JP5708506B2 - 処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、処理容器内において被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行う技術に関する。
被処理基板である例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）の洗浄を行う枚葉式のスピン洗浄装置では、ウエハの表面に例えばアルカリ性や酸性の薬液を供給しながらウエハを回転させることによって、ウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去している。ウエハ表面に残存する薬液は例えば純水などを利用したリンス洗浄により除去され、次いでウエハを回転させることにより、残った液体を振り飛ばす振切乾燥などが行われている。
ところが半導体装置の高集積化に伴い、こうした液体などを除去する処理において、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、ウエハ表面に残った液体を乾燥させる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に乾燥することにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れ、液体が多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。
このパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として高圧流体の一種である超臨界状態の流体（超臨界流体）を用いた乾燥方法が知られている。超臨界流体は、液体と比べて粘度が小さく、また液体を溶解する能力も高いことに加え、超臨界流体と平衡状態にある液体や気体との間で界面が存在しない。そこで液体が付着した状態のウエハを超臨界流体と置換し、しかる後超臨界流体を気体に状態変化させると、表面張力の影響を受けることなく液体を乾燥させることができる。
ところでこの乾燥処理を行う場合には、処理容器内の圧力を例えば１０ＭＰａ程度に昇圧する。このため処理容器に形成されたウエハ搬送口を蓋体により気密に塞ぐシール構造には、処理容器内の圧力が変化した場合であっても気密性を維持し、かつパーティクルの発生を抑える役割が要求される。
ここで、特許文献１には、胴フランジと蓋体フランジをクランプリングで締結して缶胴内部を密閉するシール構造において、胴フランジに形成された凹面部と、蓋フランジに形成された凸出部とが嵌合し、凸出部のパッキンが凹面部に接触して缶胴内を密閉する技術が提案されている。しかしながら、この特許文献１の構成は、胴フランジと蓋体フランジをクランプリングで締結するシール構造であるので、処理容器の搬送口と蓋体とを気密に塞ぐ構成にはそのまま適用することはできず、特許文献１の構成によっても、本発明の課題を解決することはできない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理容器内にて被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うにあたり、パーティクルの発生を抑えながら、処理容器の気密性を確保する処理装置を提供することにある。
本発明は、処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
この蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成されると共に当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置されたシール部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記処理容器に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により加圧された前記シール部材が、前記搬送口の周囲の処理容器、及び蓋体の対向する面に押し付けられ、前記処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぐことを特徴とする。
前記シール部材の内部空間に接する面は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることが好ましい。
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
この蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成されると共に当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置されたシール部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記処理容器に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により加圧された前記シール部材が、前記搬送口の周囲の処理容器、及び蓋体の対向する面に押し付けられ、前記処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぐことを特徴とする。
前記シール部材の内部空間に接する面は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることが好ましい。
また、他の発明は、処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成され、さらにＵ字部分の両端部が外側に屈曲されて屈曲端部が形成されると共に、当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置された弾性体からなるシール部材と、
このシール部材の変形を規制するために、前記シール部材の縦断面で見てＵ字部分の外側から当該シール部材を覆うカバー部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記蓋体により前記処理容器の搬送口を塞いだとき、前記シール部材は搬送口の周囲の処理容器及び蓋体の対向する面に前記屈曲端部を当接させて当該処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぎ、前記処理容器内に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記隙間が広がるにつれ、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により前記カバー部材内で前記シール部材が加圧されて変形し、前記屈曲端部を外側に押し広げて前記隙間を気密に塞いだ状態を維持することを特徴とする。
前記シール部材は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることが好ましい。
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成され、さらにＵ字部分の両端部が外側に屈曲されて屈曲端部が形成されると共に、当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置された弾性体からなるシール部材と、
このシール部材の変形を規制するために、前記シール部材の縦断面で見てＵ字部分の外側から当該シール部材を覆うカバー部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記蓋体により前記処理容器の搬送口を塞いだとき、前記シール部材は搬送口の周囲の処理容器及び蓋体の対向する面に前記屈曲端部を当接させて当該処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぎ、前記処理容器内に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記隙間が広がるにつれ、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により前記カバー部材内で前記シール部材が加圧されて変形し、前記屈曲端部を外側に押し広げて前記隙間を気密に塞いだ状態を維持することを特徴とする。
前記シール部材は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることが好ましい。
さらに他の発明は、処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を囲むように環状に形成された溝部と、
この溝部内に当該溝部に沿って設けられたシール部材と、
前記搬送口を塞ぎ、その周縁部が前記シール部材に対向して接触する蓋体と、
前記溝部と前記処理容器の内部雰囲気とを連通する連通路と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記シール部材が前記連通路を介して処理容器の内部雰囲気により加圧されて蓋体側に押し付けられ、前記溝部及び蓋体との間の隙間を気密に塞ぐことと、
前記溝部は、溝部内の空間が蓋体側から被処理基板の搬入方向に徐々に広がるようにテーパ状に構成されることと、を特徴とする。
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前記蓋体が処理容器内の圧力により後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記シール部材が前記連通路を介して処理容器の内部雰囲気により加圧されて蓋体側に押し付けられ、前記溝部及び蓋体との間の隙間を気密に塞ぐことと、
前記溝部は、溝部内の空間が蓋体側から被処理基板の搬入方向に徐々に広がるようにテーパ状に構成されることと、を特徴とする。
本発明によれば、処理容器の搬送口を囲むようにシール部材を設け、蓋体の周縁部を前記シール部材に対向して接触させて搬送口を塞ぎ、規制機構によって処理容器内の圧力により蓋体が後退することを規制しながら、処理容器内にて被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行っている。これにより、前記シール部材が処理容器の内部雰囲気により加圧されて蓋体側に押し付けられるので、蓋体と処理容器との間の隙間を気密に塞ぐことができ、処理容器の気密性が確保される。またシール部材が処理容器や蓋体に対して摺動することがないため、パーティクルの発生が抑えられる。
以下、本発明の処理装置をなす超臨界処理装置の一実施の形態の構成について図１〜図７を参照しながら説明する。超臨界処理装置１は、超臨界流体を用いてウエハＷを乾燥する超臨界処理が行われる処理チャンバ２を備えている。この処理チャンバ２は、本実施の形態に係る超臨界処理装置１の処理容器に相当し、扁平な直方体形状の耐圧容器として構成されている。処理チャンバ２の内部にはウエハＷを保持するための基板保持部をなすウエハホルダー２１を水平な状態で格納することが可能な扁平な処理空間２０（図３参照）が形成されている。処理空間２０は、例えば３００ｍｍのウエハＷを処理する場合、ウエハＷと処理チャンバ２の内壁面との間に超臨界流体を十分に通流させることが可能であり、且つウエハＷに液盛りされたＩＰＡが自然乾燥しないうちに短時間で処理空間２０内の雰囲気を超臨界流体で満たすことが可能なように、例えば高さ数ｍｍ〜十数ｍｍ、容積３００ｃｍ３〜１５００ｃｍ３程度の比較的狭小な空間として構成されている。
処理チャンバ２の前面には、ウエハＷを搬入出するための、左右方向（図１中Ｘ方向）に細長い開口部２２が形成されている。また処理チャンバ２における開口部２２の上下には、平板状の２枚の突片部２３が前後方向（図１中Ｙ方向）に突出するように設けられている。各突片部２３には、後述のロックプレートを嵌入させるための嵌入孔２４が形成されている。なお以降においては、図１〜図３の紙面左側を前後方向の前方側として説明を続ける。
前記処理チャンバ２の開口部２２の外側には、図３〜図８に示すように、当該開口部２２に連続する搬送口３１を形成するために環状の搬送口形成部材３が設けられている。前記搬送口３１は処理チャンバ２の処理空間２０にウエハＷを搬送するものである。この搬送口形成部材３は、処理チャンバ２の開口部２２の周囲の側壁部２５から突出して設けられており、その前面部３０は後述する蓋体と接合するように面状に形成され、この搬送口形成部材３に形成された開口部が処理チャンバ２のウエハＷの搬送口３１を形成している。
前記搬送口形成部材３の周囲には、処理チャンバ２に凹部を形成する凹部形成部材４が設けられている。この凹部形成部材４は例えば縦断面形状が逆コ字状に形成され、処理チャンバ２の側壁部２５に接合される面部４２と、この面部４２から処理チャンバ２の前方に突出するように設けられた環状の壁部４３とを備えている。こうして処理チャンバ２に凹部を形成するように構成され、前記面部４２には、前記開口部２２及び搬送口３１に連続する開口部４０が形成されている。
これら搬送口形成部材３及び凹部形成部材４は例えばステンレスにより構成され、凹部形成部材４の面部４２は例えばネジ止めにより処理チャンバ２に固定されている。また搬送口形成部材３はネジ止めにより凹部形成部材４に固定されている。こうして図８に示すように、搬送口形成部材３の外周面３２と凹部形成部材４の内周面４４との間には、搬送口３１を囲むように環状の溝部５が形成される。
前記搬送口形成部材３は、図７及び図８に示すように、上壁部３ａの上面が搬送口３１から処理チャンバ２側に向って徐々に下側に向うと共に、下壁部３ａの下面が搬送口３１から処理チャンバ２側に向って徐々に下側に向うように、夫々テーパ面３３ａ，３３ｂとして形成されている。これにより溝部５は、処理チャンバ２の左右方向の一方側から見ると、前方側（溝部５の開口部５１側）から後方側（処理チャンバ２側）に向けて、溝部５内の上下方向の空間が徐々に大きくなるようにテーパ状に構成されることになる。
また搬送口形成部材３には、図５及び図８に示すように、一端側が当該搬送口形成部材３の搬送領域３４に開口し、他端側が溝部５に開口する複数の連通路３５が、搬送口３１の周方向に沿って互いに間隔を開けて形成されている。前記搬送領域３４は、図３に示すように、処理空間２０に連通しているため、この連通路３５により溝部５と前記処理チャンバ２の内部雰囲気とが連通することになる。
前記溝部５内には環状の例えば弾性体よりなるシール部材６が設けられている。このシール部材６は、例えばフッ素樹脂やゴム等の弾性体や、ステンレス、チタン及び特殊合金等の処理チャンバ２に供給される超臨界流体に対して耐性のある材質により構成されている。シール部材６の縦断面形状は円形でも角形でもよいが、図８に示すように、その縦断面の大きさは前記溝部５の開口部５１よりも大きくなるように設定されていて、搬送口形成部材３からの落下が抑制されている。また、樹脂やゴム等の成分やそこに含まれる不純物が超臨界流体中に溶出してシール部材６が劣化することを抑制するため、シール部材６の表面をポリイミド膜で覆ったり、ＳｉＯ２によるコーティングを行ったりしてもよい。なお、図示の便宜上、図５ではシール部材６、図６ではウエハホルダー２１及びウエハＷを夫々省略している。
処理チャンバ２の上下両面には、例えばテープヒーターなどの抵抗発熱体からなるヒーター２６が設けられている。ヒーター２６は電源部２６Ａと接続されており、電源部２６Ａの出力を増減して、処理チャンバ２本体及び処理空間２０の温度を例えば１００℃〜３００℃の範囲の２７０℃に維持することができる。
さらに処理チャンバ２には、処理空間２０内に超臨界状態のＩＰＡを供給するための供給路２７が形成され、当該供給路２７の他端側はバルブＶ１を介してＩＰＡ供給部２７ａに接続されている。また処理チャンバ２には、処理空間２０内のＩＰＡを排出するための排出路２８が形成され、当該排出路２８は、処理空間２０内の圧力を調整する圧力調整弁であるバルブＶ２を介してＩＰＡ回収部２８ａに接続されている。
また処理チャンバ２の上下面には、ヒーター２６から周囲の雰囲気を断熱するための上プレート１１及び下プレート１２が設けられており、これらは冷却管１０に冷媒を通流させることにより冷却されるようになっている。各プレート１１、１２の前方側には、既述の突片部２３に対応する位置に、切り欠き部１１ａ、１２ａが形成されている。
さらに例えば図１及び図２に示すように、本例における上プレート１１及び下プレート１２は、前方から見ると処理チャンバ２よりも左右方向に幅広に形成されている。前記下プレート１２の両端縁の上面側には、レール１３１が前後方向に伸びるように設けられている。このレール１３１は、ウエハホルダー２１を保持する後述のアーム部材２１０を走行させるものであり、図中１３２はレール１３１上を走行するスライダー、１３３はこのレール１３１を駆動する例えばロッドレスシリンダーなどからなる駆動機構、１３４は駆動機構１３３とスライダー１３２とを連結する連結部材である。
前記ウエハホルダー２１は、ウエハＷを保持した状態で処理チャンバ２の処理空間２０内に水平な状態で配置可能に構成された薄い板状の部材であり、左右方向に伸びる角柱状の蓋体７に接続されている。この蓋体７は、ウエハホルダー２１を処理チャンバ２内に搬入したときに、上下の突片部２３の間に嵌り込んで搬送口３１を塞ぐことができるように構成されている。
この蓋体７は、搬送口３１を塞いだときには、その周縁部が溝部５内のシール部材６に対向して接触するように設けられている。例えば蓋体７は、図９、図１１及び図１２に示すように、処理チャンバ２の搬送口３１と対向しかつ搬送口３１よりも大きい面部７１と前記溝部５に進入する環状の突部７２とを備えている。前記面部７１は、搬送口形成部材３の前面部３０に当接するように設けられ、面部７１が前面部３１に当接したときには、突部７２が溝部５に進入するように構成されている。このようにこの例の蓋体７は、搬送口３１を塞いだ状態で蓋体７１の一部（突部７２）が溝部５に沿って、当該溝部５内に進入するように構成されている。
蓋体７の左右両端には、前後方向に伸びるアーム部材２１０が設けられており、このアーム部材２１０を既述のスライダー１３２と接続することにより、前記レール１３１上でアーム部材２１０を走行させることができる。そしてスライダー１３２をレール１３１の先端側まで移動させると、図１に示す処理チャンバ２の外部の受け渡し位置までウエハホルダー２１が引き出される。この受け渡し位置では、ウエハホルダー２１と後述する搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる。一方スライダー１３２をレール１３１の後端側まで移動させると、ウエハホルダー２１が図３に示す処理チャンバ２（処理空間２０）内の処理位置まで移動する。この処理位置では、ウエハＷに対する超臨界処理が実行される。
前記左右のアーム部材２１０には、その手前側の一端部に上方側へ突起する突起部２１１が設けられている。一方処理チャンバ２側には、例えば上プレート１１の左右両端の前方領域にロック部材１４が設けられている。このロック部材１４は、ロックシリンダー１４１によって回転自在に構成されており、ロック部材１４の突片を左右方向に開くと突起部２１１が係止状態から開放され（図１参照）、図２に示すように前記突片を下方側に向けると突起部２１１がロック部材１４にて係止された状態となる。
さらに処理チャンバ２の手前側には、ロックプレート１５が設けられている。このロックプレート１５は、ウエハホルダー２１を処理位置まで移動させたとき、蓋体７の移動を規制する役割を果たすものである。このロックプレート１５は、その一端側及び他端側を、夫々前記嵌入孔２４に嵌入することにより、当該ロックプレート１５の前後方向（図３中Ｙ方向）の移動が抑制される。そして、ロックプレート１５を嵌入孔２４に嵌入して蓋体７を押さえるロック位置と、このロック位置から下方側に退避して蓋体７を開放する開放位置との間を昇降機構１５１により上下方向に移動するように構成されている。図２に示す１５２は、ロックプレート１５をレール上で走行させてロックプレート１５の移動方向を案内するスライド機構である。この例では、ロックプレート１５と嵌入孔２４と昇降機構１５とにより、蓋体７が処理チャンバ２内の圧力により後退することを規制する規制機構が構成されている。なお嵌入孔２４には、ロックプレート１５を挿脱するために必要なマージンが設けられているので、嵌入孔２４とロック位置にあるロックプレート１５との間には僅かな隙間２４ａが形成されている。なお、図示の便宜上、図面では前記隙間２４ａを誇張して描いている。
また図２に示すように、前記受け渡し位置まで移動したウエハホルダー２１の下方側には、当該ウエハホルダー２１を冷却するための冷却機構１６が設けられている。この冷却機構１６は、クーリングプレート１６１と、例えば冷却用の清浄空気を吐出する吐出孔１６２とを備えている。図２中１６３は、ウエハＷから流れ落ちたＩＰＡを受け止めてドレイン管１６４へ排出するドレイン受け皿１６３である。図２中１６５は昇降機構であり、ウエハホルダー２１が受け渡し位置まで移動したときには、上昇してウエハホルダー２１の冷却を実行するようになっている。
また図１に示す１７は、ウエハホルダー２１に受け渡されたウエハＷにＩＰＡを供給するためのＩＰＡノズルであり、処理チャンバ２内に搬送される前のウエハＷに再度ＩＰＡを供給して、当該ウエハＷが自然乾燥しない程度の十分量のＩＰＡを液盛りしてから当該ウエハＷを処理チャンバ２内に搬入するようになっている。
以上に説明した構成を備えた超臨界処理装置は制御部１００と接続されている。制御部１００は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には超臨界処理装置１の作用、即ちウエハＷの超臨界処理を行なうステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
続いて本発明の作用について説明する。超臨界処理装置１には、図示しない枚葉式の洗浄装置において洗浄処理が実施されたウエハＷが搬送される。この洗浄装置では、例えばアルカリ性薬液であるＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）によるパーティクルや有機性の汚染物質の除去→リンス液である脱イオン水（Delonized Water：ＤＩＷ）によるリンス洗浄→酸性薬液である希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））による自然酸化膜の除去→ＤＩＷによるリンス洗浄がこの順に行われ、最後にウエハ表面にＩＰＡが液盛りされる。そしてこの状態のまま洗浄装置より搬出され、超臨界処理装置１へ搬送される。
この超臨界処理装置１への搬送は、例えば搬送アーム１８を用いて行われる。この搬送アーム１８は、図２に示すように、水平方向に伸びるアーム部材１８Ａの先端に、ウエハＷを保持するための保持リング１９を備えており、昇降機構１８Ｂによって昇降自在、移動機構１８Ｃによって前後方向に移動自在に構成されている。保持リング１９には、例えばウエハＷの上面周縁部の３箇所を吸着保持する２組のピック１９Ａ，１９Ｂが設けられており、搬入時に超臨界処理を行う前のウエハＷを保持する搬入用ピック１９Ａと、搬出時に超臨界処理後のウエハＷを保持する搬出用ピック１９Ｂとを使い分けている。
そして処理チャンバ２へウエハを搬送するときには、前記搬送アーム１８が受け渡し位置にて待機しているウエハホルダー２１に当該ウエハＷを受け渡した後、ウエハホルダー２１の上方位置から退避する。そして図１に示すように、クーリングプレート１６１を冷却位置に位置させた状態で、ＩＰＡノズル１７からウエハＷの表面にＩＰＡを供給して、再度ＩＰＡの液盛りを行う。
一方、処理チャンバ２内は電源部２６Ａをオンの状態にしてヒーター２６により例えば２７０℃に加熱した状態となっている。また冷却管１０によって、処理チャンバ２の周囲の温度が上昇しすぎないようにして、ウエハホルダー２１上のウエハＷ表面に供給されたＩＰＡの蒸発を抑えている。このとき供給路２７、排出路２８のバルブＶ１,Ｖ２は閉じてあり、処理チャンバ２内は大気圧雰囲気である。
次いで、アーム部材２１０をレール１３１上でスライドさせて、図４及び図１１に示すようにウエハホルダー２１を処理位置まで移動させ、ロック部材１４を回転させて突起部２１１を係止する。そして蓋体７によって処理チャンバ２の搬送口３１が塞がれたら、ロックプレート１５をロック位置まで上昇させて、図９に示すように、ロックプレート１５と蓋体７の前面７３とを当接させ、蓋体７の移動を規制する。この状態では、図３、図９及び図１２に示すように、蓋体７の突部７２が溝部５内に進入し、この例では溝部５との間でシール部材６が押し潰されて搬送口３１が気密に塞がれる。
そしてウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥してしまう前に、バルブＶ１を開放して供給路２７を介して処理空間２０に超臨界ＩＰＡを供給し、当該処理空間２０内の圧力を例えば１０ＭＰａまで昇圧する。この際、処理空間２０内の雰囲気は連通路３５により溝部５と連通しているので、処理空間２０の加圧に伴い、図１０及び図１３に示すように、処理空間２０内の雰囲気が連通路３５を介して溝部５内に通流し、当該溝部５内が加圧される。そしてこの溝部５内の圧力により、シール部材６を介して蓋体７がロックプレート１５を押圧する。こうして溝部５内の圧力（処理チャンバ２内の圧力）が大きくなると、嵌入孔２４には既述のように僅かな隙間２４ａが形成されていることから、蓋体７及びロックプレート１５がこの隙間２４ａ分後退する。
そして蓋体７は、それ以上の移動がロックプレート１５により規制されているので、溝部５内の圧力がさらに高くなっていく。こうしてシール部材６は溝部５内の圧力により蓋体７の突部７２に押し付けられるが、溝部５内の加圧力の増加に伴い、シール部材６の押圧力が高めるため、シール機能が大きくなる。この結果図１３に示すように、蓋体７と溝部５との間がシール部材６により気密に塞がれた状態となる。
一方処理空間２０内では、当該処理空間２０内に供給された超臨界ＩＰＡがウエハＷに液盛りされたＩＰＡと接触すると、液盛りされたＩＰＡは超臨界ＩＰＡから熱を受け取って蒸発し超臨界状態となる。この結果、ウエハＷの表面は液体のＩＰＡから超臨界ＩＰＡに置換されていくことになるが、平衡状態において液体ＩＰＡと超臨界ＩＰＡとの間には界面が形成されないので、パターン倒れを引き起こすことなくウエハＷ表面の流体を超臨界ＩＰＡに置換することができる。
処理空間２０内に超臨界ＩＰＡを供給してから予め設定した時間が経過し、ウエハＷの表面が超臨界ＩＰＡにて置換された状態となったら、バルブＶ２を開いて処理空間２０内の雰囲気をＩＰＡ回収部２８ａに向けて排出する。これにより、処理チャンバ２内の圧力は次第に低下していくが、処理空間２０内の温度は常圧におけるＩＰＡの沸点（８２．４℃）よりも高い温度に保たれているので、処理空間２０内のＩＰＡは超臨界の状態から気体の状態に変化することになる。このとき超臨界状態と気体との間には界面が形成されないので表面に形成されたパターンに表面張力を作用させることなく、ウエハＷを乾燥することができる。
また処理チャンバ２内の圧力低下に伴い、溝部５内が減圧することから、シール部材６は搬送口形成部材３のテーパ面３３ａ，３３ｂに案内されて、元の位置（図１２に示す位置）に戻り、ロックプレート１５及び蓋体７が元の位置まで前進する。こうして、処理チャンバ２内の圧力低下後は、突部７２と溝部５との間でシール部材６が押し潰されて処理チャンバ２の気密性が維持される。
以上のプロセスにより、ウエハＷの超臨界処理を終えたら、処理空間２０に残存している気体のＩＰＡを排出するため、不図示のパージガス供給ラインからＮ２ガスを供給して排気路２８へ向けてパージを行う。そして予め定めた時間だけＮ２ガスの供給を行いパージが完了し、処理チャンバ２内が大気圧に復帰したら、ロックプレート１５を開放位置まで降下させ、ロック部材１４による突起部２１１の係止状態を開放する。そしてウエハホルダー２１を受け渡し位置まで移動させ、超臨界処理を終えたウエハＷを搬送アーム１８の搬出用ピック１９Ｂで吸着保持し、搬送する。
上述の実施の形態によれば、処理チャンバ２の搬送口３１を囲むように設けられた溝部５にシール部材６を設け、蓋体３１の周縁部を前記シール部材６に対向して接触させて搬送口３１を塞いでいる。そしてロックプレート１５によって処理チャンバ２内の圧力により蓋体７が後退することを規制しながら、処理チャンバ２内にてウエハＷに対して超臨界流体を用いた乾燥処理を行っている。これにより、前記シール部材６が連通路３５を介して処理チャンバ２の内部雰囲気により加圧されて蓋体７側に押し付けられるので、前記溝部５及び蓋体７との間の隙間を気密に塞ぐことができ、処理チャンバ２の気密性が確保される。
つまり、ロックプレート１５により蓋体７の移動を規制する構成では、既述のように、処理チャンバ２内の圧力が高まると、嵌入孔２４の遊びの分ロックプレート１５及び蓋体７が後退する。しかしながら突部７２は溝部５内に進入していて、この溝部５内において突部７２が後退しただけであって、シール部材６が溝部５内の加圧により突部７２（蓋体７）に押し付けられるため、溝部５と蓋体７との間の気密性が確保される。
このように、シール部材６が設けられた溝部５内においては、処理チャンバ２の突部７２の位置が変化しただけであって、蓋体７との間に新たに隙間が形成されることがない。また、処理チャンバ２内の減圧により、シール部材６が蓋体７に押し付けられる力が弱まり、シール部材６が元の位置に戻る。従って蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間へシール部材６が噛みこむ現象が発生することがなく、シール部材６が破損するといったことがないため、処理チャンバ２内の圧力が変化する場合であっても、処理チャンバ２の気密性が確保される。またシール部材６は、溝部５の内部において僅かに移動するが、この際、溝部５内を摺動することはないため、シール部材６が劣化してパーティクルを発生させるおそれもない。
ここで、既述のように、ロックプレート８１により蓋体８２が処理チャンバ８３内の圧力により後退することを規制する構成において、図１４に示すように、シール部材８５を、蓋体８２と処理チャンバ８３との間の、前記蓋体８２の進退方向の面部８４に設けて搬送口８６を気密に塞ぐ構成を想定する。処理チャンバ８３の内圧が高まり、ロックプレート８１及び蓋体８２が後退すると、蓋体８２と処理チャンバ８３との間に隙間８７が形成される。この状態で乾燥処理を行った後、処理チャンバ８３を減圧すると、この隙間８７にシール部材８５が入り込むといった噛みこみ現象が発生する。そして蓋体８２が元の位置に戻ろうとするため、当該隙間８７内のシール部材８５に大きな力が加わって当該シール部材８５が破損し、処理チャンバの気密性の維持が困難となる。
また、図１５に示すように、シール部材８５を、蓋体８２と処理チャンバ８３との間の、前記進退方向に対して側方側の面部８８に設ける構成では、処理チャンバ８３の圧力が高くなったとしても、蓋体８２と処理チャンバ８３との間に隙間が形成されることはないので、前記シール部材８５の噛みこみ現象の発生を抑えることはできる。しかしながら、蓋体８２を進退させる際、シール部材８５が処理チャンバ８３の側面と摺動するため、シール部材８５が劣化して、パーティクルが発生しやすい。
さらに、上述の構成では、溝部５が処理チャンバ２側に向けて徐々に大きくなるように、搬送口形成部材３の外面がテーパ面３３ａ,３３ｂとして構成されているので、既述のようにシール部材６の落下を抑えることができる。また、このテーパ面３３ａ，３３ｂは、溝部５内においてシール部材６が移動するときに、当該移動を補助するガイド面としての役割を果たすため、シール部材６の移動が速やかに行われる。
続いて本発明の処理装置の他の実施の形態について図１６〜図２０を参照して説明する。この実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、搬送口形成部材３Ａが凹部形成部材４Ａに、蓋体７Ａの進退方向に可動自在に設けられていることである。
この例の搬送口形成部材３Ａは、係止部材３５を介して凹部形成部材４Ａに設けられている。この係止部材３５は、図１７に示すように、凹部形成部材４Ａの内部に形成された移動領域４５内を前記進退方向に移動自在に構成され、この移動領域４５の前端には、係止部材３５を係止する固定部４６が設けられている。またこの例の蓋体７Ａは突部を設けない構成である。その他については、上述の実施の形態と同様に構成されている。
この例では、図１６に示すように、蓋体７Ａが処理チャンバ２からの圧力を受けないときには係止部材３５が移動領域４５の後端に位置して、搬送口形成部材３Ａの後面３６が凹部形成部材４の前面４７に当接する。このとき、蓋体７Ａの周縁側は凹部形成部材４Ａ内に進入し、面部７４が搬送口形成部材３Ａの前面３０に当接して搬送口３１が塞がれる。一方、ウエハＷの処理時に処理チャンバ２内の圧力が高まると、連通路３５を介して溝部５内が加圧され、図１８に示すように、蓋体７Ａがロックプレート１５と共に処理チャンバ２の内圧により後退する。この際、蓋体７Ａの後退に伴い、図１９に示すように、搬送口形成部材３Ａも処理チャンバ２からの圧力によって蓋体７Ａ側に移動し、係止部材３５は移動領域４５の後方側の固定部４６にて係止される。
このような構成においても、溝部５内の加圧によりシール部材６が溝部５内において蓋体７Ａ側に押し付けられ、蓋体７Ａ及び溝部５との間が気密に塞がれる。この際、蓋体７Ａと溝部５との間に新たに隙間が形成されることはないので、シール部材６の噛みこみが発生するおそれはない。また、シール部材６の摺動もないので、パーティクルの発生も抑えられる。
ここで、図２０に示すように、蓋体７Ａと搬送口形成部材３Ａの接触面に新たなシール部材６１を設けるようにしてもよい。図２０は、搬送口形成部材３Ａが凹部形成部材４Ａに対して可動自在に設けられた構成であり、処理チャンバ２内の圧力により搬送口形成部材３Ａが蓋体７Ａと共に後退した状態を示しているが、係止部材３５等は図示を省略している。
以上において、本発明の蓋体と凹部形成部材とは、図２１及び図２２に示すように構成してもよい。この例は、搬送口形成部材３が凹部形成部材４内に固定されると共に、蓋体７Ａに突部を設けない構成である。なお図２１及び図２２ではロックプレート１５を省略している。この例では、ウエハＷの搬入時には、図２１に示すように、蓋体７Ａは、搬送口３１を塞いだ状態で蓋体７Ａの周縁部が凹部形成部材４内に進入するように構成され、こうして蓋体７Ａの面部７４により溝部５の開口部５１が塞がれるようになっている。
一方ウエハＷの処理時に処理チャンバ２の内圧が高まったときには、図２２に示すように、処理チャンバ２の圧力により蓋体７Ａがロックプレート１５と共に後退するため、当該蓋体７Ａの面部７４と搬送口形成部材３の前面部３０との間には隙間が形成される。しかしながら蓋体７Ａが溝部５の開口面５１を塞ぐように凹部形成部材４に進入し、これら蓋体７Ａと凹部形成部材４との接触領域には、シール部材６が押し付けられているので、溝部５及び蓋体７Ａとの間が気密に塞がれる。
また処理チャンバ２の圧力が低下したときには、溝部５も減圧されるので、シール部材６の蓋体７Ａ側への押圧力が弱まり、シール部材６は溝部５のテーパ面３３ａ，３３ｂに沿って、元の位置（図２１の位置）に戻る。また、蓋体７Ａもロックプレート１５と共に元の位置に前進し、蓋体７Ａの面部７４と搬送口形成部材３の前面部３０との間の隙間が徐々に小さくなる。従って、蓋体７Ａと処理チャンバ２との間に隙間が発生したとしても、当該へ隙間へのシール部材６の噛みこみ現象の発生が抑えられる。
さらに図２３及び図２４に示すように、搬送口形成部材３Ｂを、凹部形成部材４Ｂの前面よりも蓋体７Ｂ側へ突出するように構成してもよい。これら図２３及び図２４においてもロックプレート１５の記載を省略している。図２３は、ウエハＷの搬入時に、蓋体７Ｂの周縁部に設けられた突部７２が溝部５に沿って当該溝部５内に進入する様子を示している。この状態では、蓋体７Ｂの面部７１が搬送口３１を塞ぎ、突部７２が溝部５内に進入することにより、前記搬送口３１が塞がれている。
そしてウエハＷの処理時に処理チャンバ２の内圧が高まったときには、図２４に示すように、蓋体７Ｂの後退により、当該蓋体７Ｂの面部７１と搬送口形成部材３の前面部３０との間には隙間が形成されるが、突部７２が溝部５内に進入すると共に、シール部材６が溝部５内の加圧により蓋体７Ｂ(突部７２)側に押し付けられているので、蓋体７Ｂと溝部５との間が気密に塞がれ、処理チャンバ２の気密性を維持することができる。
この例においても、処理チャンバ２の圧力が低下したときには、シール部材６は元の位置に戻り、蓋体７Ｂも元の位置に移動するので、蓋体７Ｂと処理チャンバ２との間の隙間へのシール部材６の噛みこみ現象の発生が抑えられる。
また図２５に示すように、溝部５と処理チャンバ２の内部雰囲気とを連通させる連通路４７は、凹部形成部材４Ｃ側に形成するようにしてもよいし、また、搬送口形成部材と凹部形成部材の両方に連通路を設けるようにしてもよい。
さらに溝部５に形成されるテーパ部は、搬送口形成部材及び凹部形成部材の内面のいずれか一方に形成されればよく、例えば図２６に示すように、搬送口形成部材３Ｄの外面にはテーパ面を形成せず、凹部形成部材４Ｄの内面にテーパ面４８を形成するようにしてもよい。また、この例では、溝部５内の上下方向の空間がウエハＷの搬入方向に徐々に広がるようにテーパ状に構成したが、溝部５内の左右方向の空間がウエハＷの搬入方向に徐々に広がるようにテーパ状に構成してもよい。
さらにまた蓋体７の規制機構は、蓋体７が処理チャンバ２内の圧力により後退することを規制する構成であればロックプレートを用いた構成には限らない。例えば蓋体７を受け渡し位置と処理チャンバ２内の処理位置との間に移動させるロックシリンダー等の駆動機構を用いて蓋体７の規制を行うようにしてもよい。ロックプレート１５を用いた規制機構では、蓋体７が処理チャンバ２内の圧力により僅かに後退するが、規制機構によっては処理チャンバ２内の圧力を受けても蓋体をほとんど後退させないように規制することができる。
また処理チャンバ２と凹部形成部材４とを一体に形成し、処理チャンバ２の側面に凹部を形成するようにしてもよい。さらに図２７に示すように、処理チャンバ９１に搬送口９２形成し、この搬送口９２を囲むように環状の溝部９３を形成し、この溝部９３に環状のシール部材９４を設けるようにしてもよい。この例では、蓋体９５は、搬送口９２を塞ぎ、その周縁部がシール部材９４に対向して接触するように設けると共に、溝部９３と処理チャンバ９１の内部雰囲気とを連通する連通路９６が設けられている。
この場合、処理チャンバ９１内の圧力が高まると、シール部材９４が蓋体９５側に押し付けられ、溝部９３と蓋体９５との間の隙間が気密に塞がれる。この際、ロックプレートを用いた規制機構を用いた場合には、図２８に示すように、処理チャンバ９１内の圧力が高まると、蓋体９５と溝部９３との間には隙間が形成されるが、この隙間を塞ぐようにシール部材９４が蓋体９５に押し付けられるので、溝部９３と蓋体９５との間の隙間が気密に塞がれる。また、処理チャンバ９１を減圧したときには、シール部材９４の押圧が解除されるので、シール部材９４が元の位置に戻り、前記隙間への噛みこみ現象の発生が抑えられる。
またウエハホルダー２１と蓋体７とは別個に設けるようにしてもよい。例えばウエハホルダー２１は処理チャンバ２内に予め設けておき、ここにウエハＷを搬送した後、搬送口３１を蓋体７により閉じるようにしてもよい。
以上において、本発明のシール部材は必ずしも弾性体である必要はなく、ステンレスやチタン、特殊合金により構成してもよい。この場合においても、処理容器内が昇圧したときには、シール部材が連通路を介して処理容器の内部雰囲気により加圧されて蓋体側に押し付けられ、溝部及び蓋体との間の隙間を気密に塞ぎ、処理容器の気密性が確保される。またシール部材が処理容器や蓋体に対して摺動することがないため、パーティクルの発生が抑えられる。
次に、他の超臨界処理装置（処理装置）に係わる第２の実施の形態について図２９〜３２を参照しながら説明する。第２の実施の形態に係わる処理装置は、図１〜４を用いて説明したものとほぼ同様の全体構成を備えている。但し、シール部材６が配置される溝部５を形成するための搬送口形成部材３や凹部形成部材４を備えていないことと、シール部材６２の縦断面がＵ字状となっている点が既述の各実施の形態（以下、まとめて第１の実施の形態という）に係わる処理装置と異なる。
図２９、３０に示すように、第２の実施の形態に係わる処理装置の例えば蓋体７の側壁にはウエハホルダー２１の基端部を囲むように凹部７５が形成されている。この凹部７５内にシール部材６２を嵌め込むことにより、開口部２２の周囲の側壁面と当接する蓋体７側の側壁面にシール部材６２が配置される。既述のように本例の処理チャンバ２には搬送口形成部材３や凹部形成部材４が設けられていないので、処理チャンバ２の開口部２２はウエハＷの搬送口３１に相当している。なお、図２９〜３４に示す構成要素のうち、図１〜２８に示した処理装置と共通の構成要素には、これらの図に付したものと共通の符号を付してある。
シール部材６２は、開口部２２を囲むことが可能なように環状に形成されている点については図７に示した第１の実施の形態に係わるシール部材６と共通している。一方、図３１、３２に示すようにその断面形状はＵ字状となっている。図２９、３０に示したシール部材６２においては、Ｕ字の切り欠き６２０は環状のシール部材６２の内周面に沿って形成されている。言い替えると、シール部材６２には、Ｕ字状に囲まれた内部空間（切り欠き６２０）が形成されていることになる。
このシール部材６２が設けられた蓋体７にて搬送口３１を塞ぐと、シール部材６２は、蓋体７と搬送口３１との間の隙間を塞ぐように、蓋体７と処理チャンバ２との対向面の間に配置される。そして、この隙間は処理チャンバ２内の処理空間２０の開口部２２の周りに形成されていることから、シール部材６２の内周面に沿って形成された切り欠きは、当該処理空間２０と連通した状態となっている。
本例でも、切り欠き６２０が処理空間２０と連通しているシール部材６２は、超臨界ＩＰＡの雰囲気に晒されることになるが、超臨界ＩＰＡは樹脂やゴム等の成分やそこに含まれる不純物を溶出させてしまう場合がある。そこで、本例のシール部材６２は、少なくとも前記処理空間２０に向けて開口している切り欠き６２０の内側を、超臨界ＩＰＡに対する耐食性を備えた樹脂にて構成している。
超臨界ＩＰＡに対する耐食性を備えた樹脂の例としては、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられ、超臨界ＩＰＡ中への成分の微量の溶出があったとしても半導体装置に影響の少ない、非フッ素系の樹脂を用いることが好ましい。
図３１に示したシール部材６２ａは、当該シール部材６２ａとほぼ同じ形状（外観は環状、縦断面はＵ字状）に形成された、ステンレス、ニッケル、インコネル（登録商標）、銅などの金属製の芯材６１１の表面に、ポリイミド被膜６１２を形成してなる。ポリイミド被膜６１２は例えば芯材６１１を載置した真空容器内にポリイミドの原料となるモノマーの蒸気を供給し、重合反応が進行する温度に芯材６１１を加熱して、当該芯材６１１の表面にポリイミド被膜６１２を形成する真空蒸着により形成してもよい。また、芯材６１１の表面に、ポリイミド原料の液体を塗布し、これを加熱することによりポリイミド被膜６１２を形成してもよい。さらに前記芯材６１１を構成する金属にＮｉ−Ｔｉ合金等の超弾性金属(弾性率が高い金属)を使ってもよい。超弾性合金、例えばＮｉ−ＴＩ合金は、８％程度のひずみまで変形しても、復元することができる。
また図３２に示したシール部材６２ｂは、芯材６１１の切り欠き６２０が形成された面にのみポリイミド被膜６１３が形成されており、このポリイミド被膜６１３付きの芯材６１１を、例えばＰＴＦＥ（PolyTetraFluoroEthylene）製のガイド部材６１４に形成された凹部内に嵌め込んだ構造となっている。
これらのシール部材６２ａ、６２ｂのように、処理空間２０に向けて開口している切り欠き６２０の内側を耐食性の高い樹脂にて構成することにより、シール部材６２ａ、６２ｂの劣化を抑制することができる。また、芯材６１１やポリイミド皮膜６１２、６１３等は、切り欠き６２０を開閉する方向に変形することが可能な弾性を有している。なお、図２９〜３０、３３〜３４中のシール部材６２は、図３１、３２に示した各シール部材６２ａ、６２ｂの構造を簡略化して示してある。
以下、前記シール部材６２を備えた処理装置の作用について説明する。不図示の洗浄装置にて洗浄されたウエハＷが、その表面に液体ＩＰＡを液盛りされた状態で搬送され、ウエハホルダー２１に受け渡された後、蓋体７を移動させて処理チャンバ２内にウエハＷを搬入するところまでは、既述の第１の実施の形態に係わる処理装置と同様である。
このとき、処理チャンバ２には搬送口形成部材３や凹部形成部材４が設けられていないことから、図２９に示すように蓋体７及び処理チャンバ２の側壁面同士が直接対向してシール部材６２を押し潰し、搬送口３１の周囲を気密に塞ぐ。蓋体７と処理チャンバ２とにより押し潰されたシール部材６２は、切り欠き６２０が狭くなる方向に変形する。切り欠き６２０が完全に閉じられていない場合には、この時点で、蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間を介して前記切り欠き６２０内に処理空間２０内の雰囲気が流れ込んでいる。
しかる後、ウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥する前に処理空間２０に超臨界ＩＰＡを供給すると超臨界ＩＰＡから受ける圧力により、突片部２３に形成された嵌入孔２４と、ロックプレート１５との間の隙間２４ａ分だけ蓋体７が後退する。蓋体７の後退により、当該蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間が広がると、弾性を有するシール部材６２の復元力により切り欠き６２０が広がり、図３０に示すように当該切り欠き６２０（内部空間）内にも処理空間２０の雰囲気（超臨界ＩＰＡ）がさらに進入する。
切り欠き６２０内に超臨界ＩＰＡが進入すると、切り欠き６２０の内側からシール部材６２を押し広げ、シール部材６２の外周面（切り欠き６２０とは反対側の面）を蓋体７の凹部７５側の面、及び処理チャンバ２の側壁面に向けて押し付ける力が作用する。これにより、シール部材６２の外周面が蓋体７や処理チャンバ２に密着し、これらの部材７、２の間の隙間を気密に塞ぐ。この種のシール部材６２は、超臨界ＩＰＡから受ける力により変形可能な弾性を備えつつ、処理空間２０と外部との圧力差（例えば４〜１０ＭＰａ程度））に抗して前記隙間を気密に塞いだ状態を維持できることを確認している。
また、シール部材６２は、超臨界ＩＰＡが流入する切り欠き６２０内の面が超臨界ＩＰＡに対する耐食性を備えた樹脂にて構成されていることにより、樹脂成分や不純物の溶出が少なく、長期間に亘ってシール性能を維持できる。
処理空間２０内に超臨界ＩＰＡを供給した後、ウエハＷ表面の液体ＩＰＡを超臨界ＩＰＡで置換してからウエハＷを乾燥させる作用や、処理後のウエハＷの搬出動作などは、既述の第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
処理空間２０内に超臨界ＩＰＡを供給した後、ウエハＷ表面の液体ＩＰＡを超臨界ＩＰＡで置換してからウエハＷを乾燥させる作用や、処理後のウエハＷの搬出動作などは、既述の第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
ここでシール部材６２は、蓋体７側に設ける場合に限定されるものではない。図２９、３０に示した例において、処理チャンバ２の側壁面に凹部を設け、この凹部内にシール部材６２を嵌め込んでもよい。
さらにシール部材６２は、蓋体７と搬送口３１の周囲の処理チャンバ２とが対向する面間に配置する場合に限定されない。
例えば図３３、３４に示した処理装置は、蓋体７にて開口部２２を塞いだとき、この開口部の内周面に沿ってシール部材６０が配置される。このシール部材６２の切り欠き６２０は、蓋体７側から見て奥手方向に向けて開口しており、蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間を介さずに、直接、処理空間２０と連通した状態となっている（図３３）。
例えば図３３、３４に示した処理装置は、蓋体７にて開口部２２を塞いだとき、この開口部の内周面に沿ってシール部材６０が配置される。このシール部材６２の切り欠き６２０は、蓋体７側から見て奥手方向に向けて開口しており、蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間を介さずに、直接、処理空間２０と連通した状態となっている（図３３）。
本例の処理装置では、ウエハＷを処理チャンバ２内に搬入した後、処理空間２０に超臨界ＩＰＡを供給すると、超臨界ＩＰＡから受ける圧力により、既述の隙間２４ａ分だけ蓋体７が後退すると共に、処理空間２０に向けて開口する切り欠き６２０内に超臨界ＩＰＡ（処理空間２０の雰囲気）が流れ込む。切り欠き６２０内に進入した超臨界ＩＰＡは、切り欠き６２０の内側からシール部材６２を上下方向に押し広げ、シール部材６２の外周面を処理チャンバ２の開口部２２の内周面へ向けて押し付ける力が作用する。
これにより、シール部材６２の外周面が処理チャンバ２に密着し、蓋体７と処置チャンバ２との間に形成される隙間を覆って、当該隙間を気密に塞ぐ。図中２９は、開口部２２の周縁部を一部切り欠いて、シール部材６２の外周面を密着させやすくするための当接面、６３は蓋体７と処置チャンバ２との間に予備的に設けたＯ-リングであり、これらは必要に応じて設けられる。
また、シール部材６２に形成される切り欠き６２０の形状は、Ｕ字型に限られるものではなく、切り欠き６２０の内側に超臨界ＩＰＡを進入させることにより、シール部材６２を蓋体７や処理容器２に押し当てる力を作用させることができれば、Ｖ字型や凹字型などであってもよい。特許請求の範囲に記載の「Ｕ字型」とは、これらＶ字型や凹字型の縦断面形状までも含む概念を指している。また、図３１、３２に示した金属製の芯材６１１も必須の構成要素ではなく、樹脂などの弾性体だけでシール部材６２を構成してもよい。
次に、第３の実施の形態に係わる超臨界処理装置（処理装置）の構成について図３５、３６を参照しながら説明する。第３の実施の形態に係わる処理装置の全体構成についても図１〜４を用いて説明したものとほぼ同様である。また図３５に示すように、本例の処理装置は、処理チャンバ２の開口部２２を囲むことが可能なように環状に形成され、縦断面形状がＵ字型であって、このＵ字状に囲まれた切り欠き６４０（内部空間）が形成されたシール部材６４を備えている点は、第２の実施の形態に係わるシール部材６２ａ、６２ｂと共通している。
本シール部材６４は、Ｕ字部分の両端部が外側に屈曲されて屈曲端部６４２が形成されている。この屈曲端部６４２は外側へ行くほど細くなり、その先端部６４３にて屈曲端部６４２が処理チャンバ２や蓋体７と細長い線状の領域を介して接触する構成となっている。
以下、シール部材６４のＵ字状の縦断面において、相対向する部位を側部６４１、これら側部６４１を繋ぐ部位を連結部６４４と呼ぶとき、シール部材６４は連結部６４４から屈曲端部６４２側へ向けて徐々に細く（薄く）なっていると共に、両側部６４１は先端側（屈曲端部６４２側）へ行くほど内側（切り欠き６４０側）へと傾いている。
シール部材６４は、超臨界ＩＰＡに対する耐食性を備えた弾性体である樹脂、例えばポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成され、超臨界ＩＰＡへの不純物の溶出を抑えている。
このシール部材６４には、縦断面で見てＵ字部分の外側から当該シール部材６４を覆うようにカバー部材６５が設けられている。カバー部材６５は、切り欠き６４０内に超臨界ＩＰＡが進入し、シール部材６４が内側から加圧されたときに、シール部材６４の変形を規制する役割を果たす。
カバー部材６５は、シール部材６４と同様に環状に形成されると共に、その縦断面はＵ字状になっており、このＵ字の切り欠き（内部空間）にシール部材６４が嵌め込まれている。以下、カバー部材６５のＵ字の縦断面においても、相対向する部位を側部６５１、これら側部６５１を繋ぐ部位を連結部６５２と呼ぶ。
カバー部材６５の側部６５１の内面と、内側へ向けて傾いているシール部材６４の側部６４１の外面との間には隙間が形成され、この隙間が遊びとなってシール部材６４の側部６４１はカバー部材６５内で変形することができる。またカバー部材６５の側部６５１の内面は、シール部材６４の側部の外面と面接触により当接可能な形状となっている。
シール部材６４がカバー部材６５内に嵌め込まれた状態において、屈曲端部６４２は、カバー部材６５の外側へとはみ出している。また切り欠き６４０内に圧力が加わっていないとき、屈曲端部６４２の先端部６４３は、カバー部材６５の側部６５１の外面よりも外側に位置している。さらに、カバー部材６５の連結部６５２の内面と、シール部材６４の連結部６４４の外面との間には隙間が形成されており、この隙間は、熱などによるシール部材６４の膨張を吸収する空間となっている。
またシール部材６４の屈曲端部６４２は、カバー部材６５の側部６５１の端部に覆い被さるように接触しており、シール部材６４の内側からの加圧により、シール部材６４がカバー部材６５内に押し込まれて、前記連結部６４４、６５２の間の隙間が塞がれてしまわないようにシール部材６４を支持している。本例のシール部材６４は、側部６５１の基端部側の外面がカバー部材６５の内面と接触しており、この接触面にてシール部材６４がカバー部材６５内に保持されている。既述のように、シール部材６４は、カバー部材６５内で側部６４１が変形したり、熱膨張したりするので、こうした変形や膨張を阻害しないよう、シール部材６４とカバー部材６５との接触部は接着などにより固定してしまわないことが好ましい。
カバー部材６５は、シール部材６４に比べて変形しにくい材料、例えばステンレススチールやタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）などの金属、またはこれらの金属を含む合金などによって構成されている。
以下、シール部材６４とこのシール部材６４を覆うカバー部材６５とを併せてシール部６６と呼ぶ。
以下、シール部材６４とこのシール部材６４を覆うカバー部材６５とを併せてシール部６６と呼ぶ。
図３６に示すようにシール部６６は、処理装置の例えば蓋体７の側壁に、ウエハホルダー２１の基端部を囲むように設けられた凹部７５内に嵌め込まれている。これにより開口部２２を蓋体７にて塞いだとき、シール部６６は、処理チャンバ２の開口部２２を囲むように、処理チャンバ２及び蓋体７の側壁面の間に配置されことになる。また、シール部６６は、シール部材６４の切り欠き６４０を開口部２２側に向けて配置されており、シール部６６にて囲まれた処理チャンバ２及び蓋体７の側壁面の間には隙間７６が形成されている。この結果、シール部材６４の切り欠き６４０（内部空間）は処理チャンバ２の内部雰囲気と連通した状態となっている。
なお、図３６〜３８に示す構成要素のうち、図１〜２８に示した処理装置と共通の構成要素には、これらの図に付したものと共通の符号を付してある。
なお、図３６〜３８に示す構成要素のうち、図１〜２８に示した処理装置と共通の構成要素には、これらの図に付したものと共通の符号を付してある。
以下、上述のシール部材６６を備えた処理装置の作用について説明する。液体ＩＰＡを液盛りされた洗浄後のウエハＷがウエハホルダー２１に保持された状態で、処理チャンバ２内に搬入されると、蓋体７及び処理チャンバ２の側壁面同士が直接対向した状態となる。
このとき、図３７の拡大図に示すように、蓋体７及び処理チャンバ２の側壁面は、カバー部材６５よりも外側に飛び出している屈曲端部６４２と各々接触し、シール部材６４の側部６４１を内側へ向けて押し戻すように変形させる。弾性体である側部６４１には、押し戻された方向と反対方向に復元力が働き、屈曲端部６４２の先端部６４３を蓋体７及び処理チャンバ２へ押し当てる。この結果、蓋体７及び処理チャンバ２の間の隙間７６がシール部材６４によって気密に塞がれる。
しかる後、ウエハＷ表面に液盛りされたＩＰＡが乾燥する前に処理空間２０に超臨界ＩＰＡを供給すると、処理チャンバ２内の超臨界ＩＰＡが隙間７６を介してシール部材６４の切り欠き６４０（内部空間）内に進入する。そして、蓋体７が処理チャンバ２に接触した状態が維持される比較的低い圧力、例えば処理チャンバ２や切り欠き６４０内の圧力が１ＭＰａ程度にまで上昇する間は、シール部材６４の側部６４１が加圧されて外側へ向けて変形し、より強い力で屈曲端部６４２が蓋体７及び処理チャンバ２の側壁面に押し当てられる。
処理チャンバ２や切り欠き６４０内の圧力がさらに上昇し、例えば１ＭＰａを越えると、ロックプレート１５による規制位置まで蓋体７が押し戻されはじめ、図３８に示すように処理チャンバ２と蓋体７との間の隙間７６が広がる。この動きに合わせ、切り欠き６４０内の超臨界ＩＰＡにより加圧されたシール部材６４の側部６４１もさらに外側に押し広げられ、屈曲端部６４２はカバー部材６５の外側まではみ出して蓋体７や処理チャンバ２との接触状態を維持する。ここで図３８に示した例では、側部６４１の変形に応じてシール部材６４に働く応力を受けて、蓋体７の凹部７５内でカバー部材３５が移動している。
こうしてシール部材６４の側部６４１が外側へ向けて変形していくと、やがてシール部材６４の側部６４１の外面が、カバー部材６５の側部６５１の内面に当接し、シール部材６４の変形が規制される。このように、カバー部材６５により規制される位置までシール部材６４が変形したとき、ロックプレート１５による規制位置まで後退した蓋体７と処理チャンバ２との間の隙間７６を気密に塞いだ状態が維持できるように、シール部材６４とカバー部材６５と側部６４１、６５１の間の隙間の幅や屈曲端部６４２の屈曲幅（外側への突出幅）が設計されている。また、連結部６４４側から屈曲端部６４２側へ向けて薄くなる側部６４１の厚みを変化させることにより、切り欠き６４０内の圧力と側部６４１の変形量との関係を調節することもできる。
また、カバー部材６５にてシール部材６４の変形を規制することにより、切り欠き６４０内に超臨界流体が進入し、切り欠き６４０の内部空間と、外部との差圧が１０ＭＰａ程度にまで大きくなってもシール部材６４の側部６４１の過度の変形や割れの発生が抑えられる。一方、シール部材６４の連結部６４４は、側部６４１に比べて太くなっていることから、熱膨張などを吸収する隙間がカバー部材６５との間に形成されていてもシール部材６４の強度が維持され、不要な変形や割れの発生が抑制される。
さらに、シール部材６４を超臨界ＩＰＡに対する耐食性を備えた樹脂にて構成されていることにより、樹脂成分や不純物の溶出が少なく、長期間に亘ってシール性能を維持できる。また、シール部材６４の屈曲端部６４２がカバー部材６５の側部６５１の端部に覆い被さるように外側へはみ出していることにより、カバー部材６５は超臨界ＩＰＡと接触しない状態が保たれ、カバー部材６５を構成する金属の腐食が抑えられる。
第３の実施の形態においても処理空間２０内に超臨界ＩＰＡを供給した後、ウエハＷ表面の液体ＩＰＡを超臨界ＩＰＡで置換してからウエハＷを乾燥させる作用や、処理後のウエハＷの搬出動作などは、既述の第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
またシール部６６は、蓋体７側に設ける場合に限定されるものではなく、処理チャンバ２の側壁面に凹部を設け、この凹部内にシール部材６２を嵌め込んでもよい点は、第２の実施の形態のシール部材６２と同様である。
そして、第３の実施の形態にかわる発明においても、特許請求の範囲に記載の「Ｕ字型」とは、Ｖ字型や凹字型の縦断面形状までも含む概念を指している。
またシール部６６は、蓋体７側に設ける場合に限定されるものではなく、処理チャンバ２の側壁面に凹部を設け、この凹部内にシール部材６２を嵌め込んでもよい点は、第２の実施の形態のシール部材６２と同様である。
そして、第３の実施の形態にかわる発明においても、特許請求の範囲に記載の「Ｕ字型」とは、Ｖ字型や凹字型の縦断面形状までも含む概念を指している。
以上に説明した第１〜第３の実施の形態に係わる処理装置において、ウエハＷの乾燥を行うために用いる高圧流体の原料は、ＩＰＡに限定されるものではなく、例えばＨＦＥ（Hydro Fluoro Ether）、ＣＯ２（二酸化炭素）やＮ２（窒素）、アルゴンなどの不活性ガスを用いてもよい。さらに高圧流体状態は、超臨界状態の場合に限られず、原料の液体を亜臨界状態（例えばＩＰＡの場合は、温度１００℃〜３００℃の範囲、圧力１ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲内）として、この亜臨界流体を用いてウエハＷの乾燥を行う場合も本発明の技術的範囲に含まれる。また、略水平に設けられた処理チャンバ２内にウエハホルダー２１によりウエハＷを搬入した後、処理チャンバ２を略垂直に傾け、この垂直な状態で超臨界処理を行うようにしてもよい。
さらに本発明にて実施される超臨界処理はウエハＷの表面の液体を除去する乾燥処理だけに限定されるものではない。例えばレジスト膜を用いてパターニングを行った後のウエハＷを超臨界流体と接触させて、ウエハＷからレジスト膜を除去する処理にも本発明は適用することができる。
Ｗ ウエハ
２ 処理チャンバ
２０ 処理空間
２１ ウエハホルダー
２２ 開口部
３ 搬送口形成部材
３１ 搬送口
３３ａ，３３ｂ テーパ部
３５ 連通路
４ 凹部形成部材
５ 溝部
５１ 開口部
６、６２、６４
シール部材
６５ カバー部材
６６ シール部
６２０ 切り欠き
２ 処理チャンバ
２０ 処理空間
２１ ウエハホルダー
２２ 開口部
３ 搬送口形成部材
３１ 搬送口
３３ａ，３３ｂ テーパ部
３５ 連通路
４ 凹部形成部材
５ 溝部
５１ 開口部
６、６２、６４
シール部材
６５ カバー部材
６６ シール部
６２０ 切り欠き
Claims (8)
- 処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
この蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成されると共に当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置されたシール部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記処理容器に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により加圧された前記シール部材が、前記搬送口の周囲の処理容器、及び蓋体の対向する面に押し付けられ、前記処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぐことを特徴とする処理装置。 - 前記シール部材の内部空間に接する面は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
- 処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体により前記搬送口を塞いだとき、当該搬送口を囲むように、この搬送口の周囲の処理容器と前記蓋体とが対向する面の間に環状に設けられ、縦断面がＵ字状に形成され、さらにＵ字部分の両端部が外側に屈曲されて屈曲端部が形成されると共に、当該Ｕ字状に囲まれた内部空間が前記処理容器の内部雰囲気に連通するように配置された弾性体からなるシール部材と、
このシール部材の変形を規制するために、前記シール部材の縦断面で見てＵ字部分の外側から当該シール部材を覆うカバー部材と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により、予め設定した位置より後方に後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記蓋体により前記処理容器の搬送口を塞いだとき、前記シール部材は搬送口の周囲の処理容器及び蓋体の対向する面に前記屈曲端部を当接させて当該処理容器及び蓋体の間の隙間を気密に塞ぎ、前記処理容器内に高圧流体が供給され、前記蓋体が予め設定した位置まで後退する際に、前記隙間が広がるにつれ、前記内部空間に進入した処理容器の内部雰囲気により前記カバー部材内で前記シール部材が加圧されて変形し、前記屈曲端部を外側に押し広げて前記隙間を気密に塞いだ状態を維持することを特徴とする処理装置。 - 前記シール部材は、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラキシレン、ポリエーテルエーテルケトンからなる樹脂群から選ばれた樹脂により構成されていることを特徴とする請求項３記載の処理装置。
- 処理容器内に搬送口を介して搬入された被処理基板に対して高圧流体を用いた処理を行うための処理装置において、
前記搬送口を囲むように環状に形成された溝部と、
この溝部内に当該溝部に沿って設けられたシール部材と、
前記搬送口を塞ぎ、その周縁部が前記シール部材に対向して接触する蓋体と、
前記溝部と前記処理容器の内部雰囲気とを連通する連通路と、
前記蓋体が処理容器内の圧力により後退することを規制する規制機構と、を備え、
前記シール部材が前記連通路を介して処理容器の内部雰囲気により加圧されて蓋体側に押し付けられ、前記溝部及び蓋体との間の隙間を気密に塞ぐことと、
前記溝部は、溝部内の空間が蓋体側から被処理基板の搬入方向に徐々に広がるようにテーパ状に構成されることと、を特徴とする処理装置。 - 前記蓋体は、搬送口を塞いだ状態で蓋体の一部が溝部に沿って当該溝部内に進入するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の処理装置。
- 前記処理容器に凹部が設けられると共に、被処理基板を当該処理容器内に搬入出するための開口部が当該凹部の底面に形成され、
前記凹部内に配置され、前記開口部に連続する前記搬送口を形成すると共に、その外周面と前記凹部の内周面との間に前記溝部が形成される環状の搬送口形成部材と、を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の処理装置。 - 前記搬送口形成部材は、前記凹部に対して前記被処理基板の搬入方向に可動自在に設けられることを特徴とする請求項７に記載の処理装置。
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