常温常圧下での液相、あるいは気相状態のものと異なり、二酸化炭素（ＣＯ2）を超臨界状態とするために、３４℃以上で７．４Ｍｐａ以上の高圧力を必要とすることから、この高圧力に耐え得る高圧用の容器が必要となる。しかも、装置を自動化するとなると、このような高圧容器を自動的に開閉して、その内部に半導体ウエハー等の被洗浄／被乾燥物を収納したり、取り出したりすることが必要となることから、そのような自動的な開閉に適した構造の高圧容器と同構造に適した自動開閉機構が必要となるが、その場合に、当該自動開閉機構の開閉動作時に蓋部と容器側との金属その他の面が直接触れ合うことによるパーティクル、金属粉その他の微粉体、粉塵等が発生し、容器内部の被洗浄／被乾燥物に付着あるいは影響を及ぼす問題をも解消する必要がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に基いてなされたもので、洗浄・乾燥処理チャンバーを、被洗浄物を入れる容器本体と該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とから構成し、容器本体と蓋体との嵌合部に、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングを設けることにより、開閉時に金属同士の接触を避けてスムーズな嵌合を可能とした超臨界流体洗浄・乾燥装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１０】
（１） 第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、容器本体開口部への蓋体の嵌合時に、それら嵌合部同士が合成樹脂製の位置合わせリングによって、正確かつスムーズにガイドされて位置合わせされ、相互の金属部同士が接触することなく、最終的な嵌合位置までスムーズに嵌合されるようになる。
【００１２】
（２） 第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このように、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていると、蓋体を容器本体の開口部に嵌合する時に、蓋体外周部の金属製の筒状部が、容器本体側合成樹脂製の位置合わせリングによって正確かつスムーズにガイドされて、金属部同士の干渉を伴うことなく確実に嵌合される。
【００１４】
また、位置合わせリングは、容器本体側開口部周縁に設けた凸条部の外周面側に嵌合することにより容易に設置することができるので、製造や加工も簡単である。
【００１５】
（３） 第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第２の課題解決手段の構成において、シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、上記位置合わせリングの場合と同様にシール部材の設置が容易になる一方、シール部材が洗浄・乾燥処理チャンバー内の内圧の上昇に対応して確実なシール機能を発揮するようになるので、何らかの事情で容器本体と蓋体との間に隙間が残されたような場合にも、確実なシールが可能となり、製品の信頼性が大きく向上する。
【発明の効果】
【００１７】
以上の結果、本願発明によれば、蓋体と容器本体との嵌合が容易で、高圧シール性の高い高品質の洗浄・乾燥処理チャンバーを実現することができる。
【００１８】
その結果、蓋体の開閉を自動化するのに適したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図１３は、例えば洗浄流体として二酸化炭素（ＣＯ2）を採用し、アルコール等所定の液体溶媒と併用して洗浄を行うようにした本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の全体的なシステムおよび要部の構成を示している。
【００２０】
（装置の特徴）
この最良の実施の形態の超臨界流体洗浄・乾燥装置は、所定の洗浄・乾燥処理チャンバー内で、洗浄流体である二酸化炭素（ＣＯ2）が全く液相状態を経ることなく、気体→超臨界流体→気体の相変化を伴ってシリコンウエハー等所定の被洗浄物（マイクロマシン等）の洗浄および乾燥を行うことができるようになっている。そして、洗浄・乾燥処理チャンバーの開閉から、加減圧、洗浄・乾燥処理チャンバー内への置換用溶媒の充填までを、人手を介さず、自動運転が可能とし、超臨界二酸化炭素流体による洗浄・乾燥システムの量産工程へ導入を可能とすることで、従来の乾燥方法ではスティッキングを起こすために不可能であった構造やパターン設計の自由度を向上させ得るようにしたことを特徴としている。
【００２１】
（全体的なシステム構成）
先ず同装置の全体的なシステム構成を示す図１中、符号１０は本願発明の中心となる洗浄・乾燥処理チャンバーであり、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０は、例えば図に示すように上部が開口した有底筒状の耐圧性のある容器本体１０ａと、該容器本体１０ａの上部をカバーするとともに加熱保温用の電気ヒータを備えた同形状の蓋体１０ｂとからなり、これら容器本体１０ａと蓋体１０ｂとを嵌合一体化することにより形成されている。そして、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成する容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂの外周部には、同一体化されて洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成した時に当該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間内をシールするシール構造を備えたフランジ部１１，１２が設けられており、これらフランジ部１１，１２を介して両者が上述のように一体に嵌合固定されるようになっている。
【００２２】
そして、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内に、例えばナノレベルの太さのセンサーワイヤーを設置したシリコンウエハー等の被洗浄物（マイクロマシン等）が納入されると、蓋体１０ｂが閉められ、その後、図２のように挟着部材１３，１３により挟着固定されて高精度にシールされるようになっている（詳細については後述）。
【００２３】
一方、符号１は洗浄流体としての液化された二酸化炭素（ＣＯ2）を所望の量保存している二酸化炭素ボンベ、２は同二酸化炭素ボンベ１からの二酸化炭素（ＣＯ2）の供給状態を開閉する流体開閉バルブ、３は同流体開閉バルブ２の開状態において供給される二酸化炭素（ＣＯ2）流体を所定の圧力に加圧する加圧ポンプ（加圧手段）、４は同加圧ポンプ３によって加圧された二酸化炭素（ＣＯ2）流体の温度を液相状態から気相状態となるに十分な所定の温度に加熱調節する電気ヒータを備えた流体温度調節手段であり、上記流体開閉バルブ２、加圧ポンプ３、流体温度調節手段４は、それぞれ上記二酸化炭素ボンベ１から、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内洗浄・乾燥処理空間への洗浄流体供給配管Ｌ1上に設けられている。そして、上記二酸化炭素ボンベ１、流体開閉バルブ２、加圧ポンプ３、流体温度調節手段４、洗浄流体供給配管Ｌ1により、洗浄流体供給手段が形成されている。
【００２４】
また、符号５はチッ素Ｎ2等の不活性ガスを所望の量保存している不活性ガスタンク、６は同不活性ガスの供給状態を開閉制御する不活性ガス開閉バルブであり、不活性ガス開閉バルブ６は、上記不活性ガスタンク５から上記洗浄流体供給配管Ｌ1の流体温度調節手段４の入口側に到る不活性ガス供給配管Ｌ2上に設けられている。
【００２５】
そして、それら不活性ガスタンク５、不活性ガス開閉バルブ６、不活性ガス供給配管Ｌ2により、不活性ガス供給手段が形成されている。
【００２６】
また、符号７は、上記二酸化炭素（ＣＯ2）流体との親和性が高く、その液体密度が同二酸化炭素（ＣＯ2）流体の調節可能な密度範囲に対応した、例えばアルコール等の液体溶媒を所望の量保存している溶媒タンク、８は同液体溶媒の供給状態を開閉する溶媒開閉バルブであり、溶媒開閉バルブ８は、上記溶媒タンク７から上記洗浄流体供給配管Ｌ1の流体温度調節手段４の出口までの溶媒供給配管Ｌ3上に設けられている。そして、それら溶媒タンク７、溶媒開閉バルブ８、溶媒供給配管Ｌ3により、溶媒供給手段が形成されている。該溶媒供給手段により供給された溶媒は、上記洗浄流体供給配管Ｌ1上の流体温度調節手段４の出口側で二酸化炭素（ＣＯ2）流体中に混入され、開閉バルブ９を介して上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間の底部に所定量貯留され、上記被洗浄物を浸漬した状態に保持する。
【００２７】
さらに、符号Ｌ4は上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間での洗浄により取り出された溶媒その他の廃液等を排出するドレン配管、１７は上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内洗浄・乾燥処理空間の圧力を検出する圧力センサ、１８は同排出流体の流量を可変することによって上記洗浄・乾燥処理空間内の圧力を調整する圧力調節バルブ、１９は安全弁であり、圧力調節バルブ１８は上記ドレン配管Ｌ4上に、また圧力センサ１７、安全弁１９は、上記ドレン配管Ｌ4と並列なバイパス配管Ｌ5上にそれぞれ設けられている。そして、これらドレン配管Ｌ4、バイパス配管Ｌ5、圧力調節バルブ１８、圧力センサ１７、安全弁１９により、流体排出手段が形成されている。
【００２８】
圧力センサ１７の圧力検出値は、制御器２０に入力され、制御器２０は、その入力値に基いて上記圧力調節バルブ１８の開度を調節することにより、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の圧力を所望の圧力に調節する。
【００２９】
（洗浄・乾燥処理方法）
以上の構成において、被洗浄物は、例えば次のようにして洗浄・乾燥処理される。
【００３０】
（１） 先ず不活性ガス開閉バルブ６および溶媒開閉バルブ８を開いて、不活性ガスタンク５内の不活性ガスおよび溶媒タンク７内の溶媒を上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内底部に所定量貯留する。同不活性ガスおよび溶媒が所定量入ると、上記不活性ガス開閉バルブ６および溶媒開閉バルブ８を閉じる。
【００３１】
（２） 次に、被洗浄物を、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の底部に入れて上記貯留された溶媒中に浸漬させて、蓋体１０ｂを閉じる。
【００３２】
（３） 次に、流体温度調節手段４およびチャンバー温度調整手段を調整操作して、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内に供給される二酸化炭素流体（ＣＯ2流体）の温度および洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内の温度を超臨界状態を形成するのに適した所定の温度となるように調整設定する。
【００３３】
また、それと同時に、上記圧力調節バルブ１８の開度を電気的に調節制御する制御器２０内に上記圧力センサ１７の圧力検出値を入力し、その検出値が超臨界状態を形成するのに適した所望の圧力値になるように、上記圧力調節バルブ１８の開度を適切に調節制御する。
【００３４】
（４） 次に、その上で上記二酸化炭素ボンベ１側の洗浄流体開閉バルブ２を開き、洗浄流体である二酸化炭素流体を洗浄流体供給配管Ｌ1を介して洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に供給する。
【００３５】
この場合、該洗浄流体供給配管Ｌ1の下流領域の、上記加圧ポンプ３と洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄流体導入口との間には、上述のように流体温度調節手段４が設けられているために、予じめ洗浄・乾燥処理チャンバー１０に入る前の段階で、上記液相状態の二酸化炭素流体が気体ないし超臨界状態になるに適した温度に加熱、加圧され、気体ないし超臨界状態になり、その上で洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に導入される。
【００３６】
（５） その結果、上記洗浄流体である二酸化炭素流体が全く液相状態を経ることなく、気体→超臨界流体→気体の相変化を伴って被洗浄物の洗浄を行う。
【００３７】
すなわち、該構成の場合、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内に供給される洗浄流体である二酸化炭素流体は、上記圧力調節バルブ１８および流体温度調整手段４により、最初から気体又は超臨界状態にして導入されるので、速に洗浄・乾燥処理チャンバー１０の洗浄・乾燥処理空間内を超臨界状態にすることができ、かつ同気体ないし超臨界状態の高圧の洗浄流体によって洗浄初期に確実に空気が排出される。
【００３８】
そして、その結果、液相状態の洗浄流体の作用による被洗浄物損傷の問題も解消される。従って、前述したようなマイクロマシンでも安心して洗浄・乾燥処理することができる。
【００３９】
（６） 以上のようにして洗浄された後の、被洗浄物からの汚れ等不要物や溶媒を含む二酸化炭素流体は、上記圧力調節バルブ１８および安全弁１９の下流側で、図示しないＣＯ2分離回収機能を備えた廃液回収装置に供給され、二酸化炭素流体と溶媒および不要物が相互に分離され、個別に回収される。
【００４０】
（洗浄・乾燥処理チャンバー部分の構成）
次に図２および図３は、上記洗浄・乾燥処理チャンバー１０の具体的な構成を示している。
【００４１】
該洗浄・乾燥処理チャンバー１０は、例えば図３に詳細に示すように、上部が開口した有底筒状の耐圧性の高い厚肉の容器本体１０ａと、該容器本体１０ａの上部をカバーするとともに例えば加熱保温用の電気ヒータ（図示省略）を備えた円板形状の耐圧性の高い厚肉の蓋体１０ｂとからなり、これら容器本体１０ａと蓋体１０ｂとを、図４に示すように相互に一体に嵌合し、さらに図２に示すように所定の固定手段（後述）で固定するようになっている。
【００４２】
すなわち、該洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成する容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂの外周部には、例えば図２のように相互に一体に嵌合固定されて容器本体１０ａの内部を密閉した洗浄・乾燥処理チャンバー１０を形成した時に、当該洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理空間内を確実にシールするシール機構（詳細は後述）を備えた厚肉のフランジ部１１，１２が相互に当接する位置に設けられており、これらフランジ部１１，１２を対向させて両者が後述する固定手段により確実に固定されるようになっている。
【００４３】
すなわち、フランジ部１１側のフランジ面中央部には、容器本体１０ａの開口面（フランジ面）よりも所定の高さ高い所定の幅の凸条部２１ａが全周に亘って設けられており、その外周面側には、例えば高強度の合成樹脂材よりなる所定の幅の位置合わせリング（ガイドリング）１５が、また同凸条部２１ａの内周面側には、例えば反発弾性の大きな合成ゴムよりなる断面Ｃ字形の内圧式Ｏリング１６が、それぞれ嵌合されている。位置合わせリング１５の外周面側上端部（肩部）は、上面側から側面側にかけて所定の曲率のアール面に形成され、次に述べる蓋体１０ｂ側フランジ部１２の外周壁２１ｄの内周面部が、同アール面によりガイドされてスムーズに嵌合されるようになっている。また、Ｏリング１６の上部は、蓋体１０ｂとの非嵌合状態では、図３のように上記蓋体１０ｂ側フランジ部１２との衝合面となる凸条部２１ａの上端面よりも所定の高さ高く突出しているが、嵌合時には、図４のように溝部２１ｂの内周面側段部２１ｃに係合される。
【００４４】
一方、フランジ部１２側のフランジ面には、深さの小さい溝部２１ｂが形成されているとともに、その外周端部に位置して上記フランジ部１１側の凸条部２１ａと同じ高さの筒状部（嵌合壁）２１ｄが全周に亘って形成されている。
【００４５】
そして、容器本体１０ａ内に、例えばナノレベルの太さのセンサーワイヤーを設置したシリコンウエハー等の被洗浄物（マイクロマシン）が納入されて、図３の状態から図４に示すように蓋体１０ｂが容器本体１０ａの開口部に嵌合された時には、同図４に示されるように、それら凸条部２１ａと筒状部２１ｂとが、相互に相対するフランジ面に衝合し合うとともに、内圧式のＯリング１６を介した良好なシール機能が実現されて、洗浄・乾燥処理チャンバー１０内の洗浄・乾燥処理室が確実にシールされる。特に、この実施の形態の場合、シール部材として上記断面Ｃ字形の内圧式Ｏリング１６を採用しているので、処理室内の内圧が高くなるほど確実にシール機能が高くなるので、よりシール部の信頼性が向上する。
【００４６】
なお、容器本体１０ａの底壁部に、上記洗浄流体（ＣＯ2）の流入口３１と流出口３２がそれぞれ設けられている。
【００４７】
（蓋体開閉機構の構成）
上述のように容器本体１０ａに対して、蓋体１０ｂを対応させて嵌合させ、また容器本体１０ａから蓋体１０ｂを取り外して容器本体１０ａ内の洗浄・乾燥処理室を開放する蓋体開閉機構は、例えば図５〜図８のように自動化された装置として構成されている。
【００４８】
すなわち、該蓋体開閉機構は、図５〜図８に示すように、基台４０の中央部側にあって脚部２９ａ，２９ａを介して所定の高さ上方に起立し、その上面側中央部に容器本体１０ａを上方側に向けて支持固定している容器本体支持台２９ｂと、上記基台４０の外周部側にあって、後述するスライド機構および昇降機構を介して、上記容器本体１０ａ部分よりも所定高さ上方に起立し、その上辺部の下面側に連結支持部材５７ａを介して蓋体１０ｂを下方側に向けて支持固定している門型支柱５７と、上記スライド機構をスライド作動させる第１の駆動手段と、上記昇降機構を昇降作動させる第２の駆動手段とから構成されている。
【００４９】
上記スライド機構は、上記基台４０の前後両側にあって、それぞれ左右両方向に平行に伸びる固定側レール部材４０ａ，４０ａと、該レール部材４０ａ，４０ａの上部にスライド可能に係合された可動側スライダー４０ｂ，４０ｂと、該スライダー４０ｂ，４０ｂの上部に固定して設けられ、上記昇降機構を所定の高さに支持している所定の幅の左右一対の支持プレート４１ａ，４１ａとから構成されている。
【００５０】
また上記昇降機構は、上記一対の支持プレート４１ａ，４１ａの上端部内側に位置して水平に支持固定されたウオームギヤ軸受４１ｂ，４１ｂと、該ウオームギヤ軸受４１ｂ，４１ｂに上下方向下端４２ａ，４２ａ側を回転自在に軸支されたポール型のウオームギヤ４２，４２と、該ウオームギヤ４２，４２の上端４２ｂ，４２ｂ側ウォームギヤ部に昇降可能に螺合された門型支柱支持部材５７ｂ，５７ｂとから構成されている。門型支柱支持部材５７ｂ，５７ｂは、上記門型支柱５７の左右一対の側板５７ａ，５７ａの下端部外側に固定されている。
【００５１】
また、上記第１の駆動手段は、上記基台４０の前端側一側に設けられたモータ５０およびモータプーリ（スプロケット型プーリ）５１と、上記基台４０の後端側一側に設けられた従動プーリ（スプロケット型プーリ）５９およびプーリ台５８と、モータプーリ５１と従動プーリ５９との間に架け渡されたベルト（チェーンベルト）５２と、該ベルト５２の途中に設けられ、該ベルト５２と上記昇降機構支持プレート４１ａに係合する係合部材５４とから構成されている。
【００５２】
したがって、上記モータ５０が駆動されると、モータプーリ５１が時計回り又は反時計回り何れかの回転方向に任意に回転してベルト５２を回転移動させる。その結果、上記係合部材５４を介して上記昇降機構支持プレート４１ａ，４１ａを図６又は図８の矢印（イ）方向又は（ロ）方向に移動させ、門型支柱５７、すなわち蓋体１０ｂを同じく（イ）方向又は（ロ）方向に移動させる。この場合、（イ）方向に移動した場合が、上記容器本体１０ａ上に蓋体１０ｂを対応させた嵌合前の状態、（ロ）方向に移動した場合が、蓋体１０ｂを容器本体１０ａの上方から前方に逃がした開放状態を示す。
【００５３】
さらに、上記昇降機構を作動させる第２の駆動手段は、上記昇降機構支持プレート４１ａ，４１ａの内の一方側支持プレート４１ａの内側に水平方向に伸びた支持部材４７を介して支持されたモータ４６およびモータプーリ（スプロケット型プーリ）４５と、上記ポール型のウオームギヤ４２，４２の下端４２ａ，４２ａ側に固定して設けられた従動プーリ（スプロケット型プーリ）４３，４３と、これら従動プーリ４３，４３と上記モータプーリ４５間にトライアングル形状に架け渡されたベルト（チェーンベルト）４４とから構成されている。
【００５４】
したがって、上記モータ４６が駆動されて、モータプーリ４５が時計回り又は反時計回り何れかの方向に回転されると、上記ウオームギヤ４２，４２が時計回り又は反時計回りに回転して、上記門型支柱５７、すなわち蓋体１０ｂを図５、図７の（ハ）方向又は（ニ）方向に昇降させる。
【００５５】
そして、それにより蓋体１０ｂを上記容器本体１０ａの上部から取り外し、また逆に容器本体１０ａに嵌合することができる。
【００５６】
これらの昇降動作は、もちろん所定の自動化制御ユニットを使用して、上記スライド機構による（イ）又は（ロ）水平方向の移動動作と適切に組み合わせてなされ、一旦１つの半導体ウエハーの洗浄・乾燥処理が終了すると、上記蓋体１０ｂを（ハ）方向へ上昇させ、その後（ロ）方向に逃がすことにより、同半導体ウエハーを取り出して新たな半導体ウエハーを収納する。
【００５７】
そして、その後、上記蓋体１０ｂを（イ）方向に移動させて上記容器本体１０ａに対応させた後、さらに（ニ）方向に下降させることによって、容器本体１０ａに一体に嵌合させる。その後、図９、図１０の状態から、図１１、図１２の状態に、上述した固定手段の駆動部を構成している油圧シリンダ１４，１４の伸縮ロッド１４ａ，１４ａを伸長作動させて、さらに挟圧部材１３，１３の挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂで容器本体１０ａおよび蓋体１０ｂのフランジ部１１，１２部分を上下両方向から挟圧して固定する。
【００５８】
このようにして挟圧部材１３，１３による挟圧固定状態が実現されると、同状態において、さらに下方側から連結部材２８ａ，２８ａ、支持部材２８ｂを介して上述した容器支持台２９ｂに支持されていて、ロック機構を構成している油圧シリンダ２６の伸縮ロッド２６ａの先端側ロックピン２６ｂ部分が挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂ両端側の耳部２２，２３、２２，２３に形成されているロックピン嵌合孔２４，２４、２４，２４、２４，２４に挿入されて、確実に固定される。
【００５９】
そして、このような確実な蓋体１０ｂの嵌合固定状態で、上述した超臨界流体による半導体ウエハーの洗浄・乾燥処理が行われる。
【００６０】
該洗浄・乾燥処理が終了すると、上述のように上記固定手段の駆動部を構成している油圧シリンダ１４，１４の伸縮ロッド１４ａ，１４ａが伸縮作動して、図１１および図１２の状態から図９および図１０の状態のように上記挟圧部材１３，１３による挟圧状態が解除され、上述のように再び蓋体１０ｂが上方側から、さらに水平方向前方に逃がされて、洗浄が終了した半導体ウエハーの取り出し、新たな半導体ウエハーの収納が可能となる。
【００６１】
ところで、上記挟圧部材１３，１３を構成している上記挟圧片１３ａ，１３ｂ、１３ａ，１３ｂ両端側の耳部２２，２３、２２，２３は、一方側２３，２３がＵ状の２枚板構造、他方側２２，２２が、それらの間に嵌合されて３枚重ねとなる１枚板構造となっていて、それらの各ロックピン嵌合孔２４，２４・・・が同心状に重なるように確実に重合された状態（図１０、図１２）で、図１３に示されるように油圧シリンダ２６の伸縮ロッド２６ａ先端のロックピン２６ｂによりロックされるようになっている。
【００６２】
なお、１３ｃは、挟圧片１３ａ，１３ｂ間に形成されたＵ状の嵌合溝を示す。
【００６３】
以上のように、本実施の形態では、洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴としている。
【００６４】
このような構成によると、容器本体開口部への蓋体の嵌合時に、それら嵌合部同士が合成樹脂製の位置合わせリングによって、正確かつスムーズにガイドされて位置合わせされ、相互の金属部同士が接触することなく、最終的な嵌合位置までスムーズに嵌合されるようになる。
【００６５】
また同構成では、上記容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴としている。
【００６６】
このように、容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周に、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていると、蓋体を容器本体の開口部に嵌合する時に、蓋体外周部の金属製の筒状部が、容器本体側合成樹脂製の位置合わせリングによって正確かつスムーズにガイドされて金属部同士の干渉を伴うことなく確実に嵌合される。
【００６７】
また、位置合わせリングは、容器本体側開口部周縁に設けた凸条部の外周面側に嵌合することにより容易に設置することができるので、製造や加工も簡単である。
【００６８】
さらに、同構成では、上記シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴としている。
【００６９】
このような構成によると、上記位置合わせリングの場合と同様にシール部材の設置が容易になる一方、シール部材が洗浄・乾燥処理チャンバー内の内圧の上昇に対応して確実なシール機能を発揮するようになるので、何らかの事情で容器本体と蓋体との間に隙間が残されたような場合にも、確実なシールが可能となり、製品の信頼性が大きく向上する。
【００７０】
以上の結果、本実施の形態によれば、蓋体と容器本体との嵌合が容易で、高圧シール性の高い高品質の洗浄・乾燥処理チャンバーを実現することができる。
【００７１】
その結果、蓋体の開閉を自動化するのに適したものとなる。
【００７２】
（変形例）
なお、以上の構成では、容器本体１０ａと蓋体１０ｂ間のシールを行うシール部材１５として、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングを採用したが、このシール部材１５には、もちろん種々のものを使用することができ、例えば図１４（非押圧時）および図１５（押圧時）に示すような断面円形の通常のＯリングであっても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】同装置における洗浄・乾燥処理チャンバー部分の構成を示す断面図である。
【図３】同洗浄・乾燥処理チャンバーの容器本体および蓋部分の非嵌合時における構成を示す断面図である。
【図４】同洗浄・乾燥処理チャンバーの容器本体および蓋部分の嵌合時における構成を示す断面図である。
【図５】本願発明の最良の実施の形態に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置の洗浄・乾燥処理チャンバーの蓋開閉機構の蓋開放時の構成を示す正面図である。
【図６】同蓋開閉機構の同蓋開放時の構成を示す側面図である。
【図７】同蓋開閉機構の蓋閉成時の構成を示す正面図である。
【図８】同蓋開閉機構の蓋閉成時の構成を示す側面図である。
【図９】同蓋開閉機構の蓋固定手段の蓋非固定時の構成を示す平面図である。
【図１０】同蓋開閉機構の同蓋固定手段の蓋非固定時の構成を示す側面図である。
【図１１】同蓋開閉機構の蓋固定手段の蓋固定時の構成を示す平面図である。
【図１２】同蓋開閉機構の同蓋固定手段の蓋固定時の構成を示す側面図である。
【図１３】同蓋開閉機構の蓋固定手段におけるロックピン作動機構（ロック機構）の構成を示す側面図である。
【図１４】本願発明の最良の実施の形態の変形例に係る超臨界流体洗浄・乾燥装置のチャンバー部シール部材の非押圧時の構成を示す図である。
【図１５】同シール部材の押圧時の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１は二酸化炭素ボンベ、２は流体開閉バルブ、３は加圧ポンプ、５は不活性ガスタンク、７は溶媒タンク、１０は洗浄・乾燥処理チャンバー、１０ａは容器本体、１０ｂは蓋体、１１はフランジ部、１２はフランジ部、４０は基台、４０ａは固定側レール、４０ｂはスライダー、４２はウオームギヤ、５７は門型支柱、４６，５０はモータである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴とする超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【請求項２】
容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周には、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【請求項３】
シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴とする請求項２記載の超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【請求項１】
洗浄・乾燥処理チャンバーと、該洗浄・乾燥処理チャンバー内に洗浄流体を供給する洗浄流体供給手段と、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内の不要物を排出する流体排出手段とを備え、上記洗浄・乾燥処理チャンバー内を超臨界状態に維持することによって、当該洗浄・乾燥処理チャンバー内の被洗浄物の洗浄・乾燥処理を行うようにしてなる超臨界流体洗浄・乾燥装置であって、上記洗浄・乾燥処理チャンバーは、被洗浄物を入れる容器本体と、該容器本体の開口部に嵌合される蓋体とからなり、容器本体と蓋体との嵌合部には、容器本体と蓋体との嵌合位置を合わせる合成樹脂製の位置合わせリングと嵌合部の隙間をシールするシール部材とが設けられていることを特徴とする超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【請求項２】
容器本体の開口部周縁に、開口部の開口面よりも所定の高さ高く形成された凸条部が設けられ、該凸条部の外周面側に位置合わせリングが設けられている一方、蓋体の外周には、該位置合わせリングの外周側に嵌合する筒状部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【請求項３】
シール部材は、断面Ｃ字形の内圧式Ｏリングよりなり、凸条部の内周面側に嵌合されていることを特徴とする請求項２記載の超臨界流体洗浄・乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１３５１０５（Ｐ２００６−１３５１０５Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２２８１５（Ｐ２００４−３２２８１５）
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（３９００００５９４）隆祥産業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【出願人】（３９００００５９４）隆祥産業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
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