專利名稱：高壓處理裝置和高壓處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以高壓流體或高壓流體與藥劑的混合物作為處理流體，與基板等被處理體的表面接觸，對上述被處理體的表面進行規(guī)定的表面處理(顯象處理、洗凈處理和干燥處理等)的高壓處理裝置和高壓處理方法。
另外，還要考慮在微小圖形倒塌時，甩開洗凈液時的流體阻力和洗凈液從微小圖形排出時產(chǎn)生的壓力，和以3000rpm的超高速旋轉產(chǎn)生的空氣阻力和離心力。
為了解決這個問題，以往提出過將基板設置在壓力容器內(nèi)，使用具有低粘性、高擴散性性質的超臨界流體(以下稱為“SCF”)的高壓洗凈處理技術。作為這種現(xiàn)有的技術，可舉出例如在特開平8-206485號公報中所述的洗凈裝置。這種洗凈裝置，是在將基板等被洗凈物質(被處理體)裝填入洗凈槽(壓力容器)內(nèi)以后，將SCF導入洗凈槽中，進行被洗凈物質的洗凈的。另外，在這種洗凈裝置中，為了使洗凈處理均勻，在洗凈槽的開口部分上設置層流導管或竹廉(スノコ)。在這個層流導管或竹廉上，以一定間隔作出多個孔，SCF通過這些孔流入洗凈槽中。這樣，在被洗凈物質的表面上，SCF按規(guī)定的方向流動，形成層流。因此，通過使超臨界流體在洗凈槽內(nèi)均勻地流動，可以均勻地洗凈被洗凈物質。
然后，只形成SCF的層流，只將被處理體暴露在該層流中，只能得到一定程度的均勻性，還不能達到所希望的均勻性。另外，還希望縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
為了達到上述目的，本發(fā)明的以高壓流體或高壓流體與藥劑的混合物作為處理流體，與被處理體表面接觸，對前述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理的高壓處理裝置和高壓處理方法是如下這樣構成的。
本發(fā)明的高壓處理裝置具有在內(nèi)部具有用于進行表面處理的處理腔的壓力容器；在處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；以及將處理流體導入處理腔中并向被處理體表面供給處理流體的多個導入裝置。利用這樣構成的發(fā)明，設有多個導入裝置，處理流體從多個地方沿著被處理體表面流動。因此，與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，積極地促進在被處理體表面上的攪拌，可提高表面處理的均勻性，大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，本發(fā)明的高壓處理裝置具有在其內(nèi)部具有用于進行表面處理的處理腔的壓力容器；在處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；將處理流體導入處理腔中并向被處理體表面供給處理流體的多個導入裝置；以及使由保持裝置保持的被處理體在處理腔內(nèi)旋轉的旋轉裝置。在這樣構成的本發(fā)明中，從導入裝置供給的處理流體，可沿著由旋轉裝置轉動的被處理體的表面流動。因此，被處理體的旋轉動作和沿著被處理體表面的處理流體的流動動作相互作用，可以積極地攪拌被處理體表面的處理流體，還可以促進處理流體的更換。結果，可以提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
本發(fā)明的高壓處理裝置還具有在內(nèi)部具有用于進行表面處理的處理腔的壓力容器；在處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；將處理流體導入處理腔中并向被處理體表面供給處理流體的導入裝置；以及攪拌供給至處理腔內(nèi)的處理流體的攪拌裝置。在這樣構成的本發(fā)明中，從導入裝置供給的處理流體，在由攪拌裝置攪拌的狀態(tài)下被供給至被處理體的表面。因此，還可以通過處理流體的攪拌動作和沿被處理體表面的處理流體的流動動作相互作用，有利于被處理體表面的處理流體的攪拌，可積極地促進處理流體的更換。由此，可提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，本發(fā)明的高壓處理方法是在被處理體的表面上形成處理流體的旋轉流。利用這樣構成的本發(fā)明，不僅只將處理流體供給至被處理體的表面，而且在被處理體表面上形成處理流體的旋轉流，該處理流體與被處理體表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(例如顯象處理、洗凈處理、干燥處理等)。因此，與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，本發(fā)明有利于被處理表面的攪拌，可提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，本發(fā)明的高壓處理方法，使處理流體沿著被處理體表面，按規(guī)定方向流動，同時給處理流體施加外來干擾，在被處理體的表面內(nèi)攪拌處理流體。利用這樣構成的本發(fā)明，沿著被處理體表面，處理流體按規(guī)定方向流動，然而給處理流體施加外來干擾，在被處理體表面內(nèi)攪拌處理流體。這樣，處理流體在攪拌狀態(tài)下與被處理體表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(例如，顯象處理、洗凈處理、干燥處理等)。這樣，由于本發(fā)明中加入攪拌，積極促進處理流體的更換，因此，與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可提高表面處理的均勻性，大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
本發(fā)明的“被處理體表面”表示要進行高壓處理的表面。在被處理體為例如半導體晶片、光掩模用的玻璃基板、液晶顯示器用的玻璃基板、等離子體顯示用的玻璃基板、光盤用的基板等各種基板時，當對基板的兩個主要表面中形成回路圖形的一個主要表面進行高壓處理時，該主要表面相當于本發(fā)明的“被處理體的表面”，另外，當需要對另一個主要表面進行高壓處理時，該另一個主要表面相當于本發(fā)明的“被處理體表面”。當然，如兩面安裝的基板那樣，當要對兩個主要表面進行高壓處理時，兩個主要表面相當于本發(fā)明的“被處理體表面”。
另外，本發(fā)明的表面處理，以例如附著保護層的半導體基板那樣，從附著污染物質的被處理體上剝離和除去污染物質的洗凈處理作為代表例子。作為被處理體，不限于半導體基板，也可以是在金屬、塑料、陶瓷等各種基礎材料上形成不同種類物質的非連續(xù)或連續(xù)層或者殘留層。另外，不限于洗凈處理，使用高壓流體和高壓流體以外的藥劑，從被處理體上除去不需要的物質的處理(例如干燥、顯象等)，全部都是本發(fā)明的高壓處理裝置和高壓處理方法的對象。
在本發(fā)明中，從安全性、價格、容易達到超臨界狀態(tài)各點來看，作為所用的高壓流體以二氧化碳較好。除了二氧化碳以外，也可使用水，氨、一氧化二氮、乙醇。使用高壓流體，由于擴散系數(shù)大，在介質中可使溶解的污染物質分散，因此在更高壓、超臨界流體的情況下，具有氣體和液體中間的性質，可以進一步浸入微細的圖形部分。高壓流體的密度與液體接近，與氣體比較，可以含有大量的添加劑(藥劑)。
本發(fā)明的高壓流體為1MPa以上的壓力流體。采用的高壓流體優(yōu)選為有高密度、高溶解性、低粘度、高擴散性性質的流體。更優(yōu)選為超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)的流體。將二氧化碳作成超臨界流體時，以31℃、7.1MPa以上即可以。洗凈或洗凈后的沖洗工序、以及干燥、顯象工序等，優(yōu)選采用5～30MPa的亞臨界(高壓流體)或超臨界流體。在7.1～20MPa下進行處理更好。在后面的“優(yōu)選實施方式”中，以洗凈處理和干燥處理作為表面處理來說明，但如上所述，高壓處理不只限于洗凈處理和干燥處理。
在本發(fā)明中，為了除去附著在半導體基板上的保護層或腐蝕聚合物等高分子污染物質，考慮到使用只由二氧化碳等高壓流體組成的處理流體時的洗凈力不充分，添加了藥劑進行洗凈處理。作為藥劑優(yōu)選使用堿性化合物作為洗凈成分。在保護層中多用的高分子物質加水可分解的作用，可以提高洗凈處理效果。作為堿性化合物的具體例子，可從下列物質中選擇1種以上的化合物氫氧化季銨，氟化季銨，烷基胺，烷醇胺，羥胺(NH2OH)和氟化銨(NH4F)。對于高壓流體，含有0.05～8質量％的洗凈成分較好。在使用本發(fā)明的高壓處理裝置進行干燥和顯象時，與干燥或顯象保護層性質相適應，可以用二甲苯、甲基異丁基甲酮，季銨化合物，氟化聚合物等作為藥劑。
在上述堿性化合物等的洗凈成分在高壓流體中的溶解度低的情況下，可以利用相溶化劑作為第2種藥劑。相溶化劑為由能使洗凈成分在高壓流體中溶解或均勻分散的助劑構成的。這種相溶化劑，在洗凈工序完成后的沖洗工序中，有不使污物再次附著的作用。
作為相溶化劑，只要能使洗凈成分與高壓流體相溶化，則沒有特別的限制。優(yōu)選為甲醇、乙醇、異丙醇等醇類或二甲亞砜等烷基亞砜。在洗凈工序中，相溶化劑在高壓流體的50質量％以下范圍內(nèi)適當選擇。
圖2為表示

圖1所示的高壓處理裝置的壓力容器及其內(nèi)部結構的圖。
圖3為表示在本發(fā)明的高壓處理裝置的第二實施方式中采用的壓力容器及其內(nèi)部結構的圖。
圖4為表示在本發(fā)明的高壓處理裝置的第三個實施方式中采用的壓力容器的圖。
圖5為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第四實施方式的圖。
圖6為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第五和第六實施方式的圖。
圖7為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第七實施方式的圖。
圖8為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第八實施方式的圖。
圖9為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第九實施方式的圖。
圖10為表示本發(fā)明的高壓處理裝置的第十實施方式的圖。
圖11為表示基板的輸送狀態(tài)的圖。
在這個高壓處理裝置中，一方面反復循環(huán)使用超臨界二氧化碳，通過使處理腔11向大氣壓開放等方法，減少系統(tǒng)內(nèi)的二氧化碳，再由高壓儲氣瓶2補給液體狀的二氧化碳。這個高壓儲氣瓶2與由凝縮器等構成的液化部3連接，在5～6MPa壓力下，將二氧化碳以液體狀流體貯存在高壓儲氣瓶2內(nèi)，利用圖中沒有示出的泵從高壓儲氣瓶2中取出液體二氧化碳，通過液化部3，補充給系統(tǒng)內(nèi)部。
加壓泵等的升壓器4與液化部3的輸出端連接，利用升壓器4，對液化的二氧化碳加壓，得到高壓液化二氧化碳，同時，通過加熱器5和高壓閥V1，將高壓的液化二氧化碳送入混合器6中。
這樣，壓送來的高壓液化二氧化碳，由加熱器5加熱至與表面處理(洗凈處理和干燥處理)相適應的溫度，成為超臨界二氧化碳，再通過高壓閥V1，送至混合器6中。
貯存和供給適合基板W的表面處理的兩種藥劑的供給部，即第一藥劑供給部7a和第二藥劑供給部7b，分別通過高壓閥V3和V4，與混合器6連接。因此，通過高壓閥V3、V4的開閉控制，可將第一種藥劑從第一藥劑供給部7a，將第二種藥劑從第二藥劑供給部7b，分別以與開閉控制相應的量供給混合器6，調整藥劑在超臨界二氧化碳中的混合量。這樣，在這個實施方式中，可以有選擇地調制“超臨界二氧化碳”“超臨界二氧化碳+第一種藥劑”、“超臨界二氧化碳+第二種藥劑”和“超臨界二氧化碳+第一種藥劑+第二種藥劑”作為處理流體，供給壓力容器1的處理腔11，通過與表面處理的內(nèi)容相適應，開閉控制適當?shù)母邏洪yV3、V4和用控制部(圖中沒有示出)控制整個裝置，來選擇處理流體的種類，同時控制藥劑濃度。
如圖2所示，在壓力容器1的內(nèi)部，即處理腔11中，沒有保持基板W的基板保持部12?；灞３植?2由固定在壓力容器1的內(nèi)底部上的保持本體121，和從保持本體121的上面向上突出的三根支承銷122構成。在要進行表面處理(高壓處理)的表面S1向上的狀態(tài)下，利用三根支承銷122，可以支承一塊基板W的外邊緣。另外，打開設在壓力容器1的側面上的閘閥(圖中省略)，利用輸送機器人，通過閘閥，將一塊未處理的基板W搬入基板保持部12后，關閉閘閥，如后面所述那樣進行表面處理。另一方面，在表面處理后，打開閘閥，將處理完的基板W，用輸送機器人搬出。這樣，在這個實施方式中，可以保持每一塊基板W，進行規(guī)定的表面處理，成為所謂的單片方式的高壓處理裝置。
在壓力容器1的上面安裝著兩個供給噴嘴13，13，將從混合器6送來的處理流體，向著由基板保持部12保持的基板W的表面噴出。特別是，如圖2所示，在這個實施方式中，由各個供給噴嘴13送出的處理流體的流動方向R1，在基板W的表面S1(圖2(b)的紙面)內(nèi)互相錯開，并與基板W的切線方向大致平行。如圖2中的箭頭所示，處理流體在基板W的表面S1上，形成旋轉流TF。這樣，在這個實施方式中，供給噴嘴13，13的功能是將處理流體供給由基板保持部(保持裝置)12保持的基板W的表面S1上的導入裝置。
另外，在壓力容器1的下面，設有排出口14，處理腔11內(nèi)的處理流體和隨著表面處理產(chǎn)生的污染物質等，可排出至壓力容器1外面。
由減壓器等構成的氣化部8，通過高壓閥V2，與這樣構成的壓力容器1的排出口14連接，利用減壓處理，通過排出口14，可使從處理腔11排出的流體(處理流體+污染物質等)完全氣化，送入分離回收部9中。另外，在分離回收部9中，以二氧化碳作為氣體成分，以污染物質和藥劑的混合物作為液體成分，進行氣液分離。污染物質可作為固體析出，混入藥劑中，進行分離。另外，作為分離回收部9，可以使用可進行單蒸鎦，蒸鎦(精鎦)、沖洗分離等氣液分離的各種裝置或離心分離機等。
這樣，在這個實施方式中，利用氣化部8，在將從處理腔11排出的流體(處理流體+污染物質等)送入分離回收部9中以前，已預先完全氣化。這樣做的理由是從下列觀點得出的即因為利用減壓的二氧化碳等流體與溫度的關系，成為氣體狀流體(碳酸氣)和液體狀流體(液化二氧化碳)的混合物，因此可以提高分離回收部9的分離效率和二氧化碳的重新循環(huán)的效率。
另外，含有由分離回收部9分離的污染物質的洗凈成分和由相溶化劑組成的液體(或固體)成分，從分離回收部9排出，再根據(jù)需要進行后處理。另一方面，有關氣體成分的二氧化碳，可以送入液化部3再利用。
其次，說明上述結構的高壓處理裝置的動作。這種高壓處理裝置是在前一工序(例如顯象工序)中，接受由顯象液進行顯象處理的基板W，根據(jù)在控制部的存儲器(圖中省略)中預先存儲的程序，控制部控制裝置的各個部分，按順序進行洗凈工序，沖洗工序和干燥工序的裝置。其動作如下。
首先，打開裝在壓力容器1的側面的閘閥。再由搬運機器人，通過閘閥，將一塊未處理的基板W搬入。在使進行表面處理(高壓處理)的表面S1向上的狀態(tài)下，放置在基板保持部12上，用基板保持部12的支承銷122保持基板W。這樣，當基板保持完畢的同時，搬送機器人從處理腔11退出時，關閉閘閥，進行洗凈工序。
在洗凈工序中，利用升壓器4對系統(tǒng)內(nèi)的液化二氧化碳加壓，形成高壓液化二氧化碳，再用加熱器5加熱高壓的液化二氧化碳形成超臨界二氧化碳，同時打開高壓閥V1，送至混合器6中。另外，打開藥劑用的高壓閥V3，V4使第一藥劑供給部7a和第二藥劑供給部7b成為供給模式，將第一種藥劑從第一藥劑供給部7a壓送至混合器6，同時將第二種藥劑從第2藥劑供給部7b壓送至混合器6中。這樣，將這些第一和第二種藥劑與超臨界二氧化碳混合，調制成適用于洗凈處理的處理流體。
另外，由混合器6調制的處理流體，從壓力容器1的供給噴嘴13，13，向著由基板保持部12保持的基板W的表面S1輸出。這時，在這個實施方式中，如上所述，由于從各供給噴嘴13送出的處理流體的流動方向R1，在基板W的表面S1(圖2(b)的紙面)內(nèi)互相錯開，因此，在基板W的表面S1上，形成處理流體的旋轉流TF，與基板W的表面S1接觸，進行規(guī)定的洗凈處理。在洗凈工序中，處理腔11的下游的高壓閥V2關閉。
通過洗凈工序，附著在基板W上的污染物質溶解在處理腔11內(nèi)的處理流體(超臨界二氧化碳+第一種藥劑+第二種藥劑)中。當設定利用第一種藥劑作為洗滌成分，第二種藥劑作為相溶化劑時，污染物質通過洗凈成分(第一種藥劑)和相溶化劑(第二種藥劑)的作用，溶解在超臨界二氧化碳中，當在處理腔11中只有超臨界二氧化碳流通時，溶解的污染物質可能析出，因此希望在洗凈工序后，按順序進行由超臨界二氧化碳和相溶化劑組成的第一種沖洗用處理流體進行的第一沖洗工序，和只由超臨界二氧化碳組成的第二種沖洗用處理流體進行的第二沖洗工序。
在這個實施方式中，當?shù)谝缓偷诙N藥劑供給開始，即從洗凈工序開括經(jīng)過規(guī)定的時間時，以關閉高壓閥V3，使第一藥劑供給部7a成為停止供給的模式。這時，停止將第一種藥劑(洗凈成分)從第一藥劑供給部7a壓送至混合器6，在混合器6中，使超臨界二氧化碳與相溶化劑混合，調制第一種沖洗用的處理流體，供給處理腔11。與此同時，打開高壓閥V2。這樣，第一種沖洗用處理流體在處理腔11內(nèi)流通，使處理腔11內(nèi)的洗凈成分和污染物質逐漸減少，最后，被第一種沖洗用處理流體(超臨界二氧化碳+相溶化劑)充滿。
當?shù)谝粵_洗工序完畢后，接著進行第二種沖洗工序。在第二沖洗工序中，關閉高壓閥V4，使第二藥劑供給部7b成為停止供給的模式，停止將第二種藥劑(相溶化劑)從第二藥劑供給部7b壓送至混合器6，只有超臨界二氧化碳作為第二種沖洗用的處理流體，供給處理腔11。這樣，第二次沖洗用的處理流體在處理腔11內(nèi)流通，處理腔11由第二種沖洗用處理流體(超臨界二氧化碳)充滿。
接著，關閉高壓閥V1，減壓，對基板W進行干燥處理。當處理腔11回復至大氣壓時，打開裝在壓力容器1的側面的閘閥。搬送機器人通過閘閥搬出處理完的基板W，一系列的處理(洗凈處理+第一沖洗處理+第二沖洗處理+干燥處理)完成。當輸送下一個未處理的基板時，重復上述動作。
如上所述，通過采用本實施方式，由于從多個供給噴嘴13，13向著基板W的表面S1供給處理流體，因此處理流體從多個地方沿著基板W的表面S1流動，與基板W的表面S1接觸，進行規(guī)定的表面處理。因此，與只供給層流，進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，表面處理的均勻性提高。同時，處理時間也可大大縮短，生產(chǎn)量可以提高。
另外，在本實施方式中，不是只從多個地方供給處理流體，而是使各個供給噴嘴13供給的處理流體的流動方向在基板W的表面S1內(nèi)互相錯開，因此，在基板W的表面S1上形成處理流體的旋轉流TF，該處理流體與基板W的表面S1接觸進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理，第一次沖洗處理、第二次沖洗處理、干燥處理等)，因此表面處理的均勻性和生產(chǎn)量都可提高。
圖3為表示在本發(fā)明的高壓處理裝置的第二實施方式中采用的壓力容器及其內(nèi)部結構的圖。第二實施方式是通過基板保持部(保持裝置)12同時保持多塊基板W，并對各個基板W進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理、第一次沖洗處理、第二次沖洗處理、干燥處理等)，是所謂的分批方式的高壓處理裝置，這點與單片式的第一實施方式有很大的不同。
即如圖3(a)所示，在第二實施方式中，多塊基板W(在這個實施方式中為8塊基板W)互相隔開一定距離且在互相層疊的狀態(tài)下由基板保持部12的支承柱123保持。在這樣保持的多塊基板W的每一塊上，與該基板W相對應，設置2個供給噴嘴13，13。
在這些供給噴嘴13中，配置在圖3(b)左邊的供給噴嘴13L，與沿著基板W層疊方向延伸的供給管15L的側面連接，將從混合器6送出的處理流體通過供給管15L，引導至各個供給噴嘴13L，再從各個供給噴嘴13L輸出至對應的基板W的表面上。另外，配置在圖3(b)右邊的供給噴嘴13R，與沿著基板W的層疊方向延伸的供給管15R的側面連接，使從混合器6送出的處理流體通過供給管15R，引導至各個供給噴嘴13R，再從各個供給噴嘴13R輸送至對應的基板W的表面上。另外，在這個實施方式中，與各塊基板W對應設置的一對供給噴嘴13L，13R，與第一實施方式相同，也使從各個供給噴嘴13L，13R出來的處理流體的流動方向R1、R1在該基板W的表面內(nèi)互相錯開地配置。其他基板結構與第一實施方式相同，因此，相同的結構用相同的標號表示，說明從略。
在這樣構成的高壓處理裝置中，當由搬運機器人將未處理的基板w搬入處理腔11內(nèi)時，與上述第一實施方式一樣，按順序進行洗凈工序，第一沖洗工序，第二沖洗工序和干燥工序。另外，在各工序中，當處理流體供給至處理腔11時，從與各個基板W對應設置的供給噴嘴13L，13R輸出的處理流體的流動方向R1，R1，在該基板W的表面內(nèi)互相錯開，因此在每一塊基板W上都可得到與第一實施方式相同的作用效果。即，由于從與各個基板W對應設置的多個供給噴嘴13，13，向著基板W的表面供給處理流體，處理流體從多個地方沿著基板W的表面流動，與基板W的表面接觸，進行規(guī)定的表面處理。因此，與只供給層流，進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可以提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，在這個實施方式中，不是只從多個地方供給處理液體，而是在各個基板W的表面上形成處理流體的旋轉流TF，處理流體與基板W的表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理、第一次沖洗處理、第二次沖洗處理、干燥處理等)，因此表面處理的均勻性和生產(chǎn)量都可提高。
在圖3所示的分批式高壓處理裝置中，處理流體不僅與基板W的兩個主要表面中的向上方向的主要表面接觸，而且與向下方向的另一個主要表面接觸，因此可以同時在兩個主要表面上進行上述的一系列表面處理。
圖4為表示在本發(fā)明的高壓處理裝置的第3個實施方式中采用的壓力容器的圖。第三個實施方式是用基板保持部(保持裝置)12同時保持多塊基板W，并對各個基板W進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理、第一次沖洗處理、第二次沖洗處理、干燥處理等)是所謂的分批式高壓處理裝置。這點與分批式的第二實施方式是共通的，但處理流體的供給方式有很大的不同，以下，以與第一實施方式的不同點為中心，說明第三個實施方式的結構和動作。
如圖4所示，第三個實施方式與第二實施方式一樣，多個基板W互相隔開一定距離且在互相層疊的狀態(tài)下，由基板保持部12的支承柱123保持。然而，噴嘴結構和配置關系與第二實施方式有很大不同。即在第三個實施方式中，在多塊基板W的每一塊上，與該基板W對應的2個噴嘴13，14a夾著基板W的對稱中心軸相對配置。在這些噴嘴中，噴嘴13為供給處理流體用的供給噴嘴，而另一個噴嘴14a為用于排出沿著基板W的表面流動的處理流體的排出噴嘴，它與排氣管16的側面連通，通過高壓閥V2，可向氣化部8排出。
因此，這樣構成的高壓處理裝置中，從混合器6(圖1)送出的處理流體通過供給管15，分支到各個供給噴嘴13，輸出至基板W的表面上，再流向排出噴嘴14a。排出噴嘴14a吸入流動的處理流體，通過排氣管16，向著氣化部8排出。
這里，只在各基板W上設置供給噴嘴13和排出噴嘴14a是與現(xiàn)有的技術相同，在基板W表面上形成處理流體的層流。在這個實施方式中，如圖4所示，在處理腔11的上面還另外設置了一個風扇17，它可對沿著基板W表面流動的處理流體加以外部干擾，在基板W的表面內(nèi)進行攪拌。
在上述結構的高壓處理裝置中，當搬運機器人將未處理的基板W送入處理腔11內(nèi)時，也按順序進行與上述第1和第2實施方式相同的洗凈工序，第一沖洗工序，第二沖洗工序和干燥工序。當在各個工序中，將處理流體供給至處理腔11時，從各個供給噴嘴13向著基板W的表面輸出處理流體，同時，使風扇17工作，對沿著基板表面流動的處理流體加外部干擾，進行攪拌。結果，與上述第一和第二實施方式相同，在攪拌狀態(tài)下，處理流體與基板W的表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理、第一次沖洗處理、第二次沖洗處理、干燥處理等)，因此與只供給層流，進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
在本實施方式中，起到本發(fā)明的“攪拌裝置”作用的風扇17對處理流體的攪拌動作，和沿基板W的表面的處理流體的流動動作相互作用，可幫助基板表面的處理流體的攪拌，同時可以促進處理流體的更換。結果表面處理的均勻性和生產(chǎn)量可以提高。
在第三個實施方式中，在處理腔11的上面配置風扇17，但配置位置和/或個數(shù)是任意的。在第三個實施方式中，已說明了在所謂的分批方式的高壓處理裝置中采用本發(fā)明的情況，但如圖5所示，也可以在所謂單片方式的高壓處理裝置(第4個實施方式)中采用本發(fā)明。
另外，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在不偏離本發(fā)明的精神的條件下，可以作上述以外的各種變更。例如，在上述第一和第二實施方式中，與各個基板W相對應，設置2個供給噴嘴13，13，但與各個基板對應的噴嘴個數(shù)也可以為3個以上。主要是要從與基板對應設置的各個噴嘴送出的處理流體的流動方向，在基板的表面內(nèi)互相錯開，從而能得到與上述第一和第二實施方式同樣的作用效果。
在單片式的第一實施方式中，以在基板W的兩個主要表面中，以向上的一個主要表面S1作為本發(fā)明的“表面”，進行給定的表面處理，然而，在對基板W的另一個主要表面進行表面處理的情況下，例如圖6(a)所示，在使另一個主要表面S2向上的狀態(tài)下，用支承銷122支承也可以(第5個實施方式)。另外，如兩個表面安裝基板那樣，在需要對兩個主要表面進行表面處理的情況下，例如圖6(b)所示，也可以配置與各個主要表面S1，S2對應的多個供給噴嘴13，13(第6個實施方式)。
另外，在上述任何一個實施方式中，都是將處理流體供給固定配置由基板保持部12保持的基板W的處理腔11中，進行表面處理的。但例如圖7或圖8所示，可將電機等旋轉裝置(圖中省略)與基板保持部12連接，在供給處理流體的同時或供給前后，使基板W轉動也可以。這樣，基板表面與處理流體接觸頻率高，處理效率可以提高。特別是，由于提高接觸頻率，可以提高處理效率，因此希望相對于與最初形成的旋轉流的旋轉方向相反的方向旋轉。另外，通過基板W的旋轉動作和沿著基板W表面的處理流體的流動動作的相互作用，可以促進在基板表面上的處理流體的攪拌；同時，也可以積極地促進處理流體的更換。結果，表面處理的均勻性和生產(chǎn)量都可提高。圖7表示單片式高壓處理裝置(第7個實施方式)，圖8表示分批式高壓處理裝置(第8個實施方式)。
在上述實施方式中，從各個供給噴嘴13輸出的處理流體向著基板W的表面(主要表面)供給。然而，如圖9所示，也可以從基板W的側面供給(第9個實施方式)。在單片式高壓處理裝置中，當然也可以從基板W的側面供給處理流體。
另外，在圖4、圖5(a)、圖7和圖8的實施方式中，從與各個基板W對應的供給噴嘴13送出的處理流體，可用與該供給噴嘴13對應的排出噴嘴14a排出。各個基板W的供給噴嘴13的個數(shù)和配置等是任意的排出噴嘴14a的個數(shù)和配置也是任意的。例如，如圖10所示，可將多個供給噴嘴13與各個基板W對應，沿著該基板W的外周邊設置，同時，將多個排出噴嘴14a也沿著該基板W的外周邊設置(第10個實施方式)。如圖10(a)所示，可以配置供給噴嘴13，使從供給噴嘴13送出的處理流體的流動方向R1大致平行，也可以如圖10(b)所示，配置供給噴嘴13，使流動方向R1成銳角。
另外，在上述實施方式中，基板保持部12直接保持基板W，但也可以如圖11所示，在將基板W放入輸送用的容器100內(nèi)的狀態(tài)下進行輸送。在這種情況下，基板保持部12支承輸送用的容器100。這樣來間接地保持基板W也可以。另外，基板W不只是簡單地放入輸送用的容器100中，為了防止在基板輸送途中，基板表面自然干燥，可在輸送用容器100中加入純水或有機容劑等保濕用液體101，在表面潮濕的狀態(tài)下來輸送基板。
在上述實施方式中，從供給噴嘴13輸出處理流體，但也可以從供給噴嘴13使處理流體成為噴霧噴出。在這種情況下，通過供給噴霧狀的處理流體，還可以提高處理效率。
另外，在上述實施方式中，將兩種藥劑與超臨界二氧化碳(高壓流體)混合來調制處理流體；但藥劑的種類和數(shù)目是任意的。在不使用藥劑進行表面處理的情況下，藥劑供給部也不需要。
另外，在上述實施方式中，作為表面處理要進行洗凈處理，第一次沖洗處理，第二次沖洗處理，干燥處理，然而，本發(fā)明的適用對象不限于進行所有這些處理的高壓處理裝置。本發(fā)明也可適用于進行這些處理中的一部分的高壓處理裝置，例如接收進行了顯象工序和洗凈、沖洗工序的基板，只進行干燥處理的裝置；或進行其他表面處理(顯象處理等)的高壓處理裝置。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明適用于以高壓流體或高壓流體與藥劑的混合物作為處理流體，與基板等被處理體的表面接觸，對上述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理(顯象處理、洗凈處理和干燥處理等)的高壓處理裝置和高壓處理方法，可以提高表面處理的均勻性和生產(chǎn)量。更具體地說，由于設有多個導入裝置，從各個導入裝置將處理流體供給被處理體的表面，因此，處理流體從多個地方沿著被處理體表面流動，與被處理體表面接觸，可以進行規(guī)定的表面處理(例如，顯象處理、洗凈處理、干燥處理等)。因此，與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可提高表面處理的均勻性，大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，本發(fā)明由于可將從導入裝置送出的處理流體供給至由旋轉裝置轉動的被處理體的表面，因此，處理流體沿著旋轉的處理體表面流動，與被處理體表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(例如，顯象處理、洗凈處理、干燥處理等)。另外，被處理體的旋轉動作和沿著被處理體表面的處理流體的流動動作相互作用，可以積極地攪拌被處理體表面上的處理流體，還可以促進處理流體的更換。結果，可以提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
本發(fā)明由于利用攪拌裝置攪拌從導入裝置送出的處理流體，將攪拌狀態(tài)的處理流體供給至被處理體的表面，還可以利用處理流體被攪拌動作和沿著被處理體表面的處理流體的流動動作相互作用，促進在被處理體表面上的處理流體的攪拌，同時促進處理流體的更換，結果，可提高表面處理的均勻性，大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
另外，由于本發(fā)明不僅是向被處理體表面供給流體，而且在被處理體表面上形成處理流體的旋轉流，因此，與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。另外，本發(fā)明由于使處理流體沿著被處理體表面，按規(guī)定方向流動，并對處理流體施加外來干擾，在被處理體表面內(nèi)攪拌處理流體，因此與只供給層流進行表面處理的現(xiàn)有技術比較，可提高表面處理的均勻性，同時大大縮短處理時間，提高生產(chǎn)量。
權利要求
1.一種高壓處理裝置，其以高壓流體或高壓流體和藥劑的混合物作為處理流體，使之與被處理體表面接觸，對所述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理，其特征為，其具有在內(nèi)部具有用于進行所述表面處理的處理腔的壓力容器；在所述處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；以及將處理流體導入所述處理腔中并向所述被處理體表面供給處理流體的多個導入裝置。
2.如權利要求1所述的高壓處理裝置，其特征為，所述多個導入裝置中的至少兩個以上導入裝置相互夾住所述被處理體地配置。
3.如權利要求1所述的高壓處理裝置，其特征為，所述多個導入裝置配置為由各導入裝置所供給的處理流體的流動方向在所述被處理體的表面內(nèi)相互錯開。
4.如權利要求1～3中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述多個導入裝置的至少一個為將處理流體向著被處理體噴霧的噴嘴。
5.一種高壓處理裝置，其以高壓流體或高壓流體和藥劑的混合物作為處理流體，使之與被處理體表面接觸，對所述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理，其特征為，其具有在內(nèi)部具有用于進行所述表面處理的處理腔的壓力容器；在所述處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；將處理流體導入所述處理腔中并向所述被處理體表面供給處理流體的導入裝置；以及使由所述保持裝置保持的被處理體在所述處理腔內(nèi)旋轉的旋轉裝置。
6.一種高壓處理裝置，其以高壓流體或高壓流體和藥劑的混合物作為處理流體，使之與被處理體表面接觸，對所述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理，其特征為，其具有在內(nèi)部具有用于進行所述表面處理的處理腔的壓力容器；在所述處理腔內(nèi)保持被處理體的保持裝置；將處理流體導入所述處理腔中并向所述被處理體表面供給處理流體的導入裝置；以及攪拌供給至所述處理腔內(nèi)的處理流體的攪拌裝置。
7.如權利要求5或6所述的高壓處理裝置，其特征為，所述導入裝置為將處理流體向著被處理體噴霧的噴嘴。
8.如權利要求1～7中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述導入裝置從由所述保持裝置保持的被處理體一側，將處理流體向該被處理體供給。
9.如權利要求1～7中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述導入裝置為向著被處理體表面供給處理流體的噴嘴。
10.如權利要求1～9中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述被處理體為基板，所述保持裝置保持一片所述基板。
11.如權利要求1～9中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述被處理體為基板，所述保持裝置在使多片基板相互隔開且相互層疊的狀態(tài)下對其進行保持。
12.如權利要求1～11中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，所述被處理體為大略圓形的基板，按照使由所述導入裝置供給的處理流體的流動方向為所述大略圓形基板的切線方向的方式配置所述導入裝置。
13.如權利要求1、3、4、5、6、或7所述的高壓處理裝置，其特征為，它具有排出裝置，該排出裝置夾住所述被處理體，配置在所述導入裝置的相對一側，將由所述導入裝置供給的處理流體從所述壓力容器中排出。
14.如權利要求1～13中任一項所述的高壓處理裝置，其特征為，將所述被處理體在其表面濕潤的狀態(tài)下，放入輸送用的容器內(nèi)，再輸送至所述壓力容器中，并且，所述保持裝置支承所述輸送用的容器，從而間接地保持所述被處理體。
15.一種高壓處理方法，它是以高壓流體或者高壓流體與藥劑的混合物作為處理流體，使之與被處理體表面接觸，對所述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理的高壓處理方法，其特征為，在被處理體表面上形成處理流體的旋轉流。
16.一種高壓處理方法，它是以高壓流體或者高壓流體與藥劑的混合物作為處理流體，使之與被處理體表面接觸，對所述被處理體表面進行規(guī)定的表面處理的高壓處理方法，其特征為，使處理流體沿著所述被處理體表面，向規(guī)定方向流動，同時向處理流體施加外來干擾，在所述被處理體的表面內(nèi)攪拌處理流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓處理裝置和高壓處理方法，不僅簡單地從供給噴嘴(13、13)向基板(W)的表面供給處理流體，而且由各個供給噴嘴13供給的處理流體的流動方向(R1，R1)，在基板(W)表面內(nèi)相互錯開。因此，在基板(W)的表面上，形成處理流體的旋轉流(TF)，處理流體與基板(W)的表面接觸，進行規(guī)定的表面處理(洗凈處理，第一次沖洗處理，第二次沖洗處理，干燥處理等)。
文檔編號H01L21/00GK1464798SQ02802472
公開日2003年12月31日 申請日期2002年7月22日 優(yōu)先權日2001年7月25日
發(fā)明者村岡祐介, 三宅孝志, 齊藤公續(xù), 巖田智巳, 石井孝彥, 坂下由彥, 渡邊克充 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社, 株式會社神戶制鋼所