KR20030032029A - 고압 처리장치 및 고압 처리방법 - Google Patents

고압 처리장치 및 고압 처리방법 Download PDF

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Abstract

공급노즐(13, 13)에서 기판(W)의 표면측으로 향해서 처리유체를 단순히 공급하는 것은 아니고, 각 공급노즐(13)에서 공급된 처리유체의 흐름 방향(R1, R1)이 기판(W)의 표면내에서 상호 어긋나고 있다. 그 때문에, 기판(W)의 표면상에서 처리유체의 선회류(TF)가 형성되고, 그 처리유체가 기판(W)의 표면에 접촉하여 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)가 실행된다.

Description

고압 처리장치 및 고압 처리방법{High-pressure treatment apparatus and high-pressure treatment method}
반도체 디바이스의 미세화가 근래 급속히 진행되고 있지만, 이 미세화에 따라 기판 처리에서 새로운 문제가 생기게 되었다. 예컨대, 기판상에 도포된 레지스트를 패터닝하여 미세(微細)패턴을 형성하는 경우, 현상처리, 세정처리 및 건조처리를 이 순서로 행한다. 여기서, 알칼리 현상에서는 기판에 도포된 레지스트를 현상하는 현상처리에서는, 불필요한 레지스트를 제거하기 위해 알칼리성 수용액이 사용되고, 세정처리에서는 그 알칼리성 수용액을 제거하기 위해(현상을 정지시키기 위해) 순수 등의 세정액이 사용되며, 건조처리에서는 기판을 회전시키는 것에 의해 기판상에 남겨져 있는 세정액에 원심력을 작용시켜 기판에서 세정액을 제거하여, 건조시킨다(스핀 건조). 이중 건조에 있어서, 건조의 전개와 함께 세정액과 기체와의 계면이 기판상에 나타나고, 반도체 디바이스의 미세 패턴의 간극(間隙)에 이 계면이 나타나면, 세정액의 점성에 의해 미세 패턴끼리가 표면 장력에 의해 서로 끌어당겨져 파괴되는 문제가 있었다.
부가해서, 이 미세 패턴의 파괴에는, 세정액을 뿌릴 때의 유체 저항과, 세정액이 미세 패턴에서 배출될 때 생기는 압력과, 3000rpm의 초고속 회전에 의한 공기 저항과 원심력도 관여하고 있는 것으로 생각되고 있다.
이 문제의 해결을 위해, 기판을 압력용기내에 설치하고, 저(低)점성, 고확산성의 성질을 갖는 초 임계유체(이하,「SCF」라 한다)를 사용한 고압 세정처리의 기술제안이 종래부터 이루어져 있다. 그 종래 기술로서, 예컨대 일본특허공개 평8-206485호 공보에 기재된 세정장치가 있다. 이 세정장치는, 세정조(압력용기)내에 기판 등의 피세정물질(피처리체)를 장전(裝塡)한 후, 그 세정조에 SCF를 도입하여 피세정물질의 세정을 행하고 있다. 또한, 이 세정장치에서는, 세정처리의 균일화를 도모하기 위해, 세정조의 개구부분에 층류(層流) 덕트 또는 스노코를 설치하고 있다. 이 층류 덕트와 스노코에는 복수의 구멍이 일정한 간격으로 형성되어 있고, 그 구멍을 통해서, SCF가 세정조로 유입(流入), 유출(流出)한다. 이렇게 해서, 피세정물질의 표면상에 SCF가 소정 방향으로 흘러 층류를 형성한다. 이와 같이, 초 임계유체를 세정조내에서 균일하게 흐르게 함으로써, 피세정물질을 균일하게 세정하는 것이 가능해진다.
그렇지만, 단순히 SCF의 층류를 형성하고, 그 층류에 피처리체를 노출시킨 것만으로는, 어느 정도의 균일성은 얻어지지만 소망의 균일성을 얻기까지는 도달하지 못한다. 또한 처리 시간에 대해서도, 더 단축하여 스루풋의 향상을 도모하는 것이 소망되고 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행할 때, 그 표면처리의 균일성 및 스루풋을 향상시킬수 있는 고압 처리장치 및 고압 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(발명의 개시)
본 발명은, 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리장치 및 고압 처리방법으로서, 상기 목적을 달성하기 위해, 이하와 같이 구성하고 있다.
본 발명에 관한 고압 처리장치는, 그 내부에 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와, 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과, 처리챔버에 처리유체를 도입하여 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 복수의 도입수단을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 복수의 도입수단이 설치되어 있고, 처리유체가 복수 개소에서 피처리체의 표면을 따라 흐른다. 이 때문에, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 본 발명에서는, 적극적으로 피처리체 표면에서의 교반(攪拌)이 조장되므로, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명에 관한 고압 처리장치에서는, 그 내부에 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와, 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과, 처리챔버에 처리유체를 도입하여 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 도입수단과, 유지수단에 의해 유지되어 있는 피처리체를 처리챔버내에서 회전시키는 회전수단을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 도입수단에서 공급된 처리유체가 회전수단에 의해 회전되고 있는 피처리체의 표면을 따라 흘러 들어간다. 이 때문에, 피처리체의 회전동작과, 피처리체의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 피처리체 표면에서의 처리유체의 교반이 조장됨과 동시에, 처리유체의 교체가 적극적으로 촉진된다. 따라서, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명에 관한 고압 처리장치는, 그 내부에 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와, 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과, 처리챔버에 처리유체를 도입하여 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 도입수단과, 처리챔버내에 공급된 처리유체를 교반하는 교반수단을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는 도입수단에서 공급된 처리유체가 교반수단에 의해 교반된 상태로 피처리체의 표면에 공급된다. 이 때문에, 처리유체의 교반동작과, 피처리체의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 피처리체 표면에서의 처리유체의 교반이 조장됨과 동시에, 처리유체의 교체가 적극적으로 촉진된다. 따라서, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명에 관한 고압 처리방법은, 피처리체의 표면상에 처리유체의 선회류를 형성하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 피처리체의 표면에 처리유체가 단순히 공급되는 것은 아니고, 피처리체의 표면상에서 처리유체의 선회류를 형성하며, 그 처리유체가 피처리체의 표면에 접촉하여 소정의 표면처리(예컨대, 현상처리, 세정처리, 건조처리 등)가 실행된다. 따라서, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 본 발명에서는, 적극적으로 피처리체 표면에서의 교반이 조장되므로, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
게다가, 본 발명에 관한 고압 처리방법은, 피처리체의 표면을 따라서 처리유체를 소정 방향으로 흘림과 동시에, 그 처리유체에 대해서 외란(外亂)을 주어 처리유체를 피처리체의 표면내에서 교반하고 있다. 이와 같이 구성된 발명에서는, 피처리체의 표면을 따라서 처리유체가 소정 방향으로 흐르고 있지만, 그 처리유체에 대해서 외란이 주어져 처리유체가 피처리체의 표면내에서 교반된다. 이와 같이, 피처리체의 표면에는 교반된 상태로 처리유체가 접촉하여 소정의 표면처리(예컨대, 현상처리, 세정처리, 건조처리 등)가 실행된다. 따라서, 본 발명에서는 교반에 추가해 처리유체의 교체를 적극적으로 촉진하고 있기 때문에, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또, 본 발명에서의「피처리체의 표면」이란, 고압 처리를 시행해야 할 면(面)을 의미하고 있고, 피처리체가 예컨대 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리기판, 액정표시용 유리기판, 플라즈마 표시용 유리기판, 광 디스크용 기판 등 각종 기판인 경우, 그 기판의 양 주면(主面)중 회로 패턴 등이 형성된 한쪽 주면에 대해서 고압 처리를 시행할 필요가 있는 경우에는, 그 한쪽 주면이 본 발명의「피처리체의 표면」에 상당한다. 또한, 다른쪽 주면에 대해서 고압 처리를 시행할 필요가 있는 경우에는, 그 다른쪽 주면이 본 발명의「피처리체의 표면」에 상당한다. 물론, 양면 실장기판과 같이 양 주면에 대해서 고압 처리를 시행할 필요가 있는 경우에는, 양 주면이 본 발명의「피처리체의 표면」에 상당한다.
또한, 본 발명에서의 표면처리는, 예를 들어 레지스트가 부착한 반도체 기판과 같이 오염 물질이 부착하고 있는 피처리체로부터, 오염 물질을 박리 및 제거하는 세정처리를 대표 예로서 들 수 있다. 피처리체로서는, 반도체 기판에 한정되지 않고, 금속, 플라스틱, 세라믹스 등의 각종 기재(基材)상에, 이종 물질의 비연속 또는 연속층이 형성 혹은 잔류하고 있는 것이 포함된다. 또한, 세정처리에 한정되지 않고, 고압 유체와 고압 유체 이외의 약제를 이용해서, 피처리체상에서 불필요한 물질을 제거하는 처리(예컨대, 건조, 현상 등)는, 모두 본 발명의 고압 처리장치 및 고압 처리방법의 대상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 사용되는 고압 유체로서는, 안전성, 가격, 초 임계상태로 하는 것이 용이하다는 점에서 이산화탄소가 바람직하다. 이산화탄소 이외에는, 물, 암모늄, 아산화질소, 에탄올 등도 사용 가능하다. 고압 유체를 이용하는것은, 확산계수가 크고, 용해한 오염 물질을 매체중에 분산할 수 있기 때문이고, 보다 고압으로 하여 초 임계유체로 한 경우에는, 기체와 액체의 중간성질을 가지게 되어 미세한 패턴 부분에도 더 한층 침투(浸透)할 수 있게 되기 때문이다. 또한, 고압 유체의 밀도는, 액체에 가깝고, 기체에 비해 훨씬 대량의 첨가제(약제)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명에서의 고압 유체란, 1MPa 이상의 압력의 유체이다. 바람직하게 사용하는 것이 가능한 고압 유체는 고밀도, 고용해성, 저점도, 고확산성의 성질이 인정되는 유체이고, 더 바람직한 것은 초(超)임계상태 또는 아(亞)임계상태의 유체이다. 이산화탄소를 초 임계상태로 하기 위해서는 31℃, 7.1MPa 이상으로 하면 된다. 세정 및 세정 후의 린스공정과 건조 및 현상 공정 등은, 5~30MPa의 아 임계(고압 유체) 또는 초 임계유체를 이용하는 것이 바람직하고, 7.1~20MPa 아래에서 이들의 처리를 행하는 것이 더 바람직하다. 또, 나중의「발명을 실시하기 위한 최선의 형태」에서는, 표면처리로서 세정처리 및 건조처리를 실시하는 경우에 대해서 설명하지만, 상술한 바와 같이 고압처리는 세정처리 및 건조처리에만 한정되지 않는다.
본 발명에서는, 반도체 기판에 부착한 레지스트와 에칭 폴리머 등의 고분자 오염 물질도 제거하기 위해, 이산화탄소 등의 고압 유체만으로 이루어지는 처리유체를 이용한 경우에서는 세정력이 불충분하다는 점을 고려하여, 약제를 첨가해서 세정처리를 행한다. 약제로서는, 세정 성분으로서 염기성 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 레지스트에 많이 사용되는 고분자물질을 가수(加水) 분해하는 작용이있고, 세정 효과가 높기 때문이다. 염기성 화합물의 구체 예로서는, 제4급 암모늄수산화물, 제4급 암모늄불화물, 알킬아민(alkylamine), 알카놀아민(alkanolamine), 히드록실아민(NH2OH) 및 불화암모늄(NH4F)으로 이루어지는 군(群)에서 선택되는 1종류 이상의 화합물을 들 수 있다. 세정 성분은, 고압 유체에 대해서, 0.05~8 질량% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또, 건조와 현상을 위해 본 발명의 고압 처리장치를 이용하는 경우는, 건조 또는 현상해야 할 레지스트의 성질에 따라서, 크실렌(xylene), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutyl ketone), 제4급 암모늄화합물, 불소계폴리머 등을 약제로 하면 좋다.
상기 염기성 화합물 등의 세정 성분이 고압 유체에 대해서 용해도가 낮은 경우에는, 이 세정 성분을 고압 유체에 용해 혹은 균일 분산시키는 조제로 될 수 있는 상용화제(相容化劑)를 제2 약제로서 이용하는 것이 바람직하다. 이 상용화제는, 세정공정 종료 후의 린스공정에서, 오염이 재부착시키지 않도록 하는 작용도 가지고 있다.
상용화제(相容化劑)로서는, 세정 성분을 고압 유체와 상용화시킬수 있다면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올(isopropanol) 등의 알콜류와, 디메틸설퍼옥사이드(demethylsulfoxide) 등의 알킬설퍼옥사이드(alkyl sulfoxide)가 바람직한 것으로 들 수 있다. 세정공정에서는, 상용화제는 고압 유체의 50 질량% 이하의 범위에서 적절히 선택하면 된다.
본 발명은, 고압 유체(流體) 혹은 고압 유체와 약제(藥劑)와의 혼합물을 처리유체로 하여, 기판 등의 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면(表面)처리(현상(現像)처리, 세정(洗淨)처리와 건조(乾燥)처리 등)을 시행하는 고압 처리장치 및 고압 처리방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제1 실시형태의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 고압 처리장치에서 압력용기 및 그 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제2 실시형태에서 채용되고 있는 압력용기 및 그 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제3 실시형태에서 채용되고 있는 압력용기를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제4 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제5 및 제6 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제7 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제8 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제9 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제10 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 11은 기판의 반송형태를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
도 1은, 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제1 실시형태의 전체 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 고압 처리장치에서 압력용기 및 그 내부 구조를 나타내는 도면이다. 이 고압 처리장치는, 압력용기(1)의 내부에 형성되는 처리챔버(11)에 초 임계 이산화탄소(고압 유체) 또는 초 임계 이산화탄소와 약제와의 혼합물을 처리유체로서 도입하고, 그 처리챔버(11)에 유지되어 있는 거의 원형의 반도체 웨이퍼 등의 기판(피처리체)(W)에 대해서 소정의 세정 및 건조처리를 행하는 장치이다. 이하, 그 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명한다.
이 고압 처리장치에서는, 초 임계 이산화탄소를 반복해서 순환 사용하는 한편, 처리챔버(11)를 대기압에 개방하는 등에 따라 시스템내의 이산화탄소가 감소하면, 봄브(bombe)(2)에서 액체상태의 이산화탄소를 보급하도록 구성되어 있다. 이 봄브(2)는 응축기 등으로 이루어지는 액화부(3)와 접속되어 있으며, 봄브(2)내에 이산화탄소가 5~6MPa의 압력으로 액체상태의 유체로서 저장되어 있고, 이 액체 이산화탄소가 도시하지 않은 펌프에 의해 봄브(2)에서 꺼내져 액화부(3)를 통해서 시스템내에 보급된다.
이 액화부(3)의 출력측에는 가압펌프 등의 승압기(4)가 접속되어 있고, 이 승압기(4)에서 이산화탄소를 가압하여 고압 액화 이산화탄소를 얻음과 동시에, 고압 액화 이산화탄소를 가열기(5) 및 고압밸브(V1)를 통해서 혼합기(6)로 압송(壓送)한다.
이와 같이 압송되는 고압 액화 이산화탄소는 가열기(5)로 가열되어 표면처리(세정처리 및 건조처리)에 적합한 온도까지 가열되고, 초 임계 이산화탄소가 되어, 고압밸브(V1)를 통해서 혼합기(6)로 보내진다.
이 혼합기(6)에는, 기판(W)의 표면처리에 적합한 약제를 저장 및 공급하는 2종류의 약제공급부, 즉 제1 약제공급부(7a) 및 제2 약제공급부(7b)가 각각 고압밸브(V3, V4)를 통해서 접속되어 있다. 이 때문에, 고압밸브(V3, V4)의 개폐제어에 의해 제1 약제공급부(7a)에서 제1 약제가, 또한 제2 약제공급부(7b)에서 제2 약제가 개폐제어에 대응한 양만큼 혼합기(6)에 각각 공급되어 초 임계 이산화탄소에 대한 약제의 혼합량이 조정된다. 이와 같이, 이 실시형태에서는, 처리유체로서「초 임계 이산화탄소」,「초 임계 이산화탄소 + 제1 약제」,「초 임계 이산화탄소 + 제2 약제」 및「초 임계 이산화탄소 + 제1 약제 + 제2 약제」를 선택적으로 조제하여 압력용기(1)의 처리챔버(11)로 공급 가능하게 되어 있고, 표면처리의 내용에 따라서 적절히 고압 밸브(V3, V4)를 장치 전체를 제어부(도시 생략)에 의해 개폐 제어함으로써 처리유체의 종류를 선택함과 동시에, 약제 농도를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
이 압력용기(1)의 내부, 즉 처리챔버(11)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 유지하는 기판유지부(12)가 설치되어 있다. 이 기판유지부(12)는, 압력용기(1)의 내부 바닥부에 고착된 유지본체(121)와, 유지본체(121)의 상면에서 상방으로 돌출 설치된 3개의 지지핀(122)으로 구성되어 있고, 표면처리(고압처리)를 시행해야 할 표면(S1)을 상향시킨 상태로 3개의 지지핀(122)에 의해 1매의 기판(W)의 외연부를 지지 가능하게 되어 있다. 그리고, 압력용기(1)의 측면부에 설치된 게이트 밸브(gate valve)(도시 생략)를 열어, 반송 로봇에 의해 게이트 밸브를 통해서 미처리 기판(W)을 1매, 기판유지부(12)로 반입한 후, 게이트 밸브를 닫아 후술하는 바와 같이 표면처리를 시행하는 한편, 표면처리후에 게이트 밸브를 열어서 처리가끝난 기판(W)을 반송 로봇에 의해 반출할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이, 이 실시형태에서는, 기판(W)을 1매씩 유지하여 소정의 표면처리를 행하는, 소위 매엽(枚葉)방식의 고압 처리장치로 되어 있다.
또한, 이 압력용기(1)의 상면에는 2개의 공급노즐(13, 13)이 설치되어 있고, 혼합기(6)에서 보내져 오는 처리유체를 기판유지부(12)에 의해 유지되어 있는 기판(W)의 표면으로 향해 토출한다. 특히, 이 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 공급노즐(13)에서 공급되는 처리유체의 흐름 방향(R1)이 기판(W)의 표면(S1)(도 2의 (b)의 지면(紙面))내에서 상호 어긋나고, 또한 기판(W)의 접선방향과 거의 평행하게 되도록 배치되어 있다. 동도의 화살표로 나타내는 바와 같이 처리유체는 기판(W)의 표면(S1)상에서 선회류(TF)를 형성한다. 이와 같이, 이 실시형태에서는 공급노즐(13, 13)이 기판유지부(유지수단)(12)에 의해 유지되어 있는 기판(W)의 표면(S1)에 처리유체를 공급하는 도입수단으로서 기능하고 있다.
게다가, 압력용기(1)의 하면에는, 배기포트(14)가 설치되어 있고, 처리챔버(11)내의 처리유체와 표면처리에 따라 발생하는 오염 물질 등을 압력용기(1)의 밖으로 배기(排氣) 가능하게 되어 있다.
이와 같이 구성된 압력용기(1)의 배기포트(14)에는, 고압밸브(V2)를 통해서 감압기 등으로 이루어지는 가스화부(8)가 접속되어 있고, 감압처리에 의해 배기포트(14)를 통해서 처리챔버(11)에서 배기되는 유체(처리유체 + 오염 물질 등)를 완전히 가스화하여 분리회수부(9)에 보내 준다. 또한, 이 분리회수부(9)에서는, 이산화탄소를 기체 성분으로 하고, 오염 물질과 약제의 혼합물을 액체 성분으로 하여기체/액체를 분리한다. 여기서, 오염 물질은 고체로 하여 석출(析出)하고, 약제중에 혼입하여 분리되는 일도 있다. 또한, 분리회수부(9)로서는, 단증류(單蒸留), 증류(蒸留)(정류), 플래시 분리 등의 기체/액체 분리를 행할 수 있는 여러가지 장치와, 원심분해 등을 사용할 수 있다.
이와 같이, 이 실시형태에서는, 가스화부(8)를 이용해서 처리챔버(11)에서 배기되는 유체(처리유체 + 오염 물질 등)를 분리회수부(9)로 보내 주기 전에 미리 완전히 가스화하고 있지만, 그 이유는 감압된 이산화탄소 등의 유체가 온도와의 관계로 기체상태의 유체(탄산가스)와 액체상태의 유체(액화 이산화탄소)와의 혼합물로 되기 때문에, 분리회수부(9)에서의 분리 효율 및 이산화탄소의 리사이클 효율을 향상시키는 관점 때문이다.
또, 분리회수부(9)에서 분리된 오염 물질을 포함하는 세정 성분과 상용화제로 이루어지는 액체(또는 고체) 성분은, 분리회수부(9)에서 배출되어, 필요에 따라후처리 된다. 한편, 기체 성분의 이산화탄소에 대해서는, 액화부(3)로 보내 주어 재 이용하도록 제공한다.
다음에, 상기와 같이 구성된 고압 처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 이 고압 처리장치는, 전(前)공정, 예컨대 현상공정에 있어서 현상액에 의한 현상처리가 시행된 기판(W)을 받아들이고, 제어부의 메모리(도시 생략)에 미리 기억되어 있는 프로그램에 따라서 제어부가 장치 각부를 제어하여 세정공정, 린스공정 및 건조공정을 이 순서로 행하는 장치이다. 그 동작은 이하와 같다.
우선, 압력용기(1)의 측면부에 설치된 게이트 밸브를 연다. 그리고, 반송 로봇에 의해 게이트 밸브를 통해서 미처리 기판(W)이 1매 반입되고, 표면처리(고압처리)를 시행해야 할 표면(S1)을 상향시킨 상태로 기판유지부(12)에 얹어놓으면, 기판유지부(12)의 지지핀(122)으로 기판(W)을 유지한다. 이렇게 하여 기판 유지를 완료함과 동시에, 반송 로봇이 처리챔버(11)에서 퇴피하면, 게이트 밸브를 닫아 세정공정을 행한다.
이 세정공정에서는, 시스템내의 액화 이산화탄소를 승압기(4)로 가압하여 고압 액화 이산화탄소를 형성하고, 또 그 고압 액화 이산화탄소를 가열기(5)로 가열하여 초 임계 이산화탄소를 형성하면서, 고압밸브(V1)를 열어 혼합기(6)로 보내 준다. 또한, 약제용의 고압밸브(V3, V4)를 함께 열어 제1 약제공급부(7a) 및 제2 약제공급부(7b)를 공급모드로 하고, 제1 약제공급부(7a)에서 제1 약제를 혼합기(6)로 압송(壓送)함과 동시에, 제2 약제공급부(7b)에서 제2 약제를 혼합기(6)로 압송한다. 이것에 의해, 이들 제1 및 제2 약제가 초 임계 이산화탄소에 혼합되어 세정처리에 적합한 처리유체가 조제된다.
그리고, 혼합기(6)에서 조제된 처리유체가 압력용기(1)의 공급노즐(13, 13)에서 기판유지부(12)에 의해 유지되어 있는 기판(W)의 표면(S1)으로 향해서 토출된다. 이때, 이 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 각 공급노즐(13)에서 공급되는 처리유체의 흐름 방향(R1)이 기판(W)의 표면(S1)(도 2의 (b)의 지면)내에서 상호 어긋나 있기 때문에, 기판(W)의 표면(S1)상에서 처리유체의 선회류(旋回流)(TF)가 형성되고, 기판(W)의 표면(S1)에 접촉하여 소정의 세정처리가 실행된다. 또, 세정공정중에는, 처리챔버(11)의 하류의 고압밸브(V2)는 닫혀져 있다.
이 세정공정에 의해 기판(W)에 부착하고 있던 오염 물질은, 처리챔버(11)내의 처리유체(초 임계 이산화탄소 + 제1 약제 + 제2 약제)에 용해하게 된다. 여기서, 예컨대 제1 약제를 세정 성분으로 하고, 제2 약제를 상용화제로 설정하면, 오염 물질은 세정 성분(제1 약제) 및 상용화제(제2 약제)의 작용에 의해 초 임계 이산화탄소에 용해하고 있으므로, 처리챔버(11)에 초 임계 이산화탄소만을 유통시키면, 용해하고 있던 오염 물질이 석출할 가능성이 있기 때문에, 세정공정 후에 초 임계 이산화탄소와 상용화제로 이루어지는 제1 린스용 처리유체에 의한 제1 린스공정과, 초 임계 이산화탄소만으로 이루어지는 제2 인스용 처리유체에 의한 제2 린스공정을 이 순서로 행하는 것이 바람직하다.
그래서, 이 실시형태에서는, 제1 및 제2 약제의 공급 개시, 즉 세정공정의 개시부터 소정 시간이 경과하면, 고압밸브(V3)를 닫아 제1 약제공급부(7a)를 공급 정지모드로 하고, 제1 약제공급부(7a)에서 제1 약제(세정성분)의 혼합기(6)로의 압송을 정지하여 혼합기(6)에서 초 임계 이산화탄소와 상용화제를 혼합시켜 제1 린스용 처리유체를 조제하여, 처리챔버(11)로 공급한다. 또한, 이것과 동시에, 고압밸브(V2)를 연다. 이것에 의해 제1 린스용 처리유체가 처리챔버(11)내를 유통하여 처리챔버(11)내의 세정성분 및 오염 물질이 점점 적게 되어 가고, 최종적으로는 제1 린스용 처리유체(초 임계 이산화탄소 + 상용화제)로 채워지게 된다.
이렇게 해서, 제1 린스공정이 완료하면, 계속해서 제2 린스공정을 행한다. 이 제2 린스공정에서는, 또 고압밸브(V4)를 닫아 제2 약제공급부(7b)를 공급 정지모드로 하고, 제2 약제공급부(7b)에서 제2 약제(상용화제)의 혼합기(6)로의 압송을정지하여 초 임계 이산화탄소만을 제2 린스용 처리유체로서 처리챔버(11)로 공급한다. 이것에 의해, 제2 린스용 처리유체가 처리챔버(11)내를 유통하여 처리챔버(11)가 제2 린스용 처리유체(초 임계 이산화탄소)로 채워지게 된다.
이것에 이어서, 고압밸브(V1)를 닫아 감압하고, 기판(W)에 대한 건조처리를 실행한다. 그리고, 처리챔버(11)를 대기압으로 되돌리면, 압력용기(1)의 측면부에 설치된 게이트 밸브를 연다. 그리고, 반송 로봇에 의해 게이트 밸브를 통해서 처리가 끝난 기판(W)이 반출되어 일련의 처리(세정처리 + 제1 린스처리 + 제2 린스처리 + 건조처리)가 완료한다. 그리고, 다음의 미처리기판이 반송되어 오면, 상기 동작이 반복되어 간다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 복수의 공급노즐(13, 13)에서 기판(W)의 표면(S1)으로 향해서 처리유체를 공급하도록 구성하고 있으므로, 처리유체가 복수의 개소에서 기판(W)의 표면(S1)을 따라 흐르고, 기판(W)의 표면(S1)과 접촉하여 소정의 표면처리가 행해진다. 따라서, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 단순히 복수의 개소에서 처리유체를 공급하는 것만은 아니고, 각 공급노즐(13)에서 공급된 처리유체의 흐름 방향이 기판(W)의 표면(S1)내에서 상호 어긋나도록 구성되어 있기 때문에, 기판(W)이 표면(S1)상에서 처리유체의 선회류(TF)가 형성되고, 그 처리유체가 기판(W)의 표면(S1)에 접촉하여 소정의 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)가 실행되므로, 표면처리의 균일성 및 스루풋을 더 향상시킬수 있다.
도 3은 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제2 실시형태에서 채용되고 있는 압력용기 및 그 내부 구조를 나타내는 도면이다. 이 제2 실시형태는, 기판유지부(유지수단)(12)에 의해 복수매의 기판(W)을 동시에 유지하면서, 각 기판(W)에 대해서 소정의 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)를 실행하는, 소위 배치(batch)방식의 고압 처리장치이고, 이 점에서 매엽방식의 제1 실시형태와 크게 상이하고 있다.
즉, 이 제2 실시형태에서는, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 복수의 기판(W)(이 실시형태에서는 8매의 기판(W))이 서로 이간(離間)하고, 더구나 서로 적층된 상태로 기판유지부(12)의 지지컬럼(123)으로 유지되어 있다. 또한, 이와 같이 유지된 복수의 기판(W)의 각각에 대해서, 그 기판(W)에 대응하여 2개의 공급노즐(13, 13)이 설치되어 있다.
이들 공급노즐(13)중 동도의 (b)의 좌측에 배치된 공급노즐(13L)은 기판(W)의 적층방향을 따라서 연장되는 공급관(15L)의 측면에 연결되어 통하도록 접속되어 있고, 혼합기(6)에서 공급되는 처리유체가 공급관(15L)을 통해서 각 공급노즐(13L)로 안내되어, 각 공급노즐(13)에서 대응하는 기판(W)의 표면측으로 토출된다. 또한, 동도 (b)의 우측에 배치된 공급노즐(13R)에 대해서는, 기판(W)의 적층방향을 따라 연장되는 공급관(15R)의 측면에 연결되어 통하도록 접속되고, 혼합기(6)에서 공급되는 처리유체가 공급관(15R)을 통해서 각 공급노즐(13R)로 안내되어, 각 공급노즐(13R)에서 대응하는 기판(W)의 표면측으로 토출된다. 더구나, 이 실시형태에서도, 각 기판(W)에 대응하여 설치된 한쌍의 각 공급노즐(13L, 13R)은, 제1 실시형태와 같이, 각 공급노즐(13L, 13R)에서 처리유체의 흐름 방향(R1, R1)이 그 기판(W)의 표면내에서 상호 어긋나도록 배치되어 있다. 또, 그 이외의 기본적 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
이와 같이 구성된 고압 처리장치에 있어서도, 미처리의 기판(W)이 반송 로봇에 의해 처리챔버(11)내에 반입되면, 상기 제1 실시형태와 같이, 세정공정, 제1 린스공정, 제2 린스공정 및 건조공정의 순서로 실행된다. 그리고, 각 공정에 있어서 처리유체가 처리챔버(11)로 공급될 때, 각 기판(W)에 대응해서 설치된 공급노즐(13L, 13R)에서 토출되는 처리유체의 흐름 방향(R1, R1)이 그 기판(W)의 표면내에서 상호 어긋나 있기 때문에, 어느 기판(W)에 있어서도, 제1 실시형태와 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 각 기판(W)에 대응해서 설치된 복수의 공급노즐(13, 13)에서 기판(W)의 표면으로 향해 처리유체를 공급하도록 구성하고 있으므로, 처리유체가 복수의 개소에서 기판(W)의 표면을 따라 흐르고, 기판(W)의 표면과 접촉하여 소정의 표면처리가 행해진다. 따라서, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 단순히 복수의 개소에서 처리유체를 공급하는 것만은 아니고, 각 기판(W)의 표면상에서 처리유체의 선회류(TF)가 형성되며, 그 처리유체가 기판(W)의 표면에 접촉하여 소정의 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)가 실행되므로, 표면처리의 균일성 및 스루풋을 더 향상시킬수 있다.
게다가, 도 3의 배치식 고압 처리장치에서는, 처리유체가 기판(W)의 양 주면중 상방향을 향한 한쪽 주면뿐만 아니라 하방향을 향한 다른쪽 주면에도 접촉하여, 양 주면에 상기 일련의 표면처리가 동시에 시행된다.
도 4는, 본 발명에 관한 고압 처리장치의 제3 실시형태에서 채용되고 있는 압력용기를 나타내는 도면이다. 이 제3 실시형태는, 기판유지부(유지수단)(12)에 의해 복수매의 기판(W)을 동시에 유지하면서, 각 기판(W)에 대해서 소정의 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)을 실행하는, 소위 배치방식의 고압 처리장치이고, 이점에서 마찬가지로 배치방식의 제2 실시형태와 공통하고 있지만, 처리유체의 공급방식이 크게 상이하다. 이하, 제2 실시형태와의 상이점을 중심으로 제3 실시형태의 구성 및 동작에 대해서 설명한다.
이 제3 실시형태에서는, 제2 실시형태와 같이, 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 기판(W)이 서로 이간하고, 더구나 서로 적층된 상태로 기판유지부(12)의 지지컬럼(123)으로 유지되어 있다. 그렇지만, 노즐 구성 및 배치관계가 제2 실시형태와 크게 상이하다. 즉, 이 제3 실시형태에서는, 복수의 기판(W)의 각각에 대해서, 그 기판(W)에 대응하여 2개의 노즐(13, 14a)이 기판(W)의 대칭 중심축을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 그리고, 이들중 노즐(13)이 처리유체를 공급하기 위한 공급노즐이고, 또 한쪽의 노즐(14a)은 기판(W)의 표면을 따라 흐른 처리유체를 배기하기 위한 배기노즐이며, 배기관(16)의 측면과 연결하여 통하도록 접속되어 고압밸브(V2)를 통해서 가스화부(8)로 배기 가능하게 되어 있다.
따라서, 이와 같이 구성된 고압 처리장치에서는, 혼합기(6)(도 1)에서 공급된 처리유체는 공급관(15)을 통해서 각 공급노즐(13)로 분기하고, 기판(W)의 표면측으로 토출되어 배기노즐(14a)측으로 유통한다. 그리고, 배기노즐(14a)은 흘러 온 처리유체를 흡입하여, 배기관(16)을 통해서 가스화부(8)로 향해 배기한다.
여기서, 단순히 공급노즐(13)과 배기노즐(14a)을 각 기판(W)마다 설치한 것만으로는 종래 기술과 같이 기판(W)의 표면에 처리유체의 층류를 형성한 것에 지나지 않지만, 이 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리챔버(11)의 상면에 팬(17)이 추가적으로 설치되어 있고, 기판(W)의 표면을 따라서 흐르는 처리유체에 대해서 외란을 주어 기판(W)의 표면에서 교반하도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 고압 처리장치에서도, 미처리의 기판(W)이 반송 로봇에 의해 처리챔버(11)내로 반입되면, 상기 제1 및 제2 실시형태와 같이, 세정공정, 제1 린스공정, 제2 린스공정 및 건조공정의 순서로 실행된다. 그리고, 각 공정에 있어서 처리유체가 처리챔버(11)로 공급될 때, 각 공급노즐(13)에서 처리유체를 기판(W)의 표면으로 향해 토출시킴과 동시에, 팬(17)을 동작시켜 기판 표면을 따라서 흐르는 처리유체에 외란을 주어 교반하고 있다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 실시형태와 같이, 그 교반상태로 처리유체가 기판(W)의 표면에 접촉하여 소정의 표면처리(세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리 등)가 실행되므로, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 본 발명의「교반수단」으로서 기능하는 팬(17)에 의한 처리유체의 교반동작과, 기판(W)의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 기판 표면에서 처리유체의 교반이 조장됨과 동시에, 처리유체의 교체가 적극적으로 촉진된다. 그 결과, 표면처리의 균일성 및 스루풋을 더 향상시킬수 있다.
또, 제3 실시형태에서는, 처리챔버(11)의 상면에 팬(17)을 배치하고 있지만, 팬의 배열 설치 및/또는 갯수에 대해서는 임의이다. 또한, 이 제3 실시형태에서는 소위 배치방식의 고압 처리장치에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 소위 매엽방식의 고압 처리장치(제4 실시형태)에 대해서 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 이탈하지 않는 한도에 있어서 상술한 것 이외에 여러가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 실시형태에서는, 각 기판(W)에 대해서 2개의 공급노즐(13, 13)을 설치하고 있지만, 각 기판에 대응하는 노즐 갯수는 3 이상이라도 되고, 요는 기판에 대응하여 설치한 복수의 노즐의 각각에서 공급되는 처리유체의 흐름 방향이 기판의 표면내에서 상호 어긋나도록 구성함으로써 상기 제1 및 제2 실시형태와 같은 작용 효과가 얻어진다.
또한, 매엽식의 제1 실시형태에서는, 기판(W)의 양 주면중 상방향으로 향한한쪽 주면(S1)을 본 발명의「표면」으로 하여 소정의 표면처리를 시행하고 있지만, 기판(W)의 다른쪽 주면에 대해서 표면처리를 시행하는 경우에는, 예컨대 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 다른쪽 주면(S2)을 상방향으로 향한 상태로 지지핀(122)에 의해 유지하도록 하면 된다(제5 실시형태). 또한, 양면 실장 기판과 같이 양 주면에 대해서 표면처리를 시행할 필요가 있는 경우에는, 예컨대 동도 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 주면(S1, S2)에 대응해서 복수의 공급노즐(13, 13)을 배치하면 된다(제6 실시형태).
또한, 상기 실시형태의 어느 것에 있어서도, 기판유지부(12)에 의해 유지된 기판(W)을 고정 배치한 그대로 처리챔버(11)에 처리유체를 공급하여 표면처리를 실행하고 있지만, 예컨대 도 7과 도 8에 나타내는 바와 같이, 기판유지부(12)에 모터 등의 회전수단(도시 생략)을 연결하여 처리유체의 공급과 동시, 혹은 전후로 하여 기판(W)을 회전시키도록 구성하여도 되고, 이것에 의해 기판 표면과 처리유체와의 접촉 빈도가 높아지게 되어, 처리 효율을 더 향상시킬수 있다. 특히, 접촉빈도를 높여 처리 효율을 향상시키기 위해, 최초로 형성되는 선회류의 선회방향과 반대 방향으로 상대적으로 회전시키는 것이 바람직하다. 또한, 기판(W)의 회전동작과, 기판(W)의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 기판 표면에서의 처리유체의 교반이 조장됨과 동시에, 처리유체의 교체가 적그적으로 촉진된다. 그 결과, 표면처리의 균일성 및 스루풋을 더 향상시킬수 있다. 또, 도 7은 매엽식의 고압 처리장치(제7 실시형태)를 나타내는 한편, 도 8은 배치식의 고압 처리장치(제8 실시형태)를 나타내고 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 각 공급노즐(13)에서 토출되는 처리유체는 기판(W)의 표면(주면)으로 향해서 공급되고 있지만, 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 측방에서 공급하도록 하여도 된다(제9 실시형태). 또, 매엽식의 고압 처리장치에 있어서도, 기판(W)의 측방에서 처리유체를 공급하도록 구성하여도 좋은 것은 물론이다.
또한, 도 4, 도 5의 (a), 도 7 및 도 8에 나타내는 실시형태에서는, 각 기판(W)에 대응하여 공급노즐(13)에서 공급된 처리유체를 그 공급노즐(13)에 대응하는 배기노즐(14a)에서 배기하도록 구성하고 있지만, 각 기판(W)에 대한 공급노즐(13)의 갯수나 배치 등은 임의이고, 또한 배기노즐(14a)의 갯수나 배치 등에 대해서도 임의이다. 예컨대 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 기판(W)에 대응하여 복수개의 공급노즐(13)을 그 기판(W)의 외주에 따라 설치함과 동시에, 복수개의 배기노즐(14a)을 그 기판(W)의 외주에 따라 설치하도록 하여도 된다(제10 실시형태). 여기서, 공급노즐(13)에서 공급되는 처리유체의 흐름(R1)이 동도의 (a)에 나타내는 바와 같이 거의 평행하게 되도록 공급노즐(13)을 배치하여도 되고, 동도의 (b)에 나타내는 바와 같이 흐름(R1)이 예각(銳角)을 이루도록 공급노즐(13)을 배치하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 기판유지부(12)가 기판(W)을 직접 유지하고 있지만, 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이 기판(W)을 반송용 용기(100)내에 수용한 상태로 반송하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에는 반송용 용기(100)를 기판유지부(12)에 의해 지지함으로써 기판(W)을 간접적으로 지지하도록 하여도 된다. 또한,이와 같이 반송용 용기(100)에 기판(W)을 단순히 수용할 뿐만 아니라, 기판 반송도중에 기판 표면이 자연 건조하는 것을 방지하기 위해, 반송용 용기(100)에 순수와 유기용매 등의 보습용액(101)을 넣어 그 표면이 젖은 상태로 기판 반송을 행하는 경우도 같다.
또한, 상기 실시형태에서는, 공급노즐(13)에서 처리유체를 토출하도록 구성하고 있지만, 공급노즐(13)에서 분무(噴霧)시키도록 구성하여도 되고, 이 경우, 분무 형태로 처리유체를 공급하는 것으로 처리효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 2종류의 약제를 초 임계 이산화탄소(고압 유체)에 혼합시켜 처리유체를 조제하고 있지만, 약제의 종류와 수 등에 대해서는 임의이다. 또한, 약제를 사용하지 않고 표면처리를 행하는 경우에는 약제공급부가 불필요해진다.
게다가, 상기 실시형태에서는, 표면처리로서 세정처리, 제1 린스처리, 제2 린스처리, 건조처리를 실행하고 있지만, 본 발명의 적용 대상은 이들 모두의 처리를 행하는 고압 처리장치에 한정되는 것은 아니고, 이들의 일부의 처리를 행하는 고압 처리장치, 예컨대 현상공정과 세정 및 린스공정이 시행된 기판을 받아들이고, 건조처리만을 행하는 장치와 다른 표면처리(현상처리 등)를 실행하는 고압 처리장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은, 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하고, 기판 등의 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리(현상처리, 세정처리와 건조처리 등)를 시행하는 고압 처리장치 및 고압 처리방법에 적용 가능하고, 그 표면처리의 균일성 및 스루풋을 향상시키는데 적용하고 있다. 보다 구체적으로는, 복수의 도입수단을 설치하고, 각 도입수단에서 처리유체를 피처리체의 표면으로 공급하므로, 처리유체가 복소의 개소에서 피처리체의 표면을 따라 흐르고, 피처리체의 표면과 접촉하여 소정의 표면처리(예컨대, 현상처리, 세정처리, 건조처리 등)를 행할 수 있다. 이 때문에, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명은, 도입수단에서 공급된 처리유체를, 회전수단에 의해 회전되고 있는 피처리체의 표면으로 공급하므로, 피처리체가 회전하고 있는 피처리체의 표면을 따라 흐르고, 그 피처리체의 표면과 접촉하여 소정의 표면처리(예컨대, 현상처리, 세정처리, 건조처리 등)을 행할 수 있다. 여기에서는, 피처리체의 회전동작과, 피처리체의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 피처리체 표면에서 처리유체를 적극적으로 교반할 수 있음과 동시에, 처리유체의 교체를 촉진할 수 있다. 그 결과, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명은, 도입수단에서 공급된 처리유체를 교반수단에 의해 교반하고, 그 교반상태의 처리유체를 피처리체의 표면으로 공급하므로, 처리유체의 교반동작과, 피처리체의 표면에 따른 처리유체의 유동동작과의 상호 작용에 의해 피처리체 표면에서의 처리유체의 교반을 조장할 수 있음과 동시에, 처리유체의 교체를 촉진시킬수 있다. 그 결과, 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명은, 피처리체의 표면에 처리유체를 단순히 공급하는 것은 아니고, 피처리체의 표면상에서 처리유체의 선회류를 형성하고 있으므로, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.
게다가, 본 발명은, 피처리체의 표면에 따른 처리유체를 소정 방향으로 흘리고 있지만, 그 처리유체에 대해서 외란을 주어 처리유체를 피처리체의 표면내에서 교반하고 있으므로, 단순한 층류를 공급하여 표면처리를 행하고 있던 종래 기술에 비해 표면처리의 균일성을 향상시킬수 있음과 동시에, 처리 시간에 대해서도 대폭으로 단축할 수 있어, 스루풋을 향상시킬수 있다.

Claims (16)

  1. 고압 유체(流體) 혹은 고압 유체와 약제(藥劑)와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리장치에 있어서,
    그 내부에 상기 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와,
    상기 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과,
    상기 처리챔버에 처리유체를 도입하여 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 복수의 도입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 도입수단중 적어도 2개 이상의 도입수단이, 서로 상기 피처리체를 사이에 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 도입수단이, 각 도입수단에 의해 공급된 처리유체의 흐름 방향이 상기 피처리체의 표면내에서 상호 어긋나도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 복수의 도입수단중 적어도 1개는 피처리체로 향해서 처리유체를 분무(噴霧)하는 노즐인 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  5. 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리장치에 있어서,
    그 내부에 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와,
    상기 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과,
    상기 처리챔버에 처리유체를 도입하여 상기 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 도입수단과,
    상기 유지수단에 의해 유지되어 있는 피처리체를 상기 처리챔버내에서 회전시키는 회전수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  6. 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리장치에 있어서,
    그 내부에 상기 표면처리를 행하기 위한 처리챔버를 가지는 압력용기와,
    상기 처리챔버내에서 피처리체를 유지하는 유지수단과,
    상기 처리챔버에 처리유체를 도입하여 피처리체의 표면상에 처리유체를 공급하는 도입수단과,
    상기 처리챔버내에 공급된 처리유체를 교반(攪拌)하는 교반수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 도입수단은, 피처리체로 향해서 처리유체를 분무하는 노즐인 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 도입수단은, 상기 유지수단에 의해 유지되어 있는 피처리체의 측방에서 처리유체를 그 피처리체로 향해서 공급하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 도입수단은, 피처리체의 표면으로 향해서 처리유체를 공급하는 노즐인 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 피처리체는 기판이고, 상기 유지수단은 상기 기판을 1매 유지하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 피처리체는 기판이고,
    상기 유지수단은, 복수의 기판을 서로 이간(離間)하고, 더구나 서로 적층된 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 피처리체는 거의 원형의 기판이고, 상기 도입수단에 의해 공급된 처리유체의 흐름 방향이 상기 거의 원형 기판의 접선방향으로 되도록 상기 도입수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  13. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 피처리체를 사이에 두고 상기 도입수단의 반대측에 배치되어 상기 도입수단에 의해 공급된 처리유체를 상기 압력용기에서 배출하는 배출수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 피처리체는, 그 표면이 젖은 상태로 반송용 용기내에 수용된 그대로 상기 압력용기로 반송됨과 동시에,
    상기 유지수단은, 상기 반송용 용기를 지지하는 것에 의해 상기 피처리체를 간접적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 고압 처리장치.
  15. 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리방법에 있어서,
    피처리체의 표면상에 처리유체의 선회류를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 처리방법.
  16. 고압 유체 혹은 고압 유체와 약제와의 혼합물을 처리유체로 하여 피처리체의 표면에 접촉시켜 상기 피처리체의 표면에 대해서 소정의 표면처리를 시행하는 고압 처리방법에 있어서,
    상기 피처리체의 표면에 따라 처리유체를 소정 방향으로 흘림과 동시에, 그 처리유체에 대해서 외란(外亂)을 주어 처리유체를 상기 피처리체의 표면내에서 교반하는 것을 특징으로 하는 고압 처리방법.
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