特許 7406385 基板処理装置および基板処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20231220BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651Z

H01L21/68 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020015214

(22)【出願日】2020-01-31

(65)【公開番号】P2021125472

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】墨 周武

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－０００３０６８（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３３９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３３９６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を収容可能な内部空間と、前記内部空間に連通し前記基板を通過させるための開口とを有する処理容器本体と、
前記開口を閉塞可能な蓋部と、
前記開口に対し前記蓋部を相対移動させて前記開口を開閉する移動部と、
前記処理容器本体に対して前記蓋部をロックするロック機構と
を備え、
前記開口は前記処理容器本体の側面に設けられており、前記処理容器本体に対する前記蓋部の相対移動方向は水平方向であり、前記基板は水平姿勢で前記内部空間に搬入され、
前記移動部は、前記処理容器本体に対する前記蓋部の相対位置を、
前記蓋部が、前記処理容器本体に近接して前記開口を閉塞する閉塞位置と、
前記蓋部が、前記開口に対し前記内部空間とは反対方向に、かつ前記開口との間に前記内部空間へ搬送される前記基板を通過させるための間隙空間を隔てて離間する離間位置と
の間で変化させ、
前記ロック機構は、
前記処理容器本体および前記蓋部のうち一方側に、これらのうちの他方側に向かって延びるように設けられ、かつ、前記蓋部が前記離間位置にあるときには前記間隙空間を超えて前記他方側まで延びるアーム部と、
前記アーム部のうち、前記蓋部が前記離間位置にあるときに前記間隙空間を超えた位置にある部位に係合して、前記アーム部の変位を規制する係止部と
を有する、基板処理装置。

【請求項2】

前記アーム部は、前記開口よりも水平方向における外側に延設されている請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記間隙空間を挟む１対の前記アーム部が設けられ、前記係止部は前記１対の前記アーム部のそれぞれに係合する請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記係止部では、単一の係止部材が前記１対のアーム部に係合する請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記アーム部は前記蓋部に取り付けられており、前記移動部は前記蓋部と前記アーム部とを一体的に移動させる請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記アーム部は、前記処理容器本体よりも水平方向における外側に延設されている請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記基板を水平姿勢に保持する基板保持部を有し、前記基板保持部は前記蓋部に取り付けられて、前記基板とともに前記内部空間に収容される請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記蓋部が前記離間位置にあるとき、前記基板保持部は前記間隙空間に位置する請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記内部空間に超臨界状態の処理流体を供給する流体供給部を備える請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置と、
前記間隙空間へ前記基板を搬送する搬送装置と、
前記間隙空間の上方から前記間隙空間へダウンフローを供給する送気装置と
を備える基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、処理容器内で基板を処理する基板処理装置、特に高圧下で処理を行う基板処理装置およびこれを含む基板処理システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体基板、表示装置用ガラス基板等の各種基板の処理工程には、基板を各種の処理流体によって処理するものが含まれる。このような処理は、処理流体の効率的な利用や外部への散逸防止を目的として、気密性の処理容器内で行われる場合がある。この場合、処理容器には、基板の搬入・搬出のための開口と、該開口を閉塞して内部空間の気密性を確保するための蓋部とが設けられる。特に、周囲雰囲気に対して高圧の条件下で処理が行われる場合、気密性を保ち、また内部の圧力によって蓋部が開いてしまうのを防止するために、処理容器本体と蓋部とを確実に固定するためのロック機構が必要となる。

【0003】

例えば特許文献１に記載の処理装置では、処理対象となる基板（ウエハ）が平板状のホルダーに載置された状態で処理容器内に搬入される。そして、ホルダーと一体化された蓋体が処理容器の開口を閉塞した後、処理容器に蓋体を押さえるロックプレートが装着されることで、蓋体の飛び出しが機械的に抑止される。また例えば、特許文献２に記載の基板処理装置では、ハウジング本体に対し揺動自在に取り付けられたドアが開口を閉塞するとともに加圧板と係合することで、ドアがロックされ、ハウジング内の気密が保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－０３９０４０号公報

【文献】特開２０１３－０３３９６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような処理容器を含む処理装置が例えば基板を清浄化するプロセスに適用される場合、処理容器へ搬入または処理容器から搬出される基板が、機構部品の作動に起因する発塵によって汚染されるのを防止する必要がある。しかしながら、上記した従来技術のロック機構は、いずれも処理容器の開口部の近傍で部材同士の摺擦が起きる構造である。このため、部材間の摺擦によって生じた微粉がパーティクルとして基板の搬送経路や開口部の周囲に飛散または付着し、これが基板を汚染する原因となり得る。

【0006】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理容器内で基板を処理する基板処理装置において、部材の摺擦による発塵が基板を汚染するのを防止しつつ、容器本体に対し蓋部を確実にロックすることのできる構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の一の態様は、上記目的を達成するため、基板を収容可能な内部空間と前記内部空間に連通し前記基板を通過させるための開口とを有する処理容器本体と、前記開口を閉塞可能な蓋部と、前記開口に対し前記蓋部を相対移動させて前記開口を開閉する移動部と、前記処理容器本体に対して前記蓋部をロックするロック機構とを備えている。ここで、前記開口は前記処理容器本体の側面に設けられており、前記処理容器本体に対する前記蓋部の相対移動方向は水平方向であり、前記基板は水平姿勢で前記内部空間に搬入される。また、前記移動部は、前記処理容器本体に対する前記蓋部の相対位置を、前記蓋部が、前記処理容器本体に近接して前記開口を閉塞する閉塞位置と、前記蓋部が、前記開口に対し前記内部空間とは反対方向に、かつ前記開口との間に前記内部空間へ搬送される前記基板を通過させるための間隙空間を隔てて離間する離間位置との間で変化させる。そして、前記ロック機構は、前記処理容器本体および前記蓋部のうち一方側に、これらのうちの他方側に向かって延びるように設けられ、かつ、前記蓋部が前記離間位置にあるときには前記間隙空間を超えて前記他方側まで延びるアーム部と、前記アーム部のうち、前記蓋部が前記離間位置にあるときに前記間隙空間を超えた位置にある部位に係合して、前記アーム部の変位を規制する係止部とを有している。

【0008】

このように構成された発明では、ロック機構に設けられたアーム部と係止部とが係合することにより、処理容器本体と蓋部との間が係止される。アーム部と係止部との摺擦により発塵の可能性があるが、その影響は基板が搬送される間隙空間には及ばない。その理由は以下の通りである。

【0009】

なお、本発明において、蓋部の「閉塞位置」および「離間位置」は処理容器本体に対する相対位置であるが、煩雑を避けるため、以下ではこれらの位置が「処理容器本体に対する相対位置」であることの記載を省略することがある。同様に、以下の説明における部材の「移動」は、特に言及しない限り他の部材に対する「相対移動」を指しており、実空間における移動主体を限定するものではない。

【0010】

この発明において、蓋部は処理容器本体に対し、処理容器本体の開口を閉塞する閉塞位置と、処理容器との間に基板が通過可能な間隙空間を形成する離間位置との間で移動する。ロック機構のアーム部は、処理容器本体および蓋部の一方から他方側へ延びており、しかもその先端は、蓋部が離間位置にある場合でも間隙空間を超えて他方側まで到達している。

【0011】

この状態から、蓋部が閉塞位置まで移動する過程を考えると、処理容器本体と蓋部との間隔が次第に小さくなり間隙空間が狭くなる。これとともに、アーム部のうち係止部と係合する部位（以下では「係合部位」と称することとする）は、間隙空間からより離れる方向へ移動してゆく。そうすると、蓋部が離間位置と閉塞位置との間で移動する過程においては、アーム部の係合部位は、常に間隙空間からは離れた位置にある。特に、アーム部と係止部との係合は間隙空間や処理容器本体の開口からは大きく離れた位置において実現されることとなる。

【0012】

このように、離間位置と閉塞位置との移動過程の全体において間隙空間よりも他方側でアーム部と係止部とが係合するため、仮に両者の摺擦によってパーティクルが発生したとしても、これが基板の搬送経路や処理容器本体の内部空間へ混入する確率は大きく低減されている。また、蓋部が閉塞位置から離間位置に移動する際に、係合部位で発生しその周囲に付着したパーティクルがアーム部の移動に伴って間隙空間まで搬送されてくることも回避される。

【発明の効果】

【0013】

上記のように、本発明では、蓋部が処理容器本体の開口を閉塞する閉塞位置にあるときに、ロック機構のアーム部と係止部とが機械的に係合することにより、蓋部と処理容器本体とを強固に結合し確実にロックすることができる。これにより、内部空間の気密を保ち、内容物の漏出を防止することができる。また、蓋部が処理容器本体から離間した状態でも、アーム部と係止部との摺擦によって生じたパーティクルが間隙空間に入り込むことが防止されており、基板の汚染についても防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る基板処理システムの一実施形態の概略構成を示す図である。

【図2】ロック機構の構成を示す分解斜視図である。

【図3】ロック機構の構成を示す分解斜視図である。

【図4】ロック機構の動作を示す図である。

【図5】ロック機構の動作を示す図である。

【図6】ロック機構の変形例を示す上面図である。

【図7】ロック機構の他の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は本発明に係る基板処理装置を含む基板処理システムの一実施形態の概略構成を示す図である。この基板処理システム１は、例えば半導体基板のような各種基板の表面を超臨界流体を用いて処理するための処理システムである。以下の各図における方向を統一的に示すために、図１に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。ここで、ＸＹ平面は水平面であり、Ｚ方向は鉛直方向を表す。より具体的には、（－Ｚ）方向が鉛直下向きを表す。

【0016】

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として円盤状の半導体ウエハの処理に用いられる基板処理システムを例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。また基板の形状についても各種のものを適用可能である。

【0017】

基板処理システム１は、クリーンルーム１００内に設置された処理ユニット１０および移載ユニット３０と、クリーンルーム１００の内部または外部に設置された供給ユニット５０および制御ユニット９０とを備えている。処理ユニット１０は、超臨界乾燥処理の実行主体となるものであり、移載ユニット３０は、図示しない外部の搬送装置により搬送されてくる未処理基板Ｓを受け取って処理ユニット１０に搬入し、また処理後の基板Ｓを処理ユニット１０から外部の搬送装置に受け渡す。供給ユニット５０は、処理に必要な化学物質および動力を処理ユニット１０および移載ユニット３０に供給する。

【0018】

移載ユニット３０としては、例えば公知の多関節ロボットを用いることができる。このような処理ユニット間で基板を移送するロボットとしては他にも種々のものが知られており、それらの中から適宜選択して使用可能である。このため、移載ユニット３０の構造についての説明は省略する。また、クリーンルーム１００の天井部分にはファンフィルタユニット（ＦＦＵ）４０が設置されており、処理ユニット１０の上方から清浄なダウンフローが供給されている。

【0019】

制御ユニット９０は、これら装置の各部を制御して所定の処理を実現する。この目的のために、制御ユニット９０は、各種の制御プログラムを実行するＣＰＵ９１、処理データを一時的に記憶するメモリ９２、ＣＰＵ９１が実行する制御プログラムを記憶するストレージ９３、およびユーザや外部装置と情報交換を行うためのインターフェース９４などを備えている。後述する装置の動作は、ＣＰＵ９１が予めストレージ９３に書き込まれた制御プログラムを実行し装置各部に所定の動作を行わせることにより実現される。

【0020】

処理ユニット１０は、支持脚１１の上に処理チャンバ１２が取り付けられた構造を有している。処理チャンバ１２は、いくつかの金属ブロックの組み合わせにより構成され、その内部が空洞となって処理空間ＳＰを構成している。処理対象の基板Ｓは処理空間ＳＰ内に搬入されて処理を受ける。処理チャンバ１２の（－Ｙ）側側面には、Ｘ方向に細長く延びるスリット状の開口１２１が形成されており、開口１２１を介して処理空間ＳＰと外部空間とが連通している。

【0021】

処理チャンバ１２の（－Ｙ）側側面には、開口１２１を閉塞するように蓋部材１３が設けられている。蓋部材１３が処理チャンバ１２の開口１２１を閉塞することにより処理容器が構成され、内部の処理空間ＳＰで基板Ｓに対する高圧下での処理が可能となる。蓋部材１３の（＋Ｙ）側側面には平板状の支持トレイ１５が水平姿勢で取り付けられており、支持トレイ１５の上面は基板Ｓを載置可能な支持面となっている。移載ユニット３０は未処理の基板Ｓを支持トレイ１５の上面に載置し、また支持トレイ１５上の処理済み基板Ｓを搬出する。

【0022】

蓋部材１３は、アーム部材１６１を介し、支持部１４によりＹ方向に水平移動自在に支持されている。より具体的には、蓋部材１３は、後述するロック機構１６の一部となるアーム部材１６１に取り付けられており、アーム部材１６１が支持部１４により支持される。支持部１４は、クリーンルーム１００の床面にＹ方向に沿って設置されたガイドレール１４１と、ガイドレール１４１に対しＹ方向に移動自在に係合されたスライダ１４２とを備えている。スライダ１４２には支持脚１４３が設けられており、支持脚１４３により、アーム部材１６１が支持されている。

【0023】

蓋部材１３は、供給ユニット５０に設けられた進退機構５３により、処理チャンバ１２に対して進退移動可能となっている。具体的には、進退機構５３は、例えばリニアモータ、直動ガイド、ボールねじ機構、ソレノイド、エアシリンダ等の直動機構を有しており、このような直動機構が支持部１４のスライダ１４２をガイドレール１４１に沿ってＹ方向に移動させることで、蓋部材１３がＹ方向に移動する。進退機構５３は制御ユニット９０からの制御指令に応じて動作する。

【0024】

蓋部材１３が（－Ｙ）方向に移動することにより、図１に点線で示すように、支持トレイ１５が処理空間ＳＰから開口１２１を介して外部へ引き出されると、支持トレイ１５へのアクセスが可能となる。すなわち、支持トレイ１５への基板Ｓの載置、および支持トレイ１５に載置されている基板Ｓの取り出しが可能となる。一方、蓋部材１３が（＋Ｙ）方向に移動することにより、図１に実線で示すように、支持トレイ１５は処理空間ＳＰ内へ収容される。支持トレイ１５に基板Ｓが載置されている場合、基板Ｓは支持トレイ１５とともに処理空間ＳＰに搬入される。

【0025】

蓋部材１３が（＋Ｙ）方向に移動し開口１２１を塞ぐことにより、処理空間ＳＰが密閉される。蓋部材１３の（＋Ｙ）側側面と処理チャンバ１２の（－Ｙ）側側面との間にはシール部材１２２が設けられ、処理空間ＳＰの気密状態が保持される。また、後述するロック機構により、蓋部材１３は処理チャンバ１２に対して固定される。このようにして処理空間ＳＰの気密状態が確保された状態で、処理空間ＳＰ内で基板Ｓに対する処理が実行される。

【0026】

この実施形態では、供給ユニット５０に設けられた流体供給部５７から、超臨界処理に利用可能な物質の流体、例えば二酸化炭素を気体または液体の状態で処理ユニット１０に供給する。二酸化炭素は比較的低温、低圧で超臨界状態となり、また基板処理に多用される有機溶剤をよく溶かす性質を有するという点で、超臨界乾燥処理に好適な化学物質である。

【0027】

流体は処理空間ＳＰに充填され、処理空間ＳＰ内が適当な温度および圧力に到達すると、流体は超臨界状態となる。こうして基板Ｓが処理チャンバ１２内で超臨界流体により処理される。供給ユニット５０には流体回収部５５が設けられており、処理後の流体は流体回収部５５により回収される。流体供給部５７および流体回収部５５は制御ユニット９０により制御されている。

【0028】

上記のような主要構成を有する基板処理システム１では、処理液で濡れた状態で搬送されてくる基板Ｓを超臨界流体を用いて乾燥させる、超臨界乾燥処理が実行される。この処理では、基板Ｓに付着する処理液が表面張力の極めて低い超臨界流体により置換され、さらに超臨界流体が液相を介することなく直接昇華することで基板Ｓを乾燥させる。このため、特に表面に微細パターンが形成された基板の乾燥において、気液界面で液体の表面張力が作用することにより生じるパターン倒壊を防止することができる。このような超臨界乾燥処理については公知であるため、ここでは処理プロセスの詳細については説明を省略する。

【0029】

処理中、処理チャンバ１２内の処理空間ＳＰは高圧となる。このため、高圧流体の漏出を防止し、内部の圧力を適正に維持し、さらに内圧による蓋部材１３の脱落を防止するために、処理チャンバ１２と蓋部材１３とを強固に結合するロック機構が必要とされる。以下、本実施形態におけるロック機構１６の構造について、図２ないし図５を参照して説明する。

【0030】

図２および図３はロック機構の構成を示す分解斜視図である。また、図４および図５はロック機構の動作を示す図である。図２および図３に示すように、この実施形態におけるロック機構１６は、アーム部材１６１と係止部材１６２とを備えている。まず、図２を参照してアーム部材１６１の構造について説明する。

【0031】

アーム部材１６１は、概略コの字型形状を有する金属製部材である。図２に示すように、アーム部材１６１は、Ｙ方向に延びる１対のアーム１６１ａ，１６１ｂと、これらの（－Ｙ）側端部を接続するようにＸ方向に延びる接続部位１６１ｃとを有している。接続部位１３１ｃは、蓋部材１３のＸ方向長さより大きい長さを有しており、その（＋Ｙ）側側面に蓋部材１３が固定される。すなわち、アーム部材１６１と蓋部材１３とは機械的に一体化されている。

【0032】

アーム１６１ａ，１６１ｂは、蓋部材１３よりもＸ方向における外側で、接続部位１６１ｃから（＋Ｙ）方向に延びている。アーム１６１ａ，１６１ｂそれぞれの先端付近には、アーム上端部が部分的に切り欠かれた切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅが設けられている。

【0033】

図３に示すように、上記のように蓋部材１３とアーム部材１６１とが一体化された構造体が、処理チャンバ１２と組み合わされる。当該構造体は、進退機構５３の作動によりＹ方向に移動可能である。構造体が（＋Ｙ）方向へ進むと、蓋部材１３に取り付けられた支持トレイ１５およびその上面に載置される基板Ｓは、処理チャンバ１２の（－Ｙ）側側面に設けられた開口１２１を通って処理チャンバ１２内部の処理空間ＳＰに進入する。最終的には、蓋部材１３が開口１２１の周囲に設けられたシール部材１２２に当接し開口１２１を閉塞する位置まで構造体が進行し、これにより支持トレイ１５および基板Ｓが処理空間ＳＰ内に密封される。

【0034】

一方、アーム部材１６１の両アーム１６１ａ，１６１ｂは、処理チャンバ１２のＸ方向側両側面よりも外側を通って（＋Ｙ）方向へ進行する。処理チャンバ１２の（＋Ｙ）側端部は上部が切り欠かれており、該切り欠き部１２３の上方には係止部材１６２が配置されている。図３への記載を省略しているが、係止部材１６２は例えばリニアモータ、直動ガイド、ボールねじ機構、ソレノイド、エアシリンダ等の昇降機構５４（図１）により昇降自在に支持されている。

【0035】

係止部材１６２はＸ方向に延びる金属製の棒状部材であり、その断面は、アーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅに嵌合する形状となっている。蓋部材１３が開口１２１を閉塞する位置まで進出するとき、アーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅがちょうど係止部材１６２の直下位置まで進出する。言い換えれば、そのような位置関係となるように、アーム１６１ａ，１６１ｂの長さおよび切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅの位置に対応して係止部材１６２の配置が定められている。

【0036】

この状態で係止部材１６２が降下すると、係止部材１６２のＸ方向における両端はそれぞれ切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅに係合する。その結果、アーム部材１６１と係止部材１６２とにより構成される矩形環状の構造体が、処理チャンバ１２の外周全体を取り囲むように配置されることになる。

【0037】

係止部材１６２は、処理チャンバ１２の切り欠き部１２３の側面に係合することによって（－Ｙ）方向への変位が規制されている。したがって、アーム部材１６１およびこれに取り付けられた蓋部材１３についても、（－Ｙ）方向への変位が規制される。このように、蓋部材１３が処理チャンバ１２とアーム部材１６との間に挟み込まれ、かつアーム部材１６の変位が係止部材１６２により規制されることで、蓋部材１３が開口１２１を閉塞した状態が維持される。こうして、アーム部材１６１および係止部材１６２が蓋部材１３を強固に固定するロック機構１６として機能する。

【0038】

このロック状態は、各部材の機械的な係合によって実現されており、例えばモータやエアシリンダ、クラッチ等の能動的機構によって実現されるものではない。したがって、ロック状態を維持するのに動力を必要としない。また、処理空間ＳＰの内圧により蓋部材１３を押し出そうとする力は、アーム部材１６１と係止部材１６２との係合をより強固なものとする方向に作用する。この意味において、本実施形態のロック機構１６は、内部空間が密閉された状態でのみ機能し、かつ部材が機械的に破壊されない限りにおいて駆動力に頼ることなくロック状態を維持することができる、インターロック機能を有している。

【0039】

進退機構５３はアーム部材１６１を介して、蓋部材１３を図４に示す「離間位置」と、図５に示す「閉塞位置」との間で移動させる。図４上の図は蓋部材１３の離間位置を示す平面図であり、下の図はその側面図である。蓋部材１３が図４に示す離間位置に位置決めされているとき、基板Ｓを載置する支持トレイ１５は、蓋部材１３と処理チャンバ１２との間の間隙空間ＧＳに全体が露出した状態となっており、移載ユニット３０による基板Ｓの搬入および搬出が可能である。

【0040】

このとき、アーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅは、間隙空間ＧＳおよび処理チャンバ１２の開口１２１の位置よりも（＋Ｙ）方向側の位置にある。言い換えれば、蓋部材１３が離間位置にある状態で、切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅが処理チャンバ１２の開口１２１の位置よりも（＋Ｙ）側に位置するように、切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅの位置が定められている。したがって、アーム１６１ａ，１６１ｂの長さは、蓋部材１３が離間位置にあるときにアーム１６１ａ，１６１ｂの先端が間隙空間ＧＳを超えて（＋Ｙ）側まで延びるように設定される。

【0041】

進退機構５３がアーム部材１６１を（＋Ｙ）方向へ移動させることにより、アーム部材１６１、蓋部材１３および支持トレイ１５が一体的に（＋Ｙ）方向へ移動する。これにより、蓋部材１３は離間位置（図４）から閉塞位置（図５）に向けて移動する。図５上の図は蓋部材１３の閉塞位置を示す平面図であり、下の図はその側面図である。

【0042】

閉塞位置において、蓋部材１３はシール部材１２２を介して処理チャンバ１２の開口１２１を閉塞する。このとき、アーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅは、処理チャンバ１２の切り欠き部１２３および係止部材１６２の配設位置まで到達しており、係止部材１６２が降下することで、アーム部材１６１、処理チャンバ１２および係止部材１６２が一体的に係合される。これにより蓋部材１３に対するロック作用が機能する。

【0043】

以上よりわかるように、蓋部材１３が離間位置と閉塞位置との間を移動する過程において、アーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅは、常に処理チャンバ１２の開口１２１よりも（＋Ｙ）方向側、つまり基板Ｓが搬入・搬出される際の経路となる間隙空間ＧＳから（＋Ｙ）方向側に離れた位置にある。このことは、搬入・搬出される基板Ｓの汚染を防止する上で有利である。その理由は以下の通りである。

【0044】

内部空間が高圧となる処理容器では、内圧により蓋部が脱落するのを防止するためのインターロック機構が必要とされ、その実現のためには堅牢な部材同士を機械的に強固に係合させることが求められる。そうすると、部材間の摺擦が不可避的に発生し、これに起因する発塵、つまり部材の表面が削られて生じる微粉の飛散が起こり得る。

【0045】

このような発塵が、基板Ｓが通過する開口１２１あるいはその搬送経路となる間隙空間ＧＳの近傍で生じたとき、微粉が搬送中あるいは処理空間ＳＰ内の基板Ｓに付着することがあり得る。このことが、パーティクルによる基板Ｓの汚染を引き起こす原因となる。

【0046】

本実施形態では、Ｙ方向に延びるアーム１６１ａ，１６１ｂの先端近くに設けられた切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅが係止部材１６２と係合することでインターロック機構として作用し、その係合位置は、処理チャンバ１２の開口１２１からは大きく離れている。つまり、発塵の原因となる部材間の摺擦は、基板Ｓから大きく離れた位置で発生する。

【0047】

さらに、発生した微粉が仮に切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅまたはその周囲に付着していたとしても、アーム部材１６１の移動に伴ってそれが間隙空間ＧＳは入り込むことも防止される。というのは、切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅが最も（－Ｙ）方向側に位置することとなる蓋部材１３の離間位置においても、切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅは間隙空間ＧＳよりも（＋Ｙ）側にあるからである。

【0048】

すなわち、蓋部材１３が離間位置と閉塞位置との間を移動する間において、微粉が付着している可能性のある切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅが、離間位置において間隙空間ＧＳとなる空間を通過することがない。処理ユニット１０の周囲にＦＦＵ４０によるダウンフローが形成されていることも、微粉を間隙空間ＧＳから遠ざける効果を有する。

【0049】

そのため、基板Ｓの搬入および搬出に際しては、ロック機構１６における部材の摺擦によって生じた微粉に触れさせることなく基板Ｓを通過させることが可能である。これにより、発塵に起因する基板Ｓの汚染を防止することが可能である。

【0050】

また、この実施形態では、間隙空間ＧＳおよび処理チャンバ１２を水平方向から挟むように、１対のアーム１６１ａ，１６１ｂが設けられている。単にロック機構という観点からは１つのアームのみでも機能するが、蓋部材１３および処理チャンバ１２を挟む両側にそれぞれアームを設けることで、インターロック機能をより確実なものとすることができる。この場合、２つのアームを間隙空間ＧＳに対し水平方向位置に配置することで、アームから落下した微粉が間隙空間ＧＳに入り込むのを防止することができる。

【0051】

また、この実施形態では、アーム部材１６１と蓋部材１３とを結合し、蓋部材１３側から処理チャンバ１２側に向かってアーム１６１ａ，１６１ｂが延びる構造となっているが、これとは逆に、処理チャンバ１２側から蓋部材１３側に向かってアームが延びる構造としても、技術的には等価である。ただし、次のような問題が生じ得る。

【0052】

図６はロック機構の変形例を示す上面図である。より具体的には、図６（ａ）はこの変形例の処理ユニット１０Ａにおける離間位置を示す図、図６（ｂ）は閉塞位置を示す図である。この変形例の処理ユニット１０Ａでは、処理チャンバ１２ＡのＸ方向両端部から（－Ｙ）方向、つまり蓋部材１３Ａに向かう方向に、１対のアーム１６３ａ，１６３ｂが延びている。蓋部材１３Ａの（＋Ｙ）側端面に基板Ｓを支持する支持トレイ１５Ａが取り付けられる点は上記実施形態と同様である。

【0053】

そうすると、図６（ａ）に示す離間位置でアーム先端の切り欠き部１６３ｄ，１６３ｅが間隙空間ＧＳよりも（－Ｙ）方向側にあり、かつ図６（ｂ）に示す閉塞位置で切り欠き部１６３ｄ，１６３ｄに係止部材１６２Ａを係合させるという条件を満たすインターロック機構を構成しようとすると、図６（ｂ）に示すように、係止部材１６２Ａを蓋部材１３Ａから大きく（－Ｙ）方向に離れた位置に配置する必要が生じる。このため、例えば蓋部材１３Ａの（－Ｙ）側に大きな延長部材１７Ａを装着するなどの対策が必要となり、装置のコストやフットプリントが大きくなるという点で不利である。

【0054】

上記実施形態は、基板Ｓを受け入れる処理空間ＳＰを内包することで必然的に奥行き（Ｙ方向長さ）が大きくなる処理チャンバ１２Ａ側に向かって、蓋部材１３側からアーム１６１ａ，１６１ｂが延びる構造となっている。この構造は、装置のフットプリント増大を抑えることができるという点で有利である。

【0055】

図７はロック機構の他の変形例を示す図である。これらの変形例においては、ロック機構を構成する係止部材の構造が上記実施形態とは異なっているが、それ以外の構成については基本的に上記実施形態のものと同じとすることができる。そこで、上記実施形態と同一または実質的に同一の構成には同一の符号を付し、詳しい構造の説明を省略することとする。また、これらの変形例は処理ユニット１０に関するものであり、それ以外については上記実施形態から特に変更がないため記載を省略する。

【0056】

図７（ａ）に示す変形例の処理ユニット１０Ｂでは、上記実施形態では一体のものとして構成されていた係止部材１６２に代えて、２つのアーム１６１ａ，１６１ｂの切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅにそれぞれ対応する１対の係止部材１６４ａ，１６４ｂが昇降自在に設けられる。また、図７（ｂ）に示す変形例の処理ユニット１０Ｃでは、１対の係止部材１６５ａ，１６５ｂが、モータ、エアシリンダ、ソレノイド等の適宜の駆動機構１６６ａ，１６６ｂにより、それぞれＸ方向に進退駆動される。

【0057】

これらの構成において、アーム１６１ａ，１６１ｂには、切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅに代えて、係止部材を挿通するための貫通孔が設けられてもよい。これらの変形例に示すように、ロック機構１６の構造としては各種のものを適用して、上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

【0058】

以上説明したように、上記実施形態においては、基板処理システム１のうち特に処理ユニット１０が、本発明の「基板処理装置」に相当している。そして、処理チャンバ１２が本発明の「処理容器本体」に、蓋部材１３が本発明の「蓋部」に、支持トレイ１５が本発明の「基板保持部」に、それぞれ相当している。また、支持部１４および進退機構５３が一体として、本発明の「移動部」として機能している。

【0059】

また、ロック機構１６において、アーム部材１６１（特にアーム１６１ａ，１６１ｂ）、係止部材１６２がそれぞれ、本発明の「アーム部」、「係止部」として機能している。また、上記実施形態では、移載ユニット３０が本発明の「搬送装置」として、またファンフィルタユニット４０が本発明の「送気装置」としてそれぞれ機能している。また、処理空間ＳＰが、本発明の「内部空間」に相当している。

【0060】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では基板Ｓを水平姿勢に保持しつつ処理チャンバ１２に搬入し処理するが、基板の姿勢はこれに限定されない。例えばその主面を水平方向に向けた状態で搬入または搬出されてもよい。

【0061】

また、上記実施形態のロック機構１６では、搬入・搬出時に基板Ｓが通過する間隙空間ＧＳを水平方向から挟むように１対のアーム１６１ａ，１６１ｂが配置されている。しかしながら、アームの数や配置はこれに限定されない。例えば、１本または３本以上のアームが設けられてもよく、また間隙空間の下方に延びるアームが設けられてもよい。

【0062】

また、上記実施形態のロック機構１６は、アーム１６１ａ，１６１ｂに設けられた切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅと棒状の係止部材１６２とが係合することで蓋部材１３をロックする構造を有している。しかしながら、ロック機構としてはこれに限定されず、機械的な係合により変位が規制されるような各種の構造のものを採用可能である。例えばアーム１６１ａ，１６１ｂに設けられた切り欠き部１６１ｄ，１６１ｅは、上記した実施形態のようにアーム上部に形成されるのではなく、切り欠き部が互いに対向するように形成されてもよい。また、棒状の係止部材１６２を切り欠き部にはめ込むための移動機構は、処理チャンバ１２の側面に配置してもよいし、上面または下面に配置してもよい。また、当該移動機構を処理チャンバ１２の（＋Ｙ）側側面に配置してもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、開口１２１とは反対側の処理チャンバ１２の側面に係止部材１６２が当接することでアーム部材１６１の変位が規制されるが、係止部材は処理チャンバとは別体の支持機構によって支持される構成であってもよい。また、上記実施形態および変形例では係止部材が進退移動することでアーム部材と係止するが、例えば回動または回転によりアーム部材との係合状態とその解除状態とを切り替えるような構成であってもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、固定された処理チャンバ１２に対して蓋部材１３およびアーム部材１６１が一体的に進退移動するが、蓋部材が固定され処理チャンバが移動することによっても両者の相対移動は実現可能である。ただし、一般的には蓋部材に比して処理チャンバは大きく重量があり、また各種の配管が接続される等の点から、処理チャンバを固定し蓋部材を移動させることが現実的であると考えられる。

【0065】

また、上記実施形態は基板を超臨界流体により処理する基板処理システムであるが、これに限定されず、基板に対し高圧の処理容器内で行う各種の処理にも本発明を適用することが可能である。

【0066】

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る基板処理装置において、例えばアーム部は、開口よりも水平方向における外側に延設されてもよい。このような構成によれば、摺擦によって生じた微粉がアーム部から落下したとしても、間隙空間に入り込むことは回避される。

【0067】

また例えば、間隙空間を挟む１対のアーム部が設けられ、係止部は１対のアーム部のそれぞれに係合する構造であってもよい。例えば、単一の係止部材が１対のアーム部に係合する構造とすることができる。このような構成によれば、内部空間の内圧により蓋部が押し出されるのを確実に防止し、またアーム部に捩れの力が作用するのを防止することができる。

【0068】

また例えば、アーム部は蓋部に取り付けられ、移動部は蓋部とアーム部とを一体的に移動させる構成であってもよい。このような構成によれば、アーム部を係止することで、蓋部についても確実に係止することができる。

【0069】

また例えば、開口は処理容器本体の側面に設けられており、処理容器本体に対する蓋部の相対移動方向は水平方向であり、基板は水平姿勢で内部空間に搬入されてもよい。また例えば、基板を水平姿勢に保持する基板保持部を有し、基板保持部は蓋部に取り付けられて、基板とともに内部空間に収容される構成であってもよい。このような構成によれば、基板が水平姿勢に支持されることで、例えば上面に液膜が形成された基板を受け入れて処理することができる。

【0070】

この場合、蓋部が離間位置にあるとき、基板保持部は間隙空間に位置するように構成されてもよい。このような構成によれば、間隙空間にある基板保持部に対し基板を載置し、あるいは基板保持部から基板を取り出すことができる。

【0071】

また例えば、本発明に係る基板処理装置は、内部空間に超臨界状態の処理流体を供給する流体供給部を備えてもよい。本発明のロック機構は内部空間が高圧となる場合にも好適なものであり、例えば超臨界状態の処理流体を用いた基板処理にも適用することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0072】

この発明は、高圧下で基板を処理する基板処理装置全般に適用することができる。特に、半導体基板等の基板を超臨界流体によって乾燥させる基板乾燥処理に好適に適用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 基板処理システム
１０ 処理ユニット（基板処理装置）
１２ 処理チャンバ（処理容器本体）
１３ 蓋部材（蓋部）
１４ 支持部（移動部）
１５ 支持トレイ（基板保持部）
１６ ロック機構
３０ 移載ユニット（搬送装置）
４０ ファンフィルタユニット（送気装置）
５３ 進退機構（移動部）
５７ 流体供給部
１２１ 開口
１６１ アーム部材（アーム部）
１６１ａ，１６１ｂ アーム
１６２ 係止部材（係止部）
ＧＳ 間隙空間
Ｓ 基板
ＳＰ 処理空間（内部空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】