JP2004079859A

JP2004079859A - 高圧処理装置

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Publication number: JP2004079859A
Application number: JP2002239828A
Authority: JP
Inventors: Katsumitsu Watanabe; 渡邉　克充; Shiyougo Sarumaru; 猿丸　正悟; Yoshihiko Sakashita; 坂下　由彦; Hiromi Kiyose; 清瀬　浩巳; Tomomi Iwata; 岩田　智巳; Kimitsugu Saito; 斉藤　公続; Yusuke Muraoka; 村岡　祐介
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: JP3965335B2

Abstract

【課題】被処理体を破損することなく昇圧速度を速くして、処理時間の短縮を図り、さらに処理の均一をよく確保し、また装置の容積を小さくならしめる高圧処理装置を提供すること。
【解決手段】複数の被処理体６を収納する高圧容器１と、該高圧容器１へ処理流体を供給する供給装置とを備えた高圧処理装置において、前記供給装置は、高圧容器１内圧を昇圧するために処理流体を供給する昇圧導入部１０と、前記複数の被処理体６へ個別に処理流体を供給する処理導入部１１とをそれぞれ独立して備え、前記高圧容器内には前記複数の被処理体を個別に保持する保持手段７が設けられ、該保持手段に、前記処理導入部が設けられている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体製造工程など、特にウェーハや液晶ガラス基板の処理に用いられる高圧処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高圧処理装置として、例えば、特開平８−２０６４８５号公報に、半導体装置及び液晶ディスプレイ等の微細加工部品を超臨界流体で洗浄するものが開示されている（以下、「従来技術１」という）。
この従来のものは、高圧容器に供給される処理流体の供給系統を、入口と出口を有した昇圧、排出用の第１系統と、循環させながら洗浄処理を行う第２系統の二つに分けたものであった。そして、第２系統による循環洗浄処理のとき、容器内の処理流体の流れを均一にすべく、容器内に層流ダクトやスノコからなる均一化手段を設けたものであった。
【０００３】
この従来のものでは、被処理体が単数か複数か明示されておらず、また、均一化手段を通過した後の処理流体と被処理体との具体的な接触については開示されていない。
一方、複数の被処理体に対して処理流体を均一に接触させる具体的構成を開示したものとして、例えば、特開２００１−７７０７４号公報に記載のものが公知である（以下、「従来技術２」という）。
この従来のものは、洗浄流体が流入排出可能な洗浄容器内で半導体ウエハ等の被洗浄体を前記洗浄流体によって洗浄する装置であって、前記洗浄容器内部には、被洗浄体を複数収納する収納容器が設けられ、当該収納容器には、収納容器内部に洗浄流体を流入させるための流入口と、収納容器外部に洗浄流体を排出させるための排出口とが複数個設けられ、各被洗浄体の表面を流れる前記洗浄流体量がほぼ均一となるよう前記流入口及び排出口それぞれの開口面積及び／又は開口個数が被洗浄体の載置方向に異なるように形成されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術２では、洗浄容器内部を昇圧するため、大流量の処理流体を供給すれば、収納容器の流入口からの処理流体の流速が早くなりすぎ、その内部に収納された被処理体を破損するおそれがあるため、昇圧速度を早くできないという問題があった。
この問題は、前記従来技術１においても同じであった。即ち、第１系統も第２系統も同じ均一化手段を処理流体が通過するため、昇圧時に大流量の処理流体を供給すれば、均一化手段を通過する処理流体の流速が早くなりすぎ、被処理体を破損する畏れがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、被処理体を破損することなく昇圧速度を速くして、処理時間の短縮を図った高圧処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のため、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴とするところは、複数の被処理体を収納する高圧容器と、該高圧容器へ処理流体を供給する供給装置とを備えた高圧処理装置において、前記供給装置は、高圧容器内圧を昇圧するために処理流体を供給する昇圧導入部と、前記複数の被処理体へ個別に処理流体を供給する処理導入部とをそれぞれ独立して備えている点にある。前記構成の本発明によれば、昇圧導入部と処理導入部をそれぞれ独立して備えているので、昇圧導入部を処理導入部に影響を受けることなく設けることができ、すなわち、昇圧導入部からの処理流体が被処理体へ影響を与えないように昇圧導入部を設けることができる。
【０００７】
このような昇圧導入部を設けることにより、昇圧導入部からの処理流体の流量を大きくして、昇圧時間の短縮を図っても、その処理流体により被処理体が破損されることが防止される。
前記昇圧導入部は、前記高圧容器内面に開口する開口部を備えた処理流体供給孔を有し、且つ前記開口部を開閉自在とする開閉装置を有するのが好ましい。
前記開閉装置は、前記高圧容器の内圧により前記開口部を密閉する開閉部材を有するのが好ましい。
【０００８】
前記開口部は、前記供給孔よりも直径が大きな座ぐり凹部を有し、前記開閉装置は、前記凹部に嵌合して前記開口部を塞いだとき、高圧容器内面と面一になる開閉部材を有するのが好ましい。
前記駆動部は、磁気力により前記開閉部材の動作を行うものであるのが好ましい。
前記高圧容器内には前記複数の被処理体を個別に保持する保持手段が設けられ、該保持手段に、前記処理導入部が設けられているのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき、説明する。
図１、２に示す高圧処理装置は、半導体ウェーハの超臨界洗浄装置である。この高圧処理装置は、高圧容器１を有し、該高圧容器１は、筒状本体２と、該本体２の上下開口部を塞ぐ上蓋３と下蓋４とから構成されている。この本体２内部が処理室５とされている。この容器１の上蓋３及び下蓋４は、図示省略のフレームなどにより支持されて、前記処理室５を密封状に維持する。
【００１０】
前記処理室５内に被処理体６が収納される。
前記被処理体６は、この実施の形態では、円盤状の半導体ウェーハとされている。この被処理体６の複数枚が前記処理室５に収納される。この複数枚の被処理体６を保持する保持手段７が、前記下蓋４の上面に設けられている。前記処理室５は、その断面が円形とされ、前記保持手段７は、該処理室５と同心円上に周方向所定間隔を有して配置された支柱８を有する。この支柱８に、前記被処理体６を上下方向に等間隔を有して積層状に保持する保持部９が設けられている。
【００１１】
前記下蓋４は、前記フレームの支持を解除されたとき、図示省略の昇降装置により上下動自在とされ、被処理体６を処理室５に収納又は取り出し自在とされている。
前記処理室５へ処理流体を供給する供給装置が設けられている。処理流体として、例えば、超臨界流体が用いられる。この供給装置は、高圧容器１内圧を昇圧するために処理流体を処理室５へ供給する昇圧導入部１０と、前記複数の被処理体６へ個別に処理流体を供給する処理導入部１１とをそれぞれ独立して備えている。
【００１２】
前記昇圧導入部１０は、前記高圧容器１内面に開口する開口部１２を備えた処理流体供給孔１３を有し、且つ前記開口部１２を開閉自在とする開閉装置１４を有する。この実施の形態では、前記上蓋３に処理流体供給孔１３が上下方向に貫通して設けられ、前記開口部１２は、上蓋３の下面に位置している。前記開口部１２は、前記供給孔１３よりも直径が大きな座ぐり凹部１５を有する。この凹部１５は、前記供給孔１３と同心の円形に形成されている。
前記開閉装置１４は、前記凹部１５に嵌合して前記開口部１２を塞いだとき、高圧容器１内面と面一になる開閉部材１６を有する。この開閉部材１６は、前記凹部１５の深さと略同じ厚みを有する円板状に形成され、円板上面と凹部１５下面間に面シール部材１７が介在されている。即ち、前記開閉部材１６は、前記処理室５内の内圧により前記開口部１２を密閉する自己シール構造とされている。
【００１３】
前記開閉部材１６の上面中心に軸１８が固定され、該軸１８が前記供給孔１３に挿入されている。この軸１８外周面と供給孔１３内面との間には、処理流体が通過可能な通路が形成されている。
前記軸１８は、上蓋３の上面よりも上方に突出し、該軸１８の突出端部は、軸受１９により上下方向摺動自在に支持されている。この軸受１９は、前記処理流体供給孔１３の上部開口を密閉するよう、上蓋３に固定されている。そして、この軸受１９に昇圧導入部１０の処理流体入口２０が設けられ、該入口２０から供給された処理流体が処理室５内へ供給可能に構成されている。
【００１４】
前記開閉装置１４は、前記開閉部材１６の開閉動作を制御する駆動部２１を有する。この実施の形態では、前記駆動部２１は、磁気力により前記開閉部材１６の動作を行うものとされている。
即ち、前記軸１８の上端部に磁性体２２が設けられ、前記軸受１９に磁石２３が上下動自在に設けられている。そして、前記磁石２３を上下動させることにより、前記開閉部材１６が上下動して、開口部１２を開いたり閉じたり、または、その開度を制御する。この磁石２３の上下動は、自動制御されている。
【００１５】
前記処理流体供給装置の内、前記処理導入部１１は、前記下蓋４に立設固定され、その内部に供給管２４を有する。この処理導入部１１は、前記処理室５の中心と同心円上に周方向に所定間隔を有して配置されている。そして、この処理導入部１１は、前記保持手段７の支柱８と干渉しない位置に配置されている。
前記処理導入部１１には、前記支柱８の保持部９と対応する位置に、ノズル２５が設けられている。このノズル２５から、噴出される処理流体が前記保持手段７に保持された被処理体６の上面又は下面、若しくは上下面間に供給される。なお、前記供給管２４に処理流体を供給する流路２６が、前記下蓋４に設けられている。
【００１６】
なお、前記高圧容器１には、処理室５内の処理流体を排出するための排出孔２７が設けられている。この実施の形態では、下蓋４に排出孔２７が設けられているが、この位置は、特に限定されない。例えば、この排出孔２７を、前記処理流体入口２０と共用させてもよい。
前記実施の形態によれば、図１に示すように、昇圧導入部１０の開口部１２を開き、処理流体を処理室５内へ供給する。このとき、大流量の処理流体を供給しても、処理流体は、その液面を上昇させつつ積層された被処理体６の間へその全外周面から供給されるので、被処理体６を破損するようなことはない。
【００１７】
処理室５内が所定圧力に達すると、開閉装置１４の駆動部２１の磁石２３を上方へ移動させることにより、開閉部材１６を上方へ移動させて供給孔１３の開口部１２を閉じる。
このとき、開閉部材１６を移動させるための力は、初期シールが可能な最小の力で足り、処理室５内の圧力が昇圧導入部１０の圧力よりも大きくなると、この開閉部材１６は、自己シール機能により自分自身をシールするので、高圧処理室５内の処理流体が開口部１２から漏れ出ることはない。
【００１８】
図２は、昇圧が終わり、開閉部材１６が開口部１２を閉じ、処理導入部１１から処理流体を導入している様子を示している。このとき、開閉部材１６は、開口部１２の凹部１５内に収納され、高圧容器１内面は面一となっているので、処理室５内にデッドスペースが生じず、コンパクトな設計で多数の被処理体６を収納することができる。
図３、４に示すものは、本発明の他の実施の形態であり、前記処理導入部１１が、前記保持手段７に設けられているものである。
【００１９】
すなわち、図４に示す如く、前記保持手段７は、周方向所定間隔を有して配置された４本の支柱８を有し、その相隣接する２本の支柱８に、処理導入部１１が設けられている。
前記処理導入部１１が設けられた支柱８には、処理流体を供給する流路２８が上下方向に形成され、支柱８の保持部９に対応して前記流路２８に連通するノズル２５が形成されている。
前記ノズル２５から供給される処理流体は、図４の矢印で示すように流れる。
【００２０】
この実施の形態では、前記ノズル２５は、同一水平面上に２個設けられているが、それ以上設けたものであっても良い。
この実施の形態では、ノズル２５は被処理体６に近く、処理流体の被処理体６上での流れを自在に制御することができ、被処理体６のどの場所へも均一に処理流体を供給することができ、処理の均一を非常によく確保することができる。また、保持手段７と処理導入部１１とが一体をなしているので、高圧容器１の容積を最小限にすることができる。
【００２１】
図５、６に示すものは、本体２と下蓋４が一体成型されており、保持手段７が上蓋３より吊り下げられたものであり、また、処理導入部１１も上蓋３に設けられており、その他の構成は、前記図１又は図３に示すものと同じである。
尚、本発明は、前記各実施の形態に示すものに限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、被処理体を破損することなく昇圧速度を速くして、処理時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す断面図であり、開閉部材が開いている状態を示している。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態を示す断面図であり、開閉部材が閉じている状態を示している。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の横断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　高圧容器
６　被処理体
７　保持手段
１０　昇圧導入部
１１　処理導入部
１２　開口部
１３　供給孔
１４　開閉装置
１５　凹部
１６　開閉部材
１７　面シール部材
２１　駆動部
２３　磁石

Claims

複数の被処理体を収納する高圧容器と、該高圧容器へ処理流体を供給する供給装置とを備えた高圧処理装置において、
前記供給装置は、高圧容器内圧を昇圧するために処理流体を供給する昇圧導入部と、前記複数の被処理体へ個別に処理流体を供給する処理導入部とをそれぞれ独立して備えていることを特徴とする高圧処理装置。
前記昇圧導入部は、前記高圧容器内面に開口する開口部を備えた処理流体供給孔を有し、且つ前記開口部を開閉自在とする開閉装置を有することを特徴とする請求項１記載の高圧処理装置。
前記開閉装置は、前記高圧容器の内圧により前記開口部を密閉する開閉部材を有することを特徴とする請求項２記載の高圧処理装置。
前記開口部は、前記供給孔よりも直径が大きな座ぐり凹部を有し、前記開閉装置は、前記凹部に嵌合して前記開口部を塞いだとき、高圧容器内面と面一になる開閉部材を有することを特徴とする請求項２記載の高圧処理装置。
前記開閉装置は、前記開閉部材の開閉動作を制御する駆動部を有することを特徴とする請求項３又は４記載の高圧処理装置。
前記駆動部は、磁気力により前記開閉部材の動作を行うものであることを特徴とする請求項５記載の高圧処理装置。
前記高圧容器内には前記複数の被処理体を個別に保持する保持手段が設けられ、該保持手段に、前記処理導入部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の高圧処理装置。