JP2018107426A - Substrate processing device and substrate processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing device and a substrate processing method capable of removing a liquid attached to the surface of a substrate while collapse of a pattern formed on the surface of the substrate is prevented.SOLUTION: A substrate processing device 1 according to the present invention includes supply means 21 for supplying a treatment liquid 62 containing a sublimable substance in a molten state to a pattern formation surface of a substrate, solidifying means for solidifying the treatment liquid 62 on the pattern formation surface to form a solidified body 63, and sublimation means for sublimating the solidified body 63 and removing the solidified body 63 from the pattern formation surface, and the vapor pressure of the treatment liquid 62 at 20°C to 25°C is 5 kPa or more and the surface tension at 20°C to 25°C is 25 mN/m or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体基板、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等の各種基板(以下、単に「基板」と記載する)に付着した液体を基板から除去する基板処理装置及び基板処理方法に関する。   The present invention includes a semiconductor substrate, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), a substrate for optical disk, a substrate for magnetic disk, a substrate for magneto-optical disk, etc. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for removing liquid adhering to various substrates (hereinafter simply referred to as “substrate”) from the substrate.

半導体装置や液晶表示装置等の電子部品の製造工程では、液体を使用する様々な湿式処理を基板に対して施した後、湿式処理によって基板に付着した液体を除去するための乾燥処理を基板に対して施す。   In the manufacturing process of electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices, various wet processes using liquid are performed on the substrate, and then the substrate is subjected to a drying process for removing the liquid adhering to the substrate by the wet process. Apply to.

湿式処理としては、基板表面の汚染物質を除去する洗浄処理が挙げられる。例えば、ドライエッチング工程により、凹凸を有する微細なパターンを形成した基板表面には、反応副生成物(エッチング残渣)が存在している。また、エッチング残渣の他に、基板表面には金属不純物や有機汚染物質等が付着している場合があり、これらの物質を除去するために、基板へ洗浄液を供給する等の洗浄処理を行う。   Examples of the wet process include a cleaning process for removing contaminants on the substrate surface. For example, reaction by-products (etching residues) are present on the substrate surface on which a fine pattern having irregularities is formed by a dry etching process. In addition to the etching residue, metal impurities, organic contaminants, and the like may adhere to the substrate surface. In order to remove these substances, a cleaning process such as supplying a cleaning solution to the substrate is performed.

洗浄処理の後には、洗浄液をリンス液により除去するリンス処理と、リンス液を乾燥する乾燥処理が施される。リンス処理としては、洗浄液が付着した基板表面に対して脱イオン水(DIW:Deionized Water)等のリンス液を供給し、基板表面の洗浄液を除去するリンス処理が挙げられる。その後、リンス液を除去することにより基板を乾燥させる乾燥処理を行う。   After the cleaning process, a rinsing process for removing the cleaning liquid with a rinsing liquid and a drying process for drying the rinsing liquid are performed. The rinsing process includes a rinsing process in which a rinsing liquid such as deionized water (DIW) is supplied to the substrate surface to which the cleaning liquid is adhered, and the cleaning liquid on the substrate surface is removed. Then, the drying process which dries a board | substrate by removing a rinse liquid is performed.

近年、基板に形成されるパターンの微細化に伴い、凹凸を有するパターンの凸部に於けるアスペクト比(パターン凸部に於ける高さと幅の比)が大きくなってきている。このため、乾燥処理の際、パターンの凹部に入り込んだ洗浄液やリンス液等の液体と、液体に接する気体との境界面に作用する表面張力が、パターン中の隣接する凸部同士を引き寄せて倒壊させる、いわゆるパターン倒壊の問題がある。   In recent years, with the miniaturization of a pattern formed on a substrate, the aspect ratio (ratio of height to width in a pattern convex portion) at a convex portion of a pattern having irregularities is increasing. For this reason, during the drying process, the surface tension acting on the boundary surface between the liquid such as cleaning liquid or rinse liquid that has entered the concave portion of the pattern and the gas in contact with the liquid attracts the adjacent convex portions in the pattern and collapses. There is a problem of so-called pattern collapse.

この様な表面張力に起困するパターンの倒壊の防止を目的とした乾燥技術として、例えば、下記特許文献1には、構造体(パターン)が形成された基板に溶液を接触させ、当該溶液を固体に変化させてパターンの支持体(凝固体)とし、当該支持体を固相から気相に、液相を経ることなく変化させて除去する方法が開示されている。また、特許文献1には、支持材として、メタクリル系樹脂材料、スチレン系樹脂材料及びフッ化炭素系材料の少なくとも何れかの昇華性物質を用いることが開示されている。   As a drying technique for the purpose of preventing the collapse of a pattern that is troubled by such surface tension, for example, in Patent Document 1 below, a solution is brought into contact with a substrate on which a structure (pattern) is formed. There is disclosed a method of changing to a solid to form a pattern support (solidified body) and removing the support from a solid phase to a gas phase without passing through a liquid phase. Patent Document 1 discloses that a sublimable substance of at least one of a methacrylic resin material, a styrene resin material, and a fluorocarbon material is used as a support material.

また、特許文献2及び特許文献3には、基板上に昇華性物質の溶液を供給し、溶液中の溶媒を乾燥させて基板上を昇華性物質の凝固体で満たし、凝固体を昇華させる乾燥技術が開示されている。これらの特許文献によれば、凝固体と、凝固体に接する気体との境界面には表面張力が作用しないため、表面張力に起因するパターンの倒壊を抑制することができるとされている。   In Patent Document 2 and Patent Document 3, a sublimable substance solution is supplied onto a substrate, a solvent in the solution is dried, the substrate is filled with a solidified substance of the sublimable substance, and the solidified body is sublimated. Technology is disclosed. According to these patent documents, since the surface tension does not act on the boundary surface between the solidified body and the gas in contact with the solidified body, the collapse of the pattern due to the surface tension can be suppressed.

また、特許文献4には、液体が付着した基板にt−ブタノール(昇華性物質)の融液を供給し、基板上でt−ブタノールを凝固させて凝固体を形成した後、凝固体を昇華させて除去する乾燥技術が開示されている。   In Patent Document 4, a melt of t-butanol (sublimation substance) is supplied to a substrate to which a liquid is adhered, and after solidifying t-butanol on the substrate to form a solidified body, the solidified body is sublimated. A drying technique that removes them is disclosed.

特開2013−16699号公報JP 2013-16699 A 特開2012−243869号公報JP 2012-243869 A 特開2013−258272号公報JP 2013-258272 A 特開2015−142069号公報JP, 2015-142069, A

しかし、特許文献1〜4に開示の乾燥技術でも、例えば、微細かつアスペクト比の高い(即ち、凸パターンの幅に対して、凸パターンの高さがより高い)パターンを有する基板に対して、十分なパターンの倒壊を十分に防止できないという課題がある。パターン倒壊の発生原因は様々であるが、その一つとして、昇華性物質からなる凝固体とパターン表面の間に作用する力が挙げられる。パターン表面と凝固体の界面においては、パターンを構成する分子と凝固体を構成する昇華性物質の間でイオン結合や水素結合、ファンデルワールスなどの力が作用している。   However, even with the drying techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4, for example, for a substrate having a pattern that is fine and has a high aspect ratio (that is, the height of the convex pattern is higher than the width of the convex pattern), There is a problem that collapse of a sufficient pattern cannot be sufficiently prevented. There are various causes for the occurrence of pattern collapse. One of them is a force acting between a solidified body made of a sublimable substance and the pattern surface. At the interface between the pattern surface and the solidified body, forces such as ionic bonds, hydrogen bonds, and van der Waals act between the molecules constituting the pattern and the sublimation substances constituting the solidified body.

そのため、凝固体が液体状態を経ることなく気体に状態変化をしても、昇華が不均一に進行する場合にはパターンに応力が加わり、パターンの倒壊が発生する。また、凝固体とパターン表面の間に働く力は、凝固体を構成する昇華性物質の物性に大きく依存するものである。そのため、微細なパターン面に対する昇華乾燥においてパターン倒壊をなくすためには、昇華乾燥により適した昇華性物質を選定する必要がある。   Therefore, even if the solidified body changes to a gas state without passing through a liquid state, if sublimation proceeds non-uniformly, stress is applied to the pattern, and the pattern collapses. In addition, the force acting between the solidified body and the pattern surface greatly depends on the physical properties of the sublimable substance constituting the solidified body. Therefore, in order to eliminate pattern collapse in sublimation drying on a fine pattern surface, it is necessary to select a sublimable material more suitable for sublimation drying.

本発明は、前記課題を鑑みなされたものであり、基板の表面に形成されたパターンの倒壊を防止しつつ、基板の表面に付着した液体を除去することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of removing a liquid adhering to a surface of a substrate while preventing a pattern formed on the surface of the substrate from collapsing. The purpose is to provide.

本発明に係る基板処理装置は、前記の課題を解決する為に、基板のパターン形成面に、融解状態の昇華性物質を含む処理液を供給する供給手段と、前記処理液を、前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固手段と、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華手段と、を備え、前記昇華性物質の20℃〜25℃における蒸気圧が5kPa以上であり、20℃〜25℃における表面張力が25mN/m以下であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a substrate processing apparatus according to the present invention includes a supply means for supplying a processing liquid containing a sublimable substance in a molten state to a pattern forming surface of a substrate, A vapor pressure at 20 ° C. to 25 ° C. of the sublimable substance, comprising: a solidification unit that solidifies on a surface to form a solidified body; and a sublimation unit that sublimates the solidified body and removes the solidified body from the pattern forming surface. Is 5 kPa or more, and the surface tension at 20 ° C. to 25 ° C. is 25 mN / m or less.

前記の構成によれば、例えば、基板のパターン形成面上に液体が存在する場合に、凍結乾燥(又は昇華乾燥)の原理により、パターンの倒壊を防止しつつ当該液体の除去を可能にする。具体的には、前記供給手段が、基板のパターン形成面に処理液を供給することで、前記液体を処理液に置換する。次に、凝固手段が、処理液を凝固させ凝固体を形成する。ここで、昇華性物質として、蒸気圧が5kPa以上、表面張力が25mN/m以下のもの(何れも20℃〜25℃の温度範囲での値)を用いることにより、凝固体において昇華性物質が昇華する際に、昇華の進行の程度が不均一になるのを低減することができる。これにより、昇華が不均一に進行する場合と比べ、基板のパターンに加わる応力を低減することができる。その結果、例えば、t−ブタノール等の従来の昇華性物質を用いた基板処理装置と比べ、微細なアスペクト比を有するパターン面を有する基板においても、パターンの倒壊の発生を低減することができる。   According to the above configuration, for example, when a liquid is present on the pattern forming surface of the substrate, the liquid can be removed while preventing the pattern from collapsing by the principle of freeze drying (or sublimation drying). Specifically, the supply unit supplies the processing liquid to the pattern forming surface of the substrate, thereby replacing the liquid with the processing liquid. Next, the solidification means solidifies the treatment liquid to form a solidified body. Here, by using a sublimable substance having a vapor pressure of 5 kPa or more and a surface tension of 25 mN / m or less (both values in a temperature range of 20 ° C. to 25 ° C.), When sublimating, the degree of progress of sublimation can be reduced. Thereby, compared with the case where sublimation advances nonuniformly, the stress added to the pattern of a board | substrate can be reduced. As a result, for example, the occurrence of pattern collapse can be reduced even in a substrate having a pattern surface having a fine aspect ratio, as compared with a substrate processing apparatus using a conventional sublimable substance such as t-butanol.

ここで、前記「融解状態」とは、昇華性物質が完全に又は一部融解することにより流動性を有し、液状となっている状態を意味する。また、前記「昇華性」とは、単体、化合物若しくは混合物が液体を経ずに固体から気体、又は気体から固体へと相転移する特性を有することを意味し、「昇華性物質」とはそのような昇華性を有する物質を意味する。また、前記「パターン形成面」とは、平面状、曲面状又は凹凸状の何れであるかを問わず、基板に於いて、任意の領域に凹凸パターンが形成されている面を意味する。前記「凝固体」とは、液体状態の処理液が固化したものであって、例えば、基板上に存在していた液体が処理液と混合した状態で、凝固手段により凝固された場合には、当該液体も含み得るものである。   Here, the “melted state” means a state in which the sublimable substance is fluid or liquid by melting completely or partially. The “sublimation” means that a single substance, a compound or a mixture has a property of undergoing a phase transition from a solid to a gas or from a gas to a solid without passing through a liquid. It means a substance having such a sublimation property. Further, the “pattern forming surface” means a surface on which a concavo-convex pattern is formed in an arbitrary region on the substrate regardless of whether it is planar, curved, or concavo-convex. The "solidified body" is a solidified liquid processing solution. For example, when the liquid present on the substrate is mixed with the processing liquid and solidified by the solidifying means, The liquid may also be included.

前記の構成に於いては、前記昇華性物質の20℃〜25℃における表面張力が20mN/m以下であることが好ましい。   In the said structure, it is preferable that the surface tension in 20 to 25 degreeC of the said sublimable substance is 20 mN / m or less.

前記の構成に於いては、前記昇華性物質が1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン又はドデカフルオロシクロヘキサンであることが好ましい。   In the above configuration, the sublimable substance is preferably 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane or dodecafluorocyclohexane.

また前記の構成に於いて、前記供給手段は、前記処理液を大気圧下で、前記基板のパターン形成面に供給するものであり、前記凝固手段は、前記処理液を大気圧下で前記昇華性物質の凝固点以下に冷却するものであることが好ましい。これにより、少なくとも供給手段及び凝固手段に於いては、耐圧性を有する構成にする必要がなくなり、装置コストの低減を図ることができる。   Further, in the above configuration, the supply means supplies the processing liquid to the pattern forming surface of the substrate under atmospheric pressure, and the solidifying means sublimates the processing liquid under atmospheric pressure. It is preferable that it is cooled below the freezing point of the active substance. Thereby, at least the supply means and the coagulation means do not need to have a pressure resistant structure, and the apparatus cost can be reduced.

また前記の構成に於いて、前記昇華性物質は大気圧下で昇華性を有し、前記昇華手段は、前記昇華性物質を大気圧下で昇華させることが好ましい。これにより、昇華性物質として、大気圧下で昇華性を有するものを用いることで、少なくとも昇華手段に於いては、耐圧性を有する構成にする必要がなくなり、装置コストの低減を図ることができる。   In the above structure, the sublimable substance preferably has sublimability under atmospheric pressure, and the sublimation means preferably sublimates the sublimable substance under atmospheric pressure. As a result, by using a sublimable substance that has sublimability under atmospheric pressure, at least in the sublimation means, there is no need to have a pressure resistant structure, and the apparatus cost can be reduced. .

また、前記の構成に於いて、前記凝固手段又は昇華手段の少なくとも何れか一方は、冷媒を、前記昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記基板におけるパターン形成面とは反対側の裏面に向けて供給する冷媒供給手段とすることができる。   Further, in the above configuration, at least one of the solidifying means and the sublimation means directs the refrigerant to the back surface of the substrate opposite to the pattern forming surface at a temperature not higher than the freezing point of the sublimable substance. It can be set as the refrigerant | coolant supply means supplied.

前記の構成によれば、凝固手段においては、基板のパターン形成面とは反対側の裏面に向けて、昇華性物質の凝固点以下の冷媒を供給することにより、当該昇華性物質を冷却して凝固させることが可能になる。また、昇華手段においては、前記冷媒を基板の裏面に向けて供給することにより、凝固体の融解を基板の裏面側から防止しながら凝固体を自然昇華させることができる。更に、凝固手段及び昇華手段の両方について、基板の裏面に冷媒を供給できる様に構成した場合には、部品数の削減が図れ、装置コストの低減が可能になる。   According to the above configuration, in the solidification means, the sublimation substance is cooled and solidified by supplying a refrigerant below the freezing point of the sublimation substance toward the back surface opposite to the pattern forming surface of the substrate. It becomes possible to make it. Further, in the sublimation means, by supplying the coolant toward the back surface of the substrate, the solidified body can be naturally sublimated while preventing the solidified body from melting from the back surface side of the substrate. Furthermore, when both the solidifying means and the sublimation means are configured so that the coolant can be supplied to the back surface of the substrate, the number of parts can be reduced, and the apparatus cost can be reduced.

また前記の構成に於いて、前記凝固手段又は昇華手段の少なくとも何れか一方は、少なくとも前記昇華性物質に対して不活性なガスを、当該昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記パターン形成面に向けて供給する気体供給手段とすることができる。   Further, in the above configuration, at least one of the solidifying means and the sublimation means includes at least a gas inert to the sublimable substance at a temperature below the freezing point of the sublimable substance. It can be set as the gas supply means supplied toward.

前記の構成によれば、気体供給手段が、凝固手段として、昇華性物質の凝固点以下の温度の不活性ガスを、前記パターン形成面に向けて供給するので、当該昇華性物質を冷却して凝固させることが可能になる。また、気体供給手段は、パターン形成面に形成されている凝固体に対しても、不活性ガスを供給することにより、当該凝固体を昇華させることができ、昇華手段として機能させることができる。更に、気体供給手段を、凝固手段及び昇華手段に併用させることもできるので、部品数を削減することができ、装置コストの低減を図ることができる。尚、不活性ガスは昇華性物質に対して不活性であるため、当該昇華性物質は変性することがない。   According to the above configuration, the gas supply means supplies, as the solidification means, an inert gas having a temperature equal to or lower than the freezing point of the sublimable substance toward the pattern formation surface, so that the sublimable substance is cooled and solidified. It becomes possible to make it. The gas supply means can also sublimate the solidified body formed on the pattern formation surface by supplying an inert gas, and can function as a sublimation means. Furthermore, since the gas supply means can be used in combination with the coagulation means and the sublimation means, the number of parts can be reduced and the apparatus cost can be reduced. Note that since the inert gas is inert to the sublimable substance, the sublimable substance is not denatured.

前記の構成に於いて、前記昇華手段は、少なくとも前記昇華性物質に対して不活性なガスを、当該昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記パターン形成面に向けて供給する気体供給手段と、冷媒を、前記昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記基板におけるパターン形成面とは反対側の裏面に向けて供給する冷媒供給手段であってもよい。   In the above configuration, the sublimation means includes a gas supply means for supplying a gas inert to at least the sublimable substance toward the pattern forming surface at a temperature below the freezing point of the sublimation substance. The coolant supply means may supply the coolant toward the back surface of the substrate opposite to the pattern formation surface at a temperature equal to or lower than the freezing point of the sublimable substance.

前記の構成によれば、パターン形成面に形成されている凝固体に対しては、気体供給手段が、昇華性物質の凝固点以下の温度で不活性ガスを供給することにより当該凝固体を昇華させる。また、基板におけるパターン形成面とは反対側の裏面に対しては、冷媒供給手段が、昇華性物質の凝固点以下の温度で冷媒を供給することにより、凝固体の融解を基板の裏面側から防止することができる。   According to said structure, with respect to the solidified body currently formed in the pattern formation surface, a gas supply means sublimates the said solidified body by supplying an inert gas at the temperature below the freezing point of a sublimable substance. . In addition, for the back surface of the substrate opposite to the pattern formation surface, the coolant supply means prevents the solidified body from melting from the back surface side of the substrate by supplying the coolant at a temperature below the freezing point of the sublimable substance. can do.

また、前記の構成に於いて、前記昇華手段は、前記凝固体が形成された前記パターン形成面を、大気圧よりも低い環境下に減圧させる減圧手段であることが好ましい。   In the above configuration, the sublimation means is preferably a decompression means for decompressing the pattern forming surface on which the solidified body is formed in an environment lower than atmospheric pressure.

昇華手段として減圧手段を用いることにより、基板のパターン形成面を大気圧よりも低い環境下にし、凝固体に於ける昇華性物質を昇華させることができる。ここで、凝固体から昇華性物質が昇華して気化する際、当該凝固体は昇華熱として熱が奪われる。そのため、凝固体は冷却される。従って、昇華性物質の融点よりも僅かに高い温度環境下であっても、凝固体を別途冷却させることなく、昇華性物質の融点よりも低温状態に維持することができる。その結果、凝固体に於ける昇華性物質の融解を防止しつつ、凝固体の昇華を行うことができる。また、別途の冷却機構を設ける必要がないため、装置コストや処理コストを低減することができる。   By using the decompression means as the sublimation means, the pattern forming surface of the substrate can be placed in an environment lower than atmospheric pressure, and the sublimable substance in the solidified body can be sublimated. Here, when the sublimable substance sublimates from the solidified body and vaporizes, the solidified body is deprived of heat as sublimation heat. Therefore, the solidified body is cooled. Therefore, even under a temperature environment slightly higher than the melting point of the sublimable substance, the solidified body can be maintained at a lower temperature than the melting point of the sublimable substance without separately cooling. As a result, the solidified body can be sublimated while preventing the melting of the sublimable substance in the solidified body. In addition, since it is not necessary to provide a separate cooling mechanism, apparatus cost and processing cost can be reduced.

また、前記の構成に於いて、前記凝固手段は、前記処理液が供給された前記パターン形成面を、大気圧よりも低い環境下に減圧させる減圧手段であることが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the coagulating unit is a depressurizing unit that depressurizes the pattern forming surface supplied with the processing liquid in an environment lower than atmospheric pressure.

前記の構成によれば、凝固手段として減圧手段を用いることにより、基板のパターン形成面を大気圧よりも低い環境下にして処理液を蒸発させることで、その気化熱により処理液を冷却して、凝固体を形成することができる。また、別途の冷却機構を設ける必要がないため、装置コストや処理コストを低減することができる。   According to the above configuration, by using the pressure reducing means as the solidifying means, the processing liquid is evaporated under the environment where the pattern forming surface of the substrate is lower than the atmospheric pressure, and the processing liquid is cooled by the heat of vaporization. A solidified body can be formed. In addition, since it is not necessary to provide a separate cooling mechanism, apparatus cost and processing cost can be reduced.

また、前記の構成に於いては、前記昇華手段として前記減圧手段を用いることが好ましい。この構成によれば、凝固手段として用いる減圧手段を昇華手段としても用いるため、部品数を削減することができ、装置コストの低減を図ることができる。   Moreover, in the said structure, it is preferable to use the said pressure reduction means as said sublimation means. According to this configuration, since the decompression means used as the coagulation means is also used as the sublimation means, the number of parts can be reduced, and the device cost can be reduced.

また、前記の構成に於いて、前記供給手段は、前記処理液の温度を前記昇華性物質の融点以上、かつ、沸点より低い温度に調整する処理液温度調整部を有することが好ましい。前記の構成によれば、前記供給手段が更に処理液温度調整部を備えることにより、処理液の温度を昇華性物質の融点以上、かつ、沸点より低い温度に調整することができる。処理液の温度を昇華性物質の融点以上にすることで、基板上に形成されたパターンの倒壊を一層防止しつつ、基板上の液体の乾燥処理を良好に行うことができる。   In the above configuration, it is preferable that the supply unit includes a processing liquid temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the processing liquid to a temperature equal to or higher than the melting point of the sublimable substance and lower than the boiling point. According to said structure, the said supply means can further be equipped with a process liquid temperature adjustment part, and can adjust the temperature of a process liquid to the temperature more than melting | fusing point of a sublimable substance and lower than a boiling point. By setting the temperature of the treatment liquid to be equal to or higher than the melting point of the sublimable substance, the liquid on the substrate can be favorably dried while further preventing the pattern formed on the substrate from collapsing.

本発明の基板処理方法は、前記の課題を解決する為に、基板のパターン形成面に、融解状態の昇華性物質を含む処理液を供給する供給方法と、前記処理液を、前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固方法と、前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華方法とを含み、前記昇華性物質の20℃〜25℃における蒸気圧が5kPa以上であり、20℃〜25℃における表面張力が25mN/m以下であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the substrate processing method of the present invention provides a supply method for supplying a processing liquid containing a sublimable substance in a molten state to the pattern forming surface of the substrate, and the processing liquid is supplied to the pattern forming surface. A vapor pressure of 5 kPa at 20 ° C. to 25 ° C. of the sublimable substance, including a solidification method in which the solidified body is solidified to form a solidified body and a sublimation method in which the solidified body is sublimated and removed from the pattern forming surface. The surface tension at 20 ° C. to 25 ° C. is 25 mN / m or less.

前記の構成によれば、例えば、基板のパターン形成面上に液体が存在する場合に、凍結乾燥(又は昇華乾燥)の原理により、パターンの倒壊を防止しつつ当該液体の除去を可能にする。具体的には、前記供給工程において、基板のパターン形成面に処理液を供給することで、前記液体を処理液に置換する。次に、凝固工程において、処理液を凝固させ凝固体を形成する。ここで、昇華性物質として、蒸気圧が5kPa以上、表面張力が25mN/m以下のもの(何れも20℃〜25℃の温度範囲での値)を用いることにより、昇華工程において、凝固体中の昇華性物質が昇華する際に、昇華の進行の程度を均一化することができる。これにより、昇華が不均一に進行する場合と比べ、基板のパターンに加わる応力を低減することができる。その結果、例えば、t−ブタノール等の従来の昇華性物質を用いた基板処理方法と比べ、微細なアスペクト比を有するパターン面を有する基板においても、パターンの倒壊の発生を一層低減することができる。   According to the above configuration, for example, when a liquid is present on the pattern forming surface of the substrate, the liquid can be removed while preventing the pattern from collapsing by the principle of freeze drying (or sublimation drying). Specifically, in the supplying step, the liquid is replaced with the processing liquid by supplying the processing liquid to the pattern forming surface of the substrate. Next, in the solidification step, the treatment liquid is solidified to form a solidified body. Here, by using a sublimable substance having a vapor pressure of 5 kPa or more and a surface tension of 25 mN / m or less (both values in a temperature range of 20 ° C. to 25 ° C.), in the sublimation process, When the sublimable substance is sublimated, the degree of progress of sublimation can be made uniform. Thereby, compared with the case where sublimation advances nonuniformly, the stress added to the pattern of a board | substrate can be reduced. As a result, for example, the occurrence of pattern collapse can be further reduced even in a substrate having a pattern surface having a fine aspect ratio, as compared with a substrate processing method using a conventional sublimable substance such as t-butanol. .

前記の構成に於いては、前記昇華性物質の20℃〜25℃における表面張力が20mN/m以下であることが好ましい。   In the said structure, it is preferable that the surface tension in 20 to 25 degreeC of the said sublimable substance is 20 mN / m or less.

前記の構成に於いては、前記昇華性物質が1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン又はドデカフルオロシクロヘキサンであることが好ましい。   In the above configuration, the sublimable substance is preferably 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane or dodecafluorocyclohexane.

本発明は、前記に説明した手段により、以下に述べるような効果を奏する。
即ち、本発明は、例えば、基板のパターン形成面上に液体が存在する場合に、当該液体を、昇華性物質を含む処理液に置き換えた後、当該処理液を凝固させて凝固体を形成させた上で、当該凝固体における昇華性物質を昇華させ、基板上の液体の乾燥処理を行うものである。ここで、本発明においては、昇華性物質として、蒸気圧(20℃〜25℃)が5kPa以上、表面張力(20℃〜25℃)が25mN/m以下のものを用いることにより、当該昇華性物質の昇華の際に、昇華の進行の程度が均一になる様にすることができる。これにより、本発明においては、昇華の不均一な進行に起因して、応力がパターンに加わるのを低減することができる。その結果、本発明は、例えば、t−ブタノール等の従来の昇華性物質を用いた基板処理装置及び基板処理方法と比較して、パターンの倒壊を一層低減することができ、基板上の液体の乾燥処理に極めて適している。
The present invention has the following effects by the means described above.
That is, according to the present invention, for example, when a liquid is present on the pattern formation surface of the substrate, the liquid is replaced with a treatment liquid containing a sublimation substance, and then the treatment liquid is solidified to form a solidified body. After that, the sublimable substance in the solidified body is sublimated, and the liquid on the substrate is dried. Here, in the present invention, as a sublimable substance, a substance having a vapor pressure (20 ° C. to 25 ° C.) of 5 kPa or more and a surface tension (20 ° C. to 25 ° C.) of 25 mN / m or less is used. During the sublimation of the substance, the progress of sublimation can be made uniform. Thereby, in this invention, it can reduce that stress is added to a pattern resulting from the non-uniform progression of sublimation. As a result, the present invention can further reduce pattern collapse as compared with a substrate processing apparatus and a substrate processing method using a conventional sublimable substance such as t-butanol. Very suitable for drying process.

本発明の第1実施形態に係る基板処理装置の概略を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the outline of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前記基板処理装置を表す概略平面図である。It is a schematic plan view showing the said substrate processing apparatus. 図3(a)は前記基板処理装置に於ける乾燥補助液貯留部の概略構成を示すブロック図であり、同図(b)は当該乾燥補助液貯留部の具体的構成を示す説明図である。FIG. 3A is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drying auxiliary liquid storage unit in the substrate processing apparatus, and FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating a specific configuration of the drying auxiliary liquid storage unit. . 前記基板処理装置に於ける気体タンクの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the gas tank in the said substrate processing apparatus. 前記基板処理装置に於ける冷媒貯留部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the refrigerant | coolant storage part in the said substrate processing apparatus. 前記基板処理装置に於ける制御ユニットの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the control unit in the said substrate processing apparatus. 前記基板処理装置を用いた基板処理方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the substrate processing method using the said substrate processing apparatus. 前記基板処理方法の各工程に於ける基板の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the board | substrate in each process of the said substrate processing method. 本発明の第2実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the substrate processing method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the substrate processing method which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施例及び比較例で使用した未処理のシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the untreated silicon substrate used by the Example and comparative example of this invention. 本発明の実施例1に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the silicon substrate which performed the substrate processing based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the silicon substrate which performed the board | substrate process which concerns on Example 2 of this invention. 比較例1に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。6 is an SEM image showing a pattern formation surface of a silicon substrate subjected to substrate processing according to Comparative Example 1; 比較例2に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the silicon substrate which performed the substrate processing which concerns on the comparative example 2. FIG. 比較例3に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the silicon substrate which performed the substrate processing concerning the comparative example 3. 比較例4に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。It is a SEM image showing the pattern formation surface of the silicon substrate which performed the substrate processing which concerns on the comparative example 4. FIG. 比較例5に係る基板処理を施したシリコン基板のパターン形成面を表すSEM画像である。10 is an SEM image showing a pattern formation surface of a silicon substrate subjected to substrate processing according to Comparative Example 5.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、以下に説明する。
図1は、本実施形態に係る基板処理装置1の概略を表す説明図である。図2は、基板処理装置1の内部構成を表す概略平面図である。尚、各図に於いては、図示したものの方向関係を明確にするために、適宜XYZ直交座標軸を表示する。図1及び図2に於いて、XY平面は水平面を表し、十Z方向は鉛直上向きを表す。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a substrate processing apparatus 1 according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal configuration of the substrate processing apparatus 1. In each figure, XYZ orthogonal coordinate axes are appropriately displayed in order to clarify the directional relationship between the illustrated ones. 1 and 2, the XY plane represents a horizontal plane, and the tens Z direction represents a vertically upward direction.

基板処理装置1は、例えば、各種の基板の処理に用いることができる。前記「基板」とは、半導体基板、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等の各種基板をいう。本実施形態では、基板処理装置1を半導体基板(以下、「基板W」という。)の処理に用いる場合を例にして説明する。   The substrate processing apparatus 1 can be used, for example, for processing various substrates. The “substrate” means a semiconductor substrate, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for FED (Field Emission Display), an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, and a magneto-optical disk. It refers to various substrates such as substrates. In the present embodiment, a case where the substrate processing apparatus 1 is used for processing a semiconductor substrate (hereinafter referred to as “substrate W”) will be described as an example.

また、基板Wとしては、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と記載する)が形成されているものを例にしている。ここで、パターンが形成されているパターン形成面(主面)を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。尚、以下に於いては上面を表面として説明する。   Further, as an example of the substrate W, a circuit pattern or the like (hereinafter referred to as “pattern”) is formed only on one main surface. Here, the pattern forming surface (main surface) on which the pattern is formed is referred to as “front surface”, and the main surface on which the pattern on the opposite side is not formed is referred to as “back surface”. Further, the surface of the substrate directed downward is referred to as “lower surface”, and the surface of the substrate directed upward is referred to as “upper surface”. In the following description, the upper surface is the surface.

また、前記パターンの形状としては特に限定されず、例えば、ライン状又はシリンダ状のものが挙げられる。また、パターンの大きさとしては特に限定されず、適宜任意に設定することができる。更に、パターンの材質としては特に限定されず、金属や絶縁材料等が挙げられる。   Moreover, it does not specifically limit as a shape of the said pattern, For example, a line shape or a cylindrical shape is mentioned. Moreover, it does not specifically limit as a magnitude | size of a pattern, It can set arbitrarily arbitrarily. Furthermore, the material of the pattern is not particularly limited, and examples thereof include metals and insulating materials.

基板処理装置1は、基板Wに付着しているパーティクル等の汚染物質を除去するための洗浄処理(リンス処理を含む。)、及び洗浄処理後の乾燥処理に用いられる枚葉式の基板処理装置である。尚、図1及び図2には、乾燥処理に用いる部位のみが示され、洗浄処理に用いる洗浄用のノズル等が図示されていないが、基板処理装置1は当該ノズル等を備えていてもよい。   The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type substrate processing apparatus used for a cleaning process (including a rinsing process) for removing contaminants such as particles adhering to the substrate W, and a drying process after the cleaning process. It is. 1 and 2 show only a portion used for the drying process, and a cleaning nozzle or the like used for the cleaning process is not shown, but the substrate processing apparatus 1 may include the nozzle or the like. .

<1−1 基板処理装置の構成>
先ず、基板処理装置1の構成について、図1及び図2に基づき説明する。
基板処理装置1は、基板Wを収容する容器であるチャンバ11と、基板Wを保持する基板保持手段51と、基板処理装置1の各部を制御する制御ユニット13と、基板保持手段51に保持される基板Wへ乾燥補助液としての処理液を供給する処理液供給手段(供給手段)21と、基板保持手段51に保持される基板WへIPA(イソプロピルアルコール)を供給するIPA供給手段31と、基板保持手段51に保持される基板Wヘ気体を供給する気体供給手段41(凝固手段、昇華手段)と、基板保持手段51に保持される基板Wへ供給され、基板Wの周録部外側へ排出されるIPAや乾燥補助液等を捕集する飛散防止カップ12と、基板処理装置1の各部の後述するアームをそれぞれ独立に旋回駆動させる旋回駆動部14と、チャンバ11の内部を減圧する減圧手段71と、基板Wの裏面Wbに冷媒を供給する冷媒供給手段(凝固手段、昇華手段)81とを少なくとも備える。また、基板処理装置1は基板搬入出手段、チャックピン開閉機構及び湿式洗浄手段を備える(何れも図示しない)。基板処理装置1の各部について、以下に説明する。
<1-1 Configuration of Substrate Processing Apparatus>
First, the configuration of the substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The substrate processing apparatus 1 is held by a chamber 11 that is a container for containing a substrate W, a substrate holding unit 51 that holds the substrate W, a control unit 13 that controls each part of the substrate processing apparatus 1, and a substrate holding unit 51. A processing liquid supply means (supply means) 21 for supplying a processing liquid as a drying auxiliary liquid to the substrate W, and an IPA supply means 31 for supplying IPA (isopropyl alcohol) to the substrate W held by the substrate holding means 51; The gas is supplied to the gas supply means 41 (coagulation means, sublimation means) for supplying gas to the substrate W held by the substrate holding means 51 and the substrate W held by the substrate holding means 51 and discharged to the outside of the recording part of the substrate W. The anti-scattering cup 12 that collects the IPA, the drying auxiliary liquid, and the like, the turning drive unit 14 that individually turns the later-described arms of each part of the substrate processing apparatus 1, and the chamber 11 Comprising at least a pressure reducing means 71 for reducing the internal pressure, coolant supply means (coagulation means, sublimation means) for supplying coolant to the back surface Wb of the substrate W and 81. Further, the substrate processing apparatus 1 includes a substrate carry-in / out means, a chuck pin opening / closing mechanism, and a wet cleaning means (all not shown). Each part of the substrate processing apparatus 1 will be described below.

基板保持手段51は、回転駆動部52と、スピンベース53と、チャックピン54とを備える。スピンベース53は、基板Wよりも若干大きな平面サイズを有している。スピンベース53の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持する複数個のチャックピン54が立設されている。チャックピン54の設置数は特に限定されないが、円形状の基板Wを確実に保持するために、少なくとも3個以上設けることが好ましい。本実施形態では、スピンベース53の周縁部に沿って等間隔に3個配置する(図2参照)。それぞれのチャックピン54は、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持ピンと、基板支持ピンに支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持ピンとを備えている。   The substrate holding means 51 includes a rotation driving unit 52, a spin base 53, and a chuck pin 54. The spin base 53 has a slightly larger planar size than the substrate W. Near the periphery of the spin base 53, a plurality of chuck pins 54 that hold the periphery of the substrate W are provided upright. The number of chuck pins 54 is not particularly limited, but it is preferable that at least three chuck pins 54 are provided in order to securely hold the circular substrate W. In the present embodiment, three are arranged at equal intervals along the peripheral edge of the spin base 53 (see FIG. 2). Each chuck pin 54 includes a substrate support pin that supports the peripheral portion of the substrate W from below, and a substrate holding pin that holds the substrate W by pressing the outer peripheral end surface of the substrate W supported by the substrate support pin.

それぞれのチャックピン54は、基板保持ピンが基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持ピンが基板Wの外周端面から離れる解放状態との間で切り替え可能となっており、装置全体を制御する制御ユニット13からの動作指令に応じて状態切替が実行される。   Each chuck pin 54 can be switched between a pressing state in which the substrate holding pin presses the outer peripheral end surface of the substrate W and a released state in which the substrate holding pin is separated from the outer peripheral end surface of the substrate W. State switching is executed in accordance with an operation command from the control unit 13 to be controlled.

より詳しくは、スピンベース53に対して基板Wを搬入出する際は、それぞれのチャックピン54を解放状態とし、基板Wに対して後述する洗浄処理から昇華処理までの基板処理を行う際には、それぞれのチャックピン54を押圧状態とする。チャックピン54を押圧状態とすると、チャックピン54は基板Wの周縁部を把持して、基板Wがスピンベース53から所定間隔を隔てて水平姿勢(XY面)に保持される。これにより、基板Wは、その表面Wfを上方に向けた状態で水平に保持される。   More specifically, when the substrate W is carried into and out of the spin base 53, each chuck pin 54 is released, and when the substrate W is subjected to substrate processing from cleaning processing to sublimation processing described later. Each chuck pin 54 is in a pressed state. When the chuck pin 54 is in a pressed state, the chuck pin 54 grips the peripheral edge of the substrate W, and the substrate W is held in a horizontal posture (XY plane) at a predetermined interval from the spin base 53. As a result, the substrate W is held horizontally with its surface Wf facing upward.

この様に本実施形態では、スピンベース53とチャックピン54とで基板Wを保持しているが、基板保持方式はこれに限定されるものではない。例えば、基板Wの裏面Wbをスピンチャック等の吸着方式により保持するようにしてもよい。   As described above, in this embodiment, the substrate W is held by the spin base 53 and the chuck pins 54, but the substrate holding method is not limited to this. For example, the back surface Wb of the substrate W may be held by a suction method such as a spin chuck.

スピンベース53は、回転駆動部52に連結される。回転駆動部52は、制御ユニット13の動作指令によりZ方向に沿った軸Alまわりに回転する。回転駆動部52は、公知のベルト、モータ及び回転軸により構成される。回転駆動部52が軸Alまわりに回転すると、これに伴いスピンベース53の上方でチャックピン54により保持される基板Wは、スピンベース53とともに軸Alまわりに回転する。   The spin base 53 is connected to the rotation drive unit 52. The rotation driving unit 52 rotates around the axis Al along the Z direction according to the operation command of the control unit 13. The rotation drive unit 52 includes a known belt, a motor, and a rotation shaft. When the rotation driving unit 52 rotates around the axis Al, the substrate W held by the chuck pins 54 above the spin base 53 rotates around the axis Al together with the spin base 53.

次に、処理液供給手段(供給手段)21について説明する。
処理液供給手段21は、基板Wのパターン形成面に乾燥補助液を供給するユニットであり、図1に示すように、ノズル22と、アーム23と、旋回軸24と、配管25と、バルブ26と、処理液貯留部27とを少なくとも備える。
Next, the processing liquid supply means (supply means) 21 will be described.
The processing liquid supply means 21 is a unit that supplies the drying auxiliary liquid to the pattern forming surface of the substrate W. As shown in FIG. 1, the nozzle 22, the arm 23, the turning shaft 24, the pipe 25, and the valve 26 are provided. And at least a treatment liquid reservoir 27.

処理液貯留部27は、図3(a)及び図3(b)に示すように、処理液貯留タンク271と、処理液貯留タンク271内の乾燥補助液を撹拌する撹拌部277と、処理液貯留タンク271を加圧して乾燥補助液を送出する加圧部274と、処理液貯留タンク271内の乾燥補助液を加熱する温度調整部272とを少なくとも備える。尚、図3(a)は処理液貯留部27の概略構成を示すブロック図であり、同図(b)は当該処理液貯留部27の具体的構成を示す説明図である。   As illustrated in FIGS. 3A and 3B, the processing liquid storage unit 27 includes a processing liquid storage tank 271, a stirring unit 277 that stirs the drying auxiliary liquid in the processing liquid storage tank 271, and a processing liquid. A pressurization unit 274 that pressurizes the storage tank 271 to send out the dry auxiliary liquid and a temperature adjustment unit 272 that heats the dry auxiliary liquid in the treatment liquid storage tank 271 are provided. FIG. 3A is a block diagram illustrating a schematic configuration of the processing liquid storage unit 27, and FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating a specific configuration of the processing liquid storage unit 27.

撹拌部277は、処理液貯留タンク271内の乾燥補助液を撹拌する回転部279と、回転部279の回転を制御する撹拌制御部278を備える。撹拌制御部278は制御ユニット13と電気的に接続している。回転部279は、回転軸の先端(図4に於ける回転部279の下端)にプロペラ状の攪拌翼を備えており、制御ユニット13が撹拌制御部278へ動作指令を行い、回転部279が回転することで、攪拌翼が乾燥補助液を撹拌し、乾燥補助液中の乾燥補助物質等の濃度及び温度を均一化する。   The stirring unit 277 includes a rotating unit 279 that stirs the drying auxiliary liquid in the processing liquid storage tank 271 and a stirring control unit 278 that controls the rotation of the rotating unit 279. The stirring control unit 278 is electrically connected to the control unit 13. The rotating unit 279 is provided with a propeller-like stirring blade at the tip of the rotating shaft (the lower end of the rotating unit 279 in FIG. 4). The control unit 13 issues an operation command to the stirring control unit 278, and the rotating unit 279 By rotating, the stirring blade stirs the drying auxiliary liquid and makes the concentration and temperature of the drying auxiliary substance and the like in the drying auxiliary liquid uniform.

また、処理液貯留タンク271内の乾燥補助液の濃度及び温度を均一にする方法としては、前述した方法に限られず、別途循環用のポンプを設けて乾燥補助液を循環する方法等、公知の方法を用いることができる。   Further, the method for making the concentration and temperature of the drying auxiliary liquid in the processing liquid storage tank 271 uniform is not limited to the above-described method, and a known method such as a method of separately circulating a drying auxiliary liquid by providing a circulation pump. The method can be used.

加圧部274は、処理液貯留タンク271内を加圧する気体の供給源である窒素ガスタンク275、窒素ガスを加圧するポンプ276及び配管273により構成される。窒素ガスタンク275は配管273により処理液貯留タンク271と管路接続されており、また配管273にはポンプ276が介挿されている。   The pressurizing unit 274 includes a nitrogen gas tank 275 that is a gas supply source that pressurizes the inside of the processing liquid storage tank 271, a pump 276 that pressurizes the nitrogen gas, and a pipe 273. The nitrogen gas tank 275 is connected to the processing liquid storage tank 271 through a pipe 273, and a pump 276 is inserted in the pipe 273.

温度調整部272は制御ユニット13と電気的に接続しており、制御ユニット13の動作指令により処理液貯留タンク271に貯留されている乾燥補助液を加熱して温度調整を行うものである。温度調整は、乾燥補助液の液温が、当該乾燥補助液に含まれる乾燥補助物質(昇華性物質。詳細については後述する。)の融点以上となるように行われればよい。これにより、乾燥補助物質の融解状態を維持することができる。尚、温度調整の上限としては、沸点よりも低い温度であることが好ましい。また、温度調整部272としては特に限定されず、例えば、抵抗加熱ヒータや、ペルチェ素子、温度調整した水を通した配管等、公知の温度調整機構を用いることができる。尚、本実施形態に於いて、温度調整部272は任意の構成である。例えば、基板処理装置1の設置環境が昇華性物質の融点よりも高温の環境にある場合には、当該昇華性物質の融解状態を維持することができるので、乾燥補助液の加熱は不要となる。その結果、温度調整部272を省略することができる。   The temperature adjusting unit 272 is electrically connected to the control unit 13, and adjusts the temperature by heating the drying auxiliary liquid stored in the processing liquid storage tank 271 according to an operation command of the control unit 13. The temperature adjustment may be performed so that the temperature of the drying auxiliary liquid becomes equal to or higher than the melting point of the drying auxiliary substance (sublimation substance, details will be described later) contained in the drying auxiliary liquid. Thereby, the melting state of the drying auxiliary substance can be maintained. In addition, as an upper limit of temperature control, it is preferable that it is temperature lower than a boiling point. Moreover, it does not specifically limit as the temperature adjustment part 272, For example, a well-known temperature adjustment mechanism, such as a resistance heater, a Peltier device, piping through which the temperature adjusted water was passed, can be used. In the present embodiment, the temperature adjustment unit 272 has an arbitrary configuration. For example, when the installation environment of the substrate processing apparatus 1 is in an environment higher than the melting point of the sublimable substance, the melting state of the sublimable substance can be maintained, and thus heating of the drying auxiliary liquid becomes unnecessary. . As a result, the temperature adjustment unit 272 can be omitted.

図1に戻る。処理液貯留部27(より詳細には、処理液貯留タンク271)は、配管25を介して、ノズル22と管路接続しており、配管25の経路途中にはバルブ26が介挿される。   Returning to FIG. The processing liquid storage unit 27 (more specifically, the processing liquid storage tank 271) is connected to the nozzle 22 via a pipe 25, and a valve 26 is inserted in the path of the pipe 25.

処理液貯留タンク271内には気圧センサ(図示しない)が設けられ、制御ユニット13と電気的に接続されている。制御ユニット13は、気圧センサが検出した値に基づいてポンプ276の動作を制御することにより、処理液貯留タンク271内の気圧を大気圧より高い所定の気圧に維持する。一方、バルブ26も制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は閉栓されている。また、バルブ26の開閉も、制御ユニット13の動作指令によって制御される。そして、制御ユニット13が処理液供給手段21へ動作指令を行い、バルブ26を開栓すると、加圧されている処理液貯留タンク271内から乾燥補助液が圧送され、配管25を介してノズル22から吐出される。これにより、乾燥補助液を基板Wの表面Wfに供給することができる。尚、処理液貯留タンク271は、前述のとおり窒素ガスによる圧力を用いて乾燥補助液を圧送するため、気密に構成されることが好ましい。   An atmospheric pressure sensor (not shown) is provided in the processing liquid storage tank 271 and is electrically connected to the control unit 13. The control unit 13 controls the operation of the pump 276 based on the value detected by the atmospheric pressure sensor, thereby maintaining the atmospheric pressure in the processing liquid storage tank 271 at a predetermined atmospheric pressure higher than the atmospheric pressure. On the other hand, the valve 26 is also electrically connected to the control unit 13 and is normally closed. The opening / closing of the valve 26 is also controlled by an operation command from the control unit 13. When the control unit 13 issues an operation command to the processing liquid supply means 21 and opens the valve 26, the drying auxiliary liquid is pumped from the pressurized processing liquid storage tank 271, and the nozzle 22 is connected via the pipe 25. It is discharged from. Thereby, the drying auxiliary liquid can be supplied to the surface Wf of the substrate W. The treatment liquid storage tank 271 is preferably configured to be airtight because the drying auxiliary liquid is pumped using the pressure of nitrogen gas as described above.

ノズル22は、水平に延設されたアーム23の先端部に取り付けられており、スピンベース53の上方に配置される。アーム23の後端部は、Z方向に延設された旋回軸24により軸J1まわりに回転自在に支持され、旋回軸24はチャンバ11内に固設される。旋回軸24を介して、アーム23は旋回駆動部14と連結される。旋回駆動部14は、制御ユニット13と電気的に接続し、制御ユニット13からの動作指令によりアーム23を軸J1まわりに回動させる。アーム23の回動に伴って、ノズル22も移動する。   The nozzle 22 is attached to the tip of an arm 23 that extends horizontally, and is disposed above the spin base 53. The rear end portion of the arm 23 is rotatably supported around the axis J <b> 1 by a pivot shaft 24 extending in the Z direction, and the pivot shaft 24 is fixed in the chamber 11. The arm 23 is connected to the turning drive unit 14 via the turning shaft 24. The turning drive unit 14 is electrically connected to the control unit 13 and rotates the arm 23 around the axis J1 according to an operation command from the control unit 13. As the arm 23 rotates, the nozzle 22 also moves.

ノズル22は、図2に実線で示すように、通常は基板Wの周縁部より外側であって、飛散防止カップ12よりも外側の退避位置P1に配置される。アーム23が制御ユニット13の動作指令により回動すると、ノズル22は矢印AR1の経路に沿って移動し、基板Wの表面Wfの中央部(軸A1又はその近傍)の上方位置に配置される。   As shown by a solid line in FIG. 2, the nozzle 22 is usually disposed at the retracted position P <b> 1 outside the peripheral edge of the substrate W and outside the scattering prevention cup 12. When the arm 23 is rotated by an operation command from the control unit 13, the nozzle 22 moves along the path indicated by the arrow AR1, and is disposed at a position above the central portion (axis A1 or the vicinity thereof) of the surface Wf of the substrate W.

図1に戻る。次に、IPA供給手段31について説明する。IPA供給手段31は、基板WへIPAを供給するユニットであり、ノズル32と、ア−ム33と、旋回軸34と、配管35と、バルブ36と、IPAタンク37と、を備える。   Returning to FIG. Next, the IPA supply means 31 will be described. The IPA supply means 31 is a unit that supplies IPA to the substrate W, and includes a nozzle 32, an arm 33, a turning shaft 34, a pipe 35, a valve 36, and an IPA tank 37.

IPAタンク37は、配管35を介して、ノズル32と管路接続しており、配管35の経路途中にはバルブ36が介挿される。IPAタンク37には、IPAが貯留されており、図示しない加圧手段によりIPAタンク37内のIPAが加圧され、配管35からノズル32方向へIPAが送られる。   The IPA tank 37 is connected to the nozzle 32 via a pipe 35, and a valve 36 is inserted in the path of the pipe 35. IPA is stored in the IPA tank 37, and the IPA in the IPA tank 37 is pressurized by a pressurizing unit (not shown), and the IPA is sent from the pipe 35 toward the nozzle 32.

バルブ36は、制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は、閉栓されている。バルブ36の開閉は、制御ユニット13の動作指令によって制御される。制御ユニット13の動作指令によりバルブ36が開栓すると、IPAが配管35を通って、ノズル32から基板Wの表面Wfに供給される。   The valve 36 is electrically connected to the control unit 13 and is normally closed. The opening / closing of the valve 36 is controlled by an operation command of the control unit 13. When the valve 36 is opened by the operation command of the control unit 13, IPA is supplied from the nozzle 32 to the surface Wf of the substrate W through the pipe 35.

ノズル32は、水平に延設されたアーム33の先端部に取り付けられて、スピンベース53の上方に配置される。アーム33の後端部は、Z方向に延設された旋回軸34により軸J2まわりに回転自在に支持され、旋回軸34はチャンバ11内に固設される。アーム33は、旋回軸34を介して旋回駆動部14に連結される。旋回駆動部14は、制御ユニット13と電気的に接続し、制御ユニット13からの動作指令によりアーム33を軸J2まわりに回動させる。アーム33の回動に伴って、ノズル32も移動する。   The nozzle 32 is attached to the tip of an arm 33 that extends horizontally, and is disposed above the spin base 53. A rear end portion of the arm 33 is rotatably supported around the axis J <b> 2 by a pivot shaft 34 extending in the Z direction, and the pivot shaft 34 is fixed in the chamber 11. The arm 33 is connected to the turning drive unit 14 via the turning shaft 34. The turning drive unit 14 is electrically connected to the control unit 13 and rotates the arm 33 around the axis J2 according to an operation command from the control unit 13. As the arm 33 rotates, the nozzle 32 also moves.

図2に実線で示すように、ノズル32は、通常は基板Wの周縁部より外側であって、飛散防止カップ12よりも外側の退避位置P2に配置される。アーム33が制御ユニット13の動作指令により回動すると、ノズル32は矢印AR2の経路に沿って移動し、基板Wの表面Wfの中央部(軸A1又はその近傍)の上方位置に配置される。   As indicated by a solid line in FIG. 2, the nozzle 32 is normally disposed outside the peripheral edge of the substrate W and at the retracted position P <b> 2 outside the scattering prevention cup 12. When the arm 33 is rotated by an operation command from the control unit 13, the nozzle 32 moves along the path indicated by the arrow AR2, and is disposed at a position above the central portion (axis A1 or the vicinity thereof) of the surface Wf of the substrate W.

尚、本実施形態では、IPA供給手段31に於いてIPAを用いるが、本発明は、乾燥補助物質及び脱イオン水(DIW:Deionized Water)に対して溶解性を有する液体であればよく、IPAに限られない。本実施形態に於けるIPAの代替としては、メタノール、エタノール、アセトン、ベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、ヘキサン、デカリン、テトラリン、酢酸、シクロヘキサノール、エーテル、又はハイドロフルオロエーテル(Hydro Fluoro Ether)等が挙げられる。   In the present embodiment, IPA is used in the IPA supply means 31, but the present invention may be any liquid that has solubility in a dry auxiliary substance and deionized water (DIW). Not limited to. As an alternative to IPA in the present embodiment, methanol, ethanol, acetone, benzene, carbon tetrachloride, chloroform, hexane, decalin, tetralin, acetic acid, cyclohexanol, ether, hydrofluoroether, etc. Can be mentioned.

図1に戻る。次に、気体供給手段41について説明する。気体供給手段41は、基板Wへ気体を供給するユニットであり、ノズル42と、アーム43と、旋回軸44と、配管45と、バルブ46と、気体タンク47と、を備える。   Returning to FIG. Next, the gas supply means 41 will be described. The gas supply means 41 is a unit that supplies gas to the substrate W, and includes a nozzle 42, an arm 43, a turning shaft 44, a pipe 45, a valve 46, and a gas tank 47.

図4は、気体タンク47の概略構成を示すブロック図である。気体タンク47は、気体を貯留する気体貯留部471と、気体貯留部471に貯留される気体の温度を調整する気体温度調整部472とを備える。気体温度調整部472は制御ユニット13と電気的に接続しており、制御ユニット13の動作指令により気体貯留部471に貯留されている気体を加熱又は冷却して温度調整を行うものである。温度調整は、気体貯留部471に貯留される気体が乾燥補助物質の凝固点以下の低い温度になるように行われればよい。   FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the gas tank 47. The gas tank 47 includes a gas storage unit 471 that stores gas and a gas temperature adjustment unit 472 that adjusts the temperature of the gas stored in the gas storage unit 471. The gas temperature adjustment unit 472 is electrically connected to the control unit 13, and adjusts the temperature by heating or cooling the gas stored in the gas storage unit 471 according to an operation command of the control unit 13. Temperature adjustment should just be performed so that the gas stored in the gas storage part 471 may become the low temperature below the freezing point of a drying auxiliary substance.

気体温度調整部472としては特に限定されず、例えば、ペルチェ素子、温度調整した水を通した配管等、公知の温度調整機構を用いることができる。   The gas temperature adjusting unit 472 is not particularly limited, and for example, a known temperature adjusting mechanism such as a Peltier element or a pipe through which water whose temperature has been adjusted can be used.

図1に戻る。気体タンク47(より詳しくは、気体貯留部471)は、配管45を介して、ノズル42と管路接続しており、配管45の経路途中にはバルブ46が介挿される。図示しない加圧手段により気体タンク47内の気体が加圧され、配管45へ送られる。尚、加圧手段は、ポンプ等による加圧の他、気体を気体タンク47内に圧縮貯留することによっても実現できるため、いずれの加圧手段を用いてもよい。   Returning to FIG. The gas tank 47 (more specifically, the gas storage unit 471) is connected to the nozzle 42 via a pipe 45, and a valve 46 is inserted in the middle of the path of the pipe 45. The gas in the gas tank 47 is pressurized by a pressurizing means (not shown) and sent to the pipe 45. The pressurizing means can be realized by compressing and storing gas in the gas tank 47 in addition to pressurization by a pump or the like, and any pressurizing means may be used.

バルブ46は、制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は閉栓されている。バルブ46の開閉は、制御ユニット13の動作指令によって制御される。制御ユニット13の動作指令によりバルブ46が開栓すると、配管45を通って、ノズル42から気体が基板Wの表面Wfに供給される。   The valve 46 is electrically connected to the control unit 13 and is normally closed. The opening / closing of the valve 46 is controlled by an operation command of the control unit 13. When the valve 46 is opened by an operation command of the control unit 13, gas is supplied from the nozzle 42 to the surface Wf of the substrate W through the pipe 45.

ノズル42は、水平に延設されたアーム43の先端部に取り付けられて、スピンベース53の上方に配置される。アーム43の後端部は、Z方向に延設された旋回軸44により軸J3まわりに回転自在に支持され、旋回軸44はチャンバ11内に固設される。旋回軸44を介して、アーム43は旋回駆動部14と連結される。旋回駆動部14は、制御ユニット13と電気的に接続し、制御ユニット13からの動作指令によりアーム43を軸J3まわりに回動させる。アーム43の回動に伴って、ノズル42も移動する。   The nozzle 42 is attached to the tip of an arm 43 that extends horizontally, and is disposed above the spin base 53. The rear end portion of the arm 43 is rotatably supported around the axis J3 by a pivot shaft 44 extending in the Z direction, and the pivot shaft 44 is fixed in the chamber 11. The arm 43 is connected to the turning drive unit 14 via the turning shaft 44. The turning drive unit 14 is electrically connected to the control unit 13 and rotates the arm 43 about the axis J3 according to an operation command from the control unit 13. As the arm 43 rotates, the nozzle 42 also moves.

図2に実線で示すように、ノズル42は、通常は基板Wの周縁部より外側であって、飛散防止カップ12よりも外側の退避位置P3に配置される。アーム43が制御ユニット13の動作指令により回動すると、ノズル42は矢印AR3の経路に沿って移動し、基板Wの表面Wfの中央部(軸A1又はその近傍)の上方位置に配置される。表面Wf中央部の上方位置にノズル42が配置される様子を、図2に於いて点線で示す。   As indicated by a solid line in FIG. 2, the nozzle 42 is normally disposed outside the peripheral edge of the substrate W and at the retracted position P <b> 3 outside the scattering prevention cup 12. When the arm 43 is rotated by the operation command of the control unit 13, the nozzle 42 moves along the path indicated by the arrow AR3, and is disposed at a position above the central portion (axis A1 or the vicinity thereof) of the surface Wf of the substrate W. A state in which the nozzle 42 is arranged at a position above the center of the surface Wf is indicated by a dotted line in FIG.

気体貯留部471には、乾燥補助物質に対して少なくとも不活性なガス、より具体的には窒素ガスが貯留されている。また、貯留されている窒素ガスは、気体温度調整部472に於いて、乾燥補助物質の凝固点以下の温度に調整されている。窒素ガスの温度は乾燥補助物質の凝固点以下の温度であれば特に限定されないが、通常は、0℃以上15℃以下の範囲内に設定することができる。尚、窒素ガスの温度を0℃以上にすることにより、チャンバ11の内部に存在する水蒸気が凝固して基板Wの表面Wfに付着等するのを防止し、基板Wへ悪影響が生じるのを防止することができる。   The gas storage unit 471 stores at least a gas inert to the drying auxiliary substance, more specifically nitrogen gas. The stored nitrogen gas is adjusted to a temperature not higher than the freezing point of the drying auxiliary substance in the gas temperature adjusting unit 472. Although the temperature of nitrogen gas will not be specifically limited if it is the temperature below the freezing point of a drying auxiliary substance, Usually, it can set in the range of 0 degreeC or more and 15 degrees C or less. Note that by setting the temperature of the nitrogen gas to 0 ° C. or higher, the water vapor present in the chamber 11 is prevented from solidifying and adhering to the surface Wf of the substrate W, thereby preventing adverse effects on the substrate W. can do.

また、第1実施形態で用いる窒素ガスは、その露点が0℃以下の乾燥気体であることが好適である。前記窒素ガスを大気圧環境下で凝固体に吹き付けると、窒素ガス中に凝固体中の乾燥補助物質が昇華する。窒素ガスは凝固体に供給され続けるので、昇華により発生した気体状態の乾燥補助物質の窒素ガス中における分圧は、気体状態の乾燥補助物質の当該窒素ガスの温度に於ける飽和蒸気圧よりも低い状態に維持され、少なくとも凝固体表面においては、気体状態の乾燥補助物質がその飽和蒸気圧以下で存在する雰囲気下で満たされる。   The nitrogen gas used in the first embodiment is preferably a dry gas having a dew point of 0 ° C. or lower. When the nitrogen gas is blown onto the solidified body under an atmospheric pressure environment, the drying auxiliary substance in the solidified body sublimes in the nitrogen gas. Since nitrogen gas continues to be supplied to the solidified body, the partial pressure in the nitrogen gas of the gaseous dry auxiliary substance generated by sublimation is higher than the saturated vapor pressure of the gaseous dry auxiliary substance at the temperature of the nitrogen gas. It is maintained in a low state, and at least on the surface of the solidified body, it is filled in an atmosphere in which a gaseous dry auxiliary substance is present below its saturated vapor pressure.

また、本実施形態では、気体供給手段41により供給される気体として窒素ガスを用いるが、本発明の実施としては、乾燥補助物質に対して不活性な気体であれば、これに限られない。第1実施形態に於いて、窒素ガスの代替となる気体としては、アルゴンガス、ヘリウムガス又は乾燥空気(窒素ガス濃度80%、酸素ガス濃度20%の気体)が挙げられる。あるいは、これら複数種類の気体を混合した混合気体であってもよい。   In the present embodiment, nitrogen gas is used as the gas supplied by the gas supply means 41. However, the implementation of the present invention is not limited to this as long as the gas is inert with respect to the dry auxiliary substance. In the first embodiment, examples of a gas that can replace nitrogen gas include argon gas, helium gas, and dry air (a gas having a nitrogen gas concentration of 80% and an oxygen gas concentration of 20%). Or the mixed gas which mixed these multiple types of gas may be sufficient.

図1に戻る。減圧手段71は、チャンバ11の内部を大気圧よりも低い環境に減圧する手段であり、排気ポンプ72と、配管73と、バルブ74とを備える。排気ポンプ72は配管73を介してチャンバ11と管路接続し、気体に圧力を加える公知のポンプである。排気ポンプ72は、制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は停止状態である。排気ポンプ72の駆動は、制御ユニット13の動作指令によって制御される。また、配管73にはバルブ74が介挿される。バルブ74は、制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は閉栓されている。バルブ74の開閉は、制御ユニット13の動作指令によって制御される。   Returning to FIG. The decompression unit 71 is a unit that decompresses the interior of the chamber 11 to an environment lower than the atmospheric pressure, and includes an exhaust pump 72, a pipe 73, and a valve 74. The exhaust pump 72 is a known pump that is connected to the chamber 11 via a pipe 73 and applies pressure to the gas. The exhaust pump 72 is electrically connected to the control unit 13 and is normally stopped. The driving of the exhaust pump 72 is controlled by an operation command of the control unit 13. A valve 74 is inserted into the pipe 73. The valve 74 is electrically connected to the control unit 13 and is normally closed. Opening and closing of the valve 74 is controlled by an operation command of the control unit 13.

制御ユニット13の動作指令により排気ポンプ72が駆動され、バルブ74が開栓されると、排気ポンプ72によって、チャンバ11の内部に存在する気体が配管73を介してチャンバ11の外側へ排気される。   When the exhaust pump 72 is driven by the operation command of the control unit 13 and the valve 74 is opened, the gas existing inside the chamber 11 is exhausted to the outside of the chamber 11 through the pipe 73 by the exhaust pump 72. .

飛散防止カップ12は、スピンベース53を取り囲むように設けられる。飛散防止カップ12は図示省略の昇降駆動機構に接続され、Z方向に昇降可能となっている。基板Wヘ乾燥補助液やIPAを供給する際には、飛散防止カップ12が昇降駆動機構によって図1に示すような所定位置に位置決めされ、チャックピン54により保持された基板Wを側方位置から取り囲む。これにより、基板Wやスピンベース53から飛散する乾燥補助液やIPA等の液体を捕集することができる。   The anti-scattering cup 12 is provided so as to surround the spin base 53. The anti-scattering cup 12 is connected to an elevating drive mechanism (not shown) and can elevate in the Z direction. When supplying the drying auxiliary liquid or IPA to the substrate W, the scattering prevention cup 12 is positioned at a predetermined position as shown in FIG. 1 by the elevating drive mechanism, and the substrate W held by the chuck pin 54 is moved from the lateral position. surround. Thereby, liquids, such as drying auxiliary liquid and IPA which scatter from the board | substrate W or the spin base 53, can be collected.

次に、冷媒供給手段81について説明する。
冷媒供給手段81は、基板Wの裏面Wbに冷媒を供給するユニットであり、図1に示すように、冷媒貯留部82と、配管83と、バルブ84と、冷媒供給管85とを少なくとも備える。
Next, the refrigerant supply means 81 will be described.
The refrigerant supply means 81 is a unit that supplies a refrigerant to the back surface Wb of the substrate W, and includes at least a refrigerant reservoir 82, a pipe 83, a valve 84, and a refrigerant supply pipe 85, as shown in FIG.

図5は、冷媒貯留部82の概略構成を示すブロック図である。冷媒貯留部82は、冷媒を貯留する冷媒タンク821と、冷媒タンク821に貯留される冷媒の温度を調整する冷媒温度調整部822とを備える。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the refrigerant reservoir 82. The refrigerant storage unit 82 includes a refrigerant tank 821 that stores the refrigerant, and a refrigerant temperature adjustment unit 822 that adjusts the temperature of the refrigerant stored in the refrigerant tank 821.

冷媒温度調整部822は制御ユニット13と電気的に接続しており、制御ユニット13の動作指令により冷媒タンク821に貯留されている冷媒を加熱又は冷却して温度調整を行うものである。温度調整は、冷媒タンク821に貯留される冷媒が乾燥補助物質の凝固点以下の低い温度になるように行われればよい。尚、冷媒温度調整部822としては特に限定されず、例えば、ベルチェ素子を用いるチラー、温度調整した水を通した配管等、公知の温度調整機構等を用いることができる。   The refrigerant temperature adjustment unit 822 is electrically connected to the control unit 13, and adjusts the temperature by heating or cooling the refrigerant stored in the refrigerant tank 821 according to an operation command of the control unit 13. The temperature adjustment may be performed so that the refrigerant stored in the refrigerant tank 821 has a low temperature below the freezing point of the drying auxiliary substance. In addition, it does not specifically limit as the refrigerant temperature adjustment part 822, For example, a well-known temperature adjustment mechanism etc., such as a chiller using a Bercher element, piping through which water adjusted temperature, etc. can be used.

図1に戻る。冷媒貯留部82は、配管83を介して、冷媒供給管85と管路接続しており、配管83の経路途中にはバルブ84が介挿される。冷媒供給管85は、スピンベース53の中央部に貫通孔を形成することにより設けられたものである。図示しない加圧手段により冷媒貯留部82内の冷媒が加圧され、配管82へ送られる。尚、加圧手段は、ポンプ等による加圧の他、気体を冷媒貯留部82内に圧縮貯留することによっても実現できるため、いずれの加圧手段を用いてもよい。   Returning to FIG. The refrigerant reservoir 82 is connected to a refrigerant supply pipe 85 via a pipe 83, and a valve 84 is inserted midway along the pipe 83. The refrigerant supply pipe 85 is provided by forming a through hole in the central portion of the spin base 53. The refrigerant in the refrigerant reservoir 82 is pressurized by pressure means (not shown) and sent to the pipe 82. The pressurizing means can be realized not only by pressurization by a pump or the like but also by compressing and storing gas in the refrigerant storage section 82, and therefore any pressurizing means may be used.

バルブ84は、制御ユニット13と電気的に接続しており、通常は閉栓されている。バルブ84の開閉は、制御ユニット13の動作指令によって制御される。制御ユニット13の動作指令によりバルブ84が開栓すると、配管83及び冷媒供給管85を通って、冷媒が基板Wの裏面Wbに供給される。   The valve 84 is electrically connected to the control unit 13 and is normally closed. The opening / closing of the valve 84 is controlled by an operation command of the control unit 13. When the valve 84 is opened by the operation command of the control unit 13, the refrigerant is supplied to the back surface Wb of the substrate W through the pipe 83 and the refrigerant supply pipe 85.

前記冷媒としては、乾燥補助物質の凝固点以下の液体又は気体が挙げられる。さらに、前記液体としては特に限定されず、例えば、7℃の冷水等が挙げられる。また、前記気体としては特に限定されず、例えば、乾燥補助物質に不活性なガス、より詳細には7℃の窒素ガス等が挙げられる。   As said refrigerant | coolant, the liquid or gas below the freezing point of a drying auxiliary substance is mentioned. Furthermore, it does not specifically limit as said liquid, For example, 7 degreeC cold water etc. are mentioned. Moreover, it does not specifically limit as said gas, For example, the gas inert to a dry auxiliary substance, More specifically, 7 degreeC nitrogen gas etc. are mentioned.

図6は、制御ユニット13の構成を示す模式図である。制御ユニット13は、基板処理装置1の各部と電気的に接続しており(図1参照)、各部の動作を制御する。制御ユニット13は、演算処理部15と、メモリ17と、を有するコンピュータにより構成される。演算処理部15としては、各種演算処理を行うCPUを用いる。また、メモリ17は、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM及び制御用ソフトウェアやデータ等を記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Wに応じた基板処理条件(レシピ)が予め格納されている。CPUは基板処理プログラムをRAMに読み出し、その内容に従ってCPUが基板処理装置1の各部を制御する。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the control unit 13. The control unit 13 is electrically connected to each part of the substrate processing apparatus 1 (see FIG. 1), and controls the operation of each part. The control unit 13 is configured by a computer having an arithmetic processing unit 15 and a memory 17. As the arithmetic processing unit 15, a CPU that performs various arithmetic processes is used. The memory 17 includes a ROM that is a read-only memory that stores basic programs, a RAM that is a readable and writable memory that stores various types of information, and a magnetic disk that stores control software and data. Substrate processing conditions (recipe) corresponding to the substrate W are stored in advance in the magnetic disk. The CPU reads the substrate processing program into the RAM, and the CPU controls each unit of the substrate processing apparatus 1 according to the contents.

<1−2 乾燥補助液>
次に、本実施形態で用いる乾燥補助液について、以下に説明する。
本実施形態の乾燥補助液は、融解状態の乾燥補助物質(昇華性物質)を含む処理液であり、基板のパターン形成面に存在する液体を除去するための乾燥処理に於いて、当該乾燥処理を補助する機能を果たす。また、昇華性物質は、液体を経ずに固体から気体、又は気体から固体へと相転移する特性を有するものである。そして、昇華性物質は融解状態で乾燥補助液中に含まれるため、基板W上に均一な層厚の膜状の凝固体を形成することができる。
<1-2 Drying auxiliary liquid>
Next, the drying auxiliary liquid used in this embodiment will be described below.
The drying auxiliary liquid of this embodiment is a processing liquid containing a molten drying auxiliary substance (sublimation substance). In the drying process for removing the liquid present on the pattern forming surface of the substrate, the drying process is performed. It fulfills the function of assisting. In addition, the sublimable substance has a property of undergoing phase transition from a solid to a gas or from a gas to a solid without passing through a liquid. Since the sublimable substance is contained in the dry auxiliary liquid in a molten state, a film-like solidified body having a uniform layer thickness can be formed on the substrate W.

本実施形態において昇華性物質の20℃〜25℃の範囲における蒸気圧は、5kPa以上であり、好ましくは8kPa以上100kPa以下、より好ましくは15kPa以上100kPa以下である。また、昇華性物質の20℃〜25℃における表面張力は、25mN/m以下であり、好ましくは20mN/m以下、より好ましくは0mN/mより大きく15mN/m以下、さらに好ましくは0mN/m〜13mN/mである。蒸気圧が5kPa以上であり、かつ、表面張力が25mN/m以下の昇華性物質を用いることにより、凝固体における昇華性物質の昇華の進行が不均一になるのを抑制し、パターンの倒壊を低減することができる。例えば、基板上に、直径30nm、高さ480nmの複数の円柱(アスペクト比16)が、80nmの間隔を空けて配列されたパターンに対しては、パターンの倒壊率を20%以下に抑制することができる。尚、パターンの倒壊率とは、下記の式により算出した値である。
パターンの倒壊率(%)=(任意の領域に於ける倒壊した凸部の数)÷(当該領域に於ける凸部の総数)×100
In this embodiment, the vapor pressure of the sublimable substance in the range of 20 ° C. to 25 ° C. is 5 kPa or more, preferably 8 kPa or more and 100 kPa or less, more preferably 15 kPa or more and 100 kPa or less. The surface tension of the sublimable substance at 20 ° C. to 25 ° C. is 25 mN / m or less, preferably 20 mN / m or less, more preferably greater than 0 mN / m and 15 mN / m or less, and even more preferably 0 mN / m to 13 mN / m. By using a sublimable substance having a vapor pressure of 5 kPa or more and a surface tension of 25 mN / m or less, the progress of sublimation of the sublimable substance in the solidified body is suppressed and the pattern collapses. Can be reduced. For example, for a pattern in which a plurality of cylinders (aspect ratio 16) having a diameter of 30 nm and a height of 480 nm are arranged on the substrate with an interval of 80 nm, the pattern collapse rate is suppressed to 20% or less. Can do. The pattern collapse rate is a value calculated by the following equation.
Pattern collapse rate (%) = (number of collapsed protrusions in an arbitrary area) ÷ (total number of protrusions in the area) × 100

本実施形態において、昇華性物質としては、例えば、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(20℃での蒸気圧8.2kPa、25℃での表面張力19.6mN/m、融点20.5℃)、ドデカフルオロシクロヘキサン(20℃での蒸気圧33.1kPa、25℃での表面張力12.6mN/m(計算値)、融点51℃)等を例示することができる。これらの昇華性物質は、蒸気圧が、従来の乾燥補助物質であるDIW(20℃での蒸気圧2.3kPa)やt−ブタノール(20℃での蒸気圧4.lkPa20℃での表面張力19.56mN/m、融点25℃)と比較して高いため、従来よりも速い昇華速度で昇華工程を行うことができる。また、これらの昇華性物質はOH基を有しておらず、t−ブタノールと比べ水に対し難溶性を示すため、基板W上に残存する水との混合が生じない。その結果、昇華後にパターン間に水分が残留することがない。   In the present embodiment, as the sublimable substance, for example, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (vapor pressure at 20 ° C. 8.2 kPa, surface tension at 25 ° C. 19. 6 mN / m, melting point 20.5 ° C.), dodecafluorocyclohexane (vapor pressure 33.1 kPa at 20 ° C., surface tension 12.6 mN / m (calculated value) at 25 ° C., melting point 51 ° C.), etc. Can do. These sublimable substances have a vapor pressure of DIW (a vapor pressure of 2.3 kPa at 20 ° C.) or t-butanol (a vapor pressure at 20 ° C. of 4 kPa at 20 ° C.) and a surface tension of 19 at 19 ° C. .56 mN / m, melting point 25 ° C.), the sublimation process can be performed at a faster sublimation rate than before. In addition, these sublimable substances do not have OH groups and are less soluble in water than t-butanol, so that mixing with water remaining on the substrate W does not occur. As a result, no moisture remains between the patterns after sublimation.

乾燥補助液は、融解状態にある昇華性物質のみからなるものであってもよいが、さらに有機溶媒が含まれていてもよい。この場合、昇華性物質の含有量は、乾燥補助液の全質量に対し60質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。また、有機溶媒としては、融解状態の昇華性物質に対し相溶性を示すものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、アルコール類等が挙げられる。   The drying auxiliary liquid may be composed only of a sublimable substance in a molten state, but may further contain an organic solvent. In this case, the content of the sublimable substance is preferably 60% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more with respect to the total mass of the drying auxiliary liquid. The organic solvent is not particularly limited as long as it is compatible with the molten sublimable substance. Specifically, alcohol etc. are mentioned, for example.

<1−3 基板処理方法>
次に、本実施形態の基板処理装置1を用いた基板処理方法について、図7及び図8に基づき、以下に説明する。図7は、第1実施形態に係る基板処理装置1の動作を示すフローチャートである。図8は、図7の各工程に於ける基板Wの様子を示す模式図である。尚、基板W上には、凹凸のパターンWpが前工程により形成されている。パターンWpは、凸部Wp1及び凹部Wp2を備えている。本実施形態に於いて、凸部Wp1は、100〜600nmの範囲の高さであり、10〜50nmの範囲の幅である。また、隣接する2個の凸部Wp1間に於ける最短距離(凹部Wp2の最短幅)は、10〜50nmの範囲である。凸部Wp1のアスペクト比、即ち高さを幅で除算した値(高さ/幅)は、10〜20である。
<1-3 Substrate processing method>
Next, a substrate processing method using the substrate processing apparatus 1 of the present embodiment will be described below based on FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram showing the state of the substrate W in each step of FIG. Note that an uneven pattern Wp is formed on the substrate W by a previous process. The pattern Wp includes a convex portion Wp1 and a concave portion Wp2. In the present embodiment, the convex portion Wp1 has a height in the range of 100 to 600 nm and a width in the range of 10 to 50 nm. Further, the shortest distance between the two adjacent convex portions Wp1 (the shortest width of the concave portion Wp2) is in the range of 10 to 50 nm. The aspect ratio of the convex portion Wp1, that is, the value obtained by dividing the height by the width (height / width) is 10 to 20.

図8(a)〜8(e)までの各図は、特に明示しないかぎり、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理装置1が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。   Each of FIGS. 8A to 8E is processed in an atmospheric pressure environment unless otherwise specified. Here, the atmospheric pressure environment refers to an environment of 0.7 atmospheric pressure or higher and 1.3 atmospheric pressure or lower with a standard atmospheric pressure (1 atmospheric pressure, 1013 hPa) as a center. In particular, when the substrate processing apparatus 1 is disposed in a clean room that is at a positive pressure, the environment of the surface Wf of the substrate W is higher than 1 atmosphere.

図7を参照する。まず、所定の基板Wに応じた基板処理プログラム19がオペレータにより実行指示される。その後、基板Wを基板処理装置1に搬入する準備として、制御ユニット13が動作指令を行い以下の動作をする。   Please refer to FIG. First, an execution instruction of the substrate processing program 19 corresponding to a predetermined substrate W is given by the operator. Thereafter, in preparation for carrying the substrate W into the substrate processing apparatus 1, the control unit 13 issues an operation command and performs the following operations.

回転駆動部52の回転を停止し、チャックピン54を基板Wの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、バルブ26、36、46、74を閉栓し、ノズル22、32、42をそれぞれ退避位置Pl、P2、P3に位置決めする。そして、チャックピン54を図示しない開閉機構により開状態とする。   The rotation of the rotation drive unit 52 is stopped, and the chuck pin 54 is positioned at a position suitable for delivery of the substrate W. Further, the valves 26, 36, 46 and 74 are closed, and the nozzles 22, 32 and 42 are positioned at the retracted positions Pl, P2 and P3, respectively. Then, the chuck pin 54 is opened by an opening / closing mechanism (not shown).

未処理の基板Wが、図示しない基板搬入出機構により基板処理装置1内に搬入され、チャックピン54上に載置されると、図示しない開閉機構によりチャックピン54を閉状態とする。   When an unprocessed substrate W is loaded into the substrate processing apparatus 1 by a substrate loading / unloading mechanism (not shown) and placed on the chuck pins 54, the chuck pins 54 are closed by an opening / closing mechanism (not shown).

未処理の基板Wが基板保持手段51に保持された後、基板に対して、図示しない湿式洗浄手段により、洗浄工程S11を行う。洗浄工程S11には、基板Wの表面Wfに洗浄液を供給して洗浄した後、当該洗浄液を除去するためのリンス処理が含まれる。洗浄液(リンス処理の場合はリンス液)の供給は、制御ユニット13による回転駆動部52への動作指令により、軸A1まわりに一定速度で回転する基板Wの表面Wfに対し行われる。洗浄液としては特に限定されず、例えば、SC−1(アンモニア、過酸化水素水、及び水を含む液体)やSC−2(塩酸、過酸化水素水、及び水を含む液体)等が挙げられる。また、リンス液としては特に限定されず、例えば、DIW等が挙げられる。洗浄液及びリンス液の供給量は特に限定されず、洗浄する範囲等に応じて適宜設定することができる。また、洗浄時間についても特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。   After the unprocessed substrate W is held by the substrate holding means 51, a cleaning step S11 is performed on the substrate by a wet cleaning means (not shown). The cleaning step S11 includes a rinsing process for removing the cleaning liquid after supplying the cleaning liquid to the surface Wf of the substrate W for cleaning. The supply of the cleaning liquid (in the case of the rinsing process) is performed on the surface Wf of the substrate W that rotates at a constant speed around the axis A <b> 1 according to an operation command to the rotation driving unit 52 by the control unit 13. The cleaning liquid is not particularly limited, and examples thereof include SC-1 (a liquid containing ammonia, hydrogen peroxide solution, and water) and SC-2 (a liquid containing hydrochloric acid, hydrogen peroxide solution, and water). Moreover, it does not specifically limit as a rinse liquid, For example, DIW etc. are mentioned. The supply amounts of the cleaning liquid and the rinsing liquid are not particularly limited, and can be set as appropriate according to the range to be cleaned. Further, the cleaning time is not particularly limited, and can be set as necessary.

尚、本実施形態に於いては、湿式洗浄手段により、基板Wの表面WfにSC−1を供給して当該表面Wfを洗浄した後、更に表面WfにDIWを供給して、SC−1を除去する。   In the present embodiment, SC-1 is supplied to the surface Wf of the substrate W by the wet cleaning means to clean the surface Wf, and then DIW is further supplied to the surface Wf. Remove.

図8(a)は、洗浄工程S11の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図8(a)に示すように、パターンWpが形成された基板Wの表面Wfには、洗浄工程S11に於いて供給されたDIW(図中に「60」にて図示)が付着している。   FIG. 8A shows the state of the substrate W at the end of the cleaning step S11. As shown in FIG. 8A, DIW (indicated by “60” in the drawing) supplied in the cleaning step S11 adheres to the surface Wf of the substrate W on which the pattern Wp is formed. .

図7に戻る。次に、DIW60が付着している基板Wの表面WfへIPAを供給するIPAリンス工程S12を行う。まず、制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸A1まわりに一定速度で回転させる。   Returning to FIG. Next, an IPA rinsing step S12 for supplying IPA to the surface Wf of the substrate W to which the DIW 60 is attached is performed. First, the control unit 13 issues an operation command to the rotation driving unit 52 to rotate the substrate W around the axis A1 at a constant speed.

次に、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル32を基板Wの表面Wf中央部へ位置決めする。そして、制御ユニット13がバルブ36へ動作指令を行い、バルブ36を開栓する。これにより、IPAを、IPAタンク37から配管35及びノズル32を介して、基板Wの表面Wfに供給する。   Next, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 32 at the center of the surface Wf of the substrate W. Then, the control unit 13 issues an operation command to the valve 36 and opens the valve 36. Thereby, IPA is supplied from the IPA tank 37 to the surface Wf of the substrate W through the pipe 35 and the nozzle 32.

基板Wの表面Wfに供給されたIPAは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの表面Wf中央付近から基板Wの周線部に向かって流動し、基板Wの表面Wfの全面に拡散する。これにより、基板Wの表面Wfに付着するDIWがIPAの供給によって除去され、基板Wの表面Wfの全面がIPAで覆われる。基板Wの回転速度は、IPAからなる膜の膜厚が、表面Wfの全面に於いて、凸部Wp1の高さよりも高くなる程度に設定されるのが好ましい。また、IPAの供給量は特に限定されず、適宜設定することができる。   The IPA supplied to the surface Wf of the substrate W flows from the vicinity of the center of the surface Wf of the substrate W toward the peripheral portion of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W. It spreads over the entire surface. Thereby, DIW adhering to the surface Wf of the substrate W is removed by supplying IPA, and the entire surface Wf of the substrate W is covered with IPA. The rotation speed of the substrate W is preferably set so that the film thickness of the IPA film is higher than the height of the projection Wp1 over the entire surface Wf. The supply amount of IPA is not particularly limited and can be set as appropriate.

IPAリンス工程S12の終了後、制御ユニット13がバルブ36へ動作指令を行い、バルブ36を閉栓する。また、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル32を退避位置P2に位置決めする。   After completion of the IPA rinsing step S12, the control unit 13 issues an operation command to the valve 36 to close the valve 36. Further, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 32 at the retracted position P2.

図8(b)は、IPAリンス工程S12の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図8(b)に示すように、パターンWpが形成された基板Wの表面Wfには、IPAリンス工程S12に於いて供給されたIPA(図中に「61」にて図示)が、付着しており、DIW60はIPA61により置換されて基板Wの表面Wfから除去される。   FIG. 8B shows the state of the substrate W at the end of the IPA rinsing step S12. As shown in FIG. 8B, the IPA supplied in the IPA rinsing step S12 (shown as “61” in the drawing) adheres to the surface Wf of the substrate W on which the pattern Wp is formed. The DIW 60 is replaced by the IPA 61 and removed from the surface Wf of the substrate W.

図7に戻る。次に、IPA61が付着した基板Wの表面Wfに、融解状態にある乾燥補助物質を含んだ乾燥補助液としての処理液を供給する処理液供給工程(供給工程)S13を行う。まず、制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸Alまわりに一定速度で回転させる。このとき、基板Wの回転速度は、乾燥補助液からなる液膜の膜厚が、表面Wfの全面に於いて、凸部Wp1の高さよりも高くなる程度に設定されるのが好ましい。   Returning to FIG. Next, a treatment liquid supply step (supply step) S13 is performed for supplying a treatment liquid as a dry auxiliary liquid containing a dry auxiliary substance in a molten state to the surface Wf of the substrate W to which the IPA 61 is attached. First, the control unit 13 issues an operation command to the rotation drive unit 52 to rotate the substrate W around the axis Al at a constant speed. At this time, it is preferable that the rotation speed of the substrate W is set so that the film thickness of the liquid film made of the drying auxiliary liquid is higher than the height of the convex portion Wp1 on the entire surface Wf.

続いて、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル22を基板Wの表面Wf中央部へ位置決めする。そして、制御ユニット13がバルブ26へ動作指令を行い、バルブ26を開栓する。これにより、乾燥補助液を、処理液貯留タンク271から配管25及びノズル22を介して、基板Wの表面Wfに供給する。   Subsequently, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 22 at the center of the surface Wf of the substrate W. Then, the control unit 13 issues an operation command to the valve 26 and opens the valve 26. Thereby, the drying auxiliary liquid is supplied from the processing liquid storage tank 271 to the surface Wf of the substrate W through the pipe 25 and the nozzle 22.

供給される乾燥補助液の液温は、少なくとも基板Wの表面Wfに供給された後において、乾燥補助物質の融点以上、かつ沸点よりも低い範囲で設定される。例えば、乾燥補助物質として前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(沸点82.5℃)を用いる場合には、35℃以上82℃以下の範囲で設定されることが好ましい。また、乾燥補助液の供給量は特に限定されず、適宜設定することができる。   The temperature of the supplied drying auxiliary liquid is set in a range that is at least the melting point of the drying auxiliary substance and lower than the boiling point after being supplied to at least the surface Wf of the substrate W. For example, when 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane (boiling point 82.5 ° C.) is used as a drying auxiliary substance, the temperature is set in the range of 35 ° C. or more and 82 ° C. or less. It is preferable. Moreover, the supply amount of the drying auxiliary liquid is not particularly limited, and can be set as appropriate.

この様に、乾燥補助液を、融点以上の高温状態にして供給することにより、基板Wの表面Wfに乾燥補助液の液膜を形成させた後に凝固体を形成させることができる。その結果、層厚が均一で、膜状の凝固体が得られ、乾燥ムラの発生を低減することができる。尚、基板Wの温度及びチャンバ11内の雰囲気温度が、乾燥補助物質の融点以下の場合に、融点をわずかに上回る温度の乾燥補助液を基板Wに供給すると、乾燥補助液が基板Wに接触してから極めて短時間の内に凝固することがある。この様な場合、均一な層厚の凝固体を形成することができず、乾燥ムラの低減を図ることが困難になる。従って、基板Wの温度及びチャンバ11内の雰囲気温度が、乾燥補助物質の融点以下の場合には、乾燥補助液の液温は融点よりも十分に高温となるように温度調整することが好ましい。   In this manner, by supplying the drying auxiliary liquid at a high temperature not lower than the melting point, a solidified body can be formed after the liquid film of the drying auxiliary liquid is formed on the surface Wf of the substrate W. As a result, a film-like solidified body having a uniform layer thickness can be obtained, and the occurrence of drying unevenness can be reduced. When the temperature of the substrate W and the atmospheric temperature in the chamber 11 are equal to or lower than the melting point of the drying auxiliary substance, if the drying auxiliary liquid having a temperature slightly higher than the melting point is supplied to the substrate W, the drying auxiliary liquid contacts the substrate W. Then it may solidify within a very short time. In such a case, a solidified body having a uniform layer thickness cannot be formed, and it becomes difficult to reduce drying unevenness. Therefore, when the temperature of the substrate W and the atmospheric temperature in the chamber 11 are equal to or lower than the melting point of the drying auxiliary substance, it is preferable to adjust the temperature so that the temperature of the drying auxiliary liquid is sufficiently higher than the melting point.

基板Wの表面Wfに供給された乾燥補助液は、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの表面Wf中央付近から基板Wの周縁部に向かって流動し、基板Wの表面Wfの全面に拡散する。これにより、基板Wの表面Wfに付着していたIPAが乾燥補助液の供給によって除去され、基板Wの表面Wfの全面が乾燥補助液で覆われる。処理液供給工程S13の終了後、制御ユニット13がバルブ26へ動作指令を行い、バルブ26を閉栓する。また、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル22を退避位置Plに位置決めする。   The drying auxiliary liquid supplied to the surface Wf of the substrate W flows from the vicinity of the center of the surface Wf of the substrate W toward the peripheral portion of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W, and the surface Wf of the substrate W Diffuses across the surface. As a result, the IPA adhering to the surface Wf of the substrate W is removed by supplying the drying auxiliary liquid, and the entire surface Wf of the substrate W is covered with the drying auxiliary liquid. After completion of the treatment liquid supply step S13, the control unit 13 issues an operation command to the valve 26 and closes the valve 26. Further, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 22 at the retracted position Pl.

図8(c)は、処理液供給工程S13の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図8(c)に示すように、パターンWpが形成された基板Wの表面Wfには、処理液供給工程S13に於いて供給された乾燥補助液(図中に「62」にて図示)が付着しており、IPA61は乾燥補助液62により置換されて基板Wの表面Wfから除去される。   FIG. 8C shows the state of the substrate W at the end of the processing liquid supply step S13. As shown in FIG. 8C, the drying auxiliary liquid (indicated by “62” in the drawing) supplied in the processing liquid supply step S13 is applied to the surface Wf of the substrate W on which the pattern Wp is formed. The IPA 61 is attached and is replaced by the drying auxiliary liquid 62 and removed from the surface Wf of the substrate W.

図7に戻る。次に、基板Wの表面Wfに供給された乾燥補助液62を凝固させて、乾燥補助物質の凝固膜を形成する凝固工程S14を行う。まず、制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸A1まわりに一定速度で回転させる。このとき、基板Wの回転速度は乾燥補助液62が表面Wfの全面で凸部Wplよりも高い所定厚さの膜厚を形成できる程度の速度に設定される。   Returning to FIG. Next, a solidification step S14 is performed in which the drying auxiliary liquid 62 supplied to the surface Wf of the substrate W is solidified to form a solidified film of the drying auxiliary substance. First, the control unit 13 issues an operation command to the rotation driving unit 52 to rotate the substrate W around the axis A1 at a constant speed. At this time, the rotation speed of the substrate W is set to a speed at which the drying auxiliary liquid 62 can form a film having a predetermined thickness higher than the convex portion Wpl on the entire surface Wf.

続いて、制御ユニット13がバルブ84へ動作指令を行い、バルブ84を開栓する。これにより、冷媒(本実施形態では、7℃の冷水)を、冷媒貯留部82から配管83及び冷媒供給管85を介して、基板Wの裏面Wbに向けて供給する。   Subsequently, the control unit 13 issues an operation command to the valve 84 to open the valve 84. Thereby, the refrigerant (in this embodiment, 7 ° C. cold water) is supplied from the refrigerant reservoir 82 toward the back surface Wb of the substrate W through the pipe 83 and the refrigerant supply pipe 85.

基板Wの裏面Wbに向けて供給された冷水は、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの裏面Wb中央付近から基板Wの周縁部方向に向かって流動し、基板Wの裏面Wbの全面に拡散する。これにより、基板Wの表面Wfに形成されている乾燥補助液62の液膜が、乾燥補助物質の凝固点以下の低温に冷却されて凝固し、凝固体が形成される。   The cold water supplied toward the back surface Wb of the substrate W flows from the vicinity of the center of the back surface Wb of the substrate W toward the peripheral edge of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W. It diffuses over the entire surface of Wb. Thereby, the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 formed on the surface Wf of the substrate W is cooled to a low temperature below the freezing point of the drying auxiliary substance and solidified to form a solidified body.

図8(d)は、凝固工程S14の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図8(d)に示すように、処理液供給工程S13に於いて供給された乾燥補助液62が、基板Wの裏面Wbへの7℃の冷水(図中に「64」にて図示)の供給により冷却されて凝固し、乾燥補助物質を含む凝固体(図中に「63」にて図示)が形成される。   FIG. 8D shows the state of the substrate W at the end of the solidification step S14. As shown in FIG. 8D, the drying auxiliary liquid 62 supplied in the processing liquid supply step S13 is 7 ° C. cold water (shown as “64” in the drawing) on the back surface Wb of the substrate W. It is cooled by supply and solidifies to form a solidified body (indicated by “63” in the figure) containing a drying auxiliary substance.

図7に戻る。次に、基板Wの表面Wfに形成された凝固体63を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去する昇華工程S15を行う。昇華工程S15においては、冷媒供給手段81による基板Wの裏面Wbへの冷水の供給を継続しながら行う。これにより、凝固体63を、乾燥補助物質の凝固点以下の温度で冷却することができ、乾燥補助物質が融解するのを基板Wの裏面Wb側から防止することができる。   Returning to FIG. Next, a sublimation step S15 is performed in which the solidified body 63 formed on the surface Wf of the substrate W is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W. In the sublimation step S15, the coolant supply unit 81 continues the supply of cold water to the back surface Wb of the substrate W. Thereby, the solidified body 63 can be cooled at a temperature below the freezing point of the drying auxiliary substance, and the drying auxiliary substance can be prevented from melting from the back surface Wb side of the substrate W.

昇華工程S15においては、まず制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸A1まわりに一定速度で回転させる。このとき、基板Wの回転速度は乾燥補助液62が表面Wfの全面で凸部Wplよりも高い所定厚さの膜厚を形成できる程度の速度に設定される。   In the sublimation step S15, first, the control unit 13 issues an operation command to the rotation drive unit 52 to rotate the substrate W around the axis A1 at a constant speed. At this time, the rotation speed of the substrate W is set to a speed at which the drying auxiliary liquid 62 can form a film having a predetermined thickness higher than the convex portion Wpl on the entire surface Wf.

続いて、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル42を基板Wの表面Wf中央部へ位置決めする。そして、制御ユニット13がバルブ46へ動作指令を行い、バルブ46を開栓する。これにより、気体(本実施形態では、7℃の窒素ガス)を、気体タンク47から配管45及びノズル42を介して、基板Wの表面Wfに向けて供給する。   Subsequently, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 42 at the center of the surface Wf of the substrate W. Then, the control unit 13 issues an operation command to the valve 46 and opens the valve 46. Thereby, gas (7 ° C. nitrogen gas in the present embodiment) is supplied from the gas tank 47 toward the surface Wf of the substrate W through the pipe 45 and the nozzle 42.

ここで、窒素ガスに於ける乾燥補助物質の蒸気の分圧は、当該窒素ガスの供給温度に於ける乾燥補助物質の飽和蒸気圧よりも低く設定される。従って、この様な窒素ガスを基板Wの表面Wfに供給し、凝固体63に接触すると、当該凝固体63から乾燥補助物質が窒素ガス中に昇華する。また、窒素ガスは乾燥補助物質の融点よりも低温であるため、凝固体63の融解を防止しつつ、凝固体63の昇華を行うことができる。   Here, the partial pressure of the vapor of the dry auxiliary substance in the nitrogen gas is set lower than the saturated vapor pressure of the dry auxiliary substance at the supply temperature of the nitrogen gas. Therefore, when such nitrogen gas is supplied to the surface Wf of the substrate W and comes into contact with the solidified body 63, the drying auxiliary substance is sublimated from the solidified body 63 into the nitrogen gas. Further, since the nitrogen gas has a temperature lower than the melting point of the drying auxiliary substance, the solidified body 63 can be sublimated while preventing the solidified body 63 from melting.

これにより、固体状態の乾燥補助物質の昇華により、基板Wの表面Wf上に存在するIPA等の物質除去の際に、パターンWpに表面張力が作用するのを防止しパターン倒壊の発生を抑制しながら、基板Wの表面Wfを良好に乾燥することができる。   As a result, the sublimation of the solid dry auxiliary substance prevents the surface tension from acting on the pattern Wp when the substance such as IPA existing on the surface Wf of the substrate W is removed, thereby suppressing the occurrence of pattern collapse. However, the surface Wf of the substrate W can be satisfactorily dried.

図8(e)は、昇華工程S15の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図8(e)に示すように、凝固工程S14に於いて形成された乾燥補助物質の凝固体63が、7℃の窒素ガスの供給により昇華されて表面Wfから除去され、基板Wの表面Wfの乾燥が完了する。   FIG. 8E shows the state of the substrate W at the end of the sublimation step S15. As shown in FIG. 8 (e), the solidified body 63 of the drying auxiliary substance formed in the solidification step S14 is sublimated by the supply of nitrogen gas at 7 ° C. and removed from the surface Wf, and the surface Wf of the substrate W is obtained. Drying is completed.

昇華工程S15の終了後、制御ユニット13がバルブ46へ動作指令を行い、バルブ46を閉栓する。また、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル42を退避位置P3に位置決めする。   After completion of the sublimation step S15, the control unit 13 issues an operation command to the valve 46 and closes the valve 46. Further, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 42 at the retracted position P3.

以上により、一連の基板乾燥処理が終了する。上述のような基板乾燥処理の後、図示しない基板搬入出機構により、乾燥処理済みの基板Wがチャンバ11から搬出される。   Thus, a series of substrate drying processes are completed. After the substrate drying process as described above, the substrate W after the drying process is carried out of the chamber 11 by a substrate carry-in / out mechanism (not shown).

以上のように、本実施形態では、融解した状態の乾燥補助物質を含む乾燥補助液を、IPAが付着した基板Wの表面Wfに供給し、当該乾燥補助液を基板Wの表面Wfで凝固させて乾燥補助物質を含む凝固体を形成した後、当該凝固体を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去することで、基板Wの乾燥処理を行う。   As described above, in this embodiment, the drying auxiliary liquid containing the dried auxiliary substance in the melted state is supplied to the surface Wf of the substrate W to which the IPA is adhered, and the drying auxiliary liquid is solidified on the surface Wf of the substrate W. After the solidified body containing the drying auxiliary substance is formed, the solidified body is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W, whereby the substrate W is dried.

ここで、乾燥補助物質として20℃〜25℃の範囲での蒸気圧が5kPa以上、かつ、20℃〜25℃の範囲での表面張力が25mN/m以下のものを用いることで、凝固体において乾燥補助物質が昇華する際に、当該昇華が不均一に進行するのを低減することができる。その結果、パターンに応力が加わるのを防止することができ、従来の基板乾燥と比べ、基板上のパターン倒壊をより確実に抑制することができる。   Here, in the solidified body, a dry auxiliary substance having a vapor pressure in the range of 20 ° C. to 25 ° C. of 5 kPa or more and a surface tension in the range of 20 ° C. to 25 ° C. of 25 mN / m or less is used. When the drying auxiliary substance sublimates, it is possible to reduce the non-uniform progression of the sublimation. As a result, stress can be prevented from being applied to the pattern, and pattern collapse on the substrate can be more reliably suppressed as compared with conventional substrate drying.

(第2実施形態)
本発明に係る第2実施形態について、以下に説明する。本実施形態は、第1実施形態と比較して、凝固工程S14に於いて、冷媒供給手段81による冷水の供給に代えて、気体供給手段41による窒素ガスの供給を行った点が異なる。この様な構成によっても、パターンの倒壊を抑制しつつ、基板の表面を良好に乾燥することができる。
(Second Embodiment)
A second embodiment according to the present invention will be described below. This embodiment differs from the first embodiment in that nitrogen gas is supplied by the gas supply means 41 instead of the cold water supply by the refrigerant supply means 81 in the coagulation step S14. Even with such a configuration, the surface of the substrate can be satisfactorily dried while suppressing the collapse of the pattern.

<2−1 基板処理装置の全体構成及び乾燥補助液>
第2実施形態に係る基板処理装置及び制御ユニットは、第1実施形態に係る基板処理装置1及び制御ユニット13と基本的に同一の構成を有するものであるため(図1及び図2参照)、その説明は同一符号を付して省略する。また、本実施形態で使用する乾燥補助液も、第1実施形態に係る乾燥補助液と同様であるため、その説明は省略する。
<2-1 Overall Configuration of Substrate Processing Apparatus and Drying Auxiliary Solution>
Since the substrate processing apparatus and the control unit according to the second embodiment have basically the same configuration as the substrate processing apparatus 1 and the control unit 13 according to the first embodiment (see FIGS. 1 and 2), The description will be omitted with the same reference numerals. Moreover, since the drying auxiliary liquid used in this embodiment is the same as the drying auxiliary liquid according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

<2−2 基板処理方法>
次に、第1実施形態と同様の構成の基板処理装置1を用いた、第2実施形態に係る基板処理方法について説明する。
<2-2 Substrate processing method>
Next, a substrate processing method according to the second embodiment using the substrate processing apparatus 1 having the same configuration as that of the first embodiment will be described.

以下、図1、図2、図7及び図9を適宜参照して基板処理の工程を説明する。図9は、図7の各工程に於ける基板Wの様子を示す模式図である。尚、第2実施形態に於いて、図6と、図9(a)〜図9(c)までに示す洗浄工程S11、IPAリンス工程S12及び乾燥補助液供給工程S13の各工程は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。   Hereinafter, the substrate processing steps will be described with reference to FIGS. 1, 2, 7 and 9 as appropriate. FIG. 9 is a schematic diagram showing the state of the substrate W in each step of FIG. In the second embodiment, each of the cleaning process S11, the IPA rinsing process S12, and the drying auxiliary liquid supply process S13 shown in FIG. 6 and FIGS. 9A to 9C is the first process. Since it is the same as that of embodiment, description is abbreviate | omitted.

ここで、図9(a)は、第2実施形態に於ける洗浄工程S11の終了時点に於いてDIW60の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示し、図9(b)は、第2実施形態に於けるIPAリンス工程S12の終了時点に於いてIPA61の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示し、図9(c)は、第2実施形態に於ける乾燥補助液供給工程S13の終了時点に於いて乾燥補助物質を融解した乾燥補助液62の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示している。   Here, FIG. 9A shows a state of the substrate W having the surface Wf covered with the liquid film of DIW 60 at the end of the cleaning step S11 in the second embodiment, and FIG. FIG. 9C shows the state of the substrate W having the surface Wf covered with the liquid film of the IPA 61 at the end of the IPA rinsing step S12 in the second embodiment. The state of the substrate W having the surface Wf covered with the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 obtained by melting the drying auxiliary substance at the end of the drying auxiliary liquid supply step S13 is shown.

また、図9(a)〜9(e)までの各図は、特に指示しないかざり、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理装置1が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。また、図9(d)及び図9(e)に図示する処理(詳細は後述する。)は、17Pa(17×10−5気圧)の減圧環境下で行われる。 9A to 9E are processed under an atmospheric pressure environment unless otherwise specified. Here, the atmospheric pressure environment refers to an environment of 0.7 atmospheric pressure or higher and 1.3 atmospheric pressure or lower with a standard atmospheric pressure (1 atmospheric pressure, 1013 hPa) as a center. In particular, when the substrate processing apparatus 1 is disposed in a clean room that is at a positive pressure, the environment of the surface Wf of the substrate W is higher than 1 atmosphere. 9D and 9E (details will be described later) are performed under a reduced pressure environment of 17 Pa (17 × 10 −5 atm).

図7を参照する。洗浄工程S11、IPAリンス工程S12及び乾燥補助液供給工程S13が実行された後、基板Wの表面Wfに供給された乾燥補助液62の液膜を凝固させて、乾燥補助物質を含む凝固体を形成する凝固工程S14を行う。具体的には、まず、制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸A1まわりに一定速度で回転させる。このとき、基板Wの回転速度は、乾燥補助液からなる液膜の膜厚が、表面Wfの全面に於いて、凸部Wp1の高さよりも高くなる程度に設定されるのが好ましい。   Please refer to FIG. After the cleaning step S11, the IPA rinsing step S12, and the drying auxiliary liquid supply step S13 are performed, the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 supplied to the surface Wf of the substrate W is solidified to obtain a solidified body containing a drying auxiliary substance. A solidification step S14 to be formed is performed. Specifically, first, the control unit 13 issues an operation command to the rotation drive unit 52 to rotate the substrate W around the axis A1 at a constant speed. At this time, it is preferable that the rotation speed of the substrate W is set so that the film thickness of the liquid film made of the drying auxiliary liquid is higher than the height of the convex portion Wp1 on the entire surface Wf.

続いて、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル42を基板Wの表面Wf中央部へ位置決めする。そして、制御ユニット13がバルブ46へ動作指令を行い、バルブ46を開栓する。これにより、気体(本実施形態では、7℃の窒素ガス)を、気体タンク47から配管45及びノズル42を介して、基板Wの表面Wfに向けて供給する。   Subsequently, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 42 at the center of the surface Wf of the substrate W. Then, the control unit 13 issues an operation command to the valve 46 and opens the valve 46. Thereby, gas (7 ° C. nitrogen gas in the present embodiment) is supplied from the gas tank 47 toward the surface Wf of the substrate W through the pipe 45 and the nozzle 42.

基板Wの表面Wfに向けて供給された窒素ガスは、基板Wが回転することにより生ずる遠心力により、基板Wの表面Wf中央付近から基板Wの周縁部方向に向かって流動し、乾燥補助液62に覆われた基板Wの表面Wfの全面に拡散する。これにより、基板Wの表面Wfに形成されている乾燥補助液62の液膜が、乾燥補助物質の凝固点以下の低温に冷却されて凝固し、凝固体が形成される。   The nitrogen gas supplied toward the surface Wf of the substrate W flows from the vicinity of the center of the surface Wf of the substrate W toward the periphery of the substrate W due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate W, and the drying auxiliary liquid It diffuses over the entire surface Wf of the substrate W covered with 62. Thereby, the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 formed on the surface Wf of the substrate W is cooled to a low temperature below the freezing point of the drying auxiliary substance and solidified to form a solidified body.

図9(d)は、凝固工程S14の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図9(d)に示すように、処理液供給工程S13に於いて供給された乾燥補助液62が、7℃の窒素ガスの供給により冷却されて凝固し、乾燥補助物質を含む凝固体63が形成される。   FIG. 9D shows the state of the substrate W at the end of the solidification step S14. As shown in FIG. 9D, the drying auxiliary liquid 62 supplied in the processing liquid supply step S13 is cooled and solidified by supplying nitrogen gas at 7 ° C., and a solidified body 63 containing a drying auxiliary substance is obtained. It is formed.

図7に戻る。次に、基板Wの表面Wfに形成された凝固体63を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去する昇華工程S15を行う。昇華工程S15に於いても、凝固工程S14から引続き、ノズル42からの気体(窒素ガス)の供給が継続される。   Returning to FIG. Next, a sublimation step S15 is performed in which the solidified body 63 formed on the surface Wf of the substrate W is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W. Even in the sublimation step S15, the supply of gas (nitrogen gas) from the nozzle 42 is continued from the coagulation step S14.

ここで、窒素ガスに於ける乾燥補助物質の蒸気の分圧は、当該窒素ガスの供給温度に於ける乾燥補助物質の飽和蒸気圧よりも低く設定される。従って、この様な窒素ガスを基板Wの表面Wfに供給し、凝固体63に接触すると、当該凝固体63から乾燥補助物質が窒素ガス中に昇華する。また、窒素ガスは乾燥補助物質の融点よりも低温であるため、凝固体63の融解を防止しつつ、凝固体63の昇華を行うことができる。   Here, the partial pressure of the vapor of the dry auxiliary substance in the nitrogen gas is set lower than the saturated vapor pressure of the dry auxiliary substance at the supply temperature of the nitrogen gas. Therefore, when such nitrogen gas is supplied to the surface Wf of the substrate W and comes into contact with the solidified body 63, the drying auxiliary substance is sublimated from the solidified body 63 into the nitrogen gas. Further, since the nitrogen gas has a temperature lower than the melting point of the drying auxiliary substance, the solidified body 63 can be sublimated while preventing the solidified body 63 from melting.

これにより、固体状態の乾燥補助物質の昇華により、基板Wの表面Wf上に存在するIPA等の物質除去の際に、パターンWpに表面張力が作用するのを防止しパターン倒壊の発生を抑制しながら、基板Wの表面Wfを良好に乾燥することができる。   As a result, the sublimation of the solid dry auxiliary substance prevents the surface tension from acting on the pattern Wp when the substance such as IPA existing on the surface Wf of the substrate W is removed, thereby suppressing the occurrence of pattern collapse. However, the surface Wf of the substrate W can be satisfactorily dried.

図9(e)は、昇華工程S15の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図9(e)に示すように、凝固工程S14に於いて形成された乾燥補助物質の凝固体63が、7℃の窒素ガスの供給により昇華されて表面Wfから除去され、基板Wの表面Wfの乾燥が完了する。   FIG. 9E shows the state of the substrate W at the end of the sublimation step S15. As shown in FIG. 9 (e), the dried auxiliary substance solidified body 63 formed in the solidifying step S14 is sublimated by the supply of nitrogen gas at 7 ° C. and removed from the surface Wf, and the surface Wf of the substrate W is removed. Drying is completed.

昇華工程S15の終了後、制御ユニット13がバルブ46へ動作指令を行い、バルブ46を閉栓する。また、制御ユニット13が旋回駆動部14へ動作指令を行い、ノズル42を退避位置P3に位置決めする。   After completion of the sublimation step S15, the control unit 13 issues an operation command to the valve 46 and closes the valve 46. Further, the control unit 13 issues an operation command to the turning drive unit 14 to position the nozzle 42 at the retracted position P3.

以上により、一連の基板乾燥処理が終了する。上述のような基板乾燥処理の後、図示しない基板搬入出機構により、乾燥処理済みの基板Wがチャンバ11から搬出される。   Thus, a series of substrate drying processes are completed. After the substrate drying process as described above, the substrate W after the drying process is carried out of the chamber 11 by a substrate carry-in / out mechanism (not shown).

本実施形態では、凝固工程S14と昇華工程S15に於いて、共通の気体供給手段41を用いて、乾燥補助物質に対して不活性なガスである窒素ガスを、乾燥補助物質の凝固点以下の温度で供給する。これにより、凝固工程S14の後、即座に昇華工程S15を開始することができ、基板処理装置1の各部を動作させることに伴う処理時間や、動作させる制御ユニット13の基板処理プログラム19のメモリ量を低減することができ、また処理に用いる部品数も少なくすることができるため装置コストを低減することができる効果がある。特に、本実施形態では減圧手段71は用いないため、減圧手段71を省略することができる。   In the present embodiment, in the coagulation step S14 and the sublimation step S15, the common gas supply means 41 is used to convert nitrogen gas, which is inert to the dry auxiliary substance, to a temperature below the freezing point of the dry auxiliary substance. Supply with. Thereby, the sublimation step S15 can be started immediately after the solidification step S14, the processing time associated with operating each part of the substrate processing apparatus 1, and the memory amount of the substrate processing program 19 of the control unit 13 to be operated. In addition, since the number of parts used for processing can be reduced, there is an effect that the cost of the apparatus can be reduced. In particular, since the decompression means 71 is not used in this embodiment, the decompression means 71 can be omitted.

(第3実施形態)
本発明に係る第3実施形態について、以下に説明する。本実施形態は、第2実施形態と比較して、凝固工程S14及び昇華工程S15に於いて、窒素ガスの供給に代えて、チャンバ内部を減圧した点が異なる。この様な構成によっても、パターンの倒壊を抑制しつつ、基板Wの表面を良好に乾燥することができる。
(Third embodiment)
A third embodiment according to the present invention will be described below. This embodiment is different from the second embodiment in that the inside of the chamber is decompressed in place of the supply of nitrogen gas in the coagulation step S14 and the sublimation step S15. Even with such a configuration, the surface of the substrate W can be satisfactorily dried while suppressing the collapse of the pattern.

<3−1 基板処理装置の全体構成及び乾燥補助液>
第3実施形態に係る基板処理装置及び制御ユニットは、第1実施形態に係る基板処理装置1及び制御ユニット13と基本的に同一の構成を有するものであるため(図1及び図2参照)、その説明は同一符号を付して省略する。また、本実施形態で使用する乾燥補助液も、第1実施形態に係る乾燥補助液と同様であるため、その説明は省略する。
<3-1 Overall Configuration of Substrate Processing Apparatus and Drying Aid>
Since the substrate processing apparatus and the control unit according to the third embodiment have basically the same configuration as the substrate processing apparatus 1 and the control unit 13 according to the first embodiment (see FIGS. 1 and 2), The description will be omitted with the same reference numerals. Moreover, since the drying auxiliary liquid used in this embodiment is the same as the drying auxiliary liquid according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

<3−2 基板処理方法>
次に、第1実施形態と同様の構成の基板処理装置1を用いた、第3実施形態に係る基板処理方法について説明する。
<3-2 Substrate processing method>
Next, a substrate processing method according to the third embodiment using the substrate processing apparatus 1 having the same configuration as that of the first embodiment will be described.

以下、図1、図2、図7及び図10を適宜参照して基板処理の工程を説明する。図10は、図7の各工程に於ける基板Wの様子を示す模式図である。尚、第3実施形態に於いて、図7と、図10(a)〜図10(c)までに示す洗浄工程S11、IPAリンス工程S12及び処理液供給工程S13の各工程は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。   The substrate processing steps will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 7 and 10 as appropriate. FIG. 10 is a schematic diagram showing the state of the substrate W in each step of FIG. In the third embodiment, the cleaning process S11, the IPA rinsing process S12, and the processing liquid supply process S13 shown in FIG. 7 and FIGS. 10 (a) to 10 (c) are performed in the first embodiment. Since it is the same as that of a form, description is abbreviate | omitted.

ここで、図10(a)は、第3実施形態に於ける洗浄工程S11の終了時点に於いてDIW60の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示し、図10(b)は、第3実施形態に於けるIPAリンス工程S12の終了時点に於いてIPA61の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示し、図10(c)は、第3実施形態に於ける処理液供給工程S13の終了時点に於いて乾燥補助物質(昇華性物質)を融解した乾燥補助液62の液膜に表面Wfを覆われた基板Wの様子を示している。   Here, FIG. 10A shows a state of the substrate W having the surface Wf covered with the liquid film of DIW 60 at the end of the cleaning step S11 in the third embodiment, and FIG. FIG. 10C shows the state of the substrate W with the surface Wf covered with the liquid film of the IPA 61 at the end of the IPA rinsing step S12 in the third embodiment. The state of the substrate W having the surface Wf covered with the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 obtained by melting the drying auxiliary substance (sublimation substance) at the end of the treatment liquid supply step S13 is shown.

また、図10(a)〜10(e)までの各図は、特に指示しないかざり、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理装置1が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。また、図10(d)及び図10(e)に図示する処理(詳細は後述する。)は、1.7Pa(1.7×10−5気圧)の減圧環境下で行われる。 Moreover, each figure to Fig.10 (a)-10 (e) is processed in an atmospheric pressure environment, unless otherwise indicated. Here, the atmospheric pressure environment refers to an environment of 0.7 atmospheric pressure or higher and 1.3 atmospheric pressure or lower with a standard atmospheric pressure (1 atmospheric pressure, 1013 hPa) as a center. In particular, when the substrate processing apparatus 1 is disposed in a clean room that is at a positive pressure, the environment of the surface Wf of the substrate W is higher than 1 atmosphere. 10D and 10E (details will be described later) are performed under a reduced pressure environment of 1.7 Pa (1.7 × 10 −5 atm).

図7を参照する。洗浄工程S11、IPAリンス工程S12及び処理液供給工程S13が実行された後、基板Wの表面Wfに供給された乾燥補助液62の液膜を凝固させて、乾燥補助物質を含む凝固体を形成する凝固工程S14を行う。具体的には、まず、制御ユニット13が回転駆動部52へ動作指令を行い、基板Wを軸A1まわりに一定速度で回転させる。このとき、基板Wの回転速度は、乾燥補助液からなる液膜の膜厚が、表面Wfの全面に於いて、凸部Wp1の高さよりも高くなる程度に設定されるのが好ましい。   Please refer to FIG. After the cleaning step S11, the IPA rinsing step S12, and the processing liquid supply step S13 are performed, the liquid film of the drying auxiliary liquid 62 supplied to the surface Wf of the substrate W is solidified to form a solidified body containing a drying auxiliary substance. The solidifying step S14 is performed. Specifically, first, the control unit 13 issues an operation command to the rotation drive unit 52 to rotate the substrate W around the axis A1 at a constant speed. At this time, it is preferable that the rotation speed of the substrate W is set so that the film thickness of the liquid film made of the drying auxiliary liquid is higher than the height of the convex portion Wp1 on the entire surface Wf.

続いて、制御ユニット13が排気ポンプ72へ動作指令を行い、排気ポンプ72の駆動を開始する。そして制御ユニット13がバルブ74へ動作指令を行い、バルブ74を開栓する。これにより、チャンバ11内部の気体を、配管73を介してチャンバ11外部ヘ排気する。チャンバ11内部を配管73以外について密閉状態とすることで、チャンバ11の内部環境を大気圧から減圧される。   Subsequently, the control unit 13 issues an operation command to the exhaust pump 72 and starts driving the exhaust pump 72. Then, the control unit 13 issues an operation command to the valve 74 and opens the valve 74. Thereby, the gas inside the chamber 11 is exhausted to the outside of the chamber 11 through the pipe 73. By making the inside of the chamber 11 sealed except for the piping 73, the internal environment of the chamber 11 is reduced from atmospheric pressure.

減圧は、大気圧(約1気圧、約1013hPa)から、1.7×10−5気圧(1.7Pa)程度にまで行われる。尚、本願発明の実施に於いては当該気圧に限られず、減圧後のチャンバ11内の気圧は、チャンバ11等の耐圧性等に応じて適宜設定されてよい。チャンバ11内が減圧されると、基板Wの表面Wfに供給された乾燥補助液62の蒸発が生じ、その気化熱によって乾燥補助液62が冷却され、凝固する。 The pressure is reduced from atmospheric pressure (about 1 atm, about 1013 hPa) to about 1.7 × 10 −5 atm (1.7 Pa). In the implementation of the present invention, the pressure is not limited to the pressure, and the pressure in the chamber 11 after the pressure reduction may be set as appropriate according to the pressure resistance of the chamber 11 and the like. When the inside of the chamber 11 is depressurized, the drying auxiliary liquid 62 supplied to the surface Wf of the substrate W is evaporated, and the drying auxiliary liquid 62 is cooled and solidified by the heat of vaporization.

図10(d)は、凝固工程S14の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図10(d)に示すように、処理液供給工程S13に於いて供給された乾燥補助液62が、チャンバ11内の減圧に起因する乾燥補助液62の蒸発により冷却されて凝固し、乾燥補助物質の凝固体63が形成される。   FIG. 10D shows the state of the substrate W at the end of the solidification step S14. As shown in FIG. 10D, the drying auxiliary liquid 62 supplied in the processing liquid supply step S13 is cooled and solidified by evaporation of the drying auxiliary liquid 62 caused by the reduced pressure in the chamber 11, and drying assistance is performed. A solidified body 63 of material is formed.

このとき、乾燥補助液62が蒸発した分だけ、凝固体63の層厚は薄くなる。このため、本実施形態に於ける処理液供給工程S13では凝固工程S14に於ける乾燥補助液62の蒸発分を考慮した上で、乾燥補助液62が所定以上の厚さの液膜になるように、基板Wの回転速度等を調整するのが好ましい。   At this time, the layer thickness of the solidified body 63 is reduced by the amount of the dry auxiliary liquid 62 evaporated. For this reason, in the treatment liquid supply step S13 in this embodiment, the drying auxiliary liquid 62 becomes a liquid film having a predetermined thickness or more in consideration of the evaporation of the drying auxiliary liquid 62 in the coagulation step S14. In addition, it is preferable to adjust the rotation speed of the substrate W or the like.

図7に戻る。次に、基板Wの表面Wfに形成された凝固体63を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去する昇華工程S15を行う。昇華工程S15に於いても、凝固工程S14から引続き、減圧手段71によるチャンバ11内の減圧処理が継続される。   Returning to FIG. Next, a sublimation step S15 is performed in which the solidified body 63 formed on the surface Wf of the substrate W is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W. Also in the sublimation step S15, the decompression process in the chamber 11 by the decompression means 71 is continued from the coagulation step S14.

減圧処理により、チャンバ11内の環境は乾燥補助物質の飽和蒸気圧よりも低い圧力となる。従って、この様な減圧環境を維持すると、凝固体63から乾燥補助物質の昇華が生じる。   By the decompression process, the environment in the chamber 11 becomes a pressure lower than the saturation vapor pressure of the drying auxiliary substance. Therefore, when such a reduced pressure environment is maintained, the drying auxiliary substance is sublimated from the solidified body 63.

凝固体63から乾燥補助物質の昇華が生じる際にも、凝固体63から昇華熱として熱を奪うため、凝固体63は冷却される。従って、第3実施形態に於いて、昇華工程Sl5は、チャンバ11内の環境が乾燥補助物質の融点よりも僅かに高い温度(常温環境)である場合にも、凝固体63を別途冷却することなく凝固体63を乾燥補助物質の融点よりも低温状態に維持することができ、凝固体63の融解を防止しつつ、凝固体63の昇華を行うことができる。その結果、別途の冷却機構を設ける必要がなく、装置コストや処理コストを低減することができる。   Even when sublimation of the drying auxiliary substance occurs from the solidified body 63, the solidified body 63 is cooled because heat is taken from the solidified body 63 as sublimation heat. Therefore, in the third embodiment, the sublimation step S15 separately cools the solidified body 63 even when the environment in the chamber 11 is slightly higher than the melting point of the drying auxiliary substance (room temperature environment). The solidified body 63 can be maintained at a temperature lower than the melting point of the drying auxiliary substance, and the solidified body 63 can be sublimated while preventing the solidified body 63 from melting. As a result, it is not necessary to provide a separate cooling mechanism, and the apparatus cost and processing cost can be reduced.

前記のように、固体状態の乾燥補助物質の昇華により、基板Wの表面Wf上に存在するIPA等の物質除去の際に、パターンWpに表面張力が作用するのを防止しパターン倒壊の発生を抑制しながら、基板Wの表面Wfを良好に乾燥することができる。   As described above, the sublimation of the solid dry auxiliary substance prevents the surface tension from acting on the pattern Wp when removing the substance such as IPA existing on the surface Wf of the substrate W, thereby preventing the pattern collapse. The surface Wf of the substrate W can be satisfactorily dried while being suppressed.

図10(e)は、昇華工程S15の終了時点に於ける基板Wの様子を示している。図10(e)に示すように、凝固工程S14に於いて形成された乾燥補助物質の凝固体63が、チャンバ11内が減圧環境とされることにより昇華されて表面Wfから除去され、基板Wの表面Wfの乾燥が完了する。   FIG. 10E shows the state of the substrate W at the end of the sublimation step S15. As shown in FIG. 10E, the solidified body 63 of the drying auxiliary material formed in the solidification step S14 is sublimated and removed from the surface Wf by setting the inside of the chamber 11 to a reduced pressure environment, and the substrate W Drying of the surface Wf is completed.

昇華工程S15の終了後、制御ユニット13がバルブ74へ動作指令を行い、バルブ74を開栓する。また、制御ユニット13が排気ポンプ72へ動作指令を行い、排気ポンプ72の動作を停止する。そして、制御ユニット13がバルブ46へ動作指令を行い、バルブ46を開栓することで、気体タンク47から配管45及びノズル42を介してチャンバ11内に気体(窒素ガス)を導入し、チャンバ11内を減圧環境から大気圧環境へ復帰させる。このとき、ノズル42は退避位置P3に位置してもよいし、基板Wの表面Wf中央部に位置してもよい。   After completion of the sublimation step S15, the control unit 13 issues an operation command to the valve 74 and opens the valve 74. Further, the control unit 13 issues an operation command to the exhaust pump 72 and stops the operation of the exhaust pump 72. The control unit 13 issues an operation command to the valve 46 and opens the valve 46 to introduce gas (nitrogen gas) from the gas tank 47 into the chamber 11 through the pipe 45 and the nozzle 42. The inside is returned from the reduced pressure environment to the atmospheric pressure environment. At this time, the nozzle 42 may be positioned at the retracted position P3 or may be positioned at the center of the surface Wf of the substrate W.

尚、昇華工程S15の終了後、チャンバ11内を大気圧環境に復帰させる方法としては前記に限られず、各種の公知の手法が採用されてもよい。   Note that the method for returning the interior of the chamber 11 to the atmospheric pressure environment after the sublimation step S15 is not limited to the above, and various known methods may be employed.

以上により、一連の基板乾燥処理が終了する。上述のような基板乾燥処理の後、図示しない基板搬入出機構により、乾燥処理済みの基板Wがチャンバ11から搬出される。   Thus, a series of substrate drying processes are completed. After the substrate drying process as described above, the substrate W after the drying process is carried out of the chamber 11 by a substrate carry-in / out mechanism (not shown).

以上のように、本実施形態では、乾燥補助物質を融解した乾燥補助液を、IPAが付着した基板Wの表面Wfに供給して置換する。その後、乾燥補助液を基板Wの表画Wfで凝固させて乾燥補助物質の凝固膜を形成した後、乾燥補助物質を昇華させて、基板Wの表面Wfから除去する。これにより、基板Wの乾燥処理を行う。   As described above, in this embodiment, the drying auxiliary liquid obtained by melting the drying auxiliary substance is supplied to the surface Wf of the substrate W to which the IPA is attached to replace it. Thereafter, the drying auxiliary liquid is solidified on the surface Wf of the substrate W to form a solidified film of the drying auxiliary substance, and then the drying auxiliary substance is sublimated and removed from the surface Wf of the substrate W. Thereby, the drying process of the board | substrate W is performed.

本実施形態のように、減圧によって乾燥補助液の凝固及び昇華を行っても、パターンの倒壊を防止しつつ基板Wの良好な乾燥を行うことができる。具体的なパターン抑制効果については、後述の実施例にて説明する。   Even if the drying auxiliary liquid is solidified and sublimated by reducing the pressure as in this embodiment, the substrate W can be satisfactorily dried while preventing the pattern from collapsing. A specific pattern suppressing effect will be described in an example described later.

また、本実施形態では、凝固工程S14と昇華工程S15に於いて、共通の減圧手段71を用いて、チャンバ11の内部を減圧した。これにより、凝固工程S14の後、即座に昇華工程S15を開始することができ、基板処理装置1の各部を動作させることに伴う処理時間や、動作させる制御ユニット13の基板処理プログラム19のメモリ量を低減することができ、また処理に用いる部品数も少なくすることができるため装置コストを低減することができる効果がある。特に、第3実施形態では低温の窒素ガスは用いないため、気体供給手段41に於ける温度調整部272を省いてもよいし、チャンバ11内を減圧環境から大気圧環境に復帰させる際に、気体供給手段41以外の手段を用いる場合には、気体供給手段41を省いてもよい。   Further, in the present embodiment, the inside of the chamber 11 is decompressed using the common decompression means 71 in the coagulation step S14 and the sublimation step S15. Thereby, the sublimation step S15 can be started immediately after the solidification step S14, the processing time associated with operating each part of the substrate processing apparatus 1, and the memory amount of the substrate processing program 19 of the control unit 13 to be operated. In addition, since the number of parts used for processing can be reduced, there is an effect that the cost of the apparatus can be reduced. In particular, since the low temperature nitrogen gas is not used in the third embodiment, the temperature adjustment unit 272 in the gas supply means 41 may be omitted, and when the chamber 11 is returned from the reduced pressure environment to the atmospheric pressure environment, When means other than the gas supply means 41 are used, the gas supply means 41 may be omitted.

(変形例)
以上の説明に於いては、本発明の好適な実施態様について説明した。しかし、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではなく、その他の様々な形態で実施可能である。以下に、その他の主な形態を例示する。
(Modification)
In the above description, preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various other forms. Below, other main forms are illustrated.

第1実施形態及び第2実施形態では、1個のチャンバ11内に於いて、基板Wに対し各工程が実行された。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、各工程ごとにチャンバが用意されてもよい。   In the first embodiment and the second embodiment, each process is performed on the substrate W in one chamber 11. However, the implementation of the present invention is not limited to this, and a chamber may be prepared for each process.

例えば、各実施形態において、凝固工程S14までを第1チャンバで実行し、基板Wの表面Wfに凝固膜が形成されたのち、第1チャンバから基板Wを搬出し、別の第2チャンバヘ凝固膜が形成された基板Wを搬入して、第2チャンバにて昇華工程S15を行ってもよい。   For example, in each embodiment, after the solidification step S14 is performed in the first chamber and the solidified film is formed on the surface Wf of the substrate W, the substrate W is unloaded from the first chamber, and the solidified film is transferred to another second chamber. The substrate W on which is formed may be carried in, and the sublimation step S15 may be performed in the second chamber.

また、第1実施形態では、昇華工程S15において、冷媒供給手段81による冷水の供給を継続しながら、気体供給手段41による窒素ガスの供給を行った。しかし、本発明の実施に関してはこれに限られず、気体供給手段41による窒素ガスの供給を止め、冷媒供給手段81により冷水を供給しながら凝固体63における乾燥補助物質を自然昇華させるようにしてもよい。   Further, in the first embodiment, in the sublimation step S <b> 15, the nitrogen gas is supplied by the gas supply unit 41 while the cold water supply by the refrigerant supply unit 81 is continued. However, the implementation of the present invention is not limited to this, and the supply of nitrogen gas by the gas supply means 41 is stopped, and the drying auxiliary substance in the solidified body 63 is naturally sublimated while supplying cold water by the refrigerant supply means 81. Good.

以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail by way of example. However, the materials, blending amounts, and the like described in the examples are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.

(基板)
基板として、モデルパターンが表面に形成されたシリコン基板を準備した。図11に、シリコン基板のモデルパターンが形成された面を表すSEM(Scanning Electron Microscope)画像を示す。モデルパターンとしては、直径30nm、高さ480nmの円柱(アスペクト比は16)が、約80nmの間隔を空けて配列されたパターンを採用した。図11中に、白色で示す部分が円柱部分(即ち、パターンの凸部)の頭部であり、黒色で示す部分がパターンの凹部である。図11に示すように、パターン形成面には、規則的に略等しい大きさの白丸が配列していることが確認されている。
(substrate)
As a substrate, a silicon substrate having a model pattern formed on the surface was prepared. FIG. 11 shows an SEM (Scanning Electron Microscope) image representing the surface on which the model pattern of the silicon substrate is formed. As the model pattern, a pattern in which cylinders having a diameter of 30 nm and a height of 480 nm (an aspect ratio of 16) were arranged with an interval of about 80 nm was adopted. In FIG. 11, the portion shown in white is the head of the cylindrical portion (that is, the convex portion of the pattern), and the portion shown in black is the concave portion of the pattern. As shown in FIG. 11, it has been confirmed that white circles having regularly the same size are regularly arranged on the pattern forming surface.

(実施例1)
本実施例に於いては、以下に述べる手順にて前記シリコン基板の乾燥処理を行い、パターン倒壊の抑制効果を評価した。また、シリコン基板の処理に於いては、第1実施形態で説明した基板処理装置を用いた。
Example 1
In this example, the silicon substrate was dried by the procedure described below, and the effect of suppressing pattern collapse was evaluated. In the processing of the silicon substrate, the substrate processing apparatus described in the first embodiment was used.

<手順1−1 紫外光の照射>
先ず、シリコン基板の表面に紫外光を照射し、その表面特性を親水性にした。これにより、パターンの凹部に液体が入り込むのを容易にし、当該液体が供給された後に於いては、パターンの倒壊が生じやすい環境を人工的に作り出した。
<Procedure 1-1 UV Irradiation>
First, the surface of the silicon substrate was irradiated with ultraviolet light to make its surface characteristics hydrophilic. This facilitated the entry of the liquid into the concave portion of the pattern, and artificially created an environment in which the pattern was likely to collapse after the liquid was supplied.

<手順1−2 供給工程>
次に、大気圧下にあるチャンバ11内で、乾燥したシリコン基板のパターン形成面に直接、昇華性物質が融解してなる乾燥補助液(液温40℃)を供給した。これにより、シリコン基板のパターン形成面上に、乾燥補助液からなる液膜を形成した。昇華性物質としては、下記化学構造式で表される1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを用いた。当該化合物は、表面張力が25℃の環境下で19.6mN/mであり、蒸気圧が20℃の環境下で8.2kPa(62.0mmHg)である(何れも文献値、下記表1参照)。また、融点及び凝固点は20.5℃であり、比重は25℃の環境下で1.58の物質である。更に、当該化合物は、例えばフッ素系ポリマーの溶解性に優れていることから、各種のコーティング剤の溶剤や、油膜汚れの洗浄剤として用いられるものである。
<Procedure 1-2 Supply process>
Next, in the chamber 11 under atmospheric pressure, a drying auxiliary liquid (liquid temperature 40 ° C.) obtained by melting the sublimation substance was directly supplied to the pattern forming surface of the dried silicon substrate. As a result, a liquid film made of the drying auxiliary liquid was formed on the pattern forming surface of the silicon substrate. As the sublimable substance, 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane represented by the following chemical structural formula was used. The compound has a surface tension of 19.6 mN / m in an environment of 25 ° C. and a vapor pressure of 8.2 kPa (62.0 mmHg) in an environment of 20 ° C. (both are literature values, see Table 1 below) ). The melting point and freezing point are 20.5 ° C., and the specific gravity is 1.58 in an environment of 25 ° C. Furthermore, since the compound is excellent in solubility of, for example, a fluorine-based polymer, it is used as a solvent for various coating agents and as a cleaning agent for oil film stains.

<手順1−3 凝固工程>
続いて、大気圧環境下で、7℃の窒素ガスを乾燥補助液からなる液膜上に供給し、当該乾燥補助液を凝固させて凝固体を形成させた。
<Procedure 1-3 Solidification process>
Subsequently, under an atmospheric pressure environment, nitrogen gas at 7 ° C. was supplied onto the liquid film made of the drying auxiliary liquid, and the drying auxiliary liquid was solidified to form a solidified body.

<手順1−4 昇華工程>
更に、常温大気圧環境下で、7℃の窒素ガスを継続して凝固体に供給し続け、これにより、凝固体の融解を防止しつつ、乾燥補助物質(昇華性物質)を昇華させて、シリコン基板のパターン形成面から凝固体を除去した。尚、窒素ガスの温度は7℃であり、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの融点(20.5℃)よりも低温であるため、凝固体に対して別途冷却は行わなかった。
<Procedure 1-4 Sublimation process>
Furthermore, in a normal temperature and atmospheric pressure environment, nitrogen gas at 7 ° C. is continuously supplied to the solidified body, thereby sublimating the drying auxiliary substance (sublimable substance) while preventing the solidified body from melting, The solidified body was removed from the pattern forming surface of the silicon substrate. The temperature of nitrogen gas is 7 ° C., which is lower than the melting point (20.5 ° C.) of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane. Separate cooling was not performed.

図12は、前記の手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、パターンの倒壊が低減されており、表示された領域に於ける倒壊率は15.7%であった。これにより、乾燥補助物質として1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを用いた場合には、パターンの倒壊を極めて良好に抑制することができ、昇華乾燥に有効であることが示された。
尚、前記倒壊率は、以下の式により算出した値である。
倒壊率(%)=(任意の領域に於ける倒壊した凸部の数)÷(当該領域に於ける凸部の総数)×100
FIG. 12 is an SEM image of the silicon substrate after the procedure 1-1 to the procedure 1-4 are executed. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), pattern collapse was reduced, and the collapse rate in the displayed region was 15.7%. As a result, when 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane is used as a drying auxiliary substance, the collapse of the pattern can be suppressed extremely well, which is effective for sublimation drying. It was shown that there is.
The collapse rate is a value calculated by the following equation.
Collapse rate (%) = (Number of collapsed protrusions in an arbitrary area) ÷ (Total number of protrusions in the area) × 100

(実施例2)
本実施例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えてドデカフルオロシクロヘキサン(蒸気圧33.1kPa(25℃)、表面張力12.6mN/m(25℃)、融点及び凝固点51℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Example 2)
In this example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a dry auxiliary substance, dodecafluorocyclohexane (vapor pressure 33.1 kPa (25 ° C.), surface tension 12.6 mN / m (25 ° C.), melting point and freezing point 51 ° C., both of which are literature values) were used (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図13は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、パターンの倒壊が大幅に低減されており、表示された領域に於ける倒壊率は2.5%であった。これにより、乾燥補助物質としてドデカフルオロシクロヘキサンを用いた場合には、パターンの倒壊を極めて良好に抑制することができ、昇華乾燥に有効であることが示された。   FIG. 13 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this embodiment. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapse was greatly reduced, and the collapse rate in the displayed area was 2.5%. Thereby, when dodecafluorocyclohexane was used as a drying auxiliary substance, it was shown that the collapse of the pattern can be suppressed very well and is effective for sublimation drying.

(比較例1)
本比較例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えてt−ブタノール(蒸気圧4.1kPa(20℃)、表面張力19.56mN/m(20℃)、融点及び凝固点25℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a dry auxiliary substance, t-butanol (vapor pressure 4.1 kPa (20 ° C.), surface tension) 19.56 mN / m (20 ° C.), melting point and freezing point 25 ° C., both of which are literature values) were used (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図14は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、パターンの倒壊が低減されておらず、表示された領域に於ける倒壊率は52.3%であった。これにより、乾燥補助物質としてt−ブタノールを用いた場合には、パターン倒壊の低減が不十分であることが確認された。   FIG. 14 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this embodiment. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapse was not reduced, and the collapse rate in the displayed region was 52.3%. Thereby, when t-butanol was used as a drying auxiliary substance, it was confirmed that reduction of pattern collapse was insufficient.

(比較例2)
本比較例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えて酢酸(蒸気圧1.50kPa(20℃)、表面張力27.7mN/m(20℃)、融点及び凝固点17℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Comparative Example 2)
In this comparative example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, acetic acid (vapor pressure 1.50 kPa (20 ° C.), surface tension 27. 7 mN / m (20 ° C.), melting point and freezing point 17 ° C., both of which are literature values) (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図15は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、大幅にパターンの倒壊が発生しており、表示された領域に於ける倒壊率は99.1%であった。これにより、乾燥補助物質としてt−ブタノールを用いた場合には、パターン倒壊の低減が不十分であることが確認された。   FIG. 15 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this embodiment. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapsed significantly, and the collapse rate in the displayed region was 99.1%. Thereby, when t-butanol was used as a drying auxiliary substance, it was confirmed that reduction of pattern collapse was insufficient.

(比較例3)
本比較例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えて1,4−ジオキサン(蒸気圧3.9kPa(20℃)、表面張力33.4mN/m(25℃)、融点及び凝固点11℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Comparative Example 3)
In this comparative example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, 1,4-dioxane (vapor pressure 3.9 kPa (20 ° C.), A surface tension of 33.4 mN / m (25 ° C.), a melting point and a freezing point of 11 ° C., both of which are literature values) were used (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図16は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、大幅にパターンの倒壊が発生しており、表示された領域に於ける倒壊率は99.3%であった。これにより、乾燥補助物質としてt−ブタノールを用いた場合には、パターン倒壊の低減が不十分であることが確認された。   FIG. 16 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this embodiment. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapsed significantly, and the collapse rate in the displayed region was 99.3%. Thereby, when t-butanol was used as a drying auxiliary substance, it was confirmed that reduction of pattern collapse was insufficient.

(比較例4)
本比較例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えて4,4−ジフルオロシクロヘキサン(蒸気圧0.37kPa(25℃)、表面張力29.2mN/m(25℃)、融点及び凝固点35〜36℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Comparative Example 4)
In this comparative example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a dry auxiliary substance, 4,4-difluorocyclohexane (vapor pressure 0.37 kPa (25 ° C.) The surface tension was 29.2 mN / m (25 ° C.), the melting point and the freezing point were 35 to 36 ° C. (both are literature values) (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図17は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、大幅にパターンの倒壊が発生しており、表示された領域に於ける倒壊率は97.0%であった。これにより、乾燥補助物質としてt−ブタノールを用いた場合には、パターン倒壊の低減が不十分であることが確認された。   FIG. 17 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this embodiment. Compared with the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapsed significantly, and the collapse rate in the displayed region was 97.0%. Thereby, when t-butanol was used as a drying auxiliary substance, it was confirmed that reduction of pattern collapse was insufficient.

(比較例5)
本比較例に於いては、乾燥補助物質として、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンに代えてフルオロシクロヘキサン(蒸気圧5.67kPa(25℃)、表面張力21.8mN/m(25℃)、融点及び凝固点13℃、何れも文献値)を用いた(下記表1参照)。それ以外は、実施例1と同様にして、手順1−1から手順1−4までを実行し、シリコン基板のパターン形成面の凍結乾燥を行った。
(Comparative Example 5)
In this comparative example, instead of 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane as a dry auxiliary substance, fluorocyclohexane (vapor pressure 5.67 kPa (25 ° C.), surface tension 21 0.8 mN / m (25 ° C.), melting point and freezing point 13 ° C., both of which are literature values) (see Table 1 below). Other than that was carried out similarly to Example 1, the procedure 1-1 to the procedure 1-4 was performed, and the freeze-drying of the pattern formation surface of the silicon substrate was performed.

図18は、本実施例において、手順1−1から手順1−4までを実行した後の、シリコン基板のSEM画像である。乾燥処理前のシリコン基板のパターン形成面(図11参照)と比較して、パターンの倒壊が低減されておらず、表示された領域に於ける倒壊率は35.8%であった。これにより、乾燥補助物質としてt−ブタノールを用いた場合には、パターン倒壊の低減が不十分であることが確認された。   FIG. 18 is an SEM image of the silicon substrate after steps 1-1 to 1-4 are executed in this example. Compared to the pattern formation surface of the silicon substrate before the drying process (see FIG. 11), the pattern collapse was not reduced, and the collapse rate in the displayed region was 35.8%. Thereby, when t-butanol was used as a drying auxiliary substance, it was confirmed that reduction of pattern collapse was insufficient.

(結果)
図12〜図18に示すように、乾燥補助物質として1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及びドデカフルオロシクロヘキサンを用いた実施例1及び2の場合には、例えば、従来の乾燥補助物質を用いた比較例1〜5の場合と比較して、パターン倒壊の発生を低減できることが確認された。
(result)
As shown in FIGS. 12 to 18, in the case of Examples 1 and 2 using 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane and dodecafluorocyclohexane as a drying auxiliary substance, It was confirmed that the occurrence of pattern collapse can be reduced as compared with Comparative Examples 1 to 5 using a conventional dry auxiliary substance.

本発明は、基板の表面に付着する液体を除去する乾燥技術、及び当該乾燥技術を用いて基板の表面を処理する基板処理技術全般に適用することができる。   The present invention can be applied to a drying technique for removing a liquid adhering to the surface of a substrate and a substrate processing technique for treating the surface of a substrate using the drying technique.

1、10 基板処理装置
11 チャンバ
12 飛散防止カップ
13 制御ユニット
14 旋回駆動部
15 演算処理部
17 メモリ
19 基板処理プログラム
21 処理液供給手段(供給手段)
22 ノズル
23 アーム
24 旋回軸
25 配管
26 バルブ
27 処理液貯留部
31 IPA供給手段
32 ノズル
33 アーム
34 旋回軸
35 配管
36 バルブ
37 IPAタンク
41 気体供給手段(凝固手段、昇華手段)
42 ノズル
43 アーム
44 旋回軸
45 配管
46 バルブ
47 気体タンク
51 基板保持手段
52 回転駆動部
53 スピンベース
54 チャックピン
61 IPA
62 乾燥補助液
63 凝固体
64 冷水
71 減圧手段(凝固手段、昇華手段)
72 排気ポンプ
74 バルブ
81 冷媒供給手段(凝固手段、昇華手段)
82 冷媒貯留部
83 配管
84 バルブ
271 処理液貯留タンク
272 温度調整部
273 配管
274 加圧部
275 窒素ガスタンク
276 ポンプ
277 撹拌部
278 撹拌制御部
279 回転部
471 気体貯留部
472 気体温度調整部
821 冷媒タンク
822 冷媒温度調整部
A1、J1、J2、J3、J4 軸
AR1、AR2、AR3、AR4 矢印
P1、P2、P3、P4 退避位置
S11 洗浄工程
S12 IPAリンス工程
S13 処理液供給工程(供給工程)
S14 凝固工程
S15 昇華工程
S16 洗浄・リンス工程
S17 撥水処理工程
W 基板
Wf (基板の)表面
Wb (基板の)裏面
Wp (基板表面の)パターン
Wp1 (パターンの)凸部
Wp2 (パターンの)凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Substrate processing apparatus 11 Chamber 12 Spattering prevention cup 13 Control unit 14 Rotation drive part 15 Arithmetic processing part 17 Memory 19 Substrate processing program 21 Processing liquid supply means (supply means)
22 Nozzle 23 Arm 24 Rotating shaft 25 Pipe 26 Valve 27 Treatment liquid storage unit 31 IPA supply means 32 Nozzle 33 Arm 34 Rotating shaft 35 Pipe 36 Valve 37 IPA tank 41 Gas supply means (coagulation means, sublimation means)
42 Nozzle 43 Arm 44 Rotating shaft 45 Pipe 46 Valve 47 Gas tank 51 Substrate holding means 52 Rotation drive unit 53 Spin base 54 Chuck pin 61 IPA
62 Drying auxiliary liquid 63 Solidified body 64 Cold water 71 Depressurizing means (coagulating means, sublimation means)
72 Exhaust pump 74 Valve 81 Refrigerant supply means (coagulation means, sublimation means)
82 Refrigerant storage part 83 Pipe 84 Valve 271 Processing liquid storage tank 272 Temperature adjustment part 273 Pipe 274 Pressurization part 275 Nitrogen gas tank 276 Pump 277 Stirring part 278 Stirring control part 279 Rotating part 471 Gas storage part 472 Gas temperature adjusting part 821 Refrigerant tank 822 Refrigerant temperature adjustment unit A1, J1, J2, J3, J4 Axes AR1, AR2, AR3, AR4 Arrows P1, P2, P3, P4 Retraction position S11 Cleaning step S12 IPA rinsing step S13 Treatment liquid supply step (supply step)
S14 Solidification step S15 Sublimation step S16 Cleaning / rinsing step S17 Water repellent treatment step W Substrate Wf (Substrate) Front surface Wb (Substrate) Back surface Wp (Substrate surface) Pattern Wp1 (Pattern) Convex portion Wp2 (Pattern) Concave portion

Claims (15)

基板のパターン形成面に、融解状態の昇華性物質を含む処理液を供給する供給手段と、
前記処理液を、前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固手段と、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華手段と、
を備え、
前記昇華性物質の20℃〜25℃における蒸気圧が5kPa以上であり、20℃〜25℃における表面張力が25mN/m以下であることを特徴とする、基板処理装置。
Supply means for supplying a treatment liquid containing a sublimable substance in a molten state to the pattern forming surface of the substrate;
Solidifying means for solidifying the treatment liquid on the pattern forming surface to form a solidified body;
Sublimation means for sublimating the solidified body and removing it from the pattern forming surface;
With
The substrate processing apparatus, wherein the sublimable substance has a vapor pressure of 5 kPa or more at 20 ° C. to 25 ° C. and a surface tension of 25 mN / m or less at 20 ° C. to 25 ° C.
請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質の20℃〜25℃における表面張力が20mN/m以下である、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus whose surface tension in 20 to 25 degreeC of the said sublimable substance is 20 mN / m or less.
請求項1又は2に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質が1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン又はドデカフルオロシクロヘキサンであることを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein:
The substrate processing apparatus, wherein the sublimable substance is 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane or dodecafluorocyclohexane.
請求項1〜3の何れか1項に記載の基板処理装置であって、
前記供給手段は、前記処理液を大気圧下で、前記基板のパターン形成面に供給するものであり、
前記凝固手段は、前記処理液を大気圧下で前記昇華性物質の凝固点以下に冷却するものであることを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The supply means supplies the processing liquid to the pattern forming surface of the substrate under atmospheric pressure,
The substrate processing apparatus, wherein the solidifying means cools the processing liquid below the freezing point of the sublimable substance under atmospheric pressure.
請求項1〜4の何れか1項に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質は大気圧下で昇華性を有し、
前記昇華手段は、前記昇華性物質を大気圧下で昇華させることを特徴とする、基板処理装置。
A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
The sublimable substance has sublimability under atmospheric pressure,
The substrate processing apparatus, wherein the sublimation means sublimates the sublimable substance under atmospheric pressure.
請求項4又は5に記載の基板処理装置であって、
前記凝固手段又は昇華手段の少なくとも何れか一方は、冷媒を、前記昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記基板におけるパターン形成面とは反対側の裏面に向けて供給する冷媒供給手段であることを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5, wherein
At least one of the solidification means and the sublimation means is a refrigerant supply means for supplying the refrigerant toward the back surface of the substrate opposite to the pattern formation surface at a temperature not higher than the freezing point of the sublimable substance. A substrate processing apparatus.
請求項4又は5に記載の基板処理装置であって、
前記凝固手段又は昇華手段の少なくとも何れか一方は、少なくとも前記昇華性物質に対して不活性なガスを、当該昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記パターン形成面に向けて供給する気体供給手段であることを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5, wherein
At least one of the solidification means and the sublimation means is a gas supply means for supplying a gas inert to at least the sublimable substance toward the pattern forming surface at a temperature below the freezing point of the sublimation substance. A substrate processing apparatus.
請求項4又は5に記載の基板処理装置であって、
前記昇華手段は、少なくとも前記昇華性物質に対して不活性なガスを、当該昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記パターン形成面に向けて供給する気体供給手段と、冷媒を、前記昇華性物質の凝固点以下の温度で、前記基板におけるパターン形成面とは反対側の裏面に向けて供給する冷媒供給手段であることを特徴とする、基板処理装置
The substrate processing apparatus according to claim 4 or 5, wherein
The sublimation means includes a gas supply means for supplying at least a gas inert to the sublimable substance toward the pattern forming surface at a temperature equal to or lower than a freezing point of the sublimable substance, and a refrigerant. A substrate processing apparatus, characterized in that the substrate processing apparatus is a coolant supply means for supplying the substrate toward a back surface opposite to the pattern forming surface at a temperature equal to or lower than a freezing point of the substance.
請求項1〜4の何れか1項に記載の基板処理装置であって、
前記昇華手段は、前記凝固体が形成された前記パターン形成面を、大気圧よりも低い環境下に減圧させる減圧手段であることを特徴とする、基板処理装置。
A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
The substrate processing apparatus, wherein the sublimation means is a decompression means for decompressing the pattern forming surface on which the solidified body is formed in an environment lower than atmospheric pressure.
請求項1〜3の何れか1項に記載の基板処理装置であって、
前記凝固手段は、前記処理液が供給された前記パターン形成面を、大気圧よりも低い環境下に減圧させる減圧手段である、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein the coagulating means is a pressure reducing means for reducing the pressure of the pattern forming surface supplied with the processing liquid in an environment lower than atmospheric pressure.
請求項10に記載の基板処理装置であって、
前記昇華手段として前記減圧手段を用いることを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 10, comprising:
A substrate processing apparatus using the decompression means as the sublimation means.
請求項1〜11の何れか1項に記載の基板処理装置であって、
前記供給手段は、前記処理液の温度を前記昇華性物質の融点以上、かつ、沸点より低い温度に調整する処理液温度調整部を有することを特徴とする、基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 11,
The substrate processing apparatus, wherein the supply means includes a processing liquid temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the processing liquid to a temperature equal to or higher than the melting point of the sublimable substance and lower than the boiling point.
基板のパターン形成面に、融解状態の昇華性物質を含む処理液を供給する供給方法と、
前記処理液を、前記パターン形成面上で凝固させて凝固体を形成する凝固方法と、
前記凝固体を昇華させて、前記パターン形成面から除去する昇華方法と、
を含み、
前記昇華性物質の20℃〜25℃における蒸気圧が5kPa以上であり、20℃〜25℃における表面張力が25mN/m以下であることを特徴とする、基板処理方法。
A supply method of supplying a treatment liquid containing a sublimable substance in a molten state to the pattern forming surface of the substrate;
A solidification method in which the treatment liquid is solidified on the pattern forming surface to form a solidified body;
A sublimation method for sublimating the solidified body and removing it from the pattern forming surface;
Including
The substrate treatment method, wherein a vapor pressure of the sublimable substance at 20 ° C. to 25 ° C. is 5 kPa or more and a surface tension at 20 ° C. to 25 ° C. is 25 mN / m or less.
請求項13に記載の基板処理方法であって、
前記昇華性物質の20℃〜25℃における表面張力が20mN/m以下である、基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 13, comprising:
The substrate processing method whose surface tension in 20 to 25 degreeC of the said sublimable substance is 20 mN / m or less.
請求項13又は14に記載の基板処理装置であって、
前記昇華性物質が1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン又はドデカフルオロシクロヘキサンであることを特徴とする、基板処理方法。
The substrate processing apparatus according to claim 13 or 14,
A substrate processing method, wherein the sublimable substance is 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane or dodecafluorocyclohexane.
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