JP2000106358A - 半導体製造装置および半導体基板の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間の手を入れることなく内部を洗浄でき、
複雑な形状の部品や入り組んだ部分の洗浄度が高く、洗
浄作業の効率がよい半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 ウェハ処理プロセスで用いられる物質が
通る経路を洗浄時には遮断して内部に超臨界流体を流し
込む機構を半導体製造装置に組み込む。ＥＣＲプラズマ
エッチング装置Ｄ１の場合、可動式隔壁１１０を上昇さ
せウェハ処理槽１００ａをプロセスガス排気口１０６か
ら遮断し、切り替えバルブ１０８によりガス導入口１０
３を高圧ガス導入配管１０５と導通させプロセスガス導
入配管１０４から遮断する機構を備えている。コンプレ
ッサー１２１で例えば二酸化炭素の高圧ガスをウェハ処
理槽１００ａの内部に送り込み、ヒータ１０９によって
加熱すれば高圧ガスは超臨界流体状態となり、しばらく
放置するだけでウェハ処理槽１００ａの内部を洗浄でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を製造
する半導体製造装置および半導体基板の処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置を製造する半導体製造装置の
うち、例えばプラズマエッチング装置について考える。
プラズマエッチング装置の内部では半導体ウェハに対し
てフォトレジストをマスクとしたドライエッチングが行
われるので、フォトレジスト、半導体ウェハ材料および
プラズマガス成分等の微粉を原料とした高分子物質が生
じ、装置の内壁や内部部品の表面に付着してしまう。例
えば、プラズマにより分解されたフォトレジスト成分が
温度の低い部分で再結合して、ハロゲン化ポリカーボネ
イトが生じることがある。このような付着物が生じると
装置の内部の化学的雰囲気が変化し、それによってプロ
セス条件が変動してしまうため再現性のよいプロセスが
行えない。したがって再現性のよいプロセスを実現する
ためには装置の内部を定期的に洗浄する必要がある。

【０００３】このような洗浄は、プラズマエッチング装
置に限らず、ＣＶＤ装置やエピタキシャル成長装置など
の他の半導体製造装置においても必要な作業である。

【０００４】従来は装置の内部を洗浄するために、装置
を開放して内部部品を装置外へ取り出した上で、洗浄用
の有機溶媒を浸した不織布で装置の内壁を拭き、また、
取り出した内部部品は純水により超音波洗浄するなどの
方法を採っていた。そして洗浄後は、内部部品を装置内
に再び組み込み、装置を密閉して数時間の真空ポンプに
よる減圧を行い、所望の真空度を達成したかどうか確認
して装置の内壁や内部部品の表面に残留した洗浄用の溶
媒を完全に蒸発させて、装置の内部の洗浄度を高めてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
製造装置では複雑な形状の部品や装置内の入り組んだ部
分を洗浄することが難しかった。また、装置の内部の洗
浄度を高めるために長時間の真空ポンプによる減圧を洗
浄後に行う必要があり、洗浄作業の効率を上昇させるに
は限界があった。また、洗浄作業者が洗浄作業中に有機
溶媒の蒸気を吸引しないようガスマスクを着用しなけれ
ばならないという煩わしさがあったり、あるいは作業者
ごとの洗浄技術のばらつきによって洗浄度が異なった
り、また、内部部品の取り外し時および組み込み時に作
業ミスが起こりやすいといった問題もあった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑み、直接人間の
手を入れることなく内部を洗浄でき、かつ、複雑な形状
の部品や入り組んだ部分の洗浄度が高く、洗浄作業の効
率もよい半導体製造装置を提供することを目的とする。
この目的の実現のために、本発明にかかる半導体製造装
置は洗浄溶媒を装置の内部に導入する機構を備える。ま
た、洗浄溶媒として超臨界流体を採用する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、半導体基板を保持し得る基板保持部を
内部に備えた、密閉可能な処理槽と、前記処理槽の前記
内部に、前記半導体基板に対し処理を施すための処理物
質を送入する第１の送入手段と、前記処理槽の前記内部
に、前記処理槽の前記内部を洗浄するための洗浄溶媒を
送入する第２の送入手段と、前記処理物質及び前記洗浄
溶媒を排出する排出手段と、前記洗浄溶媒で前記内部の
洗浄を行う際に、前記排出手段と前記処理槽とを隔絶す
る隔絶手段とを備える半導体製造装置である。

【０００８】この発明のうち請求項２にかかるものは、
前記洗浄溶媒は超臨界流体である、請求項１記載の半導
体製造装置である。

【０００９】この発明のうち請求項３にかかるものは、
前記処理槽を加熱することで前記洗浄溶媒の温度を制御
し、前記洗浄溶媒を超臨界流体の状態にすることが可能
な温度制御手段をさらに備える請求項１記載の半導体製
造装置である。

【００１０】この発明のうち請求項４にかかるものは、
前記洗浄溶媒は、二酸化炭素と水分との混合物である、
請求項２または３記載の半導体製造装置である。

【００１１】この発明のうち請求項５にかかるものは、
前記排出手段は、前記処理槽の前記内部に連通した排気
口を備え、前記隔絶手段は、前記処理槽を密閉して覆う
ことで前記処理槽の前記内部と前記排気口との連通を遮
断する隔壁と、前記隔壁の位置を変化させる機構とを有
し、前記隔壁に前記基板保持部が固着されている、請求
項１記載の半導体製造装置である。

【００１２】この発明のうち請求項６にかかるものは、
半導体基板を保持し得る基板保持部を内部に備えた、密
閉可能な処理槽と、前記処理槽の前記内部に、前記半導
体基板に対し処理を施すための処理物質を送入する第１
の送入手段と、前記処理槽の前記内部に、前記処理槽の
前記内部を洗浄するための洗浄溶媒を送入する第２の送
入手段と、前記処理物質及び前記洗浄溶媒を排出する排
出手段と、前記洗浄溶媒で前記内部の洗浄を行う際に、
前記排出手段と前記処理槽とを隔絶する隔絶手段とを備
える半導体製造装置において、（ａ）前記半導体基板
を、前記処理槽の前記内部の前記基板保持部に保持させ
る第１の工程と、（ｂ）前記第１の送入手段により、前
記処理物質を前記処理槽の前記内部に送入する第２の工
程と、（ｃ）前記排出手段により、前記処理物質を排出
する第３の工程と、（ｄ）前記隔絶手段により、前記排
出手段と前記処理槽とを隔絶する第４の工程と、（ｅ）
前記第２の送入手段により、前記洗浄溶媒を前記処理槽
の前記内部に送入する第５の工程とを備える半導体基板
の処理方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本実施の形態にか
かる半導体製造装置は、超臨界流体を用いた洗浄機構を
組み込んだＥＣＲプラズマエッチング装置である。超臨
界流体とは、物質の温度と圧力を臨界温度以上かつ臨界
圧力以上にしたときにその物質がふるまう、液体とも気
体とも呼べない物理状態の流体のことである。臨界温度
と臨界圧力は物質によって固有であり、例えば二酸化炭
素の臨界温度は３０４．２Ｋ、臨界圧力は７．３７ＭＰ
ａである。このような臨界状態においては、密度、拡散
係数、溶解力の各値は、気体と液体の中間の値となる。
また、超臨界流体は高い反応性を有するため、有機高分
子物質を分解することもできる。これらの性質は温度、
圧力の条件によって程度が異なるため所望の物質を選択
的に溶解、抽出、分解することも可能である。また、超
臨界流体は狭小な隙間にまで入り込むので装置の洗浄に
適している。このような超臨界流体を用いた洗浄自体に
ついては、例えば特表昭５９−５０２１３７号公報、特
開平１０−９４７６７号公報、特開平１０−２４２７０
号公報、特開平８−１８１０５０号公報、特開平９−４
３８５７号公報に開示されている。

【００１４】本実施の形態にかかるＥＣＲプラズマエッ
チング装置Ｄ１は、ウェハに対しドライエッチングを行
えるウェハ処理時の状態と、超臨界流体を内部に導入し
て洗浄を行える洗浄時の状態との二状態を採り得る。図
１にこの装置Ｄ１のウェハ処理時の状態を、図２にこの
装置Ｄ１の洗浄時の状態をそれぞれ示す。

【００１５】図１および図２においてＥＣＲプラズマエ
ッチング装置Ｄ１は、ウェハ処理槽１００ａを中心に構
成される。ウェハ処理槽１００ａには、ウェハ処理時に
プラズマエッチャントとして機能するプロセスガスを導
入して内部でＥＣＲプラズマ状態を作り出す機構と、洗
浄時に洗浄溶媒として機能する高圧ガスを導入して内部
でその温度を上昇させ超臨界流体状態にする機構とが付
加される。ウェハ処理槽１００ａは、ウェハ処理時には
内部の圧力が数Ｐａ程度に減圧された状態で用いられる
ので外部の大気圧に耐え得る強度が要求され、また、洗
浄時には超臨界流体となる物質を高圧の状態でその内部
に収めるので内部からの高い圧力に耐え得る強度も要求
される。そのためウェハ処理槽１００ａの壁を厚くした
り、強度の高い材料を壁に用いたりすることが望まし
い。

【００１６】外部とガスの送受を行うために、ウェハ処
理槽１００ａはプロセスガスまたは超臨界流体となる高
圧ガスを導入するガス導入口１０３と、超臨界流体とな
った高圧ガスを排出する超臨界流体排出口１１３とを備
える。ガス導入口１０３は、プロセスガス導入配管１０
４および高圧ガス導入配管１０５に接続されており、切
り替えバルブ１０８によっていずれかの配管と導通す
る。もちろん、ガス導入口１０３および切り替えバルブ
１０８なしに、プロセスガス導入配管１０４および高圧
ガス導入配管１０５をそれぞれ別個にウェハ処理槽１０
０ａに直結してもよい。ただしその場合は、それぞれの
配管に開閉を司るバルブが必要となる。

【００１７】さて、プロセスガス導入配管１０４の先に
はプロセスガスを送り込む機構が接続されている（図示
せず）。つまり、このプロセスガスを送り込む機構と、
プロセスガス導入配管１０４と、切り替えバルブ１０８
と、ガス導入口１０３とが一体となって、プロセスガス
をウェハ処理槽１００ａの内部へと送入する手段となっ
ている。高圧ガス導入配管１０５の先には高圧ガスを送
り込む機構が接続される。つまり、この高圧ガスを送り
込む機構と、高圧ガス導入配管１０５と、切り替えバル
ブ１０８と、ガス導入口１０３とが一体となって、高圧
ガスをウェハ処理槽１００ａの内部へと送入する手段と
なっている。本実施の形態においては、一度ウェハ処理
槽１００ａの内部に導入された高圧ガスを、ドレインバ
ルブ１１４を備えた超臨界流体排出口１１３から超臨界
流体状態のまま排出させ汚染物から分離して再び用いる
還流機構ＲＭが高圧ガスを送り込む機構である。還流機
構ＲＭについては後述する。

【００１８】またさらにウェハ処理槽１００ａは、ＥＣ
Ｒプラズマ発生用のマイクロ波を導入するマイクロ波導
波管１１６をも備えている。マイクロ波導波管１１６の
一端にはマイクロ波発生装置が接続され（図示せず）、
他端はウェハ処理槽１００ａの内部に開口してマイクロ
波を送り込むことができるようになっている。なお、そ
の開口部には石英ガラス製のカバー１１８が取り付けら
れており、マイクロ波はウェハ処理槽１００ａの内部に
送り込むことができるがプロセスガスはマイクロ波導波
管１１６の内部に侵入しないよう配慮されている。この
カバー１１８は、洗浄時の超臨界流体状態の高圧ガスを
も遮断する必要があるため、耐圧性の高いことが望まし
い。カバー１１８の耐圧性が充分に得られない場合に
は、洗浄時にのみカバー１１８を覆う耐圧性の高いスラ
イド式のプレートをウェハ処理槽１００ａ内部に設ける
などの方法も考えられる。

【００１９】ウェハ処理槽１００ａはその下部にウェハ
ロード槽１００ｂを備えており、両者は互いに連通して
いる。ウェハロード槽１００ｂは、プロセスガスを（還
流機構ＲＭを作動させない場合は洗浄溶媒も）排出する
プロセスガス排気口１０６と、ウェハ１０２の出し入れ
を行えるようゲートバルブと呼ばれる開閉可能な扉（図
示せず）とを備えている。ゲートバルブはウェハロード
槽１００ｂの側面に設けられているが、ウェハ処理槽１
００ａにゲートバルブが設けられない理由は、ウェハ処
理槽１００ａの外部に取り付けられている機器を阻害し
ないようにするためである。また、プロセスガス排気口
１０６には使用済みのプロセスガスおよび高圧ガスを引
き抜くための真空ポンプなどの排気装置が接続されてい
る（図示せず）。つまり、この図示しない排気装置とプ
ロセスガス排気口１０６とが一体となって、ウェハ処理
槽１００ａ内部に導入されたプロセスガス及び高圧ガス
をウェハロード槽１００ｂを介して排出する手段になっ
ているといえる。

【００２０】ウェハ処理槽１００ａの外部には、ヒータ
１０９がウェハ処理槽１００ａを取り囲むようにして設
けられている。ヒータ１０９は、洗浄時にウェハ処理槽
１００ａを加熱することで、内部の高圧ガスの温度を臨
界温度以上になるよう制御して高圧ガスを超臨界流体状
態にすることが可能な温度制御手段である。

【００２１】さらにウェハ処理槽１００ａの外部には、
ウェハ処理時に内部の電子に磁界をかけるためのコイル
１１５も設けられている。

【００２２】一方、ウェハ処理槽１００ａの内部には、
直径０．５〜１ｍｍ程度の小さい穴が多数設けられたシ
ャワープレート１０７と、処理対象となるウェハ１０２
を保持するためのウェハ保持台１０１と、図示しない排
気装置及びプロセスガス排気口１０６からウェハ処理槽
１００ａを隔絶するための可動式隔壁１１０とが設けら
れている。ここでシャワープレート１０７は、ウェハ処
理槽１００ａ内部でのプロセスガスの各成分の濃度を均
一にし、かつウェハ１０２の表面全体にプロセスガスが
行き渡るようにするために設けられる。また、ウェハ保
持台１０１は支柱１１７により可動式隔壁１１０に固着
されており、可動式隔壁１１０はジャッキ支柱１１２を
介して駆動力の強い油圧ジャッキ１１１に接続されてい
る。この油圧ジャッキ１１１によって、ウェハ保持台１
０１および可動式隔壁１１０の位置を変化させることが
できる。位置を変化させる目的は、第一にウェハ１０２
を出し入れする場合にウェハ保持台１０１の高さをウェ
ハロード槽１００ｂの側面に設けられた図示しないゲー
トバルブの高さに合わせるためであり、第二にウェハ処
理時にウェハ１０２が最適な位置になるようウェハ保持
台１０１の高さを調整するためであり、第三に可動式隔
壁１１０が洗浄時にウェハ処理槽１００ａとウェハロー
ド槽１００ｂとの境界に存在する角部１９１へ密着する
ことによって、図示しない排気装置及びプロセスガス排
気口１０６からウェハ処理槽１００ａを隔絶するためで
ある。第三の上記目的について換言すれば、ウェハ処理
槽１００ａがウェハロード槽１００ｂに向かって開口し
た部分（角部１９１のある部分）を可動式隔壁１１０が
密閉して覆うことで、ウェハ処理槽１００ａの内部とプ
ロセスガス排気口１０６との連通を遮断するためという
こともできる。駆動力の強い油圧ジャッキ１１１が採用
される理由は、超臨界流体となる高圧ガスがウェハ処理
槽１００ａの内部に導入された場合に、可動式隔壁１１
０が角部１９１と共に高圧に耐えてウェハ処理槽１００
ａの密閉を保持する必要があるからである。なお本実施
の形態において、第一及び第二の上記目的を達成するウ
ェハ保持台１０１の可動機構と、第三の上記目的を達成
する可動式隔壁１１０の可動機構とが別々に設けられて
いてもよい。

【００２３】還流機構ＲＭについては、超臨界流体排出
口１１３の先に配管を介して設けられた密閉可能な分離
槽１１９が中心となっている。分離槽１１９では内部に
収容した超臨界流体の温度および圧力のうち少なくとも
一方を調整して、超臨界流体を気体に戻し、汚染物は液
体または固体にして超臨界流体中に溶け込んだ汚染物質
を超臨界流体と分離する。分離槽１１９には、分離した
汚染物質を排出するためのバルブ１２０が設けられてい
る。このバルブ１２０は、超臨界流体となる物質を分離
槽１１９に最初に充填するときにも用いられる。また、
分離槽１１９には超臨界流体から気体に戻った物質を再
び高圧ガスにするコンプレッサー１２１が接続されてい
る。そしてコンプレッサー１２１は高圧ガス導入配管１
０５と接続されている。

【００２４】この装置のウェハ処理時における動作を、
図１を用いて説明する。換言すれば、この装置を用いた
ウェハの処理方法の説明である。まず、プロセスガスを
送り込む機構はまだ操作せずプロセスガスを送り込まな
い状態で、プロセスガス導入配管１０４とガス導入口１
０３とが導通するように切り替えバルブ１０８をセット
し、ドレインバルブ１１４は閉じておく。次に油圧ジャ
ッキ１１１によりウェハ保持台１０１が最も下になるま
で下げて、図示しないゲートバルブを開きウェハ１０２
をウェハ保持台１０１にセットする。その後ゲートバル
ブを閉め、ウェハ１０２をドライエッチングするのに最
適な位置、例えばウェハ処理槽１００ａ内に入り込んだ
位置へとウェハ保持台１０１を上昇させる。この状態を
示すのが図１である。この状態では可動式隔壁１１０が
完全に上がっておらずウェハ処理槽１００ａの内部とプ
ロセスガス排気口１０６とが連通しており、図示しない
排気装置及びプロセスガス排気口１０６がウェハ処理槽
１００ａから隔絶されていないので、ウェハ処理槽１０
０ａ内部の気体をウェハロード槽１００ｂを介してプロ
セスガス排気口１０６から排気できる。そこで次にプロ
セスガス排気口１０６に接続された図示しない排気装置
を作動させ、ウェハ処理槽１００ａの内部の圧力が数Ｐ
ａ程度になるまで排気する。

【００２５】所望の真空度に達したら、次にプロセスガ
スを送り込む機構を操作してプロセスガス導入配管１０
４にプロセスガスを送り込み、コイル１１５を通電し、
マイクロ波導波管１１６からマイクロ波を照射する。ウ
ェハ処理槽１００ａの内部に導入されたプロセスガス
は、マイクロ波導波管１１６から入射されるマイクロ波
と通電されたコイル１１５による磁界とによりサイクロ
トロン共鳴状態となった電子と反応してプラズマ状態に
なる。そして、このプラズマによってウェハ保持台１０
１に保持されたウェハ１０２に対しドライエッチングが
行える。その後、役目を終えたプロセスガスはプロセス
ガス排気口１０６から排気される。

【００２６】一方、この装置の洗浄時における動作を、
図２を用いて説明する。換言すれば、この装置の内部の
洗浄方法の説明である。まず、バルブ１２０を介して分
離槽１１９の内部に超臨界流体となる物質を満たしてお
く。このときはまだ高圧ガス導入配管１０５とガス導入
口１０３とは導通させないようにし、またドレインバル
ブ１１４は閉めておく。次に、図１のように可動式隔壁
を下げた状態でプロセスガス排気口１０６に接続された
図示しない排気装置を作動させ、ウェハ処理槽１００ａ
の内部を排気する。ある程度の真空度に達したら、この
状態で可動式隔壁１１０を油圧ジャッキ１１１により角
部１９１に当接するまで上げ、ウェハ処理槽１００ａを
図示しない排気装置及びプロセスガス排気口１０６から
隔絶する。次にコンプレッサー１２１を作動させ、分離
槽１１９に満たされていた物質を高圧ガスにする。そし
て、切り替えバルブ１０８により高圧ガス導入配管１０
５とガス導入口１０３とを導通させウェハ処理槽１００
ａの内部に高圧ガスを送り込む。この状態を示すのが図
２である。そして、ウェハ処理槽１００ａの内部に導入
された高圧ガスをヒータ１０９により温度制御して、超
臨界流体の状態へと変化させる。そしてこの状態でしば
らく放置する。超臨界流体でウェハ処理槽１００ａの内
部を満たすと、超臨界流体は槽内の狭小な隙間にまで入
り込み、付着した高分子物質をウェハ処理槽１００ａか
ら引き剥がし自己の溶質としてしまうので、放置するだ
けでウェハ処理槽１００ａの内部が洗浄できる。

【００２７】ここで、付着した高分子物質が常温で気体
となる低分子物質に分解できることが予め判明している
場合には、高分子物質が低分子物質に分解するよう槽内
の温度、圧力を設定しておく。そうすれば、コンプレッ
サー１２１およびヒータ１０９をＯＦＦしてウェハ処理
槽１００ａの内部を常温常圧に戻し、超臨界流体を常温
常圧の気体に戻した後、可動式隔壁１１０を下げてウェ
ハ処理槽１００ａとウェハロード槽１００ｂとを連通さ
せることにより、上記低分子物質となった分解物および
超臨界流体は気体となってプロセスガス排気口１０６か
ら排気できる。この場合は、還流機構ＲＭの経路に超臨
界流体を通さず、超臨界流体は使い捨てとなる。

【００２８】一方、高分子物質が常温で気体となる低分
子物質に分解できない場合は、可動式隔壁１１０は動か
さずにドレインバルブ１１４を開け、高分子物質が溶け
込んだ超臨界流体を分離槽１１９に導く。そしてこの分
離槽１１９において、超臨界流体の温度もしくは圧力又
はその両方を調整して、超臨界流体を気体に戻し、高分
子物質は液体または固体にして超臨界流体と高分子物質
とを分離する。そして、超臨界流体であった気体のみを
コンプレッサー１２１に送り高圧ガスにしてウェハ処理
槽１００ａに還流させる。一方、高分子物質はバルブ１
２０を開けることで、その自重により排出させることが
できる。このようにして高圧ガスをウェハ処理槽１００
ａの内部で超臨界流体にすることを繰り返せば、超臨界
流体となる物質をリサイクルできる。

【００２９】ここで、超臨界流体となる物質として、例
えば二酸化炭素を採用するとよい。二酸化炭素は、その
臨界温度が比較的低く、常温で気体であり水素等のよう
に爆発する危険性もないので扱いやすく、また、それほ
どコストもかからず、フロンガスのようにオゾン層を破
壊することもない、と利点が多いからである。上記のＥ
ＣＲプラズマエッチング装置Ｄ１の超臨界流体に二酸化
炭素を採用した場合、ウェハ処理槽１００ａ内部に二酸
化炭素が導入されて放置される際には、例えば３２０
Ｋ、１５ＭＰａ程度の温度と圧力で１５分以上保持され
れば、槽内の付着物は超臨界流体状態の二酸化炭素に溶
解する。また、分離槽１１９においては、二酸化炭素の
臨界温度３０４．２Ｋをやや下回る温度か、臨界圧力
７．３７ＭＰａをやや下回る内部圧力に調整することで
高分子物質と二酸化炭素とを分離できる。

【００３０】またウェハ処理槽１００ａ内部の洗浄の際
に、エッチング終了後の使用済みレジストが付着したウ
ェハをウェハ保持台１０１にセットしたまま洗浄すれ
ば、レジストも同時に除去されるので、ＥＣＲプラズマ
エッチング装置Ｄ１はレジスト除去機能をも有すること
になる。このレジスト除去法ならば、ウェハ処理槽１０
０ａにウェハを複数枚収めれば短時間で効率よくレジス
トを除去できる。また、バッチ式プラズマアッシング装
置を用いた場合に生じやすい帯電によるダメージも全く
ない。また、エッチング後のレジストは変質しておりプ
ラズマアッシングだけでは除去できない場合がしばしば
あるが、超臨界流体は変質したレジストであっても分解
できるため、従来のように変質したレジストを除去する
ための強アルカリ溶液による湿式処理も必要がない。

【００３１】またこのことから、上で説明したウェハの
処理方法によりウェハのエッチングを行った後、そのウ
ェハをウェハ保持台１０１にセットしたまま引き続き、
上で説明した装置内部の洗浄方法により洗浄を行えば、
ウェハを外部に取り出すことなくエッチング工程とレジ
スト除去工程とを連続して行えることになる。

【００３２】よって、このようなＥＣＲプラズマエッチ
ング装置Ｄ１を用いたウェハの処理方法を用いれば、同
一の装置でエッチング工程とレジスト除去工程とを連続
して行うことができウェハの出し入れの手間が省け、作
業能率を向上させることができる。

【００３３】なお本実施の形態では、導入された高圧ガ
スをヒータ１０９により温度制御してウェハ処理槽１０
０ａの内部において超臨界流体状態にしたが、高圧ガス
導入配管１０５の先に接続される高圧ガスを送り込む機
構または還流機構ＲＭにおいて、高圧ガスをはじめから
超臨界流体の状態にして高圧ガス導入配管１０５に導入
してもよい。その場合はヒータ１０９は不要となる。

【００３４】本実施の形態にかかる半導体製造装置を用
いれば、半導体基板への処理機構のみならず装置内部の
洗浄機構をも備えるので、直接人間の手を入れることな
く内部を洗浄できる。よって、洗浄作業者がガスマスク
を着用する必要がなく、しかも作業者ごとの洗浄技術の
ばらつきによって洗浄度が異なることはない。また、内
部部品の取り外し時および組み込み時に作業ミスが起こ
りやすいといった問題もない。また、狭小な隙間にまで
入り込む性質を持つ超臨界流体を用いて内部を洗浄する
ので、複雑な形状の部品や入り組んだ部分の洗浄度が高
い。超臨界流体は高い反応性を有するため有機高分子物
質を分解することもでき、特にレジスト等の有機物質を
備えた半導体基板を処理する処理槽の内部を高い洗浄度
で洗浄できる。また、洗浄後の超臨界流体は温度または
圧力を制御することで汚染物質を含んだ気体に変化させ
られるため液体として内部に残留することはなく、洗浄
後の残留溶媒を蒸発させるための長時間の減圧が必要な
い。よって洗浄作業の効率もよい。また、半導体基板上
の使用済みのレジストを容易に効率よく除去することも
できる。また、超臨界流体となる物質をリサイクルでき
るため資源の使用効率がよい。

【００３５】実施の形態２．本実施の形態にかかる半導
体製造装置は、超臨界流体を用いた洗浄機構を組み込ん
だ平行平板電極型プラズマエッチング装置である。本実
施の形態にかかる平行平板電極型プラズマエッチング装
置Ｄ２も実施の形態１に示したＥＣＲプラズマエッチン
グ装置Ｄ１と同様、ウェハに対しドライエッチングを行
えるウェハ処理時の状態と、超臨界流体を内部に導入し
て洗浄を行える洗浄時の状態との二状態を採り得る。図
３にこの装置のウェハ処理時の状態を、図４にこの装置
の洗浄時の状態をそれぞれ示す。

【００３６】図３および図４において平行平板電極型プ
ラズマエッチング装置Ｄ２は、ウェハ処理槽２００を中
心に構成される。このウェハ処理槽２００も実施の形態
１に示したＥＣＲプラズマエッチング装置Ｄ１のウェハ
処理槽１００ａと同様に、ウェハ処理時にプロセスガス
を導入して内部でプラズマ状態を作り出す機構と、洗浄
時に洗浄溶媒として機能する高圧ガスを導入して内部で
超臨界流体状態にする機構とが付加される。そのためウ
ェハ処理槽２００は、ウェハ処理槽１００ａと同様に外
部の大気圧に耐え、かつ内部からの高圧にも耐え得る強
度を要求され、その壁は厚く作られるか、または強度の
高い材料で作られることが望ましい。

【００３７】外部とガスの送受を行うために、ウェハ処
理槽２００はガス導入口２０３を有し、また排気口２０
６が付設される。ガス導入口２０３は、プロセスガス導
入配管２０４および高圧ガス導入配管２０５に接続され
ており、切り替えバルブ２０８によっていずれかの配管
と導通する。もちろん、ガス導入口２０３および切り替
えバルブ２０８なしに、プロセスガス導入配管２０４お
よび高圧ガス導入配管２０５をそれぞれ別個にウェハ処
理槽２００に直結してもよい。ただしその場合は、それ
ぞれの配管に開閉を司るバルブが必要となる。

【００３８】また、プロセスガス導入配管２０４の先に
はプロセスガスを送り込む機構が接続されている（図示
せず）。つまり、このプロセスガスを送り込む機構と、
プロセスガス導入配管２０４と、切り替えバルブ２０８
と、ガス導入口２０３とが一体となって、プロセスガス
をウェハ処理槽２００の内部へと送入する手段となって
いる。また、高圧ガス導入配管２０５の先には高圧ガス
を送り込む機構が接続されている（図示せず）。つま
り、この高圧ガスを送り込む機構と、高圧ガス導入配管
２０５と、切り替えバルブ２０８と、ガス導入口２０３
とが一体となって、高圧ガスをウェハ処理槽２００の内
部へと送入する手段となっている。また、排気口２０６
には使用済みのプロセスガスおよび高圧ガスを引き抜く
ための排気装置が接続されている（図示せず）。つま
り、この図示しない排気装置と、排気口２０６とが一体
となって、ウェハ処理槽２００内部に導入されたプロセ
スガス及び高圧ガスを排出する手段になっているともい
える。

【００３９】なお他にウェハ処理槽２００は、ウェハ２
０２の出し入れを行えるようにするためのゲートバルブ
２１３も備えている。

【００４０】ウェハ処理槽２００の外部には、ヒータ２
０９がウェハ処理槽２００を取り囲むようにして設けら
れている。ヒータ２０９は、洗浄時にウェハ処理槽２０
０を加熱することで、内部の高圧ガスの温度を臨界温度
以上になるよう制御して高圧ガスを超臨界流体状態にす
ることが可能な温度制御手段である。

【００４１】一方、ウェハ処理槽２００の内部には、上
部電極の機能も併せ持つシャワープレート２０７と、ウ
ェハ２０２を保持し、下部電極の機能も併せ持つウェハ
保持台２０１と、図示しない排気装置及び排気口２０６
からウェハ処理槽２００を隔絶するための可動式隔壁２
１０とが設けられている。また、可動式隔壁２１０はア
クチュエータ支柱２１２を介してアクチュエータ２１１
に接続されており、これによってウェハ保持台２０１お
よび可動式隔壁２１０の位置を変化させることができ
る。位置を変化させる目的は、ウェハ２０２を出し入れ
する場合にウェハ保持台２０１の高さをゲートバルブ２
１３の高さに合わせるため、および、ウェハ処理時にウ
ェハ２０２が最適な位置になるようウェハ保持台２０１
の高さを調整するため、および、洗浄時に可動式隔壁２
１０をウェハ処理槽２００と排気口２０６との境界に存
在する角部２９１に当接させることによって、ウェハ処
理槽２００を図示しない排気装置及び排気口２０６と隔
絶するため、の三つである。上記目的の最後のものにつ
いて換言すれば、ウェハ処理槽２００が排気口２０６に
向かって開口した部分（角部２９１のある部分）を可動
式隔壁２１０が密閉して覆うことで、ウェハ処理槽２０
０の内部と排気口２０６との連通を遮断するためという
こともできる。実施の形態１と異なり、駆動力の強い油
圧ジャッキではなくそれよりも駆動力の劣るアクチュエ
ータ２１１を採用し得る理由は、超臨界流体となる高圧
ガスがウェハ処理槽２００の内部に導入された場合に、
可動式隔壁２１０はウェハ処理槽２００の内部から外部
へ向かう圧力を受けて角部２９１に押し付けられる格好
になるので、外部からは強い駆動力で可動式隔壁２１０
を保持しなくともよいためである。

【００４２】この装置のウェハ処理時における動作を、
図３を用いて説明する。換言すれば、この装置を用いた
ウェハの処理方法の説明である。まず、プロセスガスを
送り込む機構はまだ操作せずプロセスガスを送り込まな
い状態で、プロセスガス導入配管２０４とガス導入口２
０３とが導通するように切り替えバルブ２０８をセット
しておく。次にアクチュエータ２１１によりウェハ保持
台２０１がゲートバルブ２１３の高さになるよう調整し
て、ゲートバルブ２１３を開きウェハ２０２をウェハ保
持台２０１にセットする。その後ゲートバルブ２１３を
閉め、ウェハ２０２をドライエッチングするのに最適な
位置になるようにウェハ保持台２０１を上昇させる。こ
の状態を示すのが図３である。この状態では可動式隔壁
２１０が完全に下がっておらずウェハ処理槽２００の内
部と排気口２０６とが連通しており、図示しない排気装
置及び排気口２０６がウェハ処理槽２００から隔絶され
ていないので、ウェハ処理槽２００内部の気体を排気口
２０６から排気できる。そこで次に排気口２０６に接続
された図示しない排気装置を作動させ、ウェハ処理槽２
００の内部の圧力が１００Ｐａ程度になるまで排気す
る。

【００４３】所望の真空度に達したら、次にプロセスガ
スを送り込む機構を操作してプロセスガス導入配管２０
４にプロセスガスを送り込み、上部電極であるシャワー
プレート２０７と下部電極であるウェハ保持台２０１と
の間に高周波電力を印加する。ウェハ処理槽２００の内
部に導入されたプロセスガスは、シャワープレート２０
７とウェハ保持台２０１との間に生じた電界によりプラ
ズマ状態になる。そして、このプラズマによってウェハ
保持台２０１に保持されたウェハ２０２に対しドライエ
ッチングが行える。その後、役目を終えたプロセスガス
は排気口２０６から排気される。

【００４４】一方、この装置の洗浄時における動作を、
図４を用いて説明する。換言すれば、この装置の内部の
洗浄方法の説明である。まず図３のように、プロセスガ
ス導入配管２０４とガス導入口２０３とが導通するよう
に切り替えバルブ２０８をセットし可動式隔壁２１０を
上げた状態で、排気口２０６に接続された図示しない排
気装置を作動させ、ウェハ処理槽２００の内部の気体を
抜く。ある程度の真空度に達したら、この状態で可動式
隔壁２１０をアクチュエータ２１１により最も下になる
まで下げ、ウェハ処理槽２００を図示しない排気装置及
び排気口２０６から隔絶する。次に図示しない高圧ガス
を送り込む機構を作動させ、切り替えバルブ２０８によ
り高圧ガス導入配管２０５とガス導入口２０３とを導通
させウェハ処理槽２００の内部に高圧ガスを送り込む。
この状態を示すのが図４である。そして、ウェハ処理槽
２００の内部に導入された高圧ガスをヒータ２０９によ
り温度制御して、超臨界流体の状態へと変化させる。そ
してこの状態でしばらく放置する。

【００４５】本実施の形態では実施の形態１と異なり、
平行平板電極型プラズマエッチング装置Ｄ２が超臨界流
体の還流機構を備えていないので、超臨界流体は使い捨
てとなる。つまり、図示しない高圧ガスを送り込む機構
およびヒータ２０９をＯＦＦし超臨界流体を常温常圧の
気体に戻した後、可動式隔壁２１０を上げて、排気口２
０６から汚染物質もろとも排出させて、ウェハ処理槽２
００の内部の洗浄が完了することになる。

【００４６】ここで、超臨界流体となる物質として、例
えば水分を重量にして１０％程度添加した二酸化炭素を
採用するとよい。このような水分を加えた二酸化炭素
は、超臨界流体状態において溶解した高分子物質を加水
分解して低分子物質にすることができるからである。こ
のとき生成した低分子物質は常温での蒸気圧が高いため
に常温常圧で気体になりやすい。よって、ウェハ処理槽
から洗浄済みの二酸化炭素を排出する際に一緒に排出さ
れやすいので、ウェハ処理槽内部の洗浄度を高くするこ
とができる。

【００４７】添加した水分は、反応せずウェハ処理槽の
内部に残留することもあるが、微量であり、また平行平
板電極型プラズマエッチング装置の場合はウェハ処理時
の内部圧力がＥＣＲプラズマエッチング装置などに比べ
て高く、水分の蒸気圧が相対的に低いのでウェハ処理に
対してそれほどの悪影響はない。

【００４８】上記の平行平板電極型プラズマエッチング
装置Ｄ２の超臨界流体に水分を添加した二酸化炭素を採
用した場合、ウェハ処理槽２００内部に二酸化炭素が導
入されて放置される際には、例えば３５０Ｋ、２０ＭＰ
ａ程度の温度と圧力で１５分以上保持されれば、槽内の
付着物は超臨界流体状態の二酸化炭素に溶解する。実施
の形態１における数値と若干異なる理由は水分による加
水分解を促進させるためであり、もし二酸化炭素のみの
場合は実施の形態１におけると同様の値でよい。

【００４９】また実施の形態１におけるＥＣＲプラズマ
エッチング装置Ｄ１と同様、平行平板電極型プラズマエ
ッチング装置Ｄ２もレジスト除去機能を有している。

【００５０】またこのことから、上で説明したウェハの
処理方法によりウェハのエッチングを行った後、そのウ
ェハをウェハ保持台２０１にセットしたまま引き続き、
上で説明した装置内部の洗浄方法により洗浄を行えば、
ウェハを外部に取り出すことなくエッチング工程とレジ
スト除去工程とを連続して行えることになる。

【００５１】よって、このような平行平板電極型プラズ
マエッチング装置Ｄ２を用いたウェハの処理方法を用い
れば、同一の装置でエッチング工程とレジスト除去工程
とを連続して行うことができウェハの出し入れの手間が
省け、作業能率を向上させることができる。

【００５２】なお本実施の形態でも、導入された高圧ガ
スをヒータ２０９により温度制御してウェハ処理槽２０
０の内部において超臨界流体状態にしたが、高圧ガスを
送り込む機構において高圧ガスをはじめから超臨界流体
の状態にして高圧ガス導入配管２０５に導入してもよ
い。その場合はヒータ２０９は不要となる。

【００５３】本実施の形態にかかる半導体製造装置を用
いれば、実施の形態１と同様の効果がある。また、水分
を添加した二酸化炭素を用いることで高分子物質の加水
分解反応が生じるので、汚染物質が気体となって排出さ
れやすくウェハ処理槽内部の洗浄度がより高くなる。

【００５４】実施の形態３．本実施の形態にかかる半導
体製造装置は、超臨界流体を用いた洗浄機構を組み込ん
だＴＣＰ（Transformer Coupled Plasma）型誘導結合プ
ラズマエッチング装置である。本実施の形態にかかるＴ
ＣＰ型誘導結合プラズマエッチング装置Ｄ３は、実施の
形態１に示したＥＣＲプラズマエッチング装置Ｄ１また
は実施の形態２に示した平行平板電極型プラズマエッチ
ング装置Ｄ２と同様、ウェハに対しドライエッチングを
行えるウェハ処理時の状態と、超臨界流体を内部に導入
して洗浄を行える洗浄時の状態との二状態を採り得る。
図５にこの装置のウェハ処理時の状態を、図６にこの装
置の洗浄時の状態をそれぞれ示す。

【００５５】図５および図６においてＴＣＰ型誘導結合
プラズマエッチング装置Ｄ３は、ウェハ処理槽３００を
中心に構成される。このウェハ処理槽３００も実施の形
態１におけるウェハ処理槽１００ａまたは実施の形態２
におけるウェハ処理槽２００と同様に、ウェハ処理時に
プロセスガスを導入して内部でプラズマ状態を作り出す
機構と、洗浄時に洗浄溶媒として機能する高圧ガスを導
入して内部で超臨界流体状態にする機構とが付加され
る。そのため、ウェハ処理槽３００は、ウェハ処理槽１
００ａまたは２００と同様に外部の大気圧に耐え、かつ
内部からの高圧にも耐え得る強度を要求され、その壁は
厚くされたり強度の高い材料で作られたりすることが望
ましい。また、ＴＣＰ型誘導結合方式であるため外部の
渦巻きコイル状電極３１５への電界を遮断しないよう、
ウェハ処理槽３００の上部は誘電体３１４となってい
る。よって、この誘電体３１４も耐圧性を備えることが
望ましい。

【００５６】外部とガスの送受を行うために、ウェハ処
理槽３００はガス導入口３０３を備え、また排気口３０
６が付設される。ガス導入口３０３は、プロセスガス導
入配管３０４および高圧ガス導入配管３０５に接続され
ており、切り替えバルブ３０８によっていずれかの配管
と導通する。もちろん、ガス導入口３０３および切り替
えバルブ３０８なしに、プロセスガス導入配管３０４お
よび高圧ガス導入配管３０５をそれぞれ別個にウェハ処
理槽３００に直結してもよい。ただしその場合は、それ
ぞれの配管に開閉を司るバルブが必要となる。

【００５７】また、プロセスガス導入配管３０４の先に
はプロセスガスを送り込む機構が接続されている（図示
せず）。つまり、このプロセスガスを送り込む機構と、
プロセスガス導入配管３０４と、切り替えバルブ３０８
と、ガス導入口３０３とが一体となって、プロセスガス
をウェハ処理槽３００の内部へと送入する手段となって
いる。また、高圧ガス導入配管３０５の先には高圧ガス
を送り込む機構が接続されている（図示せず）。つま
り、この高圧ガスを送り込む機構と、高圧ガス導入配管
３０５と、切り替えバルブ３０８と、ガス導入口３０３
とが一体となって、高圧ガスをウェハ処理槽３００の内
部へと送入する手段となっている。また、排気口３０６
には使用済みのプロセスガスおよび高圧ガスを引き抜く
ための排気装置が接続されている（図示せず）。つま
り、この図示しない排気装置と、排気口３０６とが一体
となって、ウェハ処理槽３００内部に導入されたプロセ
スガス及び高圧ガスを排出する手段になっているともい
える。

【００５８】なお他にウェハ処理槽３００は、ウェハ３
０２の出し入れを行えるようにするためのゲートバルブ
３１３も備えている。

【００５９】ウェハ処理槽３００の外部には、ヒータ３
０９がウェハ処理槽３００を取り囲むようにして設けら
れている。ヒータ３０９は、洗浄時にウェハ処理槽３０
０を加熱することで、内部の高圧ガスの温度を臨界温度
以上になるよう制御して高圧ガスを超臨界流体状態にす
ることが可能な温度制御手段である。

【００６０】ウェハ処理槽３００の外部にはさらに、ウ
ェハ処理槽３００の内部に磁界を発生させ、かつ平行平
板電極としての役割をも有する渦巻きコイル状上部電極
３１５も誘電体３１４の上部に設けられている。

【００６１】一方、ウェハ処理槽３００の内部には、シ
ャワープレート３０７と、下部電極の機能も併せ持つウ
ェハ保持台３０１とが設けられている。また排気口３０
６に、油圧ジャッキ支柱３１２を介して油圧ジャッキ３
１１に接続された可動式隔壁３１０が設けられている。
可動式隔壁３１０は、これによって可動式隔壁３１０の
位置を変化させることができる。洗浄時に可動式隔壁３
１０を排気口３０６とウェハ処理槽３００との境界に存
在する角部３９１に当接させることによってウェハ処理
槽３００を図示しない排気装置及び排気口３０６と隔絶
するためである。換言すれば、ウェハ処理槽３００が排
気口３０６に向かって開口した部分（角部３９１のある
部分）を可動式隔壁３１０が密閉して覆うことで、ウェ
ハ処理槽３００の内部と排気口３０６との連通を遮断す
るためということもできる。

【００６２】この装置のウェハ処理時における動作を、
図５を用いて説明する。換言すれば、この装置を用いた
ウェハの処理方法の説明である。まず、プロセスガスを
送り込む機構はまだ操作せずプロセスガスを送り込まな
い状態で、プロセスガス導入配管３０４とガス導入口３
０３とが導通するように切り替えバルブ３０８をセット
しておく。また、可動式隔壁３１０は下げておき、排気
口３０６とウェハ処理槽３００とを連通させておく。次
に、ゲートバルブ３１３を開きウェハ３０２をウェハ保
持台３０１にセットし、ゲートバルブ３１３を閉める。
この状態を示すのが図５である。この状態では可動式隔
壁３１０が下がっており、図示しない排気装置及び排気
口３０６がウェハ処理槽３００から隔絶されていないの
で、ウェハ処理槽３００内部の気体を排気口３０６から
排気できる。そこで次に排気口３０６に接続された図示
しない排気装置を作動させ、ウェハ処理槽３００の内部
の圧力が数Ｐａ程度になるまで排気する。

【００６３】所望の真空度に達したら、次にプロセスガ
スを送り込む機構を操作してプロセスガス導入配管３０
４にプロセスガスを送り込み、渦巻きコイル状上部電極
３１５の渦の中心と渦の末端との間に高周波電力を印加
し、渦巻きコイル状上部電極３１５と下部電極であるウ
ェハ保持台３０１との間にも高周波電力を印加する。ウ
ェハ処理槽３００の内部に導入されたプロセスガスは、
渦巻きコイル状上部電極３１５により発生した誘導磁界
による誘導電界と、渦巻きコイル状上部電極３１５とウ
ェハ保持台３０１との間に生じた電界とにより密度の高
いプラズマ状態になる。そして、このプラズマによって
ウェハ保持台３０１に保持されたウェハ３０２に対しド
ライエッチングが行える。その後、役目を終えたプロセ
スガスは排気口３０６から排気される。

【００６４】一方、この装置の洗浄時における動作を、
図６を用いて説明する。換言すれば、この装置の内部の
洗浄方法の説明である。まず図５のように、プロセスガ
ス導入配管３０４とガス導入口３０３とが導通するよう
に切り替えバルブ３０８をセットし可動式隔壁３１０を
下げた状態で、排気口３０６に接続された図示しない排
気装置を作動させ、ウェハ処理槽３００の内部の気体を
抜く。ある程度の真空度に達したら、この状態で可動式
隔壁３１０を油圧ジャッキ３１１により上げて角部３９
１に当接させ、ウェハ処理槽３００を図示しない排気装
置及び排気口３０６と隔絶する。次に図示しない高圧ガ
スを送り込む機構を作動させ、切り替えバルブ３０８に
より高圧ガス導入配管３０５とガス導入口３０３とを導
通させウェハ処理槽３００の内部に高圧ガスを送り込
む。この状態を示すのが図６である。そして、ウェハ処
理槽３００の内部に導入された高圧ガスをヒータ３０９
により温度制御して、超臨界流体の状態へと変化させ
る。そしてこの状態でしばらく放置する。

【００６５】本実施の形態においても、ＴＣＰ型誘導結
合プラズマエッチング装置Ｄ３が超臨界流体の還流機構
を備えていないので、超臨界流体は使い捨てとなる。つ
まり、図示しない高圧ガスを送り込む機構およびヒータ
３０９をＯＦＦし超臨界流体を常温常圧の気体に戻した
後、可動式隔壁３１０を下げて、排気口３０６から汚染
物質もろとも排出させて、ウェハ処理槽３００の内部の
洗浄が完了することになる。

【００６６】また、本実施の形態においても、超臨界流
体となる物質として例えば二酸化炭素を採用するとよ
い。

【００６７】また、本実施の形態にかかるＴＣＰ型誘導
結合プラズマエッチング装置Ｄ３もレジスト除去機能を
有している。

【００６８】またこのことから、上で説明したウェハの
処理方法によりウェハのエッチングを行った後、そのウ
ェハをウェハ保持台３０１にセットしたまま引き続き、
上で説明した装置内部の洗浄方法により洗浄を行えば、
ウェハを外部に取り出すことなくエッチング工程とレジ
スト除去工程とを連続して行えることになる。

【００６９】よって、このようなＴＣＰ型誘導結合プラ
ズマエッチング装置Ｄ３を用いたウェハの処理方法を用
いれば、同一の装置でエッチング工程とレジスト除去工
程とを連続して行うことができウェハの出し入れの手間
が省け、作業能率を向上させることができる。

【００７０】なお本実施の形態でも、導入された高圧ガ
スをヒータ３０９により温度制御してウェハ処理槽３０
０の内部において超臨界流体状態にしたが、高圧ガスを
送り込む機構において高圧ガスをはじめから超臨界流体
の状態にして高圧ガス導入配管３０５に導入してもよ
い。その場合はヒータ３０９は不要となる。

【００７１】本実施の形態にかかる半導体製造装置を用
いれば、実施の形態１と同様の効果がある。

【００７２】その他．実施の形態１〜３では、プラズマ
エッチング装置を例にして本発明にかかる半導体製造装
置の例を説明したが、本発明は上記の実施の形態にのみ
限定されるものではなく、他方式のプラズマエッチング
装置はもちろん、ＣＶＤ装置やエピタキシャル成長装置
等にも適用可能である。特に、半導体装置製造プロセス
においてレジスト等の有機物を用いる半導体製造装置に
対して本発明は有効である。

【００７３】また、超臨界流体となる物質として実施の
形態１〜３では二酸化炭素を例として挙げたが、二酸化
炭素の代わりに一酸化炭素またはジメチルエーテルまた
はメタン等を用いても同様の効果が得られる。

【００７４】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかる半導体
製造装置を用いれば、第１の送入手段により送入された
処理物質によって、処理槽において半導体基板への処理
が行える。さらに、排出手段と処理槽とを隔絶した状態
で第２の送入手段により送入された洗浄溶媒を処理槽内
部に密閉して収容できるので、直接人間の手を入れるこ
となく、半導体基板への処理によって汚染された装置内
部を洗浄できる。よって、洗浄作業者がガスマスクを着
用する必要がなく、しかも作業者ごとの洗浄技術のばら
つきによって洗浄度が異なることはない。また、内部部
品の取り外し時および組み込み時に作業ミスが起こりや
すいといった問題もない。また、使用済みのレジストが
のったままの半導体基板を基板保持部に置いて洗浄溶媒
を処理槽内部に送入すれば、半導体基板上の使用済みの
レジストを容易に効率よく除去することもできる。

【００７５】この発明のうち請求項２にかかる半導体製
造装置を用いれば、狭小な隙間にまで入り込む性質を持
つ超臨界流体を用いて内部を洗浄するので、複雑な形状
の部品や入り組んだ部分の洗浄度が高い。また、超臨界
流体は高い反応性を有するため有機高分子物質を分解す
ることもでき、特にレジスト等の有機物質を備えた半導
体基板を処理する処理槽の内部を高い洗浄度で洗浄でき
る。

【００７６】この発明のうち請求項３にかかる半導体製
造装置を用いれば、処理槽を加熱して処理槽内部に送入
された洗浄溶媒の温度を制御することで、狭小な隙間に
まで入り込む性質を持つ超臨界流体に洗浄溶媒を変化さ
せて内部を洗浄するので、複雑な形状の部品や入り組ん
だ部分の洗浄度が高い。また、超臨界流体は高い反応性
を有するため有機高分子物質を分解することもでき、特
にレジスト等の有機物質を備えた半導体基板を処理する
処理槽の内部を高い洗浄度で洗浄できる。また、洗浄後
の超臨界流体は温度または圧力を制御することで汚染物
質を含んだ気体に変化させて排出手段により排出するこ
とができるので液体として内部に残留することはなく、
洗浄後の残留溶媒を蒸発させるための長時間の減圧が必
要ない。よって洗浄作業の効率もよい。

【００７７】この発明のうち請求項４にかかる半導体製
造装置を用いれば、水分を加えた二酸化炭素を洗浄溶媒
に採用するので、汚染物質が高分子物質を含む場合に高
分子物質を加水分解して低分子物質にすることができ
る。このとき生成した低分子物質は常温常圧で気体にな
りやすいため処理槽から排出されやすく、処理槽内部の
洗浄度を高くすることができる。

【００７８】この発明のうち請求項５にかかる半導体製
造装置を用いれば、隔壁と基板保持部とが固着されてい
るので、隔壁の位置を変化させるとそれに伴って基板保
持部の位置も変化させることができる。よって隔壁の位
置を変化させる機構が、半導体基板の出し入れの際に基
板保持部の位置を変化させる機能や、半導体基板に対し
て処理をする際に半導体基板が最適な位置になるよう基
板保持部の位置を変化させる機能をも兼ね備えているの
で、基板保持部の位置を変化させるための機構を新たに
設ける必要がない。

【００７９】この発明のうち請求項６にかかる半導体基
板の処理方法を用いれば、半導体基板への処理工程と半
導体基板上の使用済みレジストの除去工程とを連続して
行うことができるので、半導体基板の出し入れの手間が
省け、作業能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態２にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【図４】 本発明の実施の形態２にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態３にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態３にかかる半導体製造装
置の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１００ａ，２００，３００ ウェハ処理槽、１０２，２
０２，３０２ ウェハ、１０３，２０３，３０３ ガス
導入口、１０４，２０４，３０４ プロセスガス導入配
管、１０５，２０５，３０５ 高圧ガス導入配管、１０
６ プロセスガス排気口、２０６，３０６ 排気口、１
０８，２０８，３０８ 切り替えバルブ、１０９，２０
９，３０９ ヒータ、１１０，２１０，３１０ 可動式
隔壁、１１１，３１１ 油圧ジャッキ、２１１ アクチ
ュエータ、１１３ 超臨界流体排出口、１１４ ドレイ
ンバルブ、１１９ 分離槽、１２０ バルブ、１２１
コンプレッサー、ＲＭ 還流機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA13 AA14 AA15 BA04 BA08 BA11 BA14 BA16 BB11 BB18 BB26 BB28 BC08 BD01 BD07 CA01 CA09 DA00 DB23 DB26 FA08 5F045 AA08 AA10 AA13 CB06 DP01 DP02 DP03 EB06 EF05 EH03 EH05 EH11 EH13 EH16 EH17 EK06 HA22 5F103 BB45 BB46 BB57 HH03 PP01 PP18 RR01 RR02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板を保持し得る基板保持部を内
   部に備えた、密閉可能な処理槽と、 前記処理槽の前記内部に、前記半導体基板に対し処理を
   施すための処理物質を送入する第１の送入手段と、 前記処理槽の前記内部に、前記処理槽の前記内部を洗浄
   するための洗浄溶媒を送入する第２の送入手段と、 前記処理物質及び前記洗浄溶媒を排出する排出手段と、 前記洗浄溶媒で前記内部の洗浄を行う際に、前記排出手
   段と前記処理槽とを隔絶する隔絶手段とを備える半導体
   製造装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄溶媒は超臨界流体である、請求
   項１記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記処理槽を加熱することで前記洗浄溶
   媒の温度を制御し、前記洗浄溶媒を超臨界流体の状態に
   することが可能な温度制御手段をさらに備える請求項１
   記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄溶媒は、二酸化炭素と水分との
   混合物である、請求項２または３記載の半導体製造装
   置。
5. 【請求項５】 前記排出手段は、前記処理槽の前記内部
   に連通した排気口を備え、 前記隔絶手段は、前記処理槽を密閉して覆うことで前記
   処理槽の前記内部と前記排気口との連通を遮断する隔壁
   と、前記隔壁の位置を変化させる機構とを有し、 前記隔壁に前記基板保持部が固着されている、請求項１
   記載の半導体製造装置。
6. 【請求項６】 半導体基板を保持し得る基板保持部を内
   部に備えた、密閉可能な処理槽と、 前記処理槽の前記内部に、前記半導体基板に対し処理を
   施すための処理物質を送入する第１の送入手段と、 前記処理槽の前記内部に、前記処理槽の前記内部を洗浄
   するための洗浄溶媒を送入する第２の送入手段と、 前記処理物質及び前記洗浄溶媒を排出する排出手段と、 前記洗浄溶媒で前記内部の洗浄を行う際に、前記排出手
   段と前記処理槽とを隔絶する隔絶手段とを備える半導体
   製造装置を用い、（ａ）前記半導体基板を、前記処理槽
   の前記内部の前記基板保持部に保持させる第１の工程
   と、（ｂ）前記第１の送入手段により、前記処理物質を
   前記処理槽の前記内部に送入する第２の工程と、（ｃ）
   前記排出手段により、前記処理物質を排出する第３の工
   程と、（ｄ）前記隔絶手段により、前記排出手段と前記
   処理槽とを隔絶する第４の工程と、（ｅ）前記第２の送
   入手段により、前記洗浄溶媒を前記処理槽の前記内部に
   送入する第５の工程とを備える半導体基板の処理方法。