JP2008073611A - High pressure treating device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高圧流体、例えば亜臨界状態または超臨界状態の高圧流体を用いて、基板などの被処理体の表面に所定の表面処理(洗浄処理、リンス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。 The present invention provides a high-pressure treatment in which a predetermined surface treatment (cleaning treatment, rinsing treatment, drying treatment, etc.) is performed on the surface of an object to be treated such as a substrate using a high-pressure fluid, for example, a subcritical or supercritical high-pressure fluid. It relates to the device.
半導体製造プロセスの中でレジストを用いてパターン形成する場合、パターン形成後に不要となるレジストや、エッチングの時に生成して基板上に残存してしまうエッチングポリマー等の不要物・汚染物質を基板から除去するための洗浄工程が必須工程となる。そこで、高圧流体を基板などの被処理体の表面に接触させて該被処理体に対して洗浄処理や乾燥処理などの表面処理を施す高圧処理装置が提案されている(特許文献1〜3参照)。
When forming a pattern using a resist in the semiconductor manufacturing process, unnecessary resist and contaminants such as a resist that becomes unnecessary after pattern formation and an etching polymer that is generated during etching and remains on the substrate are removed from the substrate. The cleaning process for this is an essential process. In view of this, there has been proposed a high-pressure processing apparatus in which a high-pressure fluid is brought into contact with the surface of an object to be processed such as a substrate and the object to be processed is subjected to surface treatment such as cleaning or drying (see
例えば特許文献1,2記載の高圧処理装置では、処理チャンバー内に配置された基板の上方に回転部材を設け、この回転部材を回転して処理チャンバー内の高圧流体を撹拌することにより、表面処理の均一性および効率の向上を図っている。また、例えば特許文献3記載の高圧処理装置では、処理チャンバー内に配置された基板の上方に中空の回転吹き付け部材を設け、この回転吹き付け部材の内部空間に高圧流体を供給し、回転吹き付け部材の下面に設けられた吹き付け口から基板に向けて高圧流体を吹き付けつつ回転吹き付け部材を回転することで、表面処理の促進を図っている。
For example, in the high-pressure processing apparatus described in
しかしながら、上記従来の特許文献1,2記載の高圧処理装置では、回転部材と基板とで挟まれた空間に対して積極的に高圧流体を供給するための手段が設けられていない。したがって、必ずしも表面処理の効率を高めることができるというわけではない。特に、回転部材を基板に近接配置させると、処理効率が著しく低下してしまうことがあった。すなわち、このような配置構造を採用すると、回転部材の回転動作によって回転部材と基板とで挟まれた空間に高圧流体が滞留してしまうことがあった。これは同空間における高圧流体の置換性悪化を意味するものであり、処理効率の低下要因となってしまう。
However, in the conventional high-pressure processing apparatuses described in
これに対し、特許文献3記載の装置では、上記したように回転吹き付け部材を設け、該部材から基板に向けて高圧流体を吹き付けつつ該部材を回転させているため、特許文献1,2記載の装置よりも高い効率で処理を行うことができる。しかしながら、特許文献3記載の高圧処理装置では、回転吹き付け部材の基板側以外の空間、すなわち回転吹き付け部材の上方および外周面側はデッドスペースとなっている。このようなデッドスペースが処理チャンバーの内部に存在すると、その部分に高圧流体が滞留し、この滞留部分にパーティクルが蓄積されて、クリーン度が低下することとなる。特に近年の技術進歩により、半導体ウエハに形成される回路の線幅はサブミクロンレベルにまで微細化しているため、回路にパーティクル(ゴミ等の不要物質)が付着していると、品質が劣化し製品歩留まりの低下を招くことから、クリーン度に対する要求は益々厳しくなっている。
On the other hand, in the apparatus described in
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、被処理体の表面近傍における高圧流体の置換性を向上して表面処理の効率を向上するとともに、処理チャンバー内にデッドスペースが生じるのを回避してクリーン度を向上す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。 The present invention has been made in view of the above problems, and improves the efficiency of the surface treatment by improving the replaceability of the high-pressure fluid in the vicinity of the surface of the object to be processed, and avoids the occurrence of dead space in the processing chamber. An object of the present invention is to provide a high-pressure processing apparatus that can improve the cleanliness.
この発明にかかる高圧処理装置は、圧力容器の内部に設けられた処理チャンバー内に配置された被処理体の表面に対して高圧流体を用い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、処理チャンバーを高圧流体の流れの方向で上流下流に仕切ることで上流チャンバーと下流チャンバーとを形成する板部材と、上流チャンバーに高圧流体を供給する高圧流体供給手段と、板部材をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させる回転駆動手段とを備え、被処理体は、下流チャンバーに静止状態で表面が板部材に対向するように配置され、板部材には、上流チャンバーと下流チャンバーとを連通する連通部が設けられていることを特徴としている。 A high-pressure treatment apparatus according to the present invention is a high-pressure treatment apparatus that performs a predetermined surface treatment using a high-pressure fluid on a surface of an object to be processed disposed in a treatment chamber provided in a pressure vessel, In order to achieve the above object, a plate member that forms an upstream chamber and a downstream chamber by partitioning the processing chamber upstream and downstream in the direction of the flow of the high-pressure fluid, high-pressure fluid supply means that supplies the high-pressure fluid to the upstream chamber, A rotation driving means for rotating the plate member about a rotation axis substantially parallel to the surface normal, and the object to be processed is disposed in the downstream chamber in a stationary state so that the surface faces the plate member. Is characterized in that a communication portion for communicating the upstream chamber and the downstream chamber is provided.
このように構成された発明によれば、処理チャンバーが板部材により高圧流体の流れる方向で上流下流に仕切られて上流チャンバーと下流チャンバーとが形成され、その上流チャンバーに高圧流体が供給され、下流チャンバーに被処理体が静止状態で表面が板部材に対向するように配置されている。そして、板部材には、上流チャンバーと下流チャンバーとを連通する連通部が設けられているため、上流チャンバーに供給された高圧流体は、その連通部を通って被処理体に向かって吐出される。したがって、被処理体の表面における高圧流体の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、板部材はその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転されるため、高圧流体が相対速度をもって被処理体の表面に吹き付けられることから、さらに表面処理が促進されることとなる。また、上流チャンバーおよび下流チャンバーは、それぞれ板部材と処理チャンバーの内壁とによって形成されるため、処理チャンバー内にデッドスペースが形成される余地はない。したがって、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。ここで、板部材は、処理チャンバーを上下に仕切るもので、上流チャンバーは処理チャンバーの上部に形成され、下流チャンバーは処理チャンバーの下部に形成されているとしてもよい。 According to the invention thus configured, the processing chamber is partitioned upstream and downstream by the plate member in the direction in which the high-pressure fluid flows to form the upstream chamber and the downstream chamber, the high-pressure fluid is supplied to the upstream chamber, and the downstream The object to be processed is disposed in the chamber so that the surface thereof faces the plate member in a stationary state. Since the plate member is provided with a communication portion that communicates the upstream chamber and the downstream chamber, the high-pressure fluid supplied to the upstream chamber is discharged toward the object to be processed through the communication portion. . Therefore, the replaceability of the high-pressure fluid on the surface of the object to be processed is good, and the efficiency of the surface treatment can be improved. Further, since the plate member is rotated around a rotation axis substantially parallel to the surface normal, the high-pressure fluid is sprayed on the surface of the object to be processed at a relative speed, and thus the surface treatment is further promoted. Further, since the upstream chamber and the downstream chamber are each formed by the plate member and the inner wall of the processing chamber, there is no room for forming a dead space in the processing chamber. Therefore, there is no portion where particles stay, and the cleanliness can be improved. Here, the plate member divides the processing chamber vertically, and the upstream chamber may be formed in the upper part of the processing chamber and the downstream chamber may be formed in the lower part of the processing chamber.
また、連通部は、板部材の1回転により連通部の被処理体側開口が描く軌跡が被処理体の表面全体をカバーするように、板部材に設けられているとすると、被処理体の全面に亘って直接高圧流体を吹き付けることが可能になる。 Further, assuming that the communication portion is provided on the plate member so that the locus drawn by the opening on the processing object side of the communication portion by one rotation of the plate member covers the entire surface of the processing object, It is possible to spray the high-pressure fluid directly over the range.
また、連通部は、板部材の回転中心を含むように設けられ、板部材には、該板部材に回転駆動手段の駆動力を伝達するための駆動軸が固定されており、駆動軸の端面には、回転中心を含むように溝部が穿設されるとともに、該溝部を挟むように複数の凸部が突設されており、各凸部が板部材の回転中心に設けられた連通部を除く板部材の表面に当接して、駆動軸が板部材に固定されているとしてもよい。このように構成された発明によれば、板部材の回転中心に対向する被処理体の表面に対して、駆動軸によって妨げられることなく、直接高圧流体を吹き付けることができる。 The communication portion is provided so as to include the center of rotation of the plate member, and a drive shaft for transmitting the driving force of the rotation driving means to the plate member is fixed to the plate member, and the end surface of the drive shaft In addition, a groove portion is formed so as to include the rotation center, and a plurality of protrusions are provided so as to sandwich the groove portion, and a communication portion provided at the rotation center of the plate member is provided. The drive shaft may be fixed to the plate member in contact with the surface of the removed plate member. According to the invention configured as described above, the high-pressure fluid can be directly sprayed on the surface of the object to be processed facing the rotation center of the plate member without being obstructed by the drive shaft.
また、圧力容器の側壁の内周面には、溝が全周に亘ってほぼ水平に穿設され、板部材は、その外周端が溝内に入り込んでいるとすると、板部材によって、上流チャンバーと下流チャンバーとの間をより確実に仕切ることができる。また、高圧流体の排出口が、下流チャンバーに対応する圧力容器の側壁に設けられているとしてもよい。 Further, if the groove is formed almost horizontally on the inner peripheral surface of the side wall of the pressure vessel and the outer peripheral end of the plate member enters the groove, the plate member causes the upstream chamber to And the downstream chamber can be more reliably partitioned. Further, a high-pressure fluid discharge port may be provided on the side wall of the pressure vessel corresponding to the downstream chamber.
なお、本発明における「被処理体の表面」とは、表面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、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気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表面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、他方主面に対して表面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表面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。 The “surface of the object to be processed” in the present invention means a surface to be subjected to surface treatment, and the “object to be processed” is, for example, a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, plasma. In the case of various substrates such as display glass substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, and magneto-optical disk substrates, circuit patterns are formed on both main surfaces of the substrate. On the other hand, when it is necessary to perform surface treatment on the one main surface, the one main surface corresponds to the “surface of the object to be processed” of the present invention. Moreover, when it is necessary to perform surface treatment with respect to the other main surface, this other main surface is equivalent to the "surface of a to-be-processed object" of this invention. Of course, when it is necessary to perform surface treatment on both main surfaces like a double-sided mounting substrate, both main surfaces correspond to the “surface of the object to be processed” of the present invention.
また、「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。 In addition, the “object to be processed” is not limited to a semiconductor substrate, and is such that a discontinuous or continuous layer of a different substance is formed or remains on various base materials such as metal, plastic, ceramics and the like. included.
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。また、洗浄処理に限られず、高圧流体を用いて、被処理体の表面から不要な物質を除去する処理(例えば、乾燥、リンス等)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。 The “surface treatment” in the present invention is typically exemplified by a cleaning treatment for removing and removing contaminants from an object to which the contaminants are attached, such as a semiconductor substrate to which a resist is attached. In addition, the treatment for removing unnecessary substances from the surface of the object to be treated using a high-pressure fluid (for example, drying, rinsing, etc.) is not limited to the cleaning treatment, and all of the treatments are targets of the high-pressure treatment apparatus of the present invention. it can.
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、拡散係数が高く、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、その高圧流体を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り、拡散係数は気体に近づき、微細なパターン部分にもよく浸透することができる。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助剤を含むことができる。 In the present invention, the high-pressure fluid used is preferably carbon dioxide from the viewpoints of safety, cost, and easy supercritical state. In addition to carbon dioxide, water, ammonia, nitrous oxide, ethanol and the like can be used. The high pressure fluid is used because it has a high diffusion coefficient and can disperse dissolved pollutants in the medium. When the high pressure fluid is a supercritical fluid, it has an intermediate property between gas and liquid. The diffusion coefficient approaches the gas and can penetrate well into fine pattern portions. Also, the density of the high-pressure fluid is close to that of a liquid and can contain a much larger amount of auxiliary agent than gas.
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31.1℃、7.4MPa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の亜臨界流体または超臨界流体(高圧流体)を用いることが好ましく、7.4〜30MPaの下でこれらの処理を行うことがより好ましい。 Here, the “high pressure fluid” in the present invention is a fluid having a pressure of 1 MPa or more. The high-pressure fluid that can be preferably used is a fluid in which high-density, high-solubility, low-viscosity, and high-diffusibility properties are observed, and more preferable is a fluid in a supercritical state or subcritical state. In order to use carbon dioxide as a supercritical fluid, the temperature may be 31.1 ° C. and 7.4 MPa or more. It is preferable to use a subcritical fluid or supercritical fluid (high pressure fluid) of 5 to 30 MPa for the rinsing process and the drying / development process after washing and washing, and performing these treatments under 7.4 to 30 MPa. Is more preferable.
この発明にかかる高圧処理装置によれば、高圧流体が板部材の連通部を通って被処理体に向かって吐出されるため、被処理体の表面における高圧流体の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、処理チャンバー内にデッドスペースが形成される余地はないため、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。 According to the high-pressure processing apparatus according to the present invention, the high-pressure fluid is discharged toward the object to be processed through the communicating portion of the plate member, so that the replaceability of the high-pressure fluid on the surface of the object to be processed is good. Therefore, the efficiency of the surface treatment can be improved. In addition, since there is no room for forming a dead space in the processing chamber, there is no portion where particles stay, and the cleanliness can be improved.
図1は、この発明にかかる高圧処理装置の一実施形態を示す図である。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(以下「SCCO2」という)を導入し、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Wに対して所定の洗浄処理、リンス処理および乾燥処理などの表面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。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a high-pressure processing apparatus according to the present invention. The high-pressure processing apparatus introduces supercritical carbon dioxide (hereinafter referred to as “SCCO 2 ”) into a
圧力容器1は、円筒状の上部容器1aと下部容器1bとの2分割構成となっており、基板Wのロード時およびアンロード時には両者が分離して処理チャンバー11を開き、表面処理の実行時には両者が密着して処理チャンバー11を閉じるようになっている。上部容器1aと下部容器1bとの接触部には、処理チャンバー11を密閉するために、例えばフッ素樹脂からなるシール部材1cが全周に亘って設けられている。
The
処理チャンバー11には、円形薄板状の仕切板4が配設されている。仕切板4は、処理チャンバー11を基板Wからみた上方の空間を基板Wに近い空間と基板Wから離れる空間に上下、すなわちSCCO2の流れる方向に上流下流に仕切ることで上流チャンバー12と下流チャンバー13とを形成するもので、本発明の「板部材」に相当する。圧力容器1の側壁13aの内周面11aには、溝11bが全周に亘ってほぼ水平に穿設されており、仕切板4の外周端が溝11bに嵌まり込んでいる。仕切板4には、後述する貫通孔41が設けられている。
A circular thin plate-
そして、圧力容器1の側壁13aの上流チャンバー12に対応する部分には、流入路14が設けられており、この流入路14を介して上流チャンバー12が高圧流体供給部2に連通している。高圧流体供給部2は、本発明の「高圧流体」としてSCCO2を処理チャンバー11に向けて圧送するものである。また、圧力容器1の側壁13aの下流チャンバー13に対応する部分には、排出路15の開口15aが設けられており、この排出路15を介して下流チャンバー13が貯留部3に連通している。また、基板Wは、下流チャンバー13に静止状態で表面が仕切板4に対向するように配置されている。
An
貯留部3としては、例えば気液分離容器等を設ければ良く、気液分離容器を用いてSCCO2を気体部分と液体部分とに分離し、別々の経路を通して廃棄する。あるいは、各成分を回収(および必要により精製)して再利用してもよい。なお、気液分離容器により分離された気体成分と液体成分は、別々の経路を通して系外へ排出してもよい。また、この実施形態では、高圧処理装置が貯留部3を備えているが、装置が貯留部を備えずに、例えば装置外に設けられた貯留部を利用するようにしてもよい。なお、図1では、説明の便宜上、貯留部3を2箇所に示している。
As the
そして、下流チャンバー13と貯留部3との間には、圧力調整弁(図示省略)が介装されており、コントローラ(図示省略)からの制御指令に基づき圧力調整弁が開くと、処理チャンバー11内の高圧流体などが貯留部3に排出される一方、圧力調整弁が閉じられると、処理チャンバー11に高圧流体を閉じ込めることができる。また、圧力調整弁の開閉制御により処理チャンバー11内の圧力を調整することも可能である。
A pressure regulating valve (not shown) is interposed between the
回転駆動部5は、鉛直方向にほぼ平行な回転軸回りに仕切板4を回転させるものである。すなわち、仕切板4には駆動軸6が取り付けられており、この駆動軸6は圧力容器1に設けられた軸通路を通って圧力容器1外に延設され、回転駆動部5に連結されている。そして、コントローラからの制御指令に基づき回転駆動部5が駆動されると、仕切板4が回転するように構成されている。
The
次に、図2を参照して、仕切板4について詳述する。図2(a)は駆動軸6が仕切板4に取り付けられた状態の斜視図、(b)は駆動軸6および仕切板4の分解正面図、(c)は駆動軸6が取り外された仕切板4の平面図、(d)は(c)のD−D線断面図、(e)は駆動軸6の端面6aを示す斜視図、(f)は仕切板4と仕切板に設けられた貫通孔41と基板Wとの大小関係を説明する図である。
Next, the
仕切板4には、本発明の「連通部」として、表面から裏面に貫通する貫通孔41が透設されている。この貫通孔41は、スリット状で、仕切板4の中心を通るように(すなわち直径に沿って)、設けられている。貫通孔41は、下流側の下側開口41aと上流側の上側開口41bとを有し、これらの開口41a,41bを連通することで、上流チャンバー12と下流チャンバー13とを連通している。仕切板4の直径をL1とし、貫通孔41の長手方向の寸法をL2とし、基板Wの直径をL3とすると、L1>L2>L3になるように形成されている。すなわち、仕切板4が1回転すると、貫通孔41の下側開口41aが描く軌跡が基板Wの表面全体をカバーするようになっている。
The
駆動軸6の端面6aには、回転中心6bを含むように溝部63が穿設されるとともに、この溝部63を挟むように2つの凸部61,62が突設されている。そして、この凸部61,62が、仕切板4の貫通孔41を除く表面領域4a,4bにそれぞれ装着して、駆動軸6が仕切板4に固定されている。
A
次に、上記のように構成された高圧処理装置の動作について説明する。上部容器1aと下部容器1bとを分離して処理チャンバー11を開いた状態で、産業用ロボット等のハンドリング装置や搬送機構により被処理体たる基板Wが1枚、処理チャンバー11の下流チャンバー13にローディングされると、上部容器1aと下部容器1bとを密着して処理チャンバー11を閉じて処理準備を完了する。それに続いて、高圧流体供給部2から処理チャンバー11の上流チャンバー12へのSCCO2圧送を開始すると、SCCO2が処理チャンバー11の上流チャンバー12に圧送されていく。また、高圧流体供給部2からの処理チャンバー11へのSCCO2圧送開始と同時またはそれに引き続いて、回転駆動部5を駆動して仕切板4を回転させる。
Next, the operation of the high pressure processing apparatus configured as described above will be described. In a state where the
仕切板4には貫通孔41が透設されているため、上流チャンバー12に圧送されたSCCO2は、貫通孔41を通って下流チャンバー13に流入し、処理チャンバー11内の処理圧力が徐々に上昇していく。このとき、圧力調整弁をコントローラからの開閉指令に応じて開閉制御することで、処理チャンバー11内の処理圧力が所定値(例えば20MPa)に保たれる。なお、この開閉制御による圧力調整は後で説明する減圧処理が完了するまで継続される。
Since the
このようにSCCO2送給の開始により洗浄工程が始まるが、このときSCCO2の送給は連続的に行う。上流チャンバー12に供給されたSCCO2は、仕切板4の貫通孔41を通って基板Wに向かって吐出される。したがって、基板Wの表面におけるSCCO2の置換性は良好なものとなっている。また、仕切板4が回転されるため、SCCO2が相対速度をもって基板Wの表面に吹き付けられることとなる。こうしてSCCO2が下流チャンバー13に供給されて基板Wの表面にSCCO2が接触し、基板Wに付着しているレジスト、レジスト残渣などの不要物質が剥離除去される。また、不要物質を随伴させたSCCO2は排出路15を通って貯留部3へ送られる。
As described above, the cleaning process starts by starting the SCCO 2 feeding. At this time, the SCCO 2 feeding is continuously performed. SCCO 2 supplied to the
そして、洗浄工程が完了すると、SCCO2圧送を停止し、仕切板4の回転を停止する。そして、圧力調整弁の開閉を制御することで処理チャンバー11内を常圧に戻す。この減圧過程において、処理チャンバー11内に残留するSCCO2は気体になって蒸発するので、基板Wの表面にシミ等が発生するなどの不具合を発生させることなく、基板Wを乾燥させることができる。しかも、近年、基板表面に微細パターンが形成されることが多く、乾燥処理の際に微細パターンが破壊されるという問題がクローズアップされているが、減圧乾燥を用いることで上記問題を解消することができる。
When the cleaning process is completed, the SCCO 2 pumping is stopped, and the rotation of the
そして、処理チャンバー11が常圧に戻ると、処理チャンバー11を開き、産業用ロボット等のハンドリング装置や搬送機構により洗浄処理済みの基板Wをアンロードする。こうして、一連の表面処理、つまり洗浄処理(レジスト剥離除去処理)+乾燥処理が完了する。そして、次の未処理の基板Wが搬送されてくると、上記動作が繰り返されていく。
When the
以上のように、この実施形態によれば、処理チャンバー11を仕切板4により上下に仕切って上流チャンバー12と下流チャンバー13とを形成し、上流チャンバー12にSCCO2を供給し、下流チャンバー13に基板Wを静止状態で表面が仕切板4に対向するように配置している。そして、仕切板4には、上流チャンバー12と下流チャンバー13とを連通する貫通孔41が設けられているため、上流チャンバー12に供給されたSCCO2は貫通孔41を通って基板Wに向かって吐出される。したがって、基板Wの表面におけるSCCO2の置換性は良好なものとなっており、表面処理の効率を向上することができる。また、仕切板4は駆動軸6を介して回転駆動部5により鉛直方向にほぼ平行な回転軸回りに回転されるため、SCCO2が相対速度をもって基板Wの表面に吹き付けられることから、さらに表面処理を促進することができる。
As described above, according to this embodiment, the
また、この実施形態によれば、上流チャンバー12は、底板となる仕切板4と処理チャンバー11の内壁とによって形成され、下流チャンバー13は、天板となる仕切板4と処理チャンバー11の内壁とによって形成されている。その結果、処理チャンバー11内にデッドスペースが形成される余地はない。したがって、パーティクルが滞留するような部位が存在せず、クリーン度を向上することができる。
In addition, according to this embodiment, the
また、この実施形態によれば、仕切板4の中心を通るように貫通孔41を設けるとともに、基板Wの直径L3に対して貫通孔41の寸法L2をL2>L3としている。したがって、仕切板4が1回転すると、貫通孔41の下側開口41aが描く軌跡が基板Wの表面全体をカバーすることができる。これによって、基板Wの全面に亘って、SCCO2を吹き付けることができる。
Further, according to this embodiment, the through
また、この実施形態によれば、駆動軸6の端面6aに、回転中心6bを含むように溝部63を穿設し、この溝部63を挟むように2つの凸部61,62を突設して、この凸部61,62が、仕切板4の貫通孔41を除く表面領域4a,4bにそれぞれ装着して、駆動軸6を仕切板4に固定している。したがって、仕切板4の回転中心に対向する基板Wの表面に対して、駆動軸6によって妨げられることなく、直接SCCO2を吹き付けることができる。
Further, according to this embodiment, the
また、この実施形態によれば、圧力容器1の側壁13aの内周面11aに溝11bを全周に亘ってほぼ水平に穿設し、仕切板4の外周端を溝11bに嵌まり込むように構成しているため、処理チャンバー11を、上流チャンバー12と下流チャンバー13とに確実に仕切ることができる。
Further, according to this embodiment, the
なお、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、上記実施形態では、スリット状の貫通孔41を仕切板4に設けているが、本発明の「連通部」は、これに限られない。図3は仕切板4に設けられる貫通孔の変形形態を示す図である。図3(a)の仕切板4には、その中心4cから半径に沿って円形の貫通孔42が2列に互い違いに設けられている。また、図3(b)の仕切板4には、その中心4cから半径に沿って放射状に円形の貫通孔43が設けられている。また、図3(c)の仕切板4には、その中心4cから半径に沿ってスリット状の貫通孔44が設けられている。図3(a)〜(c)において、仕切板4が1回転すると、貫通孔42〜44は、それぞれ、その下側開口が描く軌跡が基板Wの表面全体をカバーするように、設けられている。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the slit-shaped through
また、上記実施形態では、圧力容器1の側壁13aの内周面11aに溝11bを全周に亘ってほぼ水平に設け、仕切板4の外周端を溝11bに嵌まり込むようにしているが、これに限られない。例えば図4に示すように、圧力容器1の側壁13aの内周面11aに溝を設けず、仕切板4の外周端と内周面11aとの間に微小隙間を有するように構成してもよい。この形態でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the groove |
また、上記実施形態では、SCCO2(超臨界二酸化炭素)を単独で用いて、表面処理を実行しているが、これに限られず、SCCO2に薬液を溶解した処理流体を用いて、表面処理を実行するようにしてもよい。また、上記実施形態では、上流チャンバー12にSCCO2を供給し、基板Wを下流チャンバー13に配置しているが、上下を逆にしてもよい。すなわち、上流チャンバー12を下部に配置し、その上部に下流チャンバー13を配置するように上下を逆にしてもよい。
In the above embodiment, SCCO using 2 (supercritical carbon dioxide) alone, although running surface treatment is not limited thereto, using the processing fluid that has dissolved drug solution SCCO 2, surface treatment May be executed. In the above embodiment, the
ところで、上述したように、上記実施形態の高圧処理装置では、処理チャンバー11を密閉するために、上部容器1aと下部容器1bとの接触部には、例えばフッ素樹脂からなるシール部材1cが全周に亘って設けられている。ここで、高圧流体を用いた表面処理では、高圧流体の温度は60℃以上になることが多い。このような高温状態が続くと、シール部材1cを構成する樹脂の劣化が進むため、シール部材1cの交換頻度が高くならざるを得なくなる。そうすると、消耗品としてのシール部材1cのランニングコストが上昇する。また、シール部材1cの交換の度に高圧処理装置の動作を停止しなければならないため装置の稼働率が低下してしまう。そこで、シール部材1cの近傍を冷却することで、シール部材1cの長寿命化を図ることが考えられる。
Incidentally, as described above, in the high-pressure processing apparatus of the above-described embodiment, in order to seal the
しかしながら、単にシール部材1cの近傍を冷却したのでは、シール部材1cの近傍の内壁面の温度が低下し、処理チャンバー11内の温度分布が悪化してしまう。つまり、処理チャンバー11の中央部分とシール部材1cの近傍部分とで空間的に温度差が発生してしまう。一般に、半導体ウエハプロセスでは、温度分布の均一性がプロセス性能に大きく影響する。したがって、シール部材1cの冷却によって処理チャンバー11内の温度分布に悪影響を与えないようにすることが必要である。
However, if the vicinity of the sealing
そこで、以上の点を考慮した構成例について説明する。図5は圧力容器1の部分拡大図である。図5において、上部容器1aおよび下部容器1bは、それぞれ、互いに接触する部分が外周に向けて延設された延設部1d,1eを備えている。そして、この延設部1d,1eには、シール部材1cに対応して冷却水ジャケット16,16が全周に亘って設けられている。冷却水ジャケット16,16は壁内に埋め込まれた水路で、内部に冷却水が循環している。また、冷却水ジャケット16,16より処理チャンバー11側の上部容器1aおよび下部容器1bには、それぞれ冷却水ジャケット16,16に対応して、温水が循環する温水ジャケット17,17が全周に亘って設けられている。
Therefore, a configuration example in consideration of the above points will be described. FIG. 5 is a partially enlarged view of the
このように、図5の形態によれば、冷却水ジャケット16,16によりシール部材1cを冷却しているため、シール部材1cの劣化を防止することができる。また、温水ジャケット17,17によって、冷却水ジャケット16,16による温度低下の影響を遮断しているため、処理チャンバー11内の温度分布の均一性を保持することができる。また、延設部1d,1eの分だけ冷却水ジャケット16,16の位置が圧力容器1の内周面11aから遠くなっているため、冷却水ジャケット16,16による処理チャンバー11への悪影響を緩和することができる。また、延設部1d,1eの分だけ圧力容器1のフットプリントが増大するものの、処理チャンバー11の内部形状を図1の装置と同一形状に維持することができるという利点がある。
Thus, according to the form of FIG. 5, since the sealing
図6は別の形態例を示す圧力容器1の部分拡大図である。図6において、上部容器1aの下端周縁部13bは、内周面11aより外周側に向かって広がって形成されている。そして、この下端周縁部13bの直ぐ外周側に、シール部材1cと冷却水ジャケット16,16とが全周に亘って設けられている。また、下端周縁部13bの天面13cに、排出路15の開口15aが設けられている。
FIG. 6 is a partially enlarged view of the
このように、図6の形態によれば、冷却水ジャケット16,16によりシール部材1cを冷却しているため、シール部材1cの劣化を防止することができる。また、冷却水ジャケット16,16の近傍に排出路15の開口15aを設けているため、処理チャンバー11内におけるSCCO2の流れとして、基板W側を上流とし、冷却水ジャケット16,16側を下流とすることができる。これによって、冷却水ジャケット16,16により冷却された低温のSCCO2が基板Wに逆流して、基板W近傍の温度が低下するのを防止することができる。
Thus, according to the form of FIG. 6, since the sealing
図7は別の形態例を示す圧力容器1の部分拡大図である。図7の形態は、図6の形態に流体抵抗部を設けたものである。すなわち、図7において、上部容器1aの側壁13aの内周面11a側を下方に延設した流体抵抗部13cが設けられ、この流体抵抗部13cには貫通孔による流体路13dが設けられている。つまり、流体抵抗部13cは下端周縁部13bを塞ぐ蓋のようになっており、下流チャンバー13と下端周縁部13bとは流体抵抗部13c内の流体路13dによって連通されている。
FIG. 7 is a partially enlarged view of the
このように、図7の形態によれば、下端周縁部13bの下流チャンバー13側に流体抵抗部13cが設けられているため、下流チャンバー13に比べて下端周縁部13bの圧力を低くすることができる。これによって、低温のSCCO2が基板Wに逆流するのを一層確実に防止することができる。なお、流体抵抗部13cの形態は図7に示すものに限られない。すなわち図7では貫通孔が設けられた板状になっているが、例えば多孔質体やメッシュ状のもので構成してもよい。要は、流体の流れに対して抵抗となり、かつ下流チャンバー13と下端周縁部13bとを連通するものであればよい。
Thus, according to the form of FIG. 7, since the
なお、上記実施形態では、基板Wを水平に保持して処理するように処理チャンバー11を水平に設置した場合について説明しているが、これに限られず、例えば処理チャンバーを鉛直方向に設置したり、斜めに傾斜して設置するようにしてもよい。これらの場合には、仕切板をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させるようにすればよい。
In the above embodiment, the case where the
本発明は、高圧流体を用いて基板などの被処理体に表面処理を施す高圧処理装置に適用される。 The present invention is applied to a high-pressure processing apparatus that performs surface treatment on a target object such as a substrate using a high-pressure fluid.
1…圧力容器、2…高圧流体供給部(高圧流体供給手段)、4…仕切板(板部材)、5…回転駆動部(回転駆動手段)、6…駆動軸、6a…駆動軸の端面、6b…駆動軸の回転中心、61,62…凸部、63…溝部、11…処理チャンバー、11a…圧力容器の側壁の内周面、11b…溝、12…上流チャンバー、13…下流チャンバー、13a…圧力容器の側壁、15a…排出路の開口(排出口)、41〜44…貫通孔(連通部)、41a…下側開口(被処理体側開口)、W…基板(被処理体)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記処理チャンバーを前記高圧流体の流れの方向で上流下流に仕切ることで上流チャンバーと下流チャンバーとを形成する板部材と、
前記上流チャンバーに前記高圧流体を供給する高圧流体供給手段と、
前記板部材をその面法線にほぼ平行な回転軸回りに回転させる回転駆動手段と
を備え、
前記被処理体は、前記下流チャンバーに静止状態で表面が前記板部材に対向するように配置され、
前記板部材には、前記上流チャンバーと前記下流チャンバーとを連通する連通部が設けられている
ことを特徴とする高圧処理装置。 In a high-pressure processing apparatus that performs a predetermined surface treatment using a high-pressure fluid on the surface of an object to be processed disposed in a processing chamber provided inside a pressure vessel,
A plate member that forms an upstream chamber and a downstream chamber by partitioning the processing chamber upstream and downstream in the direction of the flow of the high-pressure fluid;
High pressure fluid supply means for supplying the high pressure fluid to the upstream chamber;
Rotation driving means for rotating the plate member around a rotation axis substantially parallel to the surface normal,
The object to be processed is disposed in a stationary state in the downstream chamber so that the surface faces the plate member,
The high-pressure processing apparatus, wherein the plate member is provided with a communicating portion that communicates the upstream chamber and the downstream chamber.
前記板部材には、該板部材に前記回転駆動手段の駆動力を伝達するための駆動軸が固定されており、
前記駆動軸の端面には、回転中心を含むように溝部が穿設されるとともに、該溝部を挟むように複数の凸部が突設されており、前記各凸部が前記板部材の回転中心に設けられた連通部を除く前記板部材の表面に当接して、前記駆動軸が前記板部材に固定されている請求項3記載の高圧処理装置。 The communication portion is provided so as to include the rotation center of the plate member,
A driving shaft for transmitting the driving force of the rotation driving means to the plate member is fixed to the plate member,
A groove portion is formed on the end surface of the drive shaft so as to include the rotation center, and a plurality of convex portions are provided so as to sandwich the groove portion, and each of the convex portions is a rotation center of the plate member. The high-pressure processing apparatus according to claim 3, wherein the drive shaft is fixed to the plate member in contact with the surface of the plate member excluding the communication portion provided on the plate.
前記板部材は、その外周端が前記溝内に入り込んでいる請求項1ないし4のいずれかに記載の高圧処理装置。 On the inner peripheral surface of the side wall of the pressure vessel, a groove is drilled almost horizontally over the entire circumference,
The high-pressure processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an outer peripheral end of the plate member enters the groove.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091201 |