JP6906416B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、超臨界状態の処理流体を用いて基板の表面に付着した液体を除去する技術に関する。

従来、半導体ウェハなど基板の表面を液体で処理した後、液体により表面が濡れた状態の基板を超臨界流体と接触させることにより、基板を乾燥させる超臨界乾燥処理が知られている。

超臨界乾燥処理は、高圧環境下にて行われる。このため、超臨界乾燥処理を行う基板処理装置には、圧力容器の蓋体が圧力容器の内圧によって移動しないようにするためのロック機構が設けられる場合がある。

たとえば、特許文献１には、圧力容器の開口を蓋体で塞いだ後、ロックプレートを移動させて蓋体に当接させることにより、圧力容器の内圧による蓋体の移動を規制するロック機構が開示されている。

特開２０１３−１３１７２９号公報

しかしながら、上述した従来技術では、ロックプレートを移動させて蓋体と当接させる際に、蓋体または圧力容器とロックプレートとが擦れてパーティクルが発生するおそれがある。この課題は、基板を高圧環境下で処理する基板処理装置に共通する課題であり、高圧環境下にて行われる処理は、超臨界乾燥処理に限定されない。

実施形態の一態様は、パーティクルの発生を抑制しつつ、処理空間の内圧による蓋体の移動を規制することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、基板を高圧環境下で処理する基板処理装置であって、圧力容器と、蓋体と、ロック機構とを備える。圧力容器は、開口を有する。蓋体は、開口を塞ぐ。ロック機構は、圧力容器の内圧による蓋体の開蓋方向への移動を規制する。また、ロック機構は、当接部材と、移動機構と、転がり部材とを備える。当接部材は、蓋体が有する複数の面のうちシール面と反対側の面である被当接面と当接する。移動機構は、当接部材を被当接面に沿った方向に移動させる。転がり部材は、当接部材における蓋体または圧力容器との当接面に設けられる。

実施形態の一態様によれば、パーティクルの発生を抑制しつつ、圧力容器の内圧による蓋体の移動を規制することができる。

図１は、実施形態に係る基板処理システムを上方から見た模式的な断面図である。 図２は、実施形態に係る基板処理システムにおいて実行される一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、液処理ユニットの構成例を示す図である。 図４は、乾燥ユニットの構成例を示す模式斜視図である。 図５Ａは、受渡エリアの模式的な断面図である。 図５Ｂは、受渡エリアの模式的な断面図である。 図６は、ロック機構の構成例を示す模式的な断面図である。 図７Ａは、ロック機構の動作説明図である。 図７Ｂは、ロック機構の動作説明図である。 図７Ｃは、ロック機構の動作説明図である。 図７Ｄは、ロック機構の動作説明図である。 図８Ａは、変形例に係るロック機構の構成例を示す図である。 図８Ｂは、変形例に係るロック機構の構成例を示す図である。

以下に、本願に係る基板処理装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る基板処理装置が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

〔１．基板処理システムの構成〕
まず、実施形態に係る基板処理システムの構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システムを上方から見た模式的な断面図である。なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

（搬入出ステーション２について）
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」と記載する）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられる。搬送部１２の内部には、搬送装置１３と受渡部１４とが配置される。

搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

（処理ステーション３について）
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送ブロック４と、複数の処理ブロック５とを備える。

（搬送ブロック４について）
搬送ブロック４は、搬送エリア１５と、搬送装置１６とを備える。搬送エリア１５は、たとえば、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する直方体状の領域である。搬送エリア１５には、搬送装置１６が配置される。

搬送装置１６は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、搬送装置１６は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と複数の処理ブロック５との間でウェハＷの搬送を行う。

複数の処理ブロック５は、搬送エリア１５の両側において搬送エリア１５に隣接して配置される。具体的には、複数の処理ブロック５は、搬入出ステーション２および処理ステーション３の並び方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）における搬送エリア１５の一方側（Ｙ軸正方向側）および他方側（Ｙ軸負方向側）に配置される。

各処理ブロック５は、液処理ユニット１７と、乾燥ユニット１８と、供給ユニット１９とを備える。

液処理ユニット１７は、ウェハＷのパターン形成面である上面を洗浄する洗浄処理を行う。また、液処理ユニット１７は、洗浄処理後のウェハＷの上面に液膜を形成する液膜形成処理を行う。液処理ユニット１７の構成については後述する。

乾燥ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷに対して超臨界乾燥処理を行う。具体的には、乾燥ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷを超臨界状態の処理流体と接触させることによって同ウェハＷを乾燥させる。乾燥ユニット１８の構成については後述する。

供給ユニット１９は、乾燥ユニット１８に対して処理流体を供給する。具体的には、供給ユニット１９は、流量計、流量調整器、背圧弁、ヒータなどを含む供給機器群と、供給機器群を収容する筐体とを備える。本実施形態において、供給ユニット１９は、処理流体としてＣＯ２を乾燥ユニット１８に供給する。

液処理ユニット１７、乾燥ユニット１８および供給ユニット１９は、搬送エリア１５に沿って（すなわち、Ｘ軸方向に沿って）並べられる。液処理ユニット１７、乾燥ユニット１８および供給ユニット１９のうち、液処理ユニット１７は、搬入出ステーション２に最も近い位置に配置され、供給ユニット１９は、搬入出ステーション２から最も遠い位置に配置される。

また、乾燥ユニット１８は、超臨界乾燥処理が行われる処理エリア１８１と、搬送ブロック４と処理エリア１８１との間でのウェハＷの受け渡しが行われる受渡エリア１８２とを備える。これら処理エリア１８１および受渡エリア１８２は、搬送エリア１５に沿って並べられる。

具体的には、処理エリア１８１および受渡エリア１８２のうち、受渡エリア１８２は、処理エリア１８１よりも液処理ユニット１７に近い側に配置される。すなわち、各処理ブロック５には、液処理ユニット１７、受渡エリア１８２、処理エリア１８１および供給ユニット１９が、搬送エリア１５に沿ってこの順番で配置される。

（制御装置６について）
基板処理システム１は、制御装置６を備える。制御装置６は、たとえばコンピュータであり、制御部６１と記憶部６２とを備える。

制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、搬送装置１３，１６、液処理ユニット１７、乾燥ユニット１８および供給ユニット１９等の制御を実現する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置６の記憶部６２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。

〔２．基板処理の流れ〕
次に、上述した基板処理システム１における一連の基板処理の流れについて図２および図３を参照して説明する。図２は、実施形態に係る基板処理システム１において実行される一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。なお、図２に示す一連の基板処理は、制御部６１の制御に従って実行される。

図２に示すように、基板処理システム１では、まず、搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。搬入処理では、搬送装置１３（図１参照）がキャリアＣからウェハＷを取り出して受渡部１４へ載置する。つづいて、搬送装置１６（図１参照）が受渡部１４からウェハＷを取り出して液処理ユニット１７に搬入する。

つづいて、基板処理システム１では、液処理ユニット１７において洗浄処理が行われる（ステップＳ１０２）。液処理ユニット１７は、ウェハＷのパターン形成面である上面に各種の処理液を供給することにより、ウェハＷの上面からパーティクルや自然酸化膜等を除去する。

つづいて、基板処理システム１では、液処理ユニット１７において液膜形成処理が行われる（ステップＳ１０３）。液処理ユニット１７は、洗浄処理後のウェハＷの上面に液体状態のＩＰＡ（以下、「ＩＰＡ液体」と記載する）を供給することにより、ウェハＷの上面にＩＰＡ液体による液膜を形成する。

液膜形成処理後のウェハＷは、搬送装置１６により、同一の処理ブロック５に配置される乾燥ユニット１８の受渡エリア１８２に搬送された後、受渡エリア１８２から処理エリア１８１へ搬送される。その後、基板処理システム１では、処理エリア１８１において超臨界乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。超臨界乾燥処理において、乾燥ユニット１８は、液膜形成処理後のウェハＷを超臨界状態の処理流体と接触させることによって液膜形成処理後のウェハＷを乾燥させる。

つづいて、基板処理システム１では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。搬出処理では、まず、超臨界乾燥処理後のウェハＷが処理エリア１８１から受渡エリア１８２へ搬送される。その後、搬送装置１６が、超臨界乾燥処理後のウェハＷを受渡エリア１８２から取り出して受渡部１４へ搬送する。その後、搬送装置１３が超臨界乾燥処理後のウェハＷを受渡部１４から取り出してキャリアＣへ搬送する。搬出処理を終えると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が終了する。

〔３．液処理ユニットの構成〕
次に、液処理ユニット１７の構成について図３を参照して説明する。図３は、液処理ユニット１７の構成例を示す図である。液処理ユニット１７は、たとえば、スピン洗浄によりウェハＷを１枚ずつ洗浄する枚葉式の洗浄装置として構成される。

図３に示すように、液処理ユニット１７は、処理空間を形成するアウターチャンバー２３内に配置されたウェハ保持機構２５にてウェハＷをほぼ水平に保持し、このウェハ保持機構２５を鉛直軸周りに回転させることによりウェハＷを回転させる。そして、液処理ユニット１７は、回転するウェハＷの上方にノズルアーム２６を進入させ、かかるノズルアーム２６の先端部に設けられる薬液ノズル２６ａから薬液やリンス液を予め定められた順に供給することにより、ウェハＷの上面の洗浄処理を行う。

また、液処理ユニット１７には、ウェハ保持機構２５の内部にも薬液供給路２５ａが形成されている。そして、かかる薬液供給路２５ａから供給された薬液やリンス液によって、ウェハＷの下面も洗浄される。

洗浄処理は、たとえば、最初にアルカリ性の薬液である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が行われ、次に、リンス液である脱イオン水（DeIonized Water：以下、「ＤＩＷ」と記載する）によるリンス洗浄が行われる。次に、酸性薬液である希フッ酸水溶液（Diluted HydroFluoric acid：以下、「ＤＨＦ」と記載する）による自然酸化膜の除去が行われ、次に、ＤＩＷによるリンス洗浄が行われる。

上述の各種薬液は、アウターチャンバー２３や、アウターチャンバー２３内に配置されるインナーカップ２４に受け止められて、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排液口２３ａや、インナーカップ２４の底部に設けられる排液口２４ａから排出される。さらに、アウターチャンバー２３内の雰囲気は、アウターチャンバー２３の底部に設けられる排気口２３ｂから排気される。

液膜形成処理は、洗浄処理におけるリンス処理の後に行われる。具体的には、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５を回転させながら、ウェハＷの上面および下面にＩＰＡ液体を供給する。これにより、ウェハＷの両面に残存するＤＩＷがＩＰＡに置換される。その後、液処理ユニット１７は、ウェハ保持機構２５の回転を緩やかに停止する。

液膜形成処理を終えたウェハＷは、その上面にＩＰＡ液体の液膜が形成された状態のまま、ウェハ保持機構２５に設けられた不図示の受け渡し機構により搬送装置１６に受け渡され、液処理ユニット１７から搬出される。ウェハＷ上に形成された液膜は、液処理ユニット１７から乾燥ユニット１８へのウェハＷの搬送中や、乾燥ユニット１８への搬入動作中に、ウェハＷ上面の液体が蒸発（気化）することによってパターン倒れが発生することを防止する。

〔４．乾燥ユニットの構成〕
つづいて、乾燥ユニット１８の構成について図４を参照して説明する。図４は、乾燥ユニット１８の構成例を示す模式斜視図である。

図４に示すように、乾燥ユニット１８は、処理容器３１と、保持体３２と、蓋体３３とを備える。

処理容器３１は、たとえば１６〜２０ＭＰａ程度の高圧環境を形成することのできる圧力容器である。処理容器３１は、処理エリア１８１（図１参照）に配置され、超臨界乾燥処理は、処理容器３１内部の処理空間３１ａにて行われる。受渡エリア１８２に面する処理容器３１の側面には、処理空間３１ａと受渡エリア１８２（図１参照）とを連通する開口３１ｂが形成される。

保持体３２は、ウェハＷを水平方向に保持する。蓋体３３は、保持体３２を支持する。蓋体３３は、図示しない移動機構に接続されており、かかる移動機構によって保持体３２とともに処理エリア１８１および受渡エリア１８２間を水平移動する。処理エリア１８１へ移動することにより、保持体３２は処理容器３１の処理空間３１ａ内に配置され、蓋体３３は処理空間３１ａの開口３１ｂを塞ぐ。

処理容器３１には、供給ポート３５と排出ポート３７とが設けられる。供給ポート３５は、処理空間３１ａに供給される処理流体が流通する供給管１０１に接続される。供給管１０１は、供給ユニット１９の供給機器群に接続される。排出ポート３７は、処理空間３１ａから排出される処理流体が流通する個別排気管１０２に接続される。

供給ポート３５は、処理容器３１における開口３１ｂが形成される側とは反対側の側面に設けられる。また、排出ポート３７は、処理容器３１の底面に設けられる。なお、図４には供給ポート３５と排出ポート３７とがそれぞれ１つずつ示されているが、供給ポート３５および排出ポート３７の数は特に限定されない。

処理空間３１ａには、供給ヘッダー３８と排出ヘッダー４０とが設けられる。供給ヘッダー３８は、供給ポート３５に接続され、処理空間３１ａに処理流体を供給する。排出ヘッダー４０は、排出ポート３７に接続され、処理空間３１ａから処理流体を排出する。

供給ヘッダー３８には、供給ヘッダー３８の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って複数の供給口３８ａが設けられる。複数の供給口３８ａは、開口３１ｂに向かって開口している。排出ヘッダー４０には、排出ヘッダー４０の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って複数の排出口４０ａが設けられる。複数の排出口４０ａは、上方に向かって開口している。

乾燥ユニット１８は、供給ヘッダー３８の複数の供給口３８ａから処理空間３１ａに処理流体を供給しつつ、排出ヘッダー４０の複数の排出口４０ａを介して処理空間３１ａ内の処理流体を排出する。処理流体の排出路には、処理空間３１ａからの処理流体の排出量を調整するダンパが設けられており、処理空間３１ａ内の圧力が所望の圧力に調整されるようにダンパによって処理流体の排出量が調整される。これにより、処理空間３１ａにおいて処理流体の超臨界状態が維持される。以下では、超臨界状態の処理流体を「超臨界流体」と記載する。

処理空間３１ａには、ウェハＷの周囲で所定の向きに流動する超臨界流体の層流が形成される。超臨界流体の層流は、たとえば、供給ヘッダー３８から、ウェハＷの上方をウェハＷの上面に沿って、開口３１ｂの上部に向かって流れる。さらに、超臨界流体の層流は、開口３１ｂの上方で下方側に向きを変え、開口３１ｂの近傍を通り、排出ヘッダー４０に向かって流れる。

かかる層流の例では、処理空間３１ａの内部において、保持体３２におけるウェハＷと蓋体３３との間に形成される開孔３２ａを超臨界流体の層流が通過する。

ウェハＷのパターン形成面（上面）に存在するＩＰＡ液体は、高圧状態（たとえば、１６ＭＰａ）である超臨界流体と接触することで、徐々に超臨界流体に溶解していき、最終的には、超臨界流体に置き換わる。これにより、パターンの間の隙間は、超臨界流体によって満たされた状態となる。

その後、乾燥ユニット１８は、処理空間３１ａの圧力を高圧状態から大気圧まで減圧する。これにより、パターン間の隙間を満たしていた超臨界流体が通常のすなわち気体状態の処理流体に変化する。

このように、乾燥ユニット１８は、パターン形成面に存在するＩＰＡ液体を超臨界流体に置換した後、超臨界流体を気体状態の処理流体に戻すことにより、パターン形成面からＩＰＡ液体を除去してパターン形成面を乾燥させる。

超臨界流体は、液体（たとえばＩＰＡ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。したがって、超臨界乾燥処理を行うことで、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。すなわち、乾燥処理の際にパターンが倒れることを抑制することができる。

なお、実施形態では、乾燥防止用の液体としてＩＰＡ液体を用い、処理流体としてＣＯ２を用いることとしたが、ＩＰＡ以外の液体を乾燥防止用の液体として用いてもよいし、ＣＯ２以外の流体を処理流体として用いてもよい。

図４に示すように、処理容器３１は、開口３１ｂよりも開蓋方向側（ここでは、Ｘ軸負方向側）に突出した第１突出部３１ｃおよび第２突出部３１ｄを備える。第１突出部３１ｃは、開口３１ｂの下部からＸ軸負方向側に向かって突出し、第２突出部３１ｄは、開口３１ｂの上部からＸ軸負方向側に向かって突出する。

第１突出部３１ｃには、第１突出部３１ｃの上面と下面とを連通する複数（ここでは、２つ）の第１挿通孔３１ｅが形成されている。また、第２突出部３１ｄには、複数の第１挿通孔３１ｅの各々と対向する位置に、第２突出部３１ｄの上面と下面とを連通する複数（ここでは、２つ）の第２挿通孔３１ｆが形成されている。

また、乾燥ユニット１８は、複数（ここでは、２つ）のロック部材４２（当接部材の一例）を備える。ロック部材４２は、第１突出部３１ｃに形成された複数の第１挿通孔３１ｅにそれぞれ挿通されている。

ここで、ロック部材４２の動作について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、受渡エリア１８２の模式的な断面図である。なお、図５Ａは、保持体３２および蓋体３３が受渡エリア１８２に配置された状態を示し、図５Ｂは、保持体３２および蓋体３３が処理エリア１８１に配置された状態を示している。

図５Ａに示すように、ロック部材４２には、ロック部材４２を昇降させる昇降機構４３（移動機構の一例）が接続される。

図５Ｂに示すように、乾燥ユニット１８は、まず、保持体３２および蓋体３３を図示しない移動機構を用いて移動させることにより、処理空間３１ａを蓋体３３で密閉する。その後、乾燥ユニット１８は、昇降機構４３を用いてロック部材４２を上昇させて、ロック部材４２が第２突出部３１ｄに形成された第２挿通孔３１ｆに挿通された状態とする。

ロック部材４２は、処理空間３１ａに供給された超臨界流体によってもたらされる内圧に抗して、処理空間３１ａに向けて蓋体３３を押し付ける。これにより、蓋体３３によって処理空間３１ａが密閉された状態を維持することができる。

〔５．ロック機構の構成〕
かかるロック部材４２および昇降機構４３を含むロック機構の具体的な構成について図６を参照して説明する。図６は、ロック機構の構成例を示す模式的な断面図である。

図６に示すように、ロック機構５０は、上述したロック部材４２と昇降機構４３とを備え、処理容器３１の内圧による蓋体３３の開蓋方向（Ｘ軸負方向）への移動をロック部材４２を用いて規制する。

昇降機構４３は、ロック部材４２を下方から支持する支持部４３ａと、支持部４３ａを鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる昇降部４３ｂとを備える。また、昇降機構４３は、支持部４３ａとロック部材４２とを連結する連結部４３ｃを備える。連結部４３ｃは、たとえばフローティング構造を有し、支持部４３ａに対してロック部材４２を揺動可能に連結する。

ロック部材４２は、昇降機構４３によって鉛直方向に沿って上昇する際、第１挿通孔３１ｅの内面３１ｅ１，３１ｅ２、蓋体３３が有する複数の面のうちシール面と反対側の面である被当接面３３ａ、第２挿通孔３１ｆの内面３１ｆ１，３１ｆ２の近傍を通過する。なお、シール面は、蓋体３３が有する複数の面のうち、処理空間３１ａ側の面、すなわち、処理空間３１ａを密閉する面である。

蓋体３３の被当接面３３ａは、鉛直方向に沿った平面すなわち垂直面である。同様に、第１挿通孔３１ｅの内面３１ｅ１，３１ｅ２および第２挿通孔３１ｆの内面３１ｆ１，３１ｆ２も垂直面である。なお、以下では、内面３１ｅ１，３１ｆ１を第１内面３１ｅ１，３１ｅ２と記載し、内面３１ｅ２，３１ｆ２を第２内面３１ｅ２，３１ｅ２と記載する。

処理容器３１、蓋体３３およびロック部材４２は、金属で形成される。このため、ロック部材４２の上昇時または下降時に、蓋体３３または処理容器３１とロック部材４２とが擦れることによって処理容器３１、蓋体３３またはロック部材４２が削れてパーティクルが発生するおそれがある。

そこで、実施形態に係るロック機構５０では、ロック部材４２における蓋体３３または処理容器３１との当接面に転がり部材４５ａ，４５ｂを設けることとした。ロック部材４２の上昇時または下降時に、ロック部材４２ではなく、ロック部材４２に設けられた転がり部材４５ａ，４５ｂを蓋体３３または処理容器３１と当接させることにより、「擦れ」を抑制してパーティクルの発生を低減することができる。

転がり部材４５ａ，４５ｂは、たとえば樹脂製のボールまたはローラ等である。転がり部材４５ａは、ロック部材４２が有する複数の面のうち、蓋体３３における被当接面３３ａとの当接面である蓋体側当接面４２ａに設けられる。

具体的には、ロック部材４２の蓋体側当接面４２ａには凹部４６ａが形成されており、転がり部材４５ａは、凹部４６ａ内に収容される。

凹部４６ａ内には、付勢部材４７ａが設けられる。付勢部材４７ａは、たとえばコイルバネや板バネ等であり、転がり部材４５ａを凹部４６ａの外側に向かって付勢する。

転がり部材４５ａは、付勢部材４７ａの付勢力によって一部が凹部４６ａから突出した状態で凹部４６ａに収容される。

また、転がり部材４５ｂは、ロック部材４２が有する複数の面のうち、蓋体側当接面４２ａと反対側の面であって、第１挿通孔３１ｅおよび第２挿通孔３１ｆの第１内面３１ｅ１，３１ｆ１との当接面である挿通孔側当接面４２ｂに設けられる。

具体的には、ロック部材４２の挿通孔側当接面４２ｂには凹部４６ｂが形成されており、転がり部材４５ｂは、凹部４６ｂ内に収容される。

凹部４６ｂ内には、付勢部材４７ｂが設けられる。付勢部材４７ｂは、たとえばコイルバネや板バネ等であり、転がり部材４５ｂを凹部４６ｂの外側に向かって付勢する。

転がり部材４５ｂは、付勢部材４７ｂの付勢力によって一部が凹部４６ｂから突出した状態で凹部４６ｂに収容される。

なお、付勢部材４７ａ，４７ｂによって付勢された転がり部材４５ａ，４５ｂが凹部４６ａ，４６ｂから飛び出て行かないように、凹部４６ａ，４６ｂの開口は、転がり部材４５ａよりも僅かに小さく形成されてもよい。転がり部材４５ａ，４５ｂは、凹部４６ａ，４６ｂ内に回転自在に収容される。

また、図６に示すように、挿通孔側当接面４２ｂは、ロック部材４２が蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態において、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）に対し、蓋体３３の開蓋方向と逆方向（Ｘ軸正方向）に傾斜している。転がり部材４５ｂ、凹部４６ｂおよび付勢部材４７ｂは、かかる挿通孔側当接面４２ｂの上部に形成される。

また、蓋体側当接面４２ａは、挿通孔側当接面４２ｂと平行な第１の面４２ａ１と、第１の面４２ａ１に連接する第２の面４２ａ２とを含む。第２の面４２ａ２は、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）のうち、蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態のロック部材４２を蓋体３３と当接させる方向へ移動させるロック方向（Ｚ軸正方向）において、第１の面４２ａ１よりもロック方向の先端側に位置する。具体的には、本実施形態において第２の面４２ａ２は、第１の面４２ａ１よりも上方において第２の面４２ａ２と連接する。第２の面４２２は、蓋体側当接面４２ａが蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態において、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）に対し、蓋体３３の開蓋方向（Ｘ軸負方向）に傾斜する。

また、転がり部材４５ａ、凹部４６ａおよび付勢部材４７ａは、蓋体側当接面４２ａにおける上記第１の面４２ａ１と第２の面４２ａ２との境界部分に設けられる。

また、第２の面４２ａ２の上端部および挿通孔側当接面４２ｂの下端部には、それぞれ樹脂部材４８ａ，４８ｂが設けられる。

〔６．ロック機構の動作〕
次に、上述したロック機構５０の動作について図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。図７Ａ〜図７Ｄは、ロック機構５０の動作説明図である。図７Ａ〜図７Ｄに示す動作は、乾燥ユニット１８が制御部６１による制御に従って実行する。

ロック部材４２が蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態（図６に示す状態）において、蓋体側当接面４２ａに設けられた転がり部材４５ａが、最も蓋体３３の被当接面３３ａおよび処理容器３１の第２内面３１ｅ２，３１ｆ２側に突出している。このため、図７Ａに示すように、昇降機構４３によってロック部材４２が上昇することにより、まず、転がり部材４５ａが、処理容器３１に接触する。具体的には、転がり部材４５ａは、第１挿通孔３１ｅの第２内面３１ｅ２に接触する。

その後、図７Ｂに示すように、転がり部材４５ａと第１挿通孔３１ｅの第２内面３１ｅ２とが接触しながら、ロック部材４２が上昇する。このとき、転がり部材４５ａが第２内面３１ｅ２から開蓋方向（Ｘ軸負方向）の抗力を受けることで、ロック部材４２は、起立し始める。

つづいて、図７Ｃに示すように、ロック部材４２がさらに上昇すると、転がり部材４５ａが蓋体３３の被当接面３３ａと接触する。また、ロック部材４２がさらに起立することで、挿通孔側当接面４２ｂに設けられた転がり部材４５ｂが、第２挿通孔３１ｆの第１内面３１ｆ１と接触する。この状態において、蓋体側当接面４２ａの第１の面４２ａ１および挿通孔側当接面４２ｂは、鉛直方向に沿った平面すなわち垂直面となる。

その後、超臨界乾燥処理が開始されると、図７Ｄに示すように、処理容器３１の内圧によって蓋体３３が開蓋方向（Ｘ軸負方向）へ移動する。このとき、転がり部材４５ａが蓋体３３から押されることにより、転がり部材４５ａは、付勢部材４７ａの付勢力に抗して開蓋方向（Ｘ軸負方向）へ移動して凹部４６ａ内に全て収容される。これにより、ロック部材４２の蓋体側当接面４２ａと蓋体３３の被当接面３３ａとが当接する。同様に、転がり部材４５ｂは、付勢部材４７ｂの付勢力に抗して開蓋方向（Ｘ軸負方向）へ移動して凹部４６ｂ内に全て収容される。これにより、ロック部材４２の挿通孔側当接面４２ｂと第１挿通孔３１ｅおよび第２挿通孔３１ｆの第１内面３１ｅ１，３１ｆ１とが当接する。この結果、処理容器３１の内圧による蓋体３３の開蓋方向への移動は、ロック機構５０によって規制される。

一方、超臨界乾燥処理が終了し、処理容器３１の内圧が低下すると、転がり部材４５ａが付勢部材４７ａの付勢力によって凹部４６ａの外側に向かって突出し、転がり部材４５ｂが付勢部材４７ｂの付勢力によって凹部４６ｂの外側に向かって突出する。これにより、ロック機構５０は、図７Ｃに示す状態に戻る。

その後、ロック部材４２の下降に伴い、転がり部材４５ａは蓋体３３の被当接面３３ａおよび処理容器３１の第２内面３１ｅ２と接触しながら、転がり部材４５ｂは処理容器３１の第１内面３１ｆ１と接触しながら、転がり降りていく。そして、ロック機構５０は、図６に示す状態に戻る。

このように、実施形態に係るロック機構５０は、ロック部材４２における蓋体側当接面４２ａに転がり部材４５ａを備える。転がり部材４５ａは、ロック部材４２の上昇に伴って転がりながら、言い換えれば、擦れを生じさせることなく第２内面３１ｅ２と接触する。このため、実施形態に係るロック機構５０によれば、ロック部材４２の上昇時または下降時におけるパーティクルの発生を抑制することができる。また、転がり部材４５ａは樹脂製であるため、仮に擦れが発生したとしても、処理容器３１または蓋体３３が削れるおそれがない。すなわち、金属のパーティクルは発生し難い。

また、実施形態に係るロック機構５０において、転がり部材４５ａ（蓋体側転がり部材の一例）は、付勢部材４７ａの付勢力によって一部が凹部４６ａから突出した状態で凹部４６ａに収容される。そして、転がり部材４５ａは、蓋体３３によって押圧された場合に、付勢部材４７ａの付勢力に抗して開蓋方向（Ｘ軸負方向）へ移動することによって凹部４６ａ内に全て収容される。したがって、ロック部材４２の蓋体側当接面４２ａと蓋体３３の被当接面３３ａとを擦れを生じさせることなく当接させることができる。

また、実施形態に係るロック機構５０は、ロック部材４２における挿通孔側当接面４２ｂにも転がり部材４５ｂ（挿通孔側転がり部材の一例）を備える。転がり部材４５ｂは、ロック部材４２の下降に伴って転がりながら、言い換えれば、擦れを生じさせることなく第１内面３１ｆ１と接触する。このため、実施形態に係るロック機構５０によれば、ロック部材４２の下降時におけるパーティクルの発生を抑制することができる。

また、ロック部材４２の挿通孔側当接面４２ｂは、ロック部材４２が蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態において、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）に対して開蓋方向（Ｘ軸負方向）と逆方向に、すなわち、蓋体３３側に傾斜している。そして、挿通孔側当接面４２ｂは、転がり部材４５ａが蓋体３３または処理容器３１と接触した場合に、蓋体３３または処理容器３１から受ける抗力によって起立して第２挿通孔３１ｆの第１内面３１ｆ１と当接する。これにより、ロック部材４２の上昇時および下降時において、ロック部材４２の挿通孔側当接面４２ｂと処理容器３１の第１内面３１ｅ１，３１ｆ１とが接触し難くなるため、これらが擦れることによるパーティクルの発生を抑制することができる。

また、処理容器３１と接触する可能性が最も高い挿通孔側当接面４２ｂの下端部には、樹脂部材４８ｂ（挿通孔側樹脂部材の一例）が設けられているため、仮に、ロック部材４２の上昇時または下降時に、挿通孔側当接面４２ｂと処理容器３１（第１内面３１ｅ１）とが接触したとしても、処理容器３１が削れるおそれがない。すなわち、金属のパーティクルは発生し難い。

また、蓋体側当接面４２ａの第２の面４２ａ２は、蓋体側当接面４２ａが蓋体３３および処理容器３１と当接していない状態において、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）に対して開蓋方向（Ｘ軸負方向）に傾斜する。このため、ロック部材４２の上昇時または下降時において、仮に、蓋体３３の被当接面３３ａが処理容器３１の第２内面３１ｅ２，３１ｆ２よりも開蓋方向（Ｘ軸負方向）側に飛び出していたとしても、ロック部材４２を蓋体３３と接触させにくくすることができる。また、第２の面４２ａ２の上端部には樹脂部材４８ａ（蓋体側樹脂部材の一例）が設けられているため、仮に、第２の面４２ａ２と蓋体３３とが接触したとしても、蓋体３３が削れるおそれがない。すなわち、金属のパーティクルは発生し難い。

なお、第２の面４２ａ２は、蓋体３３の開蓋方向と逆方向（Ｘ軸正方向）に傾斜していなければよい。したがって、第２の面４２ａ２は、蓋体側当接面４２ａが蓋体３３と当接していない状態において、昇降機構４３によるロック部材４２の移動方向（Ｚ軸方向）に対して平行であってもよい。

〔７．受渡エリアの排気構成について〕
次に、図５Ａおよび図５Ｂに戻り、受渡エリア１８２の排気構成について説明する。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、受渡エリア１８２は、筐体８２１によって覆われている。筐体８２１は、蓋体３３および保持体３２を収容する。

筐体８２１には、筐体８２１から排出される雰囲気が流通する第１の排気管２０１が接続される。また、第２挿通孔３１ｆには、バッファ２２３を介して第２の排気管２０２が接続される。バッファ２２３は、第２挿通孔３１ｆよりも広い内部空間を有する箱状の部材である。第２の排気管２０２は、図示しないポンプに接続されており、バッファ２２３を介して筐体８２１内の雰囲気を排出する。

第２の排気管２０２およびバッファ２２３は、ロック部材４２の移動空間、具体的には、第１挿通孔３１ｅ、第２挿通孔３１ｆおよび第１突出部３１ｃと第２突出部３１ｄとの間の空間を集中的に排気するために設けられる。上述したように、実施形態に係るロック機構５０は、ロック部材４２に対して転がり部材４５ａ，４５ｂを設ける等の対策を行うことで、パーティクルの発生を抑制しているが、転がり部材４５ａ，４５ｂが削れてパーティクルが発生することも考えられる。仮に、このようなパーティクルが発生したとしても、第２の排気管２０２およびバッファ２２３を用いてロック部材４２の移動空間を集中的に排気することで、パーティクルを受渡エリア１８２の外部へ効率よく排出することができる。これにより、たとえば、パーティクルが少なくなるまで次の超臨界処理の開始を待つ場合の待ち時間が少なくなり、スループットの向上が図れる。

また、超臨界乾燥処理中、処理容器３１は、たとえば１００度程度の高温状態となり、第２挿通孔３１ｆには上昇気流が発生する。仮に、第２挿通孔３１ｆに第２の排気管２０２を直接接続した場合、排気の気流と上昇気流とがぶつかることによって気流の乱れが生じるおそれがある。これに対し、バッファ２２３を設けることで、排気の気流と上昇気流とが直接ぶつかることがなくなるため、気流の乱れが生じにくくなる。したがって、パーティクルをより効率よく外部へ排出することが可能となる。

上述してきたように、実施形態に係る乾燥ユニット１８は、ウェハＷ（基板の一例）を高圧環境下で処理する基板処理装置であって、処理容器３１（圧力容器の一例）と、蓋体３３と、ロック機構５０とを備える。処理容器３１は、開口３１ｂを有する。蓋体３３は、開口３１ｂを塞ぐ。ロック機構５０は、処理容器３１の内圧による蓋体３３の開蓋方向への移動を規制する。また、ロック機構５０は、ロック部材４２（当接部材の一例）と、昇降機構４３（移動機構の一例）と、転がり部材４５ａ，４５ｂとを備える。ロック部材４２は、蓋体３３が有する複数の面のうちシール面と反対側の面である被当接面３３ａと当接する。昇降機構４３は、ロック部材４２を被当接面３３ａに沿った方向に移動させる。転がり部材４５ａ，４５ｂは、ロック部材４２における蓋体３３または処理容器３１の当接面４２ａ，４２ｂに設けられる。

したがって、実施形態に係る乾燥ユニット１８によれば、パーティクルの発生を抑制しつつ、処理容器３１の内圧による蓋体３３の移動を規制することができる。

〔８．変形例〕
上述した基板処理システム１は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、基板処理システム１の他の実施形態について説明する。

上述した実施形態では、ロック機構５０が、蓋体３３を挟んで処理容器３１の上下にそれぞれ形成された第１挿通孔３１ｅおよび第２挿通孔３１ｆにロック部材４２を挿通させることによって、蓋体３３の開蓋方向への移動を規制する構成を有する場合の例について説明した。しかし、ロック機構の構成は上記の例に限定されない。

図８Ａおよび図８Ｂは、変形例に係るロック機構の構成例を示す図である。たとえば、図８Ａに示すように、変形例に係る乾燥ユニット１８Ａは、処理容器３１Ａと、保持体３２Ａと、蓋体３３Ａとを備える。処理容器３１Ａは、上部に開口３１Ａｂを有する。蓋体３３Ａは、処理容器３１Ａの上方に配置されて、図示しない移動機構によって鉛直方向に沿って移動する。蓋体３３Ａの処理容器３１Ａ側には、保持体３２Ａが設けられており、ウェハＷは、保持体３２Ａによって水平に保持される。

処理容器３１Ａには、供給ポート３５Ａが設けられており、供給ポート３５Ａを介して処理空間３１Ａａ内に処理流体が供給される。また、処理容器３１Ａには、排出ポート３７Ａが設けられており、排出ポート３７Ａを介して処理空間３１Ａａから処理流体が排出される。

ロック機構５０Ａは、二股状に形成されたロック部材４２Ａと、ロック部材４２Ａを水平方向に沿って（すなわち、蓋体３３Ａの被当接面３３Ａａに沿って）移動させる移動機構４３Ａとを備える。

ロック部材４２Ａにおける二股部分の各対向面は、それぞれ、蓋体３３Ａの被当接面３３Ａａと当接する蓋体側当接面４２Ａａおよび処理容器３１Ａの底面３１Ａｃと当接する容器側当接面４２Ａｂである。

蓋体側当接面４２Ａａには、凹部４６Ａａが設けられ、凹部４６Ａａの内部には、転がり部材４５Ａａおよび付勢部材４７Ａａが設けられる。同様に、容器側当接面４２Ａｂには、凹部４６Ａｂが設けられ、凹部４６Ａｂの内部には、転がり部材４５Ａｂおよび付勢部材４７Ａｂが設けられる。

図８Ｂに示すように、乾燥ユニット１８Ａでは、まず、図示しない移動機構によって蓋体３３Ａが下降して処理容器３１Ａの開口３１Ａｂを塞いだ後、移動機構４３Ａがロック部材４２Ａを水平方向（Ｘ軸負方向）に移動させる。これにより、転がり部材４５Ａａ、４５Ａｂが、それぞれ蓋体３３Ａの被当接面３３Ａａおよび処理容器３１Ａの底面３１Ａｃと接触し且つ転がりながらロック部材４２Ａが移動する。

その後、供給ポート３５Ａを介して処理空間３１Ａａに処理流体が供給されることにより、処理空間３１Ａａの圧力が上昇し、蓋体３３Ａが処理容器３１Ａの内圧によって上方に移動する。これにより、転がり部材４５Ａａ，４５Ａｂが付勢部材４７Ａａ，４７Ａｂの付勢力に抗して凹部４６Ａａ，４６Ａｂに全て収容されて、蓋体３３Ａの被当接面３３Ａａとロック部材４２Ａの蓋体側当接面４２Ａａとが当接し、処理容器３１Ａの底面３１Ａｃとロック部材４２Ａの容器側当接面４２Ａｂとが当接する。この結果、処理容器３１Ａの内圧による蓋体３３Ａの開蓋方向（Ｚ軸正方向）への移動は、ロック機構５０Ａによって規制される。

このように、ロック機構５０Ａは、二股状のロック部材４２Ａにより、蓋体３３Ａおよび処理容器３１Ａを蓋体３３Ａ側および処理容器３１Ａ側から挟み込むことによって、蓋体３３Ａの開蓋方向への移動を規制する構成であってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
４ 搬送ブロック
５ 処理ブロック
１８ 乾燥ユニット
３１ 処理容器
３１ａ 処理空間
３１ｂ 開口
３１ｅ 第１挿通孔
３１ｆ 第２挿通孔
３３ 蓋体
４２ ロック部材
４２ａ 蓋体側当接面
４２ｂ 挿通孔側当接面
４３ 昇降機構
４５ａ，４５ｂ 転がり部材
４６ａ，４６ｂ 凹部
４７ａ，４７ｂ 付勢部材
５０ ロック機構

Claims (8)

1. 基板を高圧環境下で処理する基板処理装置であって、
   開口を有する圧力容器と、
   前記開口を塞ぐ蓋体と、
   前記圧力容器の内圧による前記蓋体の開蓋方向への移動を規制するロック機構と
   を備え、
   前記ロック機構は、
   前記蓋体が有する複数の面のうちシール面と反対側の面である被当接面と当接する当接部材と、
   前記当接部材を前記被当接面に沿った方向に移動させる移動機構と、
   前記当接部材における前記蓋体または前記圧力容器との当接面に設けられた転がり部材と
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記当接部材は、
   前記当接面に形成され、前記転がり部材を収容する凹部と、
   前記凹部内に設けられ、前記転がり部材を前記凹部の外側に向けて付勢する付勢部材と
   をさらに備え、
   前記転がり部材は、
   前記付勢部材の付勢力によって一部が前記凹部から突出した状態で前記凹部に収容され、前記蓋体によって押圧された場合に、前記付勢部材の付勢力に抗して前記開蓋方向へ移動することによって前記凹部内に全て収容されること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記圧力容器は、
   前記開口よりも前記開蓋方向側に設けられ、前記当接部材を挿通可能な挿通孔
   を備え、
   前記転がり部材は、
   前記蓋体との当接面である蓋体側当接面に設けられた蓋体側転がり部材と、
   前記蓋体側当接面と反対側の面であって、前記挿通孔の内面と当接する挿通孔側当接面に設けられた挿通孔側転がり部材と
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記当接部材は、
   前記移動機構に対して揺動可能に支持されており、
   前記挿通孔側当接面は、
   前記当接部材が前記蓋体および前記圧力容器と当接していない状態において、前記移動機構による前記当接部材の移動方向に対して前記開蓋方向と逆方向に傾斜しており、前記蓋体側転がり部材が前記蓋体または前記圧力容器と接触した場合に、前記蓋体または前記圧力容器から受ける抗力によって起立して前記挿通孔の内面と当接すること
   を特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記蓋体側当接面は、
   前記挿通孔側当接面と平行な第１の面と、
   前記移動機構による前記当接部材の移動方向のうち、前記蓋体および前記圧力容器と当接していない状態の前記当接部材を前記蓋体と当接させる方向へ移動させるロック方向において、前記第１の面よりも前記ロック方向の先端側に位置し、前記蓋体側当接面が前記蓋体および前記圧力容器と当接していない状態において、前記移動方向に対して平行または前記開蓋方向に傾斜する第２の面と
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記蓋体側転がり部材は、
   前記第１の面と前記第２の面との境界部分に設けられること
   を特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記挿通孔に接続され、前記挿通孔よりも広い内部空間を有するバッファと、
   前記バッファに接続され、前記挿通孔内の雰囲気を前記バッファを介して排出する排出路と
   を備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
8. 前記当接部材は、
   前記第２の面の前記ロック方向における先端部に設けられた蓋体側樹脂部材と、
   前記挿通孔側当接面の前記ロック方向における基端部に設けられた挿通孔側樹脂部材と
   をさらに備えることを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理装置。

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