高圧処理装置
【課題】 高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて被処理体の表面に対して所定の表面処理を施すに際して、その表面処理の均一性およびスループットを向上させることができる高圧処理装置を提供する。
【解決手段】 圧力容器１の天壁１２ｂに開口された送出路１０１から基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体が、送出路１０１の長手方向に均一に基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直入射する。このため、基板表面Ｓ１の全体が該基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって洗浄処理される。
【解決手段】 圧力容器１の天壁１２ｂに開口された送出路１０１から基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体が、送出路１０１の長手方向に均一に基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直入射する。このため、基板表面Ｓ１の全体が該基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって洗浄処理される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤（添加剤）との混合物を処理流体として、基板などの被処理体の表面に接触させて該被処理体の表面に対して所定の表面処理（現像処理、洗浄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】
基板を圧力容器内に設置し、低粘性、高拡散性の性質を持つ超臨界流体（以下、「ＳＣＦ」という）を使用した高圧洗浄処理の技術提案が従来よりなされている。このような超臨界流体を基板に供給する装置としては、次のようなものが知られている。例えば、チャンバ内に基板を水平に保持しながら基板の側方の一方に配設されたＳＣＦ供給ラインから基板の側方の他方に配設されたＳＣＦ排出ラインに向けて薬液入りのＳＣＦを基板表面に沿って平行に流して基板を洗浄処理する装置がある（特許文献１参照）。また、チャンバ内でスピンチャックに保持させた基板を回転させながら、基板の上面中央部にＳＣＦを供給しながら基板を乾燥処理する装置がある（特許文献２参照）。さらに、基板表面に対向配置されるとともに上下に貫通する多数の流通孔が開口された円板状の閉塞板を用いて、チャンバ上部に設けられた流体導入路から導入したＳＣＦを分散させながら、各流通孔を通じて基板表面にＳＣＦを略垂直に供給して洗浄処理や乾燥処理を基板に施す装置がある（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７１３９４号公報（図２）
【特許文献２】特開２００４−１８６５２６号公報（図３）
【特許文献３】特開２００４−１４６４５７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板表面上でのＳＣＦの流れが処理プロセスに大きな影響を及ぼすことは良く知られているが、これをさらに詳細に検討すると、ＳＣＦの流速のほか、基板表面に対するＳＣＦの流れ方向も処理プロセスの影響因子として挙げられる。また、同じ流速とした場合には、基板に対して平行な流れよりも、基板に対して垂直な流れの方が処理を加速する作用があることが種々の実験結果より明らかとなっている。したがって、このような観点を考慮した上で、基板表面の処理の均一性、チャンバ内におけるＳＣＦの置換性を良好に満足させながらも、スループットを向上させていくことが重要となっている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、基板表面に平行なＳＣＦの流れによって該基板表面を処理させているために、処理速度が遅く、スループットの低下が避けられないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置では、基板表面の中心部（上面中央部）のみにＳＣＦが垂直に入射することより、該基板表面の中心部のみが優先的に処理が進行して、基板表面の面内不均一が助長されてしまう。具体的には、基板表面の中心部のみが基板表面に対して垂直なＳＣＦによって処理される一方で、基板表面の周縁部は基板回転に伴う遠心力によって基板表面に対して平行に広がるＳＣＦによって処理される結果、基板表面の処理の均一性を保つことが困難となっていた。
【０００７】
また、特許文献３に記載の装置では、円板状の閉塞板に開口された流通孔を通じて基板表面に対して垂直にＳＣＦを入射させているものの、次のような問題が発生していた。すなわち、基板の面積と同程度あるいはそれ以上の面積を有する閉塞板に開口された流通孔から基板表面全体に均一にＳＣＦを噴出させる必要があるが、このような円板（円板自体の形状のほか、流通孔の形状、孔の配設位置等を含む）を精度良く加工することは事実上、困難である。その結果、基板表面に入射するＳＣＦの流速が不均一となり、基板表面の面内不均一が生じることとなる。また、流体導入路から導入されたＳＣＦを基板表面全体に広がるように分散させて流通孔から噴出させているため、各流通孔から基板表面に垂直入射するＳＣＦの流速が小さくなり、結果として、単位面積当たりの処理効率が低下してしまう。
【０００８】
さらに、流通孔を通じて基板表面全体に対してＳＣＦを噴出させているので、基板表面の中央部に向けて噴出されたＳＣＦが、それを取り巻くように基板表面の周縁部に向けて噴出されたＳＣＦによって基板外に排出されるのが阻害され、処理後のＳＣＦが基板表面上に滞留してしまうという問題も発生する。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて被処理体の表面に対して所定の表面処理を施すに際して、その表面処理の均一性およびスループットを向上させ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】
【００１０】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて前記被処理体の表面に対し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、処理流体を供給する供給手段と、その内部に表面処理を行うための処理チャンバーを有する圧力容器と、処理チャンバー内で被処理体を保持する保持手段と、保持手段により保持されている被処理体を回転させる回転手段と、被処理体の回転中心を含むように被処理体の表面に対向して開口され、供給手段から供給される処理流体を被処理体の表面に対して垂直方向に送出して被処理体の表面に供給する流体送出手段と、流体送出手段から被処理体の表面に供給された処理流体を圧力容器外に排出する流体排出手段とを備え、流体送出手段は、被処理体の径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、被処理体の径方向において少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも大きなスリット長を有している。
【００１１】
このように構成された発明では、被処理体の径方向に少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも長い帯状の処理流体が、被処理体の回転中心を含みながら回転する被処理体の表面に対して垂直方向に供給される。このため、被処理体の表面全体が該被処理体の表面に対して垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、スループットを向上させることができる。しかも、流体送出手段の開口をスリット状にすることでその開口面積は被処理体の表面全体の面積に対してごく一部に限定され、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、処理流体の流速が小さくなることがなく、比較的大きな処理流体の流速によって処理することができる。その結果、単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。さらに、流体送出手段の開口形状がスリット状に限定されているために、流体送出手段に対する加工を容易として加工精度を高めて、被処理体の表面に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。したがって、被処理体の回転により該被処理体の表面全体を均一に処理することができる。
【００１２】
ここで、被処理体として略円形の基板を処理する場合には、次のようにして基板に処理流体を供給するようにしてもよい。すなわち、基板の径方向に基板の半径サイズ以上のスリット長を有しながら基板の表面に対向する圧力容器の壁に開口された、送出路を介して処理チャンバーに処理流体を導入して基板表面に送出するようにしてもよい。この構成によれば、基板の径方向に基板の半径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体が送出路から送出され、回転する基板の表面に対して垂直に入射する。このため、基板表面全体が該基板表面に対して垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、上述した作用効果を得ることができる。
【００１３】
このとき、送出路に供給側分散機構を嵌挿させると、処理チャンバーに導入される処理流体を基板の径方向に分散させて基板表面に送出することができる。これにより、送出路の開口面内において処理流体の偏りが防止され、処理流体を基板の径方向に均一に供給することができる。
【００１４】
ここで、送出路のスリット長、つまり基板の径方向（長手方向）における長さは、少なくとも基板の半径サイズ以上であれば、基板表面全体を垂直入射する処理流体で処理することが可能である。このため、送出路のスリット長を基板の半径サイズに限定することで圧力容器の壁に形成される送出路の加工精度を向上させて、送出路から送出される処理流体の流速の一層の均一化を図ることができる。また、送出路の開口面積を低減することで、処理流体の流速を大きくして単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。その一方で、送出路のスリット長を基板の直径サイズ以上に形成することで、次のようにして基板表面に供給された処理流体を良好に圧力容器外に排出することができる。
【００１５】
送出路のスリット長を基板の直径サイズ以上に形成した場合には、送出路の長手方向と略直交する方向において基板の周端面に対向する圧力容器の両側壁に側方排出路の対を形成して、該側方排出路の対を介して基板表面に供給された処理流体を基板表面に沿って基板の両側から圧力容器外に排出するようにしてもよい。この構成によれば、送出路から基板表面に供給された処理流体は、各側方排出路に至るまで、基板の両側に向けて対称性を保ったまま基板表面に沿って流れていく。これにより、基板表面に供給された処理流体が基板表面上に滞留するのが防止される。
【００１６】
さらに、基板の全周を取り囲むようにして排出側分散機構を設けると、基板の両側に流れ出す処理流体は排出側分散機構を介して側方排出路より圧力容器外に排出される。このため、基板表面に沿って基板の両側から流れ出す処理流体を基板の周方向に分散させて側方排出路より排出させることができる。その結果、側方排出路に最も近い基板の端縁から優先的に処理流体が排出されるのが抑制され、基板表面上において処理流体が集中することによって滞留するのが防止される。したがって、基板表面の面内均一性を良好しながら処理流体を排出することができる。
【００１７】
また、排出側分散機構を設ける代わりに、複数対の側方排出路を送出路の長手方向に沿って配設するようにしてもよい。このように構成しても、排出側分散機構を配設した場合と同様な効果が得られる。
【００１８】
また、基板表面に対向しながら送出部の長手方向と略直交する方向に送出路を挟み込むように送出路の両側に隣接して一対の排出路を設けて、該一対の排出路を介して基板表面に供給された処理流体を基板表面から離れる方向に圧力容器外に排出するようにしてもよい。この構成によれば、送出路からスリット状に基板表面に垂直入射され所定の表面処理を実行した処理流体（処理済み流体）は、送出路を挟み込むようにして配設された一対の排出路より即座に基板表面から離れる方向に排出される。このため、基板表面に供給された処理流体が基板表面上に滞留するのが防止される。
【００１９】
このとき、側方導入部より処理チャンバーに処理流体を導入して、送出路の長手方向と略直交する方向であって基板の両側から基板表面に沿って処理流体を基板表面に供給するのが好ましい。この構成によれば、送出路から基板表面に供給された処理流体が基板表面に沿って基板の両側に向けて流れていくのが防止され、一対の排出路から確実に処理流体を排出することができる。
【００２０】
また、送出路と該送出路を挟んで配設された一対の排出路とを複合送排出部とした場合に、該複合送排出部を複数個有するように構成してもよい。このように構成することで、基板に対して種々の表面処理を施すことを可能として、装置の汎用性を高めることができる。例えば、複合送排出部を２個配置する場合には、一方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と洗浄成分との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と相溶化剤との混合物を送排出することができる。また、一方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と相溶化剤との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部から処理流体として高圧流体のみを送排出することもできる。
【００２１】
なお、本発明における「被処理体の表面」とは、高圧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、光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高圧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、他方主面に対して高圧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高圧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。
【００２２】
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。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。また、洗浄処理に限られず、高圧流体を用いて、被処理体上から不要な物質を除去する処理（例えば、乾燥、現像等）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。
【００２３】
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、拡散係数が大きく、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、より高圧にして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って微細なパターン部分にもより一層浸透することができるようになるためである。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添加剤（薬剤）を含むことができる。
【００２４】
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゜Ｃ、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・現像工程等は、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、７．１〜３０ＭＰａ下でこれらの処理を行うことがより好ましい。
【００２５】
また、高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として用いる場合において、薬剤としての洗浄成分が高圧流体に対して溶解度が低い場合には、この洗浄成分を高圧流体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用いることが好ましい。特に、二酸化炭素の超臨界流体に対し、薬剤が水分を含む場合には、薬剤の難溶化が顕著となるケースもある。相溶化剤は、複数の成分を混合した薬剤に関し、用いる高圧流体に対し溶解性が悪い場合には、この薬剤と高圧流体との相溶性を改善する。この相溶化剤は、洗浄工程終了後のリンス工程で、付着・残留した薬剤を除去する作用も有している。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、被処理体の径方向に少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも長い帯状の処理流体が、被処理体の回転中心を含みながら回転する被処理体の表面に対して垂直方向に供給される。このため、被処理体の表面全体が垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、スループットを向上させることができる。しかも、流体送出手段の開口形状がスリット状に限定されているために、比較的大きな処理流体の流速によって処理することができ、処理効率を向上させることができる。さらに、流体送出手段に対する加工精度を高めることができ、被処理体の表面に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る高圧処理装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。図２は、図１の高圧処理装置における圧力容器およびその内部構造を示す図である。また、図３は、図２に示す圧力容器のＡ−Ａ’面を上方より見た上面図である。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（高圧流体）または超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として導入し、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（被処理体）Ｗに対して所定の洗浄および乾燥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。
【００２８】
この高圧処理装置では、超臨界二酸化炭素を繰り返して循環使用する一方、処理チャンバー１１を大気圧に開放するなどによって系内の二酸化炭素が減少すると、ボンベ２から液体状の二酸化炭素を補給するように構成されている。このボンベ２は凝縮器などからなる液化部３と接続されており、ボンベ２内に二酸化炭素が５〜６ＭＰａの圧力で液体状流体として貯留されており、この液体二酸化炭素が図示しないポンプによりボンベ２より取り出され液化部３を介して系内に補給される。
【００２９】
この液化部３の出力側には加圧ポンプなどの昇圧器４が接続されており、この昇圧器４で液化二酸化炭素を加圧して高圧液化二酸化炭素を得るとともに、高圧液化二酸化炭素を加熱器５および高圧弁Ｖ１を介して混合部６に圧送する。このように圧送される高圧液化二酸化炭素は加熱器５で加熱されて表面処理（洗浄処理および乾燥処理）に適した温度にまで加熱され、超臨界二酸化炭素となり、高圧弁Ｖ１を介して混合部６に送られる。このように、ボンベ２、液化部３、昇圧器４および加熱器５が、高圧流体として超臨界二酸化炭素を供給する高圧流体供給ユニット１０として機能している。
【００３０】
この混合部６には、基板Ｗの表面処理に適した薬剤を貯蔵・供給する２種類の薬剤供給部、つまり第１薬剤供給部７ａおよび第２薬剤供給部７ｂがそれぞれ高圧弁Ｖ３およびＶ４を介して接続されている。このため、高圧弁Ｖ３、Ｖ４の開閉制御によって第１薬剤供給部７ａから第１薬剤が、また第２薬剤供給部７ｂから第２薬剤が開閉制御に応じた量だけ混合部６にそれぞれ供給されて超臨界二酸化炭素に対する薬剤の混合量が調整される。このように、この実施形態では、処理流体として「超臨界二酸化炭素」、「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤」、「超臨界二酸化炭素＋第２薬剤」および「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤＋第２薬剤」を選択的に調製して圧力容器１の処理チャンバー１１に供給可能となっており、高圧流体供給ユニット１０と混合部６とが、処理流体を供給する「供給手段」として機能する。そして、表面処理の内容に応じて適宜高圧弁Ｖ３、Ｖ４を装置全体を制御部（図示書略）により開閉制御することによって処理流体の種類を選択するとともに、薬剤濃度をコントロールすることができるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、圧力容器１は、側壁１２ａと天壁１２ｂとが一体に形成された上部材１２と、底壁１３ａを構成する下部材１３とを備え、上部材１２と下部材１３とがシール材１４を介して密着して互いを保持するように構成されている。上部材１２の内部には基板Ｗを収容可能な円筒状の空間が形成されている。また、下部材１３を固定した状態で上部材１２を上下動させることにより、上部材１２を下部材１３から上下方向に接離し得るように構成されている。これにより、圧力容器１は開閉自在に構成されており、閉じられた際に処理チャンバー１１内が気密状態となる。そして、圧力容器１が開かれた際に未処理の基板Ｗを処理チャンバー１１内に位置するスピンチャック１５に載置して（基板Ｗの搬入）、圧力容器１を閉じて後述するようにして表面処理を施す一方、表面処理後に圧力容器１を開いて処理済の基板Ｗを搬出することができるように構成されている。
【００３２】
このスピンチャック１５は処理チャンバー１１内に配置されており、本発明の「保持手段」として基板Ｗを水平姿勢で回転自在に保持する。詳しくは、スピンチャック１５は、その上面に設けられた吸着口（図示省略）により表面処理（高圧処理）を施すべき表面（一方主面）Ｓ１を上向きにした状態で基板Ｗの下面（他方主面Ｓ２）の中央部を吸着保持可能となっている。また、スピンチャック１５には、モータ１６（回転手段）によって回転される回転軸１７が連結されており、モータ１６が回転駆動されるのに応じてスピンチャック１５およびそれによって保持されている基板Ｗが一体的に処理チャンバー１１内で回転軸線Ｊ回りに回転する。回転軸１７と圧力容器１の底壁１３ａに設けられた孔との間にはシール材１８が配設され、回転軸１７を回転自在としながら処理チャンバー１１を外部雰囲気に対して気密状態としている。なお、スピンチャック１５の基板Ｗの保持は吸着に限られるものではなく、メカ的に保持する構成でもよい。
【００３３】
図４は、図２に示す圧力容器の上部材を紙面右方向から見た断面図である。圧力容器１の上面中央部には送出路１０１（流体送出手段）が設けられ、圧力容器１（上部材１２）の天壁１２ｂにスリット状に開口されている。具体的には、送出路１０１はスピンチャック１５に保持された基板Ｗの回転中心Ａ０（スピンチャック１５の回転軸線Ｊに略一致する）を含みながら基板表面Ｓ１に対向して、基板Ｗの径方向に延びるように開口されている。この送出路１０１は基板Ｗの径方向に基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有している。一方で、基板Ｗの径方向と直交する方向において送出路１０１のスリット幅は３ｍｍ以下、望ましくは１ｍｍ以下に形成される。例えば３００ｍｍの基板径に合わせてスリット長を３００ｍｍ強とした場合に、スリット幅を１ｍｍ以下に設定することにより、おおよそ洗浄処理に合致した流体速度で処理流体を噴出させることができる。
【００３４】
送出路１０１の上端中央部は、回転軸線Ｊ上に配設された流体導入ポート１０２が接続されており、流体導入ポート１０２を介して送出路１０１と混合部６とが連通されている。これにより、混合部６から送られてくる処理流体は送出路１０１を介して処理チャンバー１１に導入され、基板表面Ｓ１に向けて送出される。
【００３５】
送出路１０１の下方端側、つまり処理チャンバー１１への出口の先には、流体分散機構１０３（送出側分散機構）が送出路１０１のスリット状の開口に合わせて嵌挿されている。流体分散機構１０３は、上下方向に貫通する多数の細孔が形成された板状部材からなり、図４に示すように、流体導入ポート１０２から導入された処理流体は、流体分散機構１０３を経由することにより、送出路１０１の長手方向（紙面の左右方向）に均一に分散されながら送出路１０１より噴出される。なお、このような流体分散機構１０３として、パンチング板または多孔質セラミックス板などが用いられる。
【００３６】
また、圧力容器１の底壁１３ａには、混合部６から送られてくる処理流体を処理チャンバー１１内に導入する下方側導入路１０４が形成されている。下方側導入路１０４から導入された処理流体は基板Ｗの下面周縁部、つまりスピンチャック１５によって保持されていない基板Ｗの下面Ｓ２の露出部分に向けて供給される。これにより、露出部分に滞留する処理済み流体を下方側導入路１０４から導入される新たな処理流体によって置換させることで、処理済み流体の滞留を防止している。
【００３７】
圧力容器１の側面には側方排出路１０５が設けられている。この側方排出路１０５は、送出路１０１の長手方向と略直交する方向において、基板Ｗの周端面に対向する圧力容器１（上部材１２）の両側壁１２ａにそれぞれ設けられることで、対をなして形成されている。詳しくは、図３に示すように、平面視において一対の側方排出路１０５，１０５が送出路１０１を中心としてその両側に略対称形状に形成されている。
【００３８】
さらに、圧力容器１の側壁１２ａには、流体分散機構１０６（排出側分散機構）が基板Ｗの全周を取り囲むように配設されている。流体分散機構１０６は、基板Ｗの径方向に貫通する多数の細孔が形成された円環部材からなり、送出路１０１と下方側導入路１０４より基板表面Ｓ１に供給され基板Ｗの両側に流れ出す処理流体は流体分散機構１０６を経由して一対の側方排出路１０５，１０５より圧力容器１外に排出される。このため、各々の側方排出路１０５に最も近い基板Ｗの端縁から優先的に処理流体が排出（ショートパス）されるのが抑制される。なお、このような流体分散機構１０６として、パンチング板または多孔質セラミックス板などが用いられる。
【００３９】
また、圧力容器１の底壁１３ａには、回転軸１７の回転によりパーティクルが発生するおそれがあることから、圧力チャンバー１１内にパーティクルが入り込まないように、回転軸１７と底壁１３ａ（底壁に設けられた孔の内壁）との隙間から、圧力容器１外へ排気するように構成されている。
【００４０】
一対の側方排出路１０５，１０５は高圧弁Ｖ２を介して減圧器などからなるガス化部８が接続されており、減圧処理によって一対の側方排出路１０５，１０５を介して処理チャンバー１１から排気される流体（処理流体＋汚染物質など）を完全にガス化して分離回収部９に送り込む。また、この分離回収部９では、二酸化炭素を気体成分とし、汚染物質と薬剤の混合物を液体成分として気液分離する。ここで、汚染物質は固体として析出し、薬剤の中に混入して分離されることもある。また、分離回収部９としては、単蒸留、蒸留（精留）、フラッシュ分離等の気液分離を行うことができる種々の装置や、遠心分解機などを使用することができる。
【００４１】
このように、この実施形態では、ガス化部８を用いて処理チャンバー１１から排気される流体（処理流体＋汚染物質など）を分離回収部９に送り込む前に予め完全にガス化しているが、その理由は、減圧された二酸化炭素等の流体が温度との関係で気体状流体（炭酸ガス）と液体状流体（超臨界二酸化炭素中に溶解していた薬剤が相分離で析出したもの）との混合物となるため、分離回収部９での分離効率および二酸化炭素のリサイクル効率を向上させる観点からである。
【００４２】
なお、分離回収部９で分離された薬剤、即ち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、分離回収部９から排出され、必要に応じて後処理される。一方、気体成分の二酸化炭素については、液化部３に送り込んで再利用に供する。
【００４３】
次に、上記のように構成された高圧処理装置の洗浄動作について説明する。この高圧処理装置は、前工程、例えばアッシングやドライエッチングによって不要な残渣やレジストが表面に残留している基板Ｗを受け取ると、次のようにして洗浄処理（洗浄工程＋リンス工程）を実行する。圧力容器１が開かれた状態で未処理の基板Ｗが搬入され、表面処理（高圧処理）を施すべき表面Ｓ１を上向きにした状態でスピンチャック１５に載置されると、スピンチャック１５により基板Ｗは吸着保持されるとともに、圧力容器１が閉じられる。
【００４４】
この洗浄工程では、供給される液化二酸化炭素を昇圧器４で加圧して高圧液化二酸化炭素を形成し、さらにその高圧液化二酸化炭素を加熱器５で加熱して超臨界二酸化炭素を形成しつつ、高圧弁Ｖ１を開いて混合部６に送り込む。また、薬剤用の高圧弁Ｖ３を開いて第１薬剤供給部７ａを供給モードとし、第１薬剤供給部７ａから第１薬剤を混合部６へと圧送する。これによって、第１薬剤が超臨界二酸化炭素に混合されて洗浄処理に適した処理流体が調製される。ここで、第１薬剤は第３アミン類やフッ化物類等の洗浄作用のある薬剤である。具体例としては、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。この洗浄成分の含有量は、所望の効果が得られるように適宜調整すればよい。
【００４５】
そして、上記の洗浄成分は、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る相溶化剤を添加させるのが好ましい。 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挙げられる。
【００４６】
そして、混合部６で調製された処理流体が圧力容器１の上面に設けられた送出路１０１を介して処理チャンバー１１に導入され、スピンチャック１５により保持されている基板Ｗの表面Ｓ１に向けて噴出される。また、下方側導入路１０４より処理流体が処理チャンバー１１に導入され、基板Ｗの下面周縁部に向けて供給される。このとき、処理流体の供給と同時に、あるいは前後してモータ１６が回転駆動させることで、基板Ｗを回転させる。
【００４７】
図５は、基板表面上における処理流体の流れを模式的に表した図である。送出路１０１より送出される処理流体は、基板Ｗの径方向において基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体として、基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら基板表面Ｓ１に対して垂直に入射する。その結果、処理流体が基板表面Ｓ１に接触して所定の洗浄処理が実行される。そして、基板表面Ｓ１に供給された処理流体は基板Ｗの両側に向けて対称性を保ったまま基板表面Ｓ１に沿って平行に流れ、側方排出路１０５，１０５より各々排出される。このため、基板Ｗの回転動作と合わせて、基板表面Ｓ１に対する処理流体が流れる方向という観点から処理流体の流れの面内均一化が図られている。これにより、基板表面Ｓ１に供給された処理流体が不必要に基板表面上に滞留するのが防止される。
【００４８】
そして、回転する基板Ｗに帯状の処理流体が次々と垂直入射することによって、基板表面Ｓ１の全体が基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって所定の洗浄処理が実行される。
【００４９】
この洗浄工程によって基板Ｗに付着していた汚染物質は、処理チャンバー１１内の処理流体（超臨界二酸化炭素＋第１薬剤）に溶解することとなる。ここで、例えば第１薬剤を洗浄成分と相溶化剤と設定すると、汚染物質は洗浄成分および相溶化剤の働きにより超臨界二酸化炭素に溶解しているので、処理チャンバー１１に超臨界二酸化炭素のみを流通させると、溶解していた汚染物質が析出する可能性があるため、洗浄工程後に超臨界二酸化炭素と相溶化剤からなる第１リンス用処理流体による第１リンス工程と、超臨界二酸化炭素のみからなる第２リンス用処理流体による第２リンス工程とをこの順序で行うのが望ましい。
【００５０】
そこで、この実施形態では、第１薬剤の供給開始、つまり洗浄工程の開始から所定時間経過すると、高圧弁Ｖ３を閉じて第１薬剤供給部７ａを供給停止モードとし、第１薬剤供給部７ａからの第１薬剤（洗浄成分）の混合部６へと圧送を停止して高圧弁Ｖ４を開いて第２薬剤供給部７ｂからの第２薬剤（相溶化剤）の混合部６への圧送を開始し混合部６において超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを混合させて第１リンス用処理流体を調製し、処理チャンバー１１に供給する。これによって第１リンス用処理流体が処理チャンバー１１内を流通して処理チャンバー１１内の洗浄成分および汚染物質が次第に少なくなっていき、最終的には第１リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素＋相溶化剤）で満たされることとなる。相溶化剤としては、第１薬剤に添加したものと同じものを使用しても構わないし、異なるものも使用できる。
【００５１】
こうして、第１リンス工程が完了すると、続いて第２リンス工程を行う。この第２リンス工程では、さらに高圧弁Ｖ４を閉じて第２薬剤供給部７ｂを供給停止モードとし、第２薬剤供給部７ｂからの第２薬剤（相溶化剤）の混合部６への圧送を停止して超臨界二酸化炭素のみを第２リンス用処理流体として処理チャンバー１１に供給する。これによって第２リンス用処理流体が処理チャンバー１１内を流通して処理チャンバー１１が第２リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素）で満たされることとなる。
【００５２】
高圧弁Ｖ２は、前記洗浄工程、第１リンス工程、第２リンス工程を通して常時開状態とされる。具体的には、処理中の処理チャンバー１１の内圧力をモニターしながら常に所定の圧力が保たれるように開度が調節されることで、処理チャンバー１１の内圧力が制御される。
【００５３】
これに続いて、高圧弁Ｖ１を閉じて減圧し、処理チャンバー１１が大気圧に戻ると、圧力容器１を開いて処理済みの基板Ｗを搬出する。これにより、一連の処理（洗浄工程＋リンス工程）が完了する。そして、次の未処理基板が搬送されてくると、上記動作が繰り返されていく。
【００５４】
以上のように、この実施形態によれば、圧力容器１の壁（天壁１２ｂ）に形成された送出路１０１より、基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体を基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直に入射させている。このため、基板表面Ｓ１の全体が該基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって洗浄処理され、処理時間を短縮することができる。しかも、送出路１０１の開口がスリット状とされ、その開口面積が基板表面Ｓ１の全面積のごく一部に限定されているため、従来技術に比べて処理流体の流速を高めることができる。その結果、単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。さらに、送出路１０１の開口形状がスリット状に限定されていることから、圧力容器１の壁に形成される送出路１０１の加工を容易として加工精度を高めることができる。これによって、基板表面Ｓ１に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。その結果、基板Ｗが回転されることで基板表面Ｓ１の全体を均一に処理することができる。
【００５５】
また、この実施形態によれば、送出路１０１に流体分散機構１０３が嵌挿されているので、送出路１０１の開口面内において処理流体の偏りが防止され、処理流体を基板Ｗの径方向に帯状にして均一に供給することができる。
【００５６】
また、この実施形態によれば、送出路１０１の長手方向と略直交する方向において基板Ｗの周端面に対向する圧力容器１の両側壁１２ａに一対の側方排出路１０５，１０５を形成しているので、基板表面Ｓ１に供給された処理流体は、基板Ｗの両側に向けて対称性を保ったまま排出され、基板表面Ｓ１上に処理流体が滞留するのが防止される。
【００５７】
さらに、基板Ｗの全周を取り囲んで流体分散機構１０６を設けているので、基板表面Ｓ１上において処理流体が集中することによって滞留するのが防止され、基板表面Ｓ１の面内均一性を良好しながら処理流体を排出することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明に係る高圧処理装置の第２実施形態で採用されている圧力容器およびその内部構造の要部を示す図である。また、図７は、図６に示す圧力容器のＢ−Ｂ’面を上方より見た概略図である。また、図８は、第２実施形態で採用されている圧力容器へ処理流体を供給する一部配管の構成図である。この第２実施形態は、基板Ｗの径方向に延びるスリット状の送出路２０１から処理流体を基板表面Ｓ１に向けて送出している点は、第１実施形態と共通しているが、処理流体の排出方法および処理流体をさらに基板Ｗの側方から追加的に供給している点が大きく相違している。以下、第１実施形態との相違点を中心に第２実施形態の構成および動作について説明する。
【００５９】
この第２実施形態では、圧力容器１Ａの天壁２２ｂに、基板表面Ｓ１に対向して基板Ｗの径方向に延びるようにスリット状に開口された開口部が基板Ｗの径方向と直交する方向に３つ並んで形成されている。このうち送出路２０１は基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら基板表面Ｓ１に対向して、基板Ｗの径方向に延びるように開口され、基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有している。そして、送出路２０１を挟み込むように送出路２０１の両側に隣接して一対の排出路２０２，２０２が送出路２０１の長手方向に沿って形成されている。
【００６０】
また、圧力容器１Ａの側壁２２ａには処理チャンバー１１Ａに処理流体を導入する側方導入部２０３が形成されている。この側方導入部２０３は処理チャンバー１１Ａに処理流体を導入して、基板Ｗの両側から基板表面Ｓ１に供給している。詳しくは、送出路２０２の長手方向と略直交する方向であって基板Ｗの両側から、基板表面Ｓ１に沿って基板Ｗの直径にわたって処理流体を供給している。なお、この実施形態では、処理流体として薬剤を含まない超臨界二酸化炭素のみが側方導入部２０３より導入される。
【００６１】
この高圧処理装置では、処理チャンバー１１Ａへ処理流体を圧送する配管が加熱器５の下流側で分岐される。一方の分岐配管１９Ａは送出路２０１に高圧弁Ｖ１Ａを介して接続され、他方の分岐配管１９Ｂは側方導入部２０３に高圧弁Ｖ１Ｂを介して接続される。一方の分岐配管１９Ａには高圧弁Ｖ３を介して第１薬剤供給部７ａが接続されるとともに、高圧弁Ｖ４Ａを介して第２薬剤供給部７ｂが接続される。他方の分岐配管１９Ｂには高圧弁Ｖ４Ｂを介して第２薬剤供給部７ｂが接続される。また、一対の排出路２０２，２０２の上方端は高圧弁Ｖ２を介して減圧器などからなるガス化部８に接続され、減圧処理によって一対の排出路２０２，２０２を介して処理チャンバー１１Ａから流体（処理流体＋汚染物質など）を排気する。なお、加熱器５の上流側およびガス化部８の下流側に繋がる構成は第１実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６２】
このように構成された高圧処理装置においては、まず洗浄工程では高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３が開いて、送出路２０１より帯状に処理流体（超臨界二酸化炭素と洗浄成分と添加剤としての相溶化剤とを含む混合物）が送出され、回転する基板Ｗの表面Ｓ１に垂直に入射する。同時に側方導入部２０３からは超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入される。これと同時に高圧弁Ｖ２を開き、処理流体（処理済み流体）は送出路２０１の両側に隣接して配設された一対の排出路２０２より即座に基板表面Ｓ１の上方に排出される。また、側方導入部２０３より基板Ｗの両側から超臨界二酸化炭素のみの処理流体が基板表面Ｓ１に供給されることで、処理済み流体が圧力容器１Ａの側壁２２ａに向けて流れ出すのが防止される。高圧弁Ｖ２は第１実施形態と同様に開度が制御されることで、処理チャンバー１１Ａの内圧力が一定に保持される。
【００６３】
そして、所定の洗浄処理が実行された後、第１リンス工程を行う。第１リンス工程は、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ４Ａ、Ｖ２を開き、高圧弁Ｖ３とＶ４Ｂを閉じることで送出路２０１より処理流体（超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを含む混合物）が送出され、同時に側方導入部２０３からは超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入される。なお、第１リンス工程において、リンス効果を高めるために高圧弁Ｖ４Ｂを開にして、側方導入部２０３からも送出路２０１と同じ処理流体を供給するようにしてもよい。
【００６４】
具体的には、送出路２０１から供給された洗浄成分が基板表面Ｓ１に残留付着するような場合では、側方導入部２０３から超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを含む混合物を処理流体として基板表面Ｓ１に供給するようにしてもよい。これにより、基板表面Ｓ１に残留付着した洗浄成分の洗い流しを促進させることができる。
【００６５】
こうして、第１リンス工程が完了すると、続いて第２リンス工程を行う。この第２リンス工程では、高圧弁Ｖ３、Ｖ４Ａ、Ｖ４Ｂを閉じ、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２を開き、側方導入部２０３と送出路２０１とも超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入されると同時に、一対の排出路２０２より即座に基板表面Ｓ１の上方に排出される。
【００６６】
これに続いて、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂを閉じて減圧し、処理チャンバー１１Ａが大気圧に戻ると、圧力容器１Ａを開いて処理済みの基板Ｗを搬出する。
【００６７】
以上のように、この実施形態によれば、送出路２０１から基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体を回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直に入射させているので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
また、この実施形態によれば、送出路２０１を挟み込むように配設された一対の排出路２０２，２０２より基板表面Ｓ１に供給された処理流体を即座に基板表面Ｓ１から上方に離れる方向に排出しているので処理流体（処理済み流体）が基板表面Ｓ１上に滞留するのが防止される。さらに、側方導入部２０３より基板Ｗの両側から処理流体を供給することにより、処理済み流体が基板Ｗの両側に流れていくことがなく、一対の排出路２０２，２０２より確実に排出される。
【００６９】
また、この実施形態によれば、送出路２０１から洗浄成分を含む処理流体を基板表面Ｓ１に供給供給しているので、薬液反応（洗浄成分による処理反応）に寄与する処理流体が、反応速度の大きな基板表面Ｓ１に対して垂直方向に入射する処理流体に限定されるので、洗浄成分の使用効率を向上させることができる。
【００７０】
上記第２実施形態の前記洗浄工程では、側方導入部２０３から超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入されるが、高圧弁Ｖ４Ｂを開いて超臨界二酸化炭素に相溶化剤を含む処理流体を導入するようにしてもよい。
【００７１】
＜その他＞
また、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、上記第１実施形態では、基板Ｗの全周を取り囲むように流体分散機構１０６を配設して、基板表面Ｓ１の面内均一性を良好しながら処理流体を排出しているが、処理流体の排出方法はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、圧力容器１の側壁１２ａに送出路１０１の長手方向に沿って複数対の側方排出路１０５，１０５を設けるようにしてもよい（第３実施形態）。このように構成しても、流体分散機構１０６を配設した場合と同様な効果が得られる。
【００７２】
また、処理流体の排出方向は、例えば図１０に示すように、圧力容器１の両側壁１２ａにそれぞれ、送出路１０１の長手方向に沿って同じ長さの流体分散機構１０６Ａ，１０６Ａを配設して、各流体分散機構１０６Ａ，１０６Ａに対応するそれぞれ１つの側方排出路１０５，１０５を設けるようにしてもよい（第４実施形態）。
【００７３】
また、上記第２実施形態では、送出路２０１と送出路２０１を挟んで配設された一対の排出路２０２，２０２（以下、これらを合わせて「複合送排出部」と称する）は、基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有しているが、これに限定されず、図１１に示すように、複合送排出部２１０のスリット長を基板Ｗの半径サイズとしてもよい（第５実施形態）。このように、複合送排出部２１０のスリット長を基板Ｗの半径サイズに限定することで送出路２０１の加工精度を向上させて、送出路２０１から送出される処理流体の流速の一層の均一化を図ることができる。また、送出路２０１の開口面積を低減することで、処理流体の流速を大きくして単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。同様にして、上記第１実施形態においても、側方排出路１０５に至るまでに基板表面Ｓ１に沿って平行に流れる処理流体の平行流がプロセスに大きな影響を与えない場合には、送出路１０１のスリット長を基板Ｗの半径サイズとしてもよい。
【００７４】
また、複合送排出部のスリット長を基板Ｗの半径サイズとした場合には、複合送排出部を複数個配置するようにしてもよい。例えば、図１２に示すように、２つの複合送排出部２１１，２１２を、基板Ｗの径方向において複合送排出部の長手方向に沿って一列に並べて配置するようにしてもよい（第６実施形態）。このように構成することで、基板Ｗに対して種々の表面処理を施すことを可能として、装置の汎用性を高めることができる。例えば、一方の複合送排出部２１１から処理流体として超臨界二酸化炭素と洗浄成分との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部２１２から処理流体として超臨界二酸化炭素と相溶化剤との混合物を送排出することができる。また、一方の複合送排出部２１１から処理流体として超臨界二酸化炭素と相溶化剤との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部２１２から処理流体として高圧流体のみを送排出することもできる。
【００７５】
また、２つの複合送排出部２１１，２１２を長手方向に沿って一列に配置する場合に限らず、図１３に示すように、基板Ｗの回転中心Ａ０を中心として対称としながらも、複合送排出部の長手方向と直交する方向において互いに違いに配置するようにしてもよい（第７実施形態）。このように、複数個の複合送排出部を設けることにより、プロセスの設計自由度を飛躍的に高めることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、送出路１０１，２０１は基板表面Ｓ１と対向する圧力容器１の壁（天壁１２ｂ）にスリット状に開口されているが、図１４に示すように、圧力容器１の壁にスリットノズル１０７をノズル開口が基板表面Ｓ１に対向するように別に取り付けるように構成してもよい（第８実施形態）。この場合、「スリットノズル」が本発明の「流体送出手段」として機能する。
【００７７】
また、上記実施形態では、２種類の薬剤を超臨界二酸化炭素（高圧流体）に混合させて処理流体を調製しているが、薬剤の種類や数などについては任意である。また、薬剤を使用しないで表面処理を行う場合には、薬剤供給部が不要となる。
【００７８】
また、上記実施形態では、表面処理として洗浄処理を実行しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば現像工程と洗浄・リンス工程が施された基板を受取り、乾燥処理のみを行う装置や別の表面処理（現像処理など）を実行する高圧処理装置などにも本発明を適用することができる。この場合でも、湿式処理後に回転する基板Ｗの表面Ｓ１に処理流体（超臨界二酸化炭素）が帯状に垂直入射することでプロセスを加速させ効率良く乾燥処理を実行することができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、基板Ｗの両主面のうち上方向に向いた一方主面Ｓ１を本発明の「表面」として所定の表面処理を施しているが、基板Ｗの他方主面に対して表面処理を施す場合には、他方主面Ｓ2を上方向に向けた状態で基板Ｗを保持するようにすればよい。また、基板Ｗの両主面に対して表面処理を施す必要がある場合には、各主面Ｓ１，Ｓ２に対向してスリット状の開口を配設すればよい。このように、基板Ｗの他方主面Ｓ2および両主面に対して表面処理を行う場合には、基板Ｗの端縁部をメカ的に保持するようにすればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、「被処理体」として略円形の基板Ｗを処理する場合について説明したが、基板Ｗの形状はこれに限定されず、例えば角型等であってもよい。この場合、「流体送出手段」は、基板Ｗの径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、基板Ｗの径方向において少なくとも基板Ｗの回転中心から基板Ｗの端縁までの距離よりも大きなスリット長を有していればよい。このように構成することで、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、加熱器５は混合部６よりも１次側に配置されるように図示しているが、もちろん混合部６から圧力容器１の途上に更に加熱器を追加して設置するようにしてもよい。例えば混合部６から圧力容器１までの距離が長く、保温が困難で圧力容器１の処理チャンバー１１に至った時点でプロセス温度が達成できない場合に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として用いて、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用基板、あるいは磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などを含む被処理体の表面に対して所定の表面処理（現像処理、洗浄処理や乾燥処理など）を施す高圧処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る高圧処理装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】図１の高圧処理装置における圧力容器およびその内部構造を示す図である。
【図３】図２に示す圧力容器のＡ−Ａ’面を上方より見た上面図である。
【図４】図２に示す圧力容器の上部材を紙面右方向から見た断面図である。
【図５】基板表面上における処理流体の流れを模式的に表した図である。
【図６】本発明に係る高圧処理装置の第２実施形態で採用されている圧力容器およびその内部構造の要部を示す図である。
【図７】図６に示す圧力容器のＢ−Ｂ’面を上方より見た概略図である。
【図８】第２実施形態で採用されている圧力容器へ処理流体を供給する一部配管の構成図である。
【図９】本発明に係る高圧処理装置の第３実施形態で採用されている圧力容器を示す図である。
【図１０】本発明に係る高圧処理装置の第４実施形態を示す図である。
【図１１】本発明に係る高圧処理装置の第５実施形態を示す図である。
【図１２】本発明に係る高圧処理装置の第６実施形態を示す図である。
【図１３】本発明に係る高圧処理装置の第７実施形態を示す図である。
【図１４】本発明に係る高圧処理装置の第８実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ａ…圧力容器
６…混合部（供給手段）
１０…高圧流体供給ユニット（供給手段）
１１，１１Ａ…処理チャンバー
１２ａ，２２ａ…圧力容器の側壁
１２ｂ，２２ｂ…圧力容器の天壁（基板表面に対向する圧力容器の壁）
１５…スピンチャック（保持手段）
１６…モータ（回転手段）
１０１，２０１…送出路（流体送出手段）
１０３…流体分散機構（送出側分散機構）
１０５…一対の側方排出路（流体排出手段）
１０６…流体分散機構（排出側分散機構）
１０７…スリットノズル（流体送出手段）
２０２…一対の排出路（流体排出手段）
２０３…側方導入部
２１０，２１１，２１２…複合送排出部
Ｓ１，Ｓ２…基板表面
Ｗ…基板（被処理体）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤（添加剤）との混合物を処理流体として、基板などの被処理体の表面に接触させて該被処理体の表面に対して所定の表面処理（現像処理、洗浄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】
基板を圧力容器内に設置し、低粘性、高拡散性の性質を持つ超臨界流体（以下、「ＳＣＦ」という）を使用した高圧洗浄処理の技術提案が従来よりなされている。このような超臨界流体を基板に供給する装置としては、次のようなものが知られている。例えば、チャンバ内に基板を水平に保持しながら基板の側方の一方に配設されたＳＣＦ供給ラインから基板の側方の他方に配設されたＳＣＦ排出ラインに向けて薬液入りのＳＣＦを基板表面に沿って平行に流して基板を洗浄処理する装置がある（特許文献１参照）。また、チャンバ内でスピンチャックに保持させた基板を回転させながら、基板の上面中央部にＳＣＦを供給しながら基板を乾燥処理する装置がある（特許文献２参照）。さらに、基板表面に対向配置されるとともに上下に貫通する多数の流通孔が開口された円板状の閉塞板を用いて、チャンバ上部に設けられた流体導入路から導入したＳＣＦを分散させながら、各流通孔を通じて基板表面にＳＣＦを略垂直に供給して洗浄処理や乾燥処理を基板に施す装置がある（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７１３９４号公報（図２）
【特許文献２】特開２００４−１８６５２６号公報（図３）
【特許文献３】特開２００４−１４６４５７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板表面上でのＳＣＦの流れが処理プロセスに大きな影響を及ぼすことは良く知られているが、これをさらに詳細に検討すると、ＳＣＦの流速のほか、基板表面に対するＳＣＦの流れ方向も処理プロセスの影響因子として挙げられる。また、同じ流速とした場合には、基板に対して平行な流れよりも、基板に対して垂直な流れの方が処理を加速する作用があることが種々の実験結果より明らかとなっている。したがって、このような観点を考慮した上で、基板表面の処理の均一性、チャンバ内におけるＳＣＦの置換性を良好に満足させながらも、スループットを向上させていくことが重要となっている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、基板表面に平行なＳＣＦの流れによって該基板表面を処理させているために、処理速度が遅く、スループットの低下が避けられないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の装置では、基板表面の中心部（上面中央部）のみにＳＣＦが垂直に入射することより、該基板表面の中心部のみが優先的に処理が進行して、基板表面の面内不均一が助長されてしまう。具体的には、基板表面の中心部のみが基板表面に対して垂直なＳＣＦによって処理される一方で、基板表面の周縁部は基板回転に伴う遠心力によって基板表面に対して平行に広がるＳＣＦによって処理される結果、基板表面の処理の均一性を保つことが困難となっていた。
【０００７】
また、特許文献３に記載の装置では、円板状の閉塞板に開口された流通孔を通じて基板表面に対して垂直にＳＣＦを入射させているものの、次のような問題が発生していた。すなわち、基板の面積と同程度あるいはそれ以上の面積を有する閉塞板に開口された流通孔から基板表面全体に均一にＳＣＦを噴出させる必要があるが、このような円板（円板自体の形状のほか、流通孔の形状、孔の配設位置等を含む）を精度良く加工することは事実上、困難である。その結果、基板表面に入射するＳＣＦの流速が不均一となり、基板表面の面内不均一が生じることとなる。また、流体導入路から導入されたＳＣＦを基板表面全体に広がるように分散させて流通孔から噴出させているため、各流通孔から基板表面に垂直入射するＳＣＦの流速が小さくなり、結果として、単位面積当たりの処理効率が低下してしまう。
【０００８】
さらに、流通孔を通じて基板表面全体に対してＳＣＦを噴出させているので、基板表面の中央部に向けて噴出されたＳＣＦが、それを取り巻くように基板表面の周縁部に向けて噴出されたＳＣＦによって基板外に排出されるのが阻害され、処理後のＳＣＦが基板表面上に滞留してしまうという問題も発生する。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて被処理体の表面に対して所定の表面処理を施すに際して、その表面処理の均一性およびスループットを向上させ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】
【００１０】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて前記被処理体の表面に対し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、処理流体を供給する供給手段と、その内部に表面処理を行うための処理チャンバーを有する圧力容器と、処理チャンバー内で被処理体を保持する保持手段と、保持手段により保持されている被処理体を回転させる回転手段と、被処理体の回転中心を含むように被処理体の表面に対向して開口され、供給手段から供給される処理流体を被処理体の表面に対して垂直方向に送出して被処理体の表面に供給する流体送出手段と、流体送出手段から被処理体の表面に供給された処理流体を圧力容器外に排出する流体排出手段とを備え、流体送出手段は、被処理体の径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、被処理体の径方向において少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも大きなスリット長を有している。
【００１１】
このように構成された発明では、被処理体の径方向に少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも長い帯状の処理流体が、被処理体の回転中心を含みながら回転する被処理体の表面に対して垂直方向に供給される。このため、被処理体の表面全体が該被処理体の表面に対して垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、スループットを向上させることができる。しかも、流体送出手段の開口をスリット状にすることでその開口面積は被処理体の表面全体の面積に対してごく一部に限定され、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、処理流体の流速が小さくなることがなく、比較的大きな処理流体の流速によって処理することができる。その結果、単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。さらに、流体送出手段の開口形状がスリット状に限定されているために、流体送出手段に対する加工を容易として加工精度を高めて、被処理体の表面に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。したがって、被処理体の回転により該被処理体の表面全体を均一に処理することができる。
【００１２】
ここで、被処理体として略円形の基板を処理する場合には、次のようにして基板に処理流体を供給するようにしてもよい。すなわち、基板の径方向に基板の半径サイズ以上のスリット長を有しながら基板の表面に対向する圧力容器の壁に開口された、送出路を介して処理チャンバーに処理流体を導入して基板表面に送出するようにしてもよい。この構成によれば、基板の径方向に基板の半径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体が送出路から送出され、回転する基板の表面に対して垂直に入射する。このため、基板表面全体が該基板表面に対して垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、上述した作用効果を得ることができる。
【００１３】
このとき、送出路に供給側分散機構を嵌挿させると、処理チャンバーに導入される処理流体を基板の径方向に分散させて基板表面に送出することができる。これにより、送出路の開口面内において処理流体の偏りが防止され、処理流体を基板の径方向に均一に供給することができる。
【００１４】
ここで、送出路のスリット長、つまり基板の径方向（長手方向）における長さは、少なくとも基板の半径サイズ以上であれば、基板表面全体を垂直入射する処理流体で処理することが可能である。このため、送出路のスリット長を基板の半径サイズに限定することで圧力容器の壁に形成される送出路の加工精度を向上させて、送出路から送出される処理流体の流速の一層の均一化を図ることができる。また、送出路の開口面積を低減することで、処理流体の流速を大きくして単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。その一方で、送出路のスリット長を基板の直径サイズ以上に形成することで、次のようにして基板表面に供給された処理流体を良好に圧力容器外に排出することができる。
【００１５】
送出路のスリット長を基板の直径サイズ以上に形成した場合には、送出路の長手方向と略直交する方向において基板の周端面に対向する圧力容器の両側壁に側方排出路の対を形成して、該側方排出路の対を介して基板表面に供給された処理流体を基板表面に沿って基板の両側から圧力容器外に排出するようにしてもよい。この構成によれば、送出路から基板表面に供給された処理流体は、各側方排出路に至るまで、基板の両側に向けて対称性を保ったまま基板表面に沿って流れていく。これにより、基板表面に供給された処理流体が基板表面上に滞留するのが防止される。
【００１６】
さらに、基板の全周を取り囲むようにして排出側分散機構を設けると、基板の両側に流れ出す処理流体は排出側分散機構を介して側方排出路より圧力容器外に排出される。このため、基板表面に沿って基板の両側から流れ出す処理流体を基板の周方向に分散させて側方排出路より排出させることができる。その結果、側方排出路に最も近い基板の端縁から優先的に処理流体が排出されるのが抑制され、基板表面上において処理流体が集中することによって滞留するのが防止される。したがって、基板表面の面内均一性を良好しながら処理流体を排出することができる。
【００１７】
また、排出側分散機構を設ける代わりに、複数対の側方排出路を送出路の長手方向に沿って配設するようにしてもよい。このように構成しても、排出側分散機構を配設した場合と同様な効果が得られる。
【００１８】
また、基板表面に対向しながら送出部の長手方向と略直交する方向に送出路を挟み込むように送出路の両側に隣接して一対の排出路を設けて、該一対の排出路を介して基板表面に供給された処理流体を基板表面から離れる方向に圧力容器外に排出するようにしてもよい。この構成によれば、送出路からスリット状に基板表面に垂直入射され所定の表面処理を実行した処理流体（処理済み流体）は、送出路を挟み込むようにして配設された一対の排出路より即座に基板表面から離れる方向に排出される。このため、基板表面に供給された処理流体が基板表面上に滞留するのが防止される。
【００１９】
このとき、側方導入部より処理チャンバーに処理流体を導入して、送出路の長手方向と略直交する方向であって基板の両側から基板表面に沿って処理流体を基板表面に供給するのが好ましい。この構成によれば、送出路から基板表面に供給された処理流体が基板表面に沿って基板の両側に向けて流れていくのが防止され、一対の排出路から確実に処理流体を排出することができる。
【００２０】
また、送出路と該送出路を挟んで配設された一対の排出路とを複合送排出部とした場合に、該複合送排出部を複数個有するように構成してもよい。このように構成することで、基板に対して種々の表面処理を施すことを可能として、装置の汎用性を高めることができる。例えば、複合送排出部を２個配置する場合には、一方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と洗浄成分との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と相溶化剤との混合物を送排出することができる。また、一方の複合送排出部から処理流体として高圧流体と相溶化剤との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部から処理流体として高圧流体のみを送排出することもできる。
【００２１】
なお、本発明における「被処理体の表面」とは、高圧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、光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高圧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、他方主面に対して高圧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高圧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。
【００２２】
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。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。また、洗浄処理に限られず、高圧流体を用いて、被処理体上から不要な物質を除去する処理（例えば、乾燥、現像等）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。
【００２３】
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、拡散係数が大きく、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、より高圧にして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って微細なパターン部分にもより一層浸透することができるようになるためである。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添加剤（薬剤）を含むことができる。
【００２４】
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゜Ｃ、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・現像工程等は、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、７．１〜３０ＭＰａ下でこれらの処理を行うことがより好ましい。
【００２５】
また、高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として用いる場合において、薬剤としての洗浄成分が高圧流体に対して溶解度が低い場合には、この洗浄成分を高圧流体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用いることが好ましい。特に、二酸化炭素の超臨界流体に対し、薬剤が水分を含む場合には、薬剤の難溶化が顕著となるケースもある。相溶化剤は、複数の成分を混合した薬剤に関し、用いる高圧流体に対し溶解性が悪い場合には、この薬剤と高圧流体との相溶性を改善する。この相溶化剤は、洗浄工程終了後のリンス工程で、付着・残留した薬剤を除去する作用も有している。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、被処理体の径方向に少なくとも被処理体の回転中心から被処理体の端縁までの距離よりも長い帯状の処理流体が、被処理体の回転中心を含みながら回転する被処理体の表面に対して垂直方向に供給される。このため、被処理体の表面全体が垂直方向に入射する処理流体によって表面処理され、スループットを向上させることができる。しかも、流体送出手段の開口形状がスリット状に限定されているために、比較的大きな処理流体の流速によって処理することができ、処理効率を向上させることができる。さらに、流体送出手段に対する加工精度を高めることができ、被処理体の表面に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る高圧処理装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。図２は、図１の高圧処理装置における圧力容器およびその内部構造を示す図である。また、図３は、図２に示す圧力容器のＡ−Ａ’面を上方より見た上面図である。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（高圧流体）または超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として導入し、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（被処理体）Ｗに対して所定の洗浄および乾燥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。
【００２８】
この高圧処理装置では、超臨界二酸化炭素を繰り返して循環使用する一方、処理チャンバー１１を大気圧に開放するなどによって系内の二酸化炭素が減少すると、ボンベ２から液体状の二酸化炭素を補給するように構成されている。このボンベ２は凝縮器などからなる液化部３と接続されており、ボンベ２内に二酸化炭素が５〜６ＭＰａの圧力で液体状流体として貯留されており、この液体二酸化炭素が図示しないポンプによりボンベ２より取り出され液化部３を介して系内に補給される。
【００２９】
この液化部３の出力側には加圧ポンプなどの昇圧器４が接続されており、この昇圧器４で液化二酸化炭素を加圧して高圧液化二酸化炭素を得るとともに、高圧液化二酸化炭素を加熱器５および高圧弁Ｖ１を介して混合部６に圧送する。このように圧送される高圧液化二酸化炭素は加熱器５で加熱されて表面処理（洗浄処理および乾燥処理）に適した温度にまで加熱され、超臨界二酸化炭素となり、高圧弁Ｖ１を介して混合部６に送られる。このように、ボンベ２、液化部３、昇圧器４および加熱器５が、高圧流体として超臨界二酸化炭素を供給する高圧流体供給ユニット１０として機能している。
【００３０】
この混合部６には、基板Ｗの表面処理に適した薬剤を貯蔵・供給する２種類の薬剤供給部、つまり第１薬剤供給部７ａおよび第２薬剤供給部７ｂがそれぞれ高圧弁Ｖ３およびＶ４を介して接続されている。このため、高圧弁Ｖ３、Ｖ４の開閉制御によって第１薬剤供給部７ａから第１薬剤が、また第２薬剤供給部７ｂから第２薬剤が開閉制御に応じた量だけ混合部６にそれぞれ供給されて超臨界二酸化炭素に対する薬剤の混合量が調整される。このように、この実施形態では、処理流体として「超臨界二酸化炭素」、「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤」、「超臨界二酸化炭素＋第２薬剤」および「超臨界二酸化炭素＋第１薬剤＋第２薬剤」を選択的に調製して圧力容器１の処理チャンバー１１に供給可能となっており、高圧流体供給ユニット１０と混合部６とが、処理流体を供給する「供給手段」として機能する。そして、表面処理の内容に応じて適宜高圧弁Ｖ３、Ｖ４を装置全体を制御部（図示書略）により開閉制御することによって処理流体の種類を選択するとともに、薬剤濃度をコントロールすることができるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、圧力容器１は、側壁１２ａと天壁１２ｂとが一体に形成された上部材１２と、底壁１３ａを構成する下部材１３とを備え、上部材１２と下部材１３とがシール材１４を介して密着して互いを保持するように構成されている。上部材１２の内部には基板Ｗを収容可能な円筒状の空間が形成されている。また、下部材１３を固定した状態で上部材１２を上下動させることにより、上部材１２を下部材１３から上下方向に接離し得るように構成されている。これにより、圧力容器１は開閉自在に構成されており、閉じられた際に処理チャンバー１１内が気密状態となる。そして、圧力容器１が開かれた際に未処理の基板Ｗを処理チャンバー１１内に位置するスピンチャック１５に載置して（基板Ｗの搬入）、圧力容器１を閉じて後述するようにして表面処理を施す一方、表面処理後に圧力容器１を開いて処理済の基板Ｗを搬出することができるように構成されている。
【００３２】
このスピンチャック１５は処理チャンバー１１内に配置されており、本発明の「保持手段」として基板Ｗを水平姿勢で回転自在に保持する。詳しくは、スピンチャック１５は、その上面に設けられた吸着口（図示省略）により表面処理（高圧処理）を施すべき表面（一方主面）Ｓ１を上向きにした状態で基板Ｗの下面（他方主面Ｓ２）の中央部を吸着保持可能となっている。また、スピンチャック１５には、モータ１６（回転手段）によって回転される回転軸１７が連結されており、モータ１６が回転駆動されるのに応じてスピンチャック１５およびそれによって保持されている基板Ｗが一体的に処理チャンバー１１内で回転軸線Ｊ回りに回転する。回転軸１７と圧力容器１の底壁１３ａに設けられた孔との間にはシール材１８が配設され、回転軸１７を回転自在としながら処理チャンバー１１を外部雰囲気に対して気密状態としている。なお、スピンチャック１５の基板Ｗの保持は吸着に限られるものではなく、メカ的に保持する構成でもよい。
【００３３】
図４は、図２に示す圧力容器の上部材を紙面右方向から見た断面図である。圧力容器１の上面中央部には送出路１０１（流体送出手段）が設けられ、圧力容器１（上部材１２）の天壁１２ｂにスリット状に開口されている。具体的には、送出路１０１はスピンチャック１５に保持された基板Ｗの回転中心Ａ０（スピンチャック１５の回転軸線Ｊに略一致する）を含みながら基板表面Ｓ１に対向して、基板Ｗの径方向に延びるように開口されている。この送出路１０１は基板Ｗの径方向に基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有している。一方で、基板Ｗの径方向と直交する方向において送出路１０１のスリット幅は３ｍｍ以下、望ましくは１ｍｍ以下に形成される。例えば３００ｍｍの基板径に合わせてスリット長を３００ｍｍ強とした場合に、スリット幅を１ｍｍ以下に設定することにより、おおよそ洗浄処理に合致した流体速度で処理流体を噴出させることができる。
【００３４】
送出路１０１の上端中央部は、回転軸線Ｊ上に配設された流体導入ポート１０２が接続されており、流体導入ポート１０２を介して送出路１０１と混合部６とが連通されている。これにより、混合部６から送られてくる処理流体は送出路１０１を介して処理チャンバー１１に導入され、基板表面Ｓ１に向けて送出される。
【００３５】
送出路１０１の下方端側、つまり処理チャンバー１１への出口の先には、流体分散機構１０３（送出側分散機構）が送出路１０１のスリット状の開口に合わせて嵌挿されている。流体分散機構１０３は、上下方向に貫通する多数の細孔が形成された板状部材からなり、図４に示すように、流体導入ポート１０２から導入された処理流体は、流体分散機構１０３を経由することにより、送出路１０１の長手方向（紙面の左右方向）に均一に分散されながら送出路１０１より噴出される。なお、このような流体分散機構１０３として、パンチング板または多孔質セラミックス板などが用いられる。
【００３６】
また、圧力容器１の底壁１３ａには、混合部６から送られてくる処理流体を処理チャンバー１１内に導入する下方側導入路１０４が形成されている。下方側導入路１０４から導入された処理流体は基板Ｗの下面周縁部、つまりスピンチャック１５によって保持されていない基板Ｗの下面Ｓ２の露出部分に向けて供給される。これにより、露出部分に滞留する処理済み流体を下方側導入路１０４から導入される新たな処理流体によって置換させることで、処理済み流体の滞留を防止している。
【００３７】
圧力容器１の側面には側方排出路１０５が設けられている。この側方排出路１０５は、送出路１０１の長手方向と略直交する方向において、基板Ｗの周端面に対向する圧力容器１（上部材１２）の両側壁１２ａにそれぞれ設けられることで、対をなして形成されている。詳しくは、図３に示すように、平面視において一対の側方排出路１０５，１０５が送出路１０１を中心としてその両側に略対称形状に形成されている。
【００３８】
さらに、圧力容器１の側壁１２ａには、流体分散機構１０６（排出側分散機構）が基板Ｗの全周を取り囲むように配設されている。流体分散機構１０６は、基板Ｗの径方向に貫通する多数の細孔が形成された円環部材からなり、送出路１０１と下方側導入路１０４より基板表面Ｓ１に供給され基板Ｗの両側に流れ出す処理流体は流体分散機構１０６を経由して一対の側方排出路１０５，１０５より圧力容器１外に排出される。このため、各々の側方排出路１０５に最も近い基板Ｗの端縁から優先的に処理流体が排出（ショートパス）されるのが抑制される。なお、このような流体分散機構１０６として、パンチング板または多孔質セラミックス板などが用いられる。
【００３９】
また、圧力容器１の底壁１３ａには、回転軸１７の回転によりパーティクルが発生するおそれがあることから、圧力チャンバー１１内にパーティクルが入り込まないように、回転軸１７と底壁１３ａ（底壁に設けられた孔の内壁）との隙間から、圧力容器１外へ排気するように構成されている。
【００４０】
一対の側方排出路１０５，１０５は高圧弁Ｖ２を介して減圧器などからなるガス化部８が接続されており、減圧処理によって一対の側方排出路１０５，１０５を介して処理チャンバー１１から排気される流体（処理流体＋汚染物質など）を完全にガス化して分離回収部９に送り込む。また、この分離回収部９では、二酸化炭素を気体成分とし、汚染物質と薬剤の混合物を液体成分として気液分離する。ここで、汚染物質は固体として析出し、薬剤の中に混入して分離されることもある。また、分離回収部９としては、単蒸留、蒸留（精留）、フラッシュ分離等の気液分離を行うことができる種々の装置や、遠心分解機などを使用することができる。
【００４１】
このように、この実施形態では、ガス化部８を用いて処理チャンバー１１から排気される流体（処理流体＋汚染物質など）を分離回収部９に送り込む前に予め完全にガス化しているが、その理由は、減圧された二酸化炭素等の流体が温度との関係で気体状流体（炭酸ガス）と液体状流体（超臨界二酸化炭素中に溶解していた薬剤が相分離で析出したもの）との混合物となるため、分離回収部９での分離効率および二酸化炭素のリサイクル効率を向上させる観点からである。
【００４２】
なお、分離回収部９で分離された薬剤、即ち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、分離回収部９から排出され、必要に応じて後処理される。一方、気体成分の二酸化炭素については、液化部３に送り込んで再利用に供する。
【００４３】
次に、上記のように構成された高圧処理装置の洗浄動作について説明する。この高圧処理装置は、前工程、例えばアッシングやドライエッチングによって不要な残渣やレジストが表面に残留している基板Ｗを受け取ると、次のようにして洗浄処理（洗浄工程＋リンス工程）を実行する。圧力容器１が開かれた状態で未処理の基板Ｗが搬入され、表面処理（高圧処理）を施すべき表面Ｓ１を上向きにした状態でスピンチャック１５に載置されると、スピンチャック１５により基板Ｗは吸着保持されるとともに、圧力容器１が閉じられる。
【００４４】
この洗浄工程では、供給される液化二酸化炭素を昇圧器４で加圧して高圧液化二酸化炭素を形成し、さらにその高圧液化二酸化炭素を加熱器５で加熱して超臨界二酸化炭素を形成しつつ、高圧弁Ｖ１を開いて混合部６に送り込む。また、薬剤用の高圧弁Ｖ３を開いて第１薬剤供給部７ａを供給モードとし、第１薬剤供給部７ａから第１薬剤を混合部６へと圧送する。これによって、第１薬剤が超臨界二酸化炭素に混合されて洗浄処理に適した処理流体が調製される。ここで、第１薬剤は第３アミン類やフッ化物類等の洗浄作用のある薬剤である。具体例としては、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。この洗浄成分の含有量は、所望の効果が得られるように適宜調整すればよい。
【００４５】
そして、上記の洗浄成分は、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る相溶化剤を添加させるのが好ましい。 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挙げられる。
【００４６】
そして、混合部６で調製された処理流体が圧力容器１の上面に設けられた送出路１０１を介して処理チャンバー１１に導入され、スピンチャック１５により保持されている基板Ｗの表面Ｓ１に向けて噴出される。また、下方側導入路１０４より処理流体が処理チャンバー１１に導入され、基板Ｗの下面周縁部に向けて供給される。このとき、処理流体の供給と同時に、あるいは前後してモータ１６が回転駆動させることで、基板Ｗを回転させる。
【００４７】
図５は、基板表面上における処理流体の流れを模式的に表した図である。送出路１０１より送出される処理流体は、基板Ｗの径方向において基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体として、基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら基板表面Ｓ１に対して垂直に入射する。その結果、処理流体が基板表面Ｓ１に接触して所定の洗浄処理が実行される。そして、基板表面Ｓ１に供給された処理流体は基板Ｗの両側に向けて対称性を保ったまま基板表面Ｓ１に沿って平行に流れ、側方排出路１０５，１０５より各々排出される。このため、基板Ｗの回転動作と合わせて、基板表面Ｓ１に対する処理流体が流れる方向という観点から処理流体の流れの面内均一化が図られている。これにより、基板表面Ｓ１に供給された処理流体が不必要に基板表面上に滞留するのが防止される。
【００４８】
そして、回転する基板Ｗに帯状の処理流体が次々と垂直入射することによって、基板表面Ｓ１の全体が基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって所定の洗浄処理が実行される。
【００４９】
この洗浄工程によって基板Ｗに付着していた汚染物質は、処理チャンバー１１内の処理流体（超臨界二酸化炭素＋第１薬剤）に溶解することとなる。ここで、例えば第１薬剤を洗浄成分と相溶化剤と設定すると、汚染物質は洗浄成分および相溶化剤の働きにより超臨界二酸化炭素に溶解しているので、処理チャンバー１１に超臨界二酸化炭素のみを流通させると、溶解していた汚染物質が析出する可能性があるため、洗浄工程後に超臨界二酸化炭素と相溶化剤からなる第１リンス用処理流体による第１リンス工程と、超臨界二酸化炭素のみからなる第２リンス用処理流体による第２リンス工程とをこの順序で行うのが望ましい。
【００５０】
そこで、この実施形態では、第１薬剤の供給開始、つまり洗浄工程の開始から所定時間経過すると、高圧弁Ｖ３を閉じて第１薬剤供給部７ａを供給停止モードとし、第１薬剤供給部７ａからの第１薬剤（洗浄成分）の混合部６へと圧送を停止して高圧弁Ｖ４を開いて第２薬剤供給部７ｂからの第２薬剤（相溶化剤）の混合部６への圧送を開始し混合部６において超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを混合させて第１リンス用処理流体を調製し、処理チャンバー１１に供給する。これによって第１リンス用処理流体が処理チャンバー１１内を流通して処理チャンバー１１内の洗浄成分および汚染物質が次第に少なくなっていき、最終的には第１リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素＋相溶化剤）で満たされることとなる。相溶化剤としては、第１薬剤に添加したものと同じものを使用しても構わないし、異なるものも使用できる。
【００５１】
こうして、第１リンス工程が完了すると、続いて第２リンス工程を行う。この第２リンス工程では、さらに高圧弁Ｖ４を閉じて第２薬剤供給部７ｂを供給停止モードとし、第２薬剤供給部７ｂからの第２薬剤（相溶化剤）の混合部６への圧送を停止して超臨界二酸化炭素のみを第２リンス用処理流体として処理チャンバー１１に供給する。これによって第２リンス用処理流体が処理チャンバー１１内を流通して処理チャンバー１１が第２リンス用処理流体（超臨界二酸化炭素）で満たされることとなる。
【００５２】
高圧弁Ｖ２は、前記洗浄工程、第１リンス工程、第２リンス工程を通して常時開状態とされる。具体的には、処理中の処理チャンバー１１の内圧力をモニターしながら常に所定の圧力が保たれるように開度が調節されることで、処理チャンバー１１の内圧力が制御される。
【００５３】
これに続いて、高圧弁Ｖ１を閉じて減圧し、処理チャンバー１１が大気圧に戻ると、圧力容器１を開いて処理済みの基板Ｗを搬出する。これにより、一連の処理（洗浄工程＋リンス工程）が完了する。そして、次の未処理基板が搬送されてくると、上記動作が繰り返されていく。
【００５４】
以上のように、この実施形態によれば、圧力容器１の壁（天壁１２ｂ）に形成された送出路１０１より、基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体を基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直に入射させている。このため、基板表面Ｓ１の全体が該基板表面Ｓ１に対して垂直入射する処理流体によって洗浄処理され、処理時間を短縮することができる。しかも、送出路１０１の開口がスリット状とされ、その開口面積が基板表面Ｓ１の全面積のごく一部に限定されているため、従来技術に比べて処理流体の流速を高めることができる。その結果、単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。さらに、送出路１０１の開口形状がスリット状に限定されていることから、圧力容器１の壁に形成される送出路１０１の加工を容易として加工精度を高めることができる。これによって、基板表面Ｓ１に入射する処理流体の流速を均一にすることができる。その結果、基板Ｗが回転されることで基板表面Ｓ１の全体を均一に処理することができる。
【００５５】
また、この実施形態によれば、送出路１０１に流体分散機構１０３が嵌挿されているので、送出路１０１の開口面内において処理流体の偏りが防止され、処理流体を基板Ｗの径方向に帯状にして均一に供給することができる。
【００５６】
また、この実施形態によれば、送出路１０１の長手方向と略直交する方向において基板Ｗの周端面に対向する圧力容器１の両側壁１２ａに一対の側方排出路１０５，１０５を形成しているので、基板表面Ｓ１に供給された処理流体は、基板Ｗの両側に向けて対称性を保ったまま排出され、基板表面Ｓ１上に処理流体が滞留するのが防止される。
【００５７】
さらに、基板Ｗの全周を取り囲んで流体分散機構１０６を設けているので、基板表面Ｓ１上において処理流体が集中することによって滞留するのが防止され、基板表面Ｓ１の面内均一性を良好しながら処理流体を排出することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明に係る高圧処理装置の第２実施形態で採用されている圧力容器およびその内部構造の要部を示す図である。また、図７は、図６に示す圧力容器のＢ−Ｂ’面を上方より見た概略図である。また、図８は、第２実施形態で採用されている圧力容器へ処理流体を供給する一部配管の構成図である。この第２実施形態は、基板Ｗの径方向に延びるスリット状の送出路２０１から処理流体を基板表面Ｓ１に向けて送出している点は、第１実施形態と共通しているが、処理流体の排出方法および処理流体をさらに基板Ｗの側方から追加的に供給している点が大きく相違している。以下、第１実施形態との相違点を中心に第２実施形態の構成および動作について説明する。
【００５９】
この第２実施形態では、圧力容器１Ａの天壁２２ｂに、基板表面Ｓ１に対向して基板Ｗの径方向に延びるようにスリット状に開口された開口部が基板Ｗの径方向と直交する方向に３つ並んで形成されている。このうち送出路２０１は基板Ｗの回転中心Ａ０を含みながら基板表面Ｓ１に対向して、基板Ｗの径方向に延びるように開口され、基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有している。そして、送出路２０１を挟み込むように送出路２０１の両側に隣接して一対の排出路２０２，２０２が送出路２０１の長手方向に沿って形成されている。
【００６０】
また、圧力容器１Ａの側壁２２ａには処理チャンバー１１Ａに処理流体を導入する側方導入部２０３が形成されている。この側方導入部２０３は処理チャンバー１１Ａに処理流体を導入して、基板Ｗの両側から基板表面Ｓ１に供給している。詳しくは、送出路２０２の長手方向と略直交する方向であって基板Ｗの両側から、基板表面Ｓ１に沿って基板Ｗの直径にわたって処理流体を供給している。なお、この実施形態では、処理流体として薬剤を含まない超臨界二酸化炭素のみが側方導入部２０３より導入される。
【００６１】
この高圧処理装置では、処理チャンバー１１Ａへ処理流体を圧送する配管が加熱器５の下流側で分岐される。一方の分岐配管１９Ａは送出路２０１に高圧弁Ｖ１Ａを介して接続され、他方の分岐配管１９Ｂは側方導入部２０３に高圧弁Ｖ１Ｂを介して接続される。一方の分岐配管１９Ａには高圧弁Ｖ３を介して第１薬剤供給部７ａが接続されるとともに、高圧弁Ｖ４Ａを介して第２薬剤供給部７ｂが接続される。他方の分岐配管１９Ｂには高圧弁Ｖ４Ｂを介して第２薬剤供給部７ｂが接続される。また、一対の排出路２０２，２０２の上方端は高圧弁Ｖ２を介して減圧器などからなるガス化部８に接続され、減圧処理によって一対の排出路２０２，２０２を介して処理チャンバー１１Ａから流体（処理流体＋汚染物質など）を排気する。なお、加熱器５の上流側およびガス化部８の下流側に繋がる構成は第１実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６２】
このように構成された高圧処理装置においては、まず洗浄工程では高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３が開いて、送出路２０１より帯状に処理流体（超臨界二酸化炭素と洗浄成分と添加剤としての相溶化剤とを含む混合物）が送出され、回転する基板Ｗの表面Ｓ１に垂直に入射する。同時に側方導入部２０３からは超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入される。これと同時に高圧弁Ｖ２を開き、処理流体（処理済み流体）は送出路２０１の両側に隣接して配設された一対の排出路２０２より即座に基板表面Ｓ１の上方に排出される。また、側方導入部２０３より基板Ｗの両側から超臨界二酸化炭素のみの処理流体が基板表面Ｓ１に供給されることで、処理済み流体が圧力容器１Ａの側壁２２ａに向けて流れ出すのが防止される。高圧弁Ｖ２は第１実施形態と同様に開度が制御されることで、処理チャンバー１１Ａの内圧力が一定に保持される。
【００６３】
そして、所定の洗浄処理が実行された後、第１リンス工程を行う。第１リンス工程は、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ４Ａ、Ｖ２を開き、高圧弁Ｖ３とＶ４Ｂを閉じることで送出路２０１より処理流体（超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを含む混合物）が送出され、同時に側方導入部２０３からは超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入される。なお、第１リンス工程において、リンス効果を高めるために高圧弁Ｖ４Ｂを開にして、側方導入部２０３からも送出路２０１と同じ処理流体を供給するようにしてもよい。
【００６４】
具体的には、送出路２０１から供給された洗浄成分が基板表面Ｓ１に残留付着するような場合では、側方導入部２０３から超臨界二酸化炭素と相溶化剤とを含む混合物を処理流体として基板表面Ｓ１に供給するようにしてもよい。これにより、基板表面Ｓ１に残留付着した洗浄成分の洗い流しを促進させることができる。
【００６５】
こうして、第１リンス工程が完了すると、続いて第２リンス工程を行う。この第２リンス工程では、高圧弁Ｖ３、Ｖ４Ａ、Ｖ４Ｂを閉じ、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ２を開き、側方導入部２０３と送出路２０１とも超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入されると同時に、一対の排出路２０２より即座に基板表面Ｓ１の上方に排出される。
【００６６】
これに続いて、高圧弁Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂを閉じて減圧し、処理チャンバー１１Ａが大気圧に戻ると、圧力容器１Ａを開いて処理済みの基板Ｗを搬出する。
【００６７】
以上のように、この実施形態によれば、送出路２０１から基板Ｗの直径サイズ以上の長さを有する帯状の処理流体を回転する基板Ｗの表面Ｓ１に対して垂直に入射させているので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
また、この実施形態によれば、送出路２０１を挟み込むように配設された一対の排出路２０２，２０２より基板表面Ｓ１に供給された処理流体を即座に基板表面Ｓ１から上方に離れる方向に排出しているので処理流体（処理済み流体）が基板表面Ｓ１上に滞留するのが防止される。さらに、側方導入部２０３より基板Ｗの両側から処理流体を供給することにより、処理済み流体が基板Ｗの両側に流れていくことがなく、一対の排出路２０２，２０２より確実に排出される。
【００６９】
また、この実施形態によれば、送出路２０１から洗浄成分を含む処理流体を基板表面Ｓ１に供給供給しているので、薬液反応（洗浄成分による処理反応）に寄与する処理流体が、反応速度の大きな基板表面Ｓ１に対して垂直方向に入射する処理流体に限定されるので、洗浄成分の使用効率を向上させることができる。
【００７０】
上記第２実施形態の前記洗浄工程では、側方導入部２０３から超臨界二酸化炭素のみの処理流体が導入されるが、高圧弁Ｖ４Ｂを開いて超臨界二酸化炭素に相溶化剤を含む処理流体を導入するようにしてもよい。
【００７１】
＜その他＞
また、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、上記第１実施形態では、基板Ｗの全周を取り囲むように流体分散機構１０６を配設して、基板表面Ｓ１の面内均一性を良好しながら処理流体を排出しているが、処理流体の排出方法はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、圧力容器１の側壁１２ａに送出路１０１の長手方向に沿って複数対の側方排出路１０５，１０５を設けるようにしてもよい（第３実施形態）。このように構成しても、流体分散機構１０６を配設した場合と同様な効果が得られる。
【００７２】
また、処理流体の排出方向は、例えば図１０に示すように、圧力容器１の両側壁１２ａにそれぞれ、送出路１０１の長手方向に沿って同じ長さの流体分散機構１０６Ａ，１０６Ａを配設して、各流体分散機構１０６Ａ，１０６Ａに対応するそれぞれ１つの側方排出路１０５，１０５を設けるようにしてもよい（第４実施形態）。
【００７３】
また、上記第２実施形態では、送出路２０１と送出路２０１を挟んで配設された一対の排出路２０２，２０２（以下、これらを合わせて「複合送排出部」と称する）は、基板Ｗの直径サイズ以上のスリット長を有しているが、これに限定されず、図１１に示すように、複合送排出部２１０のスリット長を基板Ｗの半径サイズとしてもよい（第５実施形態）。このように、複合送排出部２１０のスリット長を基板Ｗの半径サイズに限定することで送出路２０１の加工精度を向上させて、送出路２０１から送出される処理流体の流速の一層の均一化を図ることができる。また、送出路２０１の開口面積を低減することで、処理流体の流速を大きくして単位面積当たりの処理効率を向上させることができる。同様にして、上記第１実施形態においても、側方排出路１０５に至るまでに基板表面Ｓ１に沿って平行に流れる処理流体の平行流がプロセスに大きな影響を与えない場合には、送出路１０１のスリット長を基板Ｗの半径サイズとしてもよい。
【００７４】
また、複合送排出部のスリット長を基板Ｗの半径サイズとした場合には、複合送排出部を複数個配置するようにしてもよい。例えば、図１２に示すように、２つの複合送排出部２１１，２１２を、基板Ｗの径方向において複合送排出部の長手方向に沿って一列に並べて配置するようにしてもよい（第６実施形態）。このように構成することで、基板Ｗに対して種々の表面処理を施すことを可能として、装置の汎用性を高めることができる。例えば、一方の複合送排出部２１１から処理流体として超臨界二酸化炭素と洗浄成分との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部２１２から処理流体として超臨界二酸化炭素と相溶化剤との混合物を送排出することができる。また、一方の複合送排出部２１１から処理流体として超臨界二酸化炭素と相溶化剤との混合物を送排出する一方で、他方の複合送排出部２１２から処理流体として高圧流体のみを送排出することもできる。
【００７５】
また、２つの複合送排出部２１１，２１２を長手方向に沿って一列に配置する場合に限らず、図１３に示すように、基板Ｗの回転中心Ａ０を中心として対称としながらも、複合送排出部の長手方向と直交する方向において互いに違いに配置するようにしてもよい（第７実施形態）。このように、複数個の複合送排出部を設けることにより、プロセスの設計自由度を飛躍的に高めることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、送出路１０１，２０１は基板表面Ｓ１と対向する圧力容器１の壁（天壁１２ｂ）にスリット状に開口されているが、図１４に示すように、圧力容器１の壁にスリットノズル１０７をノズル開口が基板表面Ｓ１に対向するように別に取り付けるように構成してもよい（第８実施形態）。この場合、「スリットノズル」が本発明の「流体送出手段」として機能する。
【００７７】
また、上記実施形態では、２種類の薬剤を超臨界二酸化炭素（高圧流体）に混合させて処理流体を調製しているが、薬剤の種類や数などについては任意である。また、薬剤を使用しないで表面処理を行う場合には、薬剤供給部が不要となる。
【００７８】
また、上記実施形態では、表面処理として洗浄処理を実行しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば現像工程と洗浄・リンス工程が施された基板を受取り、乾燥処理のみを行う装置や別の表面処理（現像処理など）を実行する高圧処理装置などにも本発明を適用することができる。この場合でも、湿式処理後に回転する基板Ｗの表面Ｓ１に処理流体（超臨界二酸化炭素）が帯状に垂直入射することでプロセスを加速させ効率良く乾燥処理を実行することができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、基板Ｗの両主面のうち上方向に向いた一方主面Ｓ１を本発明の「表面」として所定の表面処理を施しているが、基板Ｗの他方主面に対して表面処理を施す場合には、他方主面Ｓ2を上方向に向けた状態で基板Ｗを保持するようにすればよい。また、基板Ｗの両主面に対して表面処理を施す必要がある場合には、各主面Ｓ１，Ｓ２に対向してスリット状の開口を配設すればよい。このように、基板Ｗの他方主面Ｓ2および両主面に対して表面処理を行う場合には、基板Ｗの端縁部をメカ的に保持するようにすればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、「被処理体」として略円形の基板Ｗを処理する場合について説明したが、基板Ｗの形状はこれに限定されず、例えば角型等であってもよい。この場合、「流体送出手段」は、基板Ｗの径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、基板Ｗの径方向において少なくとも基板Ｗの回転中心から基板Ｗの端縁までの距離よりも大きなスリット長を有していればよい。このように構成することで、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、加熱器５は混合部６よりも１次側に配置されるように図示しているが、もちろん混合部６から圧力容器１の途上に更に加熱器を追加して設置するようにしてもよい。例えば混合部６から圧力容器１までの距離が長く、保温が困難で圧力容器１の処理チャンバー１１に至った時点でプロセス温度が達成できない場合に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
この発明は、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として用いて、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用基板、あるいは磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などを含む被処理体の表面に対して所定の表面処理（現像処理、洗浄処理や乾燥処理など）を施す高圧処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る高圧処理装置の第１実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】図１の高圧処理装置における圧力容器およびその内部構造を示す図である。
【図３】図２に示す圧力容器のＡ−Ａ’面を上方より見た上面図である。
【図４】図２に示す圧力容器の上部材を紙面右方向から見た断面図である。
【図５】基板表面上における処理流体の流れを模式的に表した図である。
【図６】本発明に係る高圧処理装置の第２実施形態で採用されている圧力容器およびその内部構造の要部を示す図である。
【図７】図６に示す圧力容器のＢ−Ｂ’面を上方より見た概略図である。
【図８】第２実施形態で採用されている圧力容器へ処理流体を供給する一部配管の構成図である。
【図９】本発明に係る高圧処理装置の第３実施形態で採用されている圧力容器を示す図である。
【図１０】本発明に係る高圧処理装置の第４実施形態を示す図である。
【図１１】本発明に係る高圧処理装置の第５実施形態を示す図である。
【図１２】本発明に係る高圧処理装置の第６実施形態を示す図である。
【図１３】本発明に係る高圧処理装置の第７実施形態を示す図である。
【図１４】本発明に係る高圧処理装置の第８実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ａ…圧力容器
６…混合部（供給手段）
１０…高圧流体供給ユニット（供給手段）
１１，１１Ａ…処理チャンバー
１２ａ，２２ａ…圧力容器の側壁
１２ｂ，２２ｂ…圧力容器の天壁（基板表面に対向する圧力容器の壁）
１５…スピンチャック（保持手段）
１６…モータ（回転手段）
１０１，２０１…送出路（流体送出手段）
１０３…流体分散機構（送出側分散機構）
１０５…一対の側方排出路（流体排出手段）
１０６…流体分散機構（排出側分散機構）
１０７…スリットノズル（流体送出手段）
２０２…一対の排出路（流体排出手段）
２０３…側方導入部
２１０，２１１，２１２…複合送排出部
Ｓ１，Ｓ２…基板表面
Ｗ…基板（被処理体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて前記被処理体の表面に対して所定の表面処理を施す高圧処理装置において、
処理流体を供給する供給手段と、
その内部に前記表面処理を行うための処理チャンバーを有する圧力容器と、
前記処理チャンバー内で被処理体を保持する保持手段と、
前記保持手段により保持されている前記被処理体を回転させる回転手段と、
前記被処理体の回転中心を含むように前記被処理体の表面に対向して開口され、前記供給手段から供給される処理流体を前記被処理体の表面に対して垂直方向に送出して前記被処理体の表面に供給する流体送出手段と、
前記流体送出手段から前記被処理体の表面に供給された処理流体を前記圧力容器外に排出する流体排出手段と
を備え、
前記流体送出手段は、前記被処理体の径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、前記被処理体の径方向において少なくとも前記被処理体の回転中心から前記被処理体の端縁までの距離よりも大きなスリット長を有していることを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
前記被処理体は略円形の基板であり、
前記流体送出手段は、前記基板の径方向に前記基板の半径サイズ以上のスリット長を有しながら前記基板の表面に対向する前記圧力容器の壁に開口された、送出路を介して前記処理チャンバーに処理流体を導入して前記基板表面に送出する請求項１記載の高圧処理装置。
【請求項３】
前記流体送出手段は、前記送出路に嵌挿され、前記処理チャンバーに導入される処理流体を前記基板の径方向に分散させて前記基板表面に送出する送出側分散機構をさらに有する請求項２記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記送出路は前記基板の径方向に前記基板の直径サイズ以上のスリット長を有する請求項２または３記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記流体排出手段は、前記送出路の長手方向と略直交する方向において前記基板の周端面に対向する前記圧力容器の両側壁に側方排出路の対を有し、該側方排出路の対を介して前記基板表面に供給された処理流体を前記基板表面に沿って前記基板の両側から前記圧力容器外に排出する請求項４記載の高圧処理装置。
【請求項６】
前記流体排出手段は、前記基板の全周を取り囲んで配設され、前記基板表面に沿って前記基板の両側から流れ出す処理流体を前記基板の周方向に分散させて前記側方排出路より排出させる排出側分散機構をさらに有する請求項５記載の高圧処理装置。
【請求項７】
前記流体排出手段は複数対の前記側方排出路を前記送出路の長手方向に沿って配設した請求項５記載の高圧処理装置。
【請求項８】
前記流体排出手段は、前記基板表面に対向しながら前記送出路の長手方向と略直交する方向に前記送出路を挟み込むように前記送出路の両側に隣接して配設された一対の排出路を有し、該一対の排出路を介して前記基板表面に供給された処理流体を前記基板表面から離れる方向に前記圧力容器外に排出する請求項２ないし４のいずれかに記載の高圧処理装置。
【請求項９】
前記処理チャンバーに処理流体を導入して、前記送出路の長手方向と略直交する方向であって前記基板の両側から前記基板表面に沿って処理流体を前記基板表面に供給する側方導入部をさらに備える請求項８記載の高圧処理装置。
【請求項１０】
前記送出路と該送出路を挟んで配設された一対の排出路とを複合送排出部とした場合に、該複合送排出部を複数個有する請求項８または９記載の高圧処理装置。
【請求項１】
高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として被処理体の表面に接触させて前記被処理体の表面に対して所定の表面処理を施す高圧処理装置において、
処理流体を供給する供給手段と、
その内部に前記表面処理を行うための処理チャンバーを有する圧力容器と、
前記処理チャンバー内で被処理体を保持する保持手段と、
前記保持手段により保持されている前記被処理体を回転させる回転手段と、
前記被処理体の回転中心を含むように前記被処理体の表面に対向して開口され、前記供給手段から供給される処理流体を前記被処理体の表面に対して垂直方向に送出して前記被処理体の表面に供給する流体送出手段と、
前記流体送出手段から前記被処理体の表面に供給された処理流体を前記圧力容器外に排出する流体排出手段と
を備え、
前記流体送出手段は、前記被処理体の径方向に延びるようにスリット状に開口されるとともに、前記被処理体の径方向において少なくとも前記被処理体の回転中心から前記被処理体の端縁までの距離よりも大きなスリット長を有していることを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
前記被処理体は略円形の基板であり、
前記流体送出手段は、前記基板の径方向に前記基板の半径サイズ以上のスリット長を有しながら前記基板の表面に対向する前記圧力容器の壁に開口された、送出路を介して前記処理チャンバーに処理流体を導入して前記基板表面に送出する請求項１記載の高圧処理装置。
【請求項３】
前記流体送出手段は、前記送出路に嵌挿され、前記処理チャンバーに導入される処理流体を前記基板の径方向に分散させて前記基板表面に送出する送出側分散機構をさらに有する請求項２記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記送出路は前記基板の径方向に前記基板の直径サイズ以上のスリット長を有する請求項２または３記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記流体排出手段は、前記送出路の長手方向と略直交する方向において前記基板の周端面に対向する前記圧力容器の両側壁に側方排出路の対を有し、該側方排出路の対を介して前記基板表面に供給された処理流体を前記基板表面に沿って前記基板の両側から前記圧力容器外に排出する請求項４記載の高圧処理装置。
【請求項６】
前記流体排出手段は、前記基板の全周を取り囲んで配設され、前記基板表面に沿って前記基板の両側から流れ出す処理流体を前記基板の周方向に分散させて前記側方排出路より排出させる排出側分散機構をさらに有する請求項５記載の高圧処理装置。
【請求項７】
前記流体排出手段は複数対の前記側方排出路を前記送出路の長手方向に沿って配設した請求項５記載の高圧処理装置。
【請求項８】
前記流体排出手段は、前記基板表面に対向しながら前記送出路の長手方向と略直交する方向に前記送出路を挟み込むように前記送出路の両側に隣接して配設された一対の排出路を有し、該一対の排出路を介して前記基板表面に供給された処理流体を前記基板表面から離れる方向に前記圧力容器外に排出する請求項２ないし４のいずれかに記載の高圧処理装置。
【請求項９】
前記処理チャンバーに処理流体を導入して、前記送出路の長手方向と略直交する方向であって前記基板の両側から前記基板表面に沿って処理流体を前記基板表面に供給する側方導入部をさらに備える請求項８記載の高圧処理装置。
【請求項１０】
前記送出路と該送出路を挟んで配設された一対の排出路とを複合送排出部とした場合に、該複合送排出部を複数個有する請求項８または９記載の高圧処理装置。
【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】
【公開番号】特開２００７−３６１０９（Ｐ２００７−３６１０９Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２０７０２（Ｐ２００５−２２０７０２）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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