JP2020170808A - Processing liquid generation device, substrate processing device, processing liquid generation method and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理液を生成する技術、および、当該処理液を使用して基板の液処理を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for producing a treatment liquid and a technique for performing liquid treatment of a substrate using the treatment liquid.
従来、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上に成膜が行われた基板のベベル部に対してエッチング液を供給し、ベベル部の膜を除去するエッチング処理が行われる。また、特許文献1では、化学気相成長(CVD)により基板上に成膜する装置が開示されている。当該装置では、CVDに使用される原料ガスは、常温で固体状態の原料を液状化して有機溶媒に混合し、当該混合液を加熱することにより生成する。
Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as "substrate"), various treatments are applied to the substrate. For example, an etching process is performed in which an etching solution is supplied to a bevel portion of a substrate on which a film is formed on the surface to remove the film on the bevel portion. Further,
一方、特許文献2では、電子デバイスに利用される有機化合物を精製する方法が開示されている。当該方法では、有機化合物を含む常温で固体状態の試料を加熱して昇華させ、得られたガスをイオン液体に溶解させ、当該イオン液体中に有機化合物を析出させる。また、特許文献3および特許文献4では、昇華精製管内部の固体状態の被処理物質を加熱して昇華させ、昇華精製管の内壁面に凝華した成分を昇華精製物質として回収する技術が開示されている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for purifying an organic compound used in an electronic device. In this method, a sample containing an organic compound in a solid state at room temperature is heated and sublimated, the obtained gas is dissolved in an ionic liquid, and the organic compound is precipitated in the ionic liquid. Further, Patent Documents 3 and 4 disclose a technique for heating and sublimating a solid substance to be treated inside a sublimation purification tube and recovering a coagulated component on the inner wall surface of the sublimation purification tube as a sublimation purification substance. Has been done.
ところで、基板上に処理液を供給して基板の液処理を行う場合、溶媒に原料を溶解させて処理液を生成することがある。この場合、原料中の不純物の処理等が必要となり、処理液の生成が複雑化するおそれがある。 By the way, when the treatment liquid is supplied onto the substrate to perform the liquid treatment of the substrate, the raw material may be dissolved in a solvent to generate the treatment liquid. In this case, it is necessary to treat impurities in the raw material, which may complicate the production of the treatment liquid.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板の液処理用の処理液を容易に生成することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to easily generate a treatment liquid for liquid treatment of a substrate.
請求項1に記載の発明は、基板の液処理を行う基板処理装置にて使用される処理液を生成する処理液生成装置であって、固体状の溶質を含む固体原料を昇華させて原料ガスを生成する昇華部と、前記原料ガスを溶媒に溶解させて処理液を生成する処理液生成部と、前記原料ガスを前記昇華部から前記処理液生成部へと導くガス供給流路とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の処理液生成装置であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、前記昇華部は、前記低昇華点不純物の昇華点よりも高く、かつ、前記溶質の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる第1昇華部と、前記第1昇華部における昇華処理後の前記固体原料を、前記溶質の昇華点よりも高い温度で昇華させることにより前記原料ガスを生成する第2昇華部とを備える。
The invention according to claim 2 is the treatment liquid generating apparatus according to
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の処理液生成装置であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、前記昇華部は、前記固体原料を昇華させて中間ガスを生成する第1昇華部と、前記中間ガスの温度を前記低昇華点不純物の昇華点と前記溶質の昇華点との間の温度とすることにより前記溶質を凝華させる凝華部と、前記凝華部にて得られた凝華物を昇華させることにより前記原料ガスを生成する第2昇華部とを備える。
The invention according to claim 3 is the treatment liquid generating apparatus according to
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物をさらに含み、前記昇華部において、前記溶質の昇華点よりも高く、かつ、前記高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる。
The invention according to claim 4 is the treatment liquid generating apparatus according to any one of
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記ガス供給流路の温度を、前記溶質の昇華点よりも高温に維持する保温部をさらに備える。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記ガス供給流路を流れるガス中の前記溶質の濃度、または、前記溶媒に溶解している前記溶質の濃度を測定する濃度センサと、前記濃度センサにおける測定結果に基づいて前記昇華部における前記固体原料の昇華速度を制御する昇華制御部とをさらに備える。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記昇華部における前記固体原料の重量を測定する重量センサと、前記重量センサにおける測定結果に基づいて前記昇華部における前記固体原料の昇華速度を制御する昇華制御部とをさらに備える。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記処理液生成部は、前記溶媒を貯溜する貯溜部と、前記貯溜部に貯溜された前記溶媒に前記原料ガスをナノバブル化して供給する原料ガス供給部とを備える。
The invention according to claim 8 is the treatment liquid generation apparatus according to any one of
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の処理液生成装置であって、前記処理液生成部は、前記ガス供給流路から供給される前記原料ガスを溶媒に溶解させて原料溶液を生成する原料溶液生成部と、前記原料溶液生成部にて生成された前記原料溶液を前記溶媒により希釈して前記処理液を生成する希釈部とを備える。
The invention according to
請求項10に記載の発明は、基板の液処理を行う基板処理装置であって、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の処理液生成装置と、上面に予めパターンが形成されている基板を水平状態で保持する基板保持部と、前記処理液生成装置にて生成された処理液を前記基板の前記上面に吐出する処理液吐出部と、前記基板の前記上面上の前記処理液から溶媒を気化させることにより、前記パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する膜形成部とを備える。
The invention according to claim 10 is a substrate processing apparatus for treating a liquid on a substrate, wherein a pattern is formed in advance on the upper surface of the treatment liquid generating apparatus according to any one of
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の基板処理装置であって、前記溶質膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、前記膜厚測定部による測定結果に基づいて、前記処理液中の前記溶質の濃度、または、前記処理液吐出部からの前記処理液の吐出時間を制御する膜厚制御部とをさらに備える。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、基板の液処理にて使用される処理液を生成する処理液生成方法であって、a)固体状の溶質を含む固体原料を昇華させて原料ガスを生成する工程と、b)ガス供給流路を介して供給された前記原料ガスを溶媒に溶解させて処理液を生成する工程とを備える。
The invention according to
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の処理液生成方法であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、前記a)工程は、c)前記低昇華点不純物の昇華点よりも高く、かつ、前記溶質の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる工程と、d)前記c)工程よりも後に、前記固体原料を前記溶質の昇華点よりも高い温度で昇華させることにより前記原料ガスを生成する工程とを備える。
The invention according to claim 13 is the treatment liquid producing method according to
請求項14に記載の発明は、請求項12に記載の処理液生成方法であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、前記a)工程は、e)前記固体原料を昇華させて中間ガスを生成する工程と、f)前記中間ガスの温度を前記低昇華点不純物の昇華点と前記溶質の昇華点との間の温度とすることにより前記溶質を凝華させる工程と、g)前記f)工程にて得られた凝華物を昇華させることにより前記原料ガスを生成する工程とを備える。
The invention according to claim 14 is the treatment liquid producing method according to
請求項15に記載の発明は、請求項12ないし14のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物をさらに含み、前記a)工程において、前記溶質の昇華点よりも高く、かつ、前記高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる。
The invention according to
請求項16に記載の発明は、請求項12ないし15のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記ガス供給流路の温度は、前記溶質の昇華点よりも高温に維持される。
The invention according to claim 16 is the treatment liquid generation method according to any one of
請求項17に記載の発明は、請求項12ないし16のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記ガス供給流路を流れるガス中の前記溶質の濃度、または、前記溶媒に溶解している前記溶質の濃度に基づいて、前記a)工程における前記固体原料の昇華速度が制御される。
The invention according to claim 17 is the treatment liquid generation method according to any one of
請求項18に記載の発明は、請求項12ないし17のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記固体原料の重量変化に基づいて、前記a)工程における前記固体原料の昇華速度を制御される。
The invention according to claim 18 is the treatment liquid generation method according to any one of
請求項19に記載の発明は、請求項12ないし18のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記b)工程において、貯溜部に貯溜された前記溶媒に前記原料ガスをナノバブル化して供給する。
The invention according to claim 19 is the treatment liquid generation method according to any one of
請求項20に記載の発明は、請求項12ないし19のいずれか1つに記載の処理液生成方法であって、前記b)工程は、h)前記原料ガスを前記溶媒に溶解させて原料溶液を生成する工程と、i)前記原料溶液を前記溶媒により希釈して前記処理液を生成する工程とを備える。
The invention according to claim 20 is the treatment liquid generation method according to any one of
請求項21に記載の発明は、基板の液処理を行う基板処理方法であって、j)上面に予めパターンが形成されている基板を水平状態で保持する工程と、k)請求項12ないし20のいずれか1つに記載の処理液生成方法により生成された処理液を前記基板の前記上面に吐出する工程と、l)前記基板の前記上面上の前記処理液から溶媒を気化させることにより、前記パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する工程とを備える。 The invention according to claim 21 is a substrate processing method for liquid-treating a substrate, in which j) a step of holding a substrate having a pattern formed on the upper surface in advance in a horizontal state, and k) claims 12 to 20. The step of discharging the treatment liquid generated by the treatment liquid generation method according to any one of the above to the upper surface of the substrate, and l) vaporizing the solvent from the treatment liquid on the upper surface of the substrate. A step of embedding a solute in the gap of the pattern to form a solute film is provided.
請求項22に記載の発明は、請求項21に記載の基板処理方法であって、m)前記l)工程よりも後に、前記溶質膜の膜厚を測定する工程と、n)前記m)工程における測定結果に基づいて、前記処理液中の前記溶質の濃度、または、前記k)工程における前記処理液の吐出時間を制御する工程とをさらに備える。 The invention according to claim 22 is the substrate processing method according to claim 21, wherein m) a step of measuring the film thickness of the solute film after the step l) and n) the step m). Based on the measurement result in, the step of controlling the concentration of the solute in the treatment liquid or the discharge time of the treatment liquid in the step k) is further provided.
本発明では、基板の液処理用の処理液を容易に生成することができる。 In the present invention, a treatment liquid for liquid treatment of a substrate can be easily generated.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す側面図である。基板処理装置1は、半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)を1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板9に処理液を供給して基板9の液処理を行う。図1では、基板処理装置1の構成の一部を断面にて示す。
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the
基板処理装置1は、基板保持部31と、基板回転機構33と、カップ部4と、処理液供給部5と、ガス供給部6と、ハウジング11と、を備える。基板保持部31、基板回転機構33およびカップ部4等は、ハウジング11の内部空間に収容される。図1では、ハウジング11を断面にて描いている。ハウジング11の天蓋部には、当該内部空間にガスを供給して下方に流れる気流(いわゆる、ダウンフロー)を形成する気流形成部12が設けられる。気流形成部12としては、例えば、FFU(ファン・フィルタ・ユニット)が利用される。
The
基板保持部31は、水平状態の基板9の下側の主面(すなわち、下面)と対向し、基板9を下側から保持する。基板保持部31は、例えば、基板9を機械的に支持するメカニカルチャックである。基板保持部31は、上下方向を向く中心軸J1を中心として回転可能に設けられる。基板9の上側の主面(以下、「上面91」と呼ぶ。)には、予めパターンが形成されている。当該パターンは、多数の微細な構造体要素の集合である構造体であり、例えば、製品にて使用される回路パターンである。
The
基板保持部31は、保持部本体と、複数のチャックピンとを備える。保持部本体は、基板9の下面と対向する略円板状の部材である。複数のチャックピンは、保持部本体の周縁部にて中心軸J1を中心とする周方向(以下、単に「周方向」とも呼ぶ。)に略等角度間隔にて配置される。各チャックピンは、保持部本体の上面から上方へと突出し、基板9の下面の周縁領域および側面に接触して基板9を支持する。なお、基板保持部31は、基板9の下面中央部を吸着して保持するバキュームチャック等であってもよい。
The
基板回転機構33は、基板保持部31の下方に配置される。基板回転機構33は、中心軸J1を中心として基板9を基板保持部31と共に回転する。基板回転機構33は、例えば、回転シャフトが基板保持部31の保持部本体に接続された電動回転式モータを備える。基板回転機構33は、中空モータ等の他の構造を有していてもよい。
The
処理液供給部5は、基板9に複数種類の処理液を個別に供給する。当該複数種類の処理液には、例えば、後述する薬液、リンス液および膜形成液が含まれる。処理液供給部5は、第1ノズル51と、第2ノズル52とを備える。第1ノズル51および第2ノズル52はそれぞれ、基板9の上方から基板9の上面91の中央部に向けて処理液を吐出する。第1ノズル51および第2ノズル52は、例えば、テフロン(登録商標)等の高い耐薬品性を有する樹脂により形成される。なお、第1ノズル51および第2ノズル52はそれぞれ、1つの共通ノズルの一部であってもよい。
The treatment
カップ部4は、中心軸J1を中心とする環状の部材である。カップ部4は、基板9および基板保持部31の周囲において全周に亘って配置され、基板9および基板保持部31の側方を覆う。カップ部4は、回転中の基板9から周囲に向かって飛散する処理液等の液体を受ける受液容器である。カップ部4の内側面は、例えば撥水性材料により形成される。カップ部4は、基板9の回転および静止に関わらず、周方向において静止している。カップ部4の底部には、カップ部4にて受けられた処理液等をハウジング11の外部へと排出する排液ポート(図示省略)が設けられる。カップ部4は、図1に示す基板9の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下側の退避位置との間を、図示省略の昇降機構により上下方向に移動可能である。
The cup portion 4 is an annular member centered on the central axis J1. The cup portion 4 is arranged over the entire circumference around the
カップ部4は、図1に示す単層構造とは異なり、中心軸J1を中心とする径方向(以下、単に「径方向」と呼ぶ。)に複数のカップが積層される積層構造であってもよい。カップ部4が積層構造を有する場合、複数のカップはそれぞれ独立して上下方向に移動可能であり、基板9から飛散する処理液の種類に合わせて、複数のカップが切り替えられて処理液の受液に使用される。
Unlike the single-layer structure shown in FIG. 1, the cup portion 4 has a laminated structure in which a plurality of cups are laminated in the radial direction (hereinafter, simply referred to as “diameter direction”) about the central axis J1. May be good. When the cup portion 4 has a laminated structure, the plurality of cups can move independently in the vertical direction, and the plurality of cups are switched to receive the treatment liquid according to the type of the treatment liquid scattered from the
ガス供給部6は、基板9にガスを供給する。ガス供給部6は、第3ノズル63を備える。第3ノズル63は、基板9の上方から基板9の上面91の中央部に向けてガスを送出する。
The
図2は、基板処理装置1の処理液供給部5およびガス供給部6を示すブロック図である。図2では、処理液供給部5およびガス供給部6以外の構成も併せて示す。処理液供給部5は、薬液供給部54と、リンス液供給部55と、膜形成液供給部56とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a processing
薬液供給部54は、第1ノズル51と、薬液供給源541とを備える。第1ノズル51は、配管542を介して薬液供給源541に接続される。薬液供給源541から送出された薬液は、第1ノズル51から基板9の上面91に向けて吐出される。薬液としては、例えば、フッ酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合液、濃フッ酸、希フッ酸、水酸化アンモニウム(NH4OH)、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、SC1(すなわち、アンモニア(NH3)と過酸化水素(H2O2)との混合水溶液)、SC2(すなわち、塩化水素(HCl)と過酸化水素との混合水溶液)、または、FPM(すなわち、フッ化水素と過酸化水素との混合水溶液)が利用される。なお、薬液供給源541は、基板処理装置1の外部に設けられてもよい。
The chemical
リンス液供給部55は、第1ノズル51と、リンス液供給源551とを備える。第1ノズル51は、薬液供給部54とリンス液供給部55とにより共有される。第1ノズル51は、配管552を介してリンス液供給源551に接続される。リンス液供給源551から送出されたリンス液は、第1ノズル51から基板9の上面91に向けて吐出される。リンス液としては、例えば、DIW(De−ionized Water)、炭酸水、オゾン水または水素水等の水性処理液が利用される。なお、リンス液供給源551は、基板処理装置1の外部に設けられてもよい。
The rinse
膜形成液供給部56は、第2ノズル52と、処理液生成装置7とを備える。第2ノズル52は、配管562を介して処理液生成装置7に接続される。処理液生成装置7は、基板9の処理に使用される膜形成液を生成する膜形成液生成装置である。処理液生成装置7にて生成された膜形成液は、第2ノズル52へと送出され、第2ノズル52から基板9の上面91に向けて吐出される。第2ノズル52は、処理液生成装置7にて生成された処理液である膜形成液を基板9の上面91に吐出する処理液吐出部である。
The film forming
膜形成液は、常温常圧において固体状の昇華性物質である溶質を昇華させてガス状とした後に、溶媒に溶解させた溶液である。処理液生成装置7の構造、および、処理液生成装置7における膜形成液の生成については、後述する。
The film-forming solution is a solution obtained by sublimating a solute, which is a solid sublimating substance, into a gas at normal temperature and pressure, and then dissolving the solution in a solvent. The structure of the treatment
上記溶質としては、例えば、2−メチル−2−プロパノール(別名:tert−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール)またはシクロヘキサノール等のアルコール類、フッ化炭化水素化合物、1,3,5−トリオキサン(別名:メタホルムアルデヒド)、樟脳(別名:カンフル、カンファー)、ナフタレン、または、ヨウ素が利用される。溶質は、上記以外の物質であってもよい。 Examples of the solute include alcohols such as 2-methyl-2-propanol (also known as tert-butyl alcohol and t-butyl alcohol) or cyclohexanol, fluorinated hydrocarbon compounds, and 1,3,5-trioxane (also known as trioxane). : Metaformaldehyde), camphor (also known as camphor, camphor), naphthalene, or iodine is used. The solute may be a substance other than the above.
上記溶媒としては、例えば、純水、IPA(イソプロピルアルコール)、メタノール、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、アセトン、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、PGEE(プロピレングリコールモノエチルエーテル、別名:1−エトキシ−2−プロパノール)、または、エチレングリコールが利用される。溶媒は、上記以外の物質であってもよい。 Examples of the solvent include pure water, IPA (isopropyl alcohol), methanol, HFE (hydrofluoroether), acetone, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), and PGEE (propylene glycol monoethyl ether, also known as 1-ethoxy-. 2-propanol) or ethylene glycol is used. The solvent may be a substance other than the above.
ガス供給部6は、第3ノズル63と、ガス供給源65とを備える。第3ノズル63は、配管64を介してガス供給源65に接続される。第3ノズル63は、ガス供給源65から送出されたガスを、基板9の上面91に向けて吐出するガス吐出部である。当該ガスとしては、例えば、窒素(N2)ガス等の不活性ガスが利用される。当該ガスは、不活性ガス以外のガス(例えば、ドライエア)であってもよい。なお、ガス供給源65は、基板処理装置1の外部に設けられてもよい。
The
次に、図3を参照しつつ、基板処理装置1における基板9の処理について説明する。図3は、基板処理装置1における基板9の処理の流れの一例を示す図である。基板処理装置1における基板9の処理は、例えば、薬液処理、リンス処理、膜形成処理、および、膜除去による乾燥処理の順で行われる。
Next, the processing of the
具体的には、まず、上面91に上述のパターンが予め形成された基板9が、基板保持部31により水平状態で保持される(ステップS11)。続いて、基板9の回転が開始され、回転中の基板9に対して第1ノズル51から薬液が供給される。そして、薬液の供給が所定時間継続されることにより、基板9に対する薬液処理(例えば、洗浄液による洗浄処理)が行われる(ステップS12)。基板9に供給された薬液は、回転する基板の遠心力により径方向外方へと移動し、基板9の外周縁から径方向外方へと飛散する。基板9上から飛散した薬液は、カップ部4により受けられ、ハウジング11の外部へと排出される。後述するステップS13〜S15において基板9上から飛散する処理液(すなわち、リンス液および膜形成液)についても同様である。
Specifically, first, the
薬液処理が終了すると、薬液の供給が停止され、回転中の基板9に対して第1ノズル51からリンス液が供給される。そして、リンス液の供給が所定時間継続されることにより、基板9に対するリンス処理が行われる(ステップS13)。リンス処理では、基板9上の薬液が、第1ノズル51から供給されるリンス液(例えば、DIW)により洗い流される。
When the chemical solution treatment is completed, the supply of the chemical solution is stopped, and the rinse solution is supplied from the
リンス処理が終了すると、リンス液の供給が停止され、基板9の回転速度が低減される。そして、比較的低速にて回転中の基板9の上面91に向けて、第2ノズル52から膜形成液が吐出される(ステップS14)。膜形成液は、上述のように、処理液生成装置7にて生成された溶液である。以下では、膜形成液の溶質および溶媒はそれぞれ、樟脳およびIPAであるものとして説明する。
When the rinsing treatment is completed, the supply of the rinsing liquid is stopped, and the rotation speed of the
回転中の基板9の上面91上に供給された膜形成液は、基板9の中央部から遠心力により径方向外方へと広がり、基板9上のリンス液を除去しつつ基板9の外周縁に到達する。これにより、基板9の上面91上に、膜形成液の液膜が形成される。膜形成液は、基板9の上面91上におけるパターンの間隙(すなわち、パターンにおいて隣接する構造体要素の間の空間)にも充填される。基板9上に膜形成液の液膜が形成されると、第2ノズル52からの膜形成液の供給が停止される。
The film-forming liquid supplied onto the
続いて、基板9の上面91上の膜形成液から溶媒(すなわち、IPA)が気化されることにより、基板9の上面91上において膜形成液の溶質(すなわち、樟脳)が析出し、パターンの間隙に進入する。これにより、当該パターンの間隙に溶質が埋め込まれて、基板9の上面91上に溶質膜が形成される(ステップS15)。基板9の上面91上におけるパターンの高さに対する溶質膜の厚さの割合(以下、「埋め込み率」と呼ぶ。)は、好ましくは85%〜170%であり、より好ましくは100%〜140%である。パターンの高さは、パターンの底部から構造体要素の上面までの上下方向の距離である。溶質膜の厚さは、パターンの底部から溶質膜の上面までの上下方向の距離である。
Subsequently, the solvent (that is, IPA) is vaporized from the film-forming solution on the
ステップS15における溶媒の気化は、例えば、基板回転機構33により基板9を回転させることにより行われる。このとき、基板9の回転速度をステップS14の液膜形成時よりも増大することにより、基板9上の膜形成液を遠心力により径方向外方へと移動させ、基板9の外周縁から周囲へと飛散させてもよい。これにより、溶媒の気化を促進することができる。基板処理装置1では、基板回転機構33は、基板9の上面91上の膜形成液から溶媒を気化させて溶質膜を形成する膜形成部である。
The vaporization of the solvent in step S15 is performed, for example, by rotating the
なお、ステップS15では、上記以外の構成により溶質膜が形成されてもよい。例えば、加熱部により基板9が加熱されることにより、膜形成液から溶媒が気化されて溶質膜が形成されてもよい。この場合、基板9を加熱する加熱部が上記膜形成部である。あるいは、膜形成部には、当該加熱部および上述の基板回転機構33が含まれてもよい。
In step S15, a solute film may be formed by a configuration other than the above. For example, when the
溶質膜の形成が終了すると、第3ノズル63から基板9の上面91の中央部に向けてガス(例えば、窒素ガス)が送出され、基板9の上面91に沿って径方向外方へと広がる。基板9上では、基板9の中央部から径方向外方へと向かう気流が形成される。これにより、基板9の上面91上の溶質膜が昇華し、基板9上から除去される(ステップS16)。換言すれば、膜昇華部である第3ノズル63からのガス供給により、溶質膜の昇華による基板9の昇華乾燥処理が行われる。ステップS16では、基板9上のパターン間に実質的に液体が存在せず、パターン間に埋め込まれた固体状の溶質膜が昇華するため、当該液体の表面張力等に起因するパターンの倒壊が抑制される。
When the formation of the solute film is completed, gas (for example, nitrogen gas) is sent from the
昇華乾燥処理が終了した基板9は、基板処理装置1から搬出される。基板処理装置1では、上述のステップS11〜S16の処理が、複数の基板9に対して順次行われる。
The
ステップS16では、第3ノズル63が基板9の上方において略径方向に往復移動されてもよい。この場合、第3ノズル63は、略水平方向に延びる棒状のアームを介して、ノズル回転機構に接続される。そして、ノズル回転機構によりアームが水平方向に回転されることにより、第3ノズル63の上記往復移動が実現される。ノズル回転機構は、例えば、カップ部4の径方向外側に配置される回転式電動モータを備える。
In step S16, the
また、ステップS16では、上記以外の構成により溶質膜の昇華が行われてもよい。例えば、加熱部により基板9が加熱されることにより、溶質膜が昇華されてもよい。この場合、基板9を加熱する加熱部が上記膜昇華部である。あるいは、膜昇華部には、当該加熱部および上述の第3ノズル63が含まれてもよい。
Further, in step S16, the solute film may be sublimated by a configuration other than the above. For example, the solute film may be sublimated by heating the
次に、処理液生成装置7の詳細について説明する。図4は、処理液生成装置7の構成を示す側面図である。処理液生成装置7は、昇華部71と、処理液生成部72と、ガス供給流路73と、保温部74と、生成制御部77とを備える。
Next, the details of the processing
生成制御部77は、昇華部71および処理液生成部72等を制御する。生成制御部77は、例えば、プロセッサと、メモリと、入出力部と、バスとを備える通常のコンピュータを含む。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値計算)を実行する。入出力部は、操作者からの入力を受け付けるキーボードおよびマウス、プロセッサからの出力等を表示するディスプレイ、並びに、プロセッサからの出力等を送信する送信部を備える。
The
生成制御部77は、記憶部771と、昇華制御部772とを備える。記憶部771は、主にメモリにより実現され、処理液の生成レシピ等の各種情報を記憶する。昇華制御部772は、主にプロセッサにより実現され、記憶部771に格納されている処理液の生成レシピ等に従って、昇華部71および処理液生成部72等を制御する。
The
昇華部71は、上述の処理液(すなわち、膜形成液)の生成に使用される固体原料81を昇華させて原料ガスを生成する。固体原料81は、固体状の上記溶質(すなわち、樟脳)を含む。固体原料81には、当該溶質以外に不純物も含まれている。不純物は、例えば、当該溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物と、当該溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物とを含む。固体原料81は、高昇華点不純物および低昇華点不純物のうち、いずれか一方のみを含んでいてもよい。
The
昇華部71は、第1昇華部711と、第2昇華部712と、固体原料搬送機構713とを備える。第1昇華部711および第2昇華部712では、固体原料81の昇華が行われる。固体原料搬送機構713は、第1昇華部711から第2昇華部712へと固体原料81を搬送する。固体原料搬送機構713は、例えばベルトコンベアを備える。
The
第1昇華部711は、チャンバ714と、減圧部715と、加熱部716とを備える。チャンバ714は、内部に密閉空間を有する容器である。減圧部715は、チャンバ714の内部空間のガスを吸引して当該内部空間を減圧する。減圧部715は、例えば、電動吸引ポンプを備える。加熱部716は、チャンバ714の内部空間に位置する固体原料81を加熱する。加熱部716は、例えば、電気ヒータを備える。第1昇華部711では、減圧部715によりチャンバ714の内部空間が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部716によりチャンバ714の内部空間が加熱され、チャンバ714内の固体原料81が加熱される。
The
第1昇華部711では、温度センサ763および圧力センサ764により、チャンバ714の内部空間の温度および圧力が、継続的に測定されている。温度センサ763および圧力センサ764の測定値は、生成制御部77へと送信される。生成制御部77は、温度センサ763および圧力センサ764の測定値に基づいて加熱部716および減圧部715を制御することにより、チャンバ714の内部空間の温度および圧力を、所定温度および所定圧力に維持する。当該所定温度は、当該所定圧力下において、固体原料81に含まれる低昇華点不純物の昇華点よりも高温であり、かつ、溶質および高昇華点不純物の昇華点よりも低温である。
In the
したがって、第1昇華部711では、固体原料81に含まれる低昇華点不純物のみが昇華して、固体原料81から除去される。昇華したガス状の低昇華点不純物は、チャンバ714の外部へと排出される。昇華されずに残留している固体原料81(すなわち、溶質および高昇華点不純物)は、固体原料搬送機構713により第2昇華部712へと搬送される。
Therefore, in the
第2昇華部712は、チャンバ717と、減圧部718と、加熱部719とを備える。チャンバ717は、内部に密閉空間を有する容器である。減圧部718は、チャンバ717の内部空間のガスを吸引して当該内部空間を減圧する。減圧部718は、例えば、電動吸引ポンプを備える。加熱部719は、チャンバ717の内部空間に位置する固体原料81を加熱する。加熱部719は、例えば、電気ヒータを備える。第2昇華部712では、減圧部718によりチャンバ717の内部空間が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部719によりチャンバ717の内部空間が加熱され、チャンバ717内の固体原料81が加熱される。
The
第2昇華部712では、温度センサ763および圧力センサ764により、チャンバ717の内部空間の温度および圧力が、継続的に測定されている。温度センサ763および圧力センサ764の測定値は、生成制御部77へと送信される。生成制御部77は、温度センサ763および圧力センサ764の測定値に基づいて加熱部719および減圧部718を制御することにより、チャンバ717の内部空間の温度および圧力を、所定温度および所定圧力に維持する。当該所定温度は、当該所定圧力下において、固体原料81に含まれる溶質の昇華点よりも高温であり、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低温である。
In the
したがって、第2昇華部712では、第1昇華部711における昇華処理後(すなわち、低昇華点不純物の除去後)の固体原料81に含まれる溶質のみが昇華して、原料ガスが生成される。固体原料81に含まれる高昇華点不純物は、昇華されずに固体状のまま固体原料搬送機構713上に残留する。
Therefore, in the
第2昇華部712では、重量センサ762により、チャンバ717の内部空間において固体原料搬送機構713上に載置されている固体原料81の重量が継続的に測定されている。重量センサ762の測定値は、生成制御部77の昇華制御部772へと送信される。昇華制御部772では、チャンバ717内に搬入された時点の固体原料81の重量と、重量センサ762の測定値との差が、生成された原料ガスの重量として求められる。また、当該原料ガスの生成重量から、単位時間当たりの原料ガスの生成速度(すなわち、固体原料81の昇華速度)が求められる。そして、昇華制御部772により減圧部718および加熱部719が制御されることにより、第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御される。
In the
第2昇華部712において原料ガスの生成が終了すると、チャンバ714,717の側壁に設けられたシャッタが開放されて開口が形成される。そして、固体原料搬送機構713のベルトコンベアが駆動されることにより、第2昇華部712のチャンバ717内に残留した高昇華点不純物が、チャンバ717の開口を介して外部へと搬出されて廃棄される。また、高昇華点不純物の搬出と並行して、第1昇華部711において低昇華点不純物が除去された固体原料81が、第2昇華部712のチャンバ717内に開口を介して搬入される。さらに、新たな固体原料81が、第1昇華部711のチャンバ714内に開口を介して搬入される。当該固体原料81の搬送後、チャンバ714,717のシャッタは閉鎖され、チャンバ714,717の内部空間は密閉される。なお、固体原料搬送機構713は、ベルトコンベア以外の構造(例えば、固体原料81が載置された複数の載置部が円周状に設けられたターレット式搬送機構)を備えていてもよい。後述する処理液生成装置7aの固体原料搬送機構713a,713bにおいても同様である。
When the generation of the raw material gas is completed in the
昇華部71の第2昇華部712により生成された原料ガスは、チャンバ717に接続されたガス供給流路73を介して、キャリアガス(例えば、窒素ガス)と共に処理液生成部72へと導かれる。ガス供給流路73は、原料ガスが流れる管路である。ガス供給流路73は、保温部74により加熱されることにより、上述の溶質の昇華点よりも高温に維持される。これにより、ガス供給流路73内において、原料ガスから溶質が凝華(固化、析出または堆積ともいう。)することが防止される。保温部74は、例えば、ガス供給流路73の外側面に接触する電気ヒータ、または、当該外側面に接触するとともに内部に熱媒が流れるジャケットを備える。
The raw material gas generated by the
処理液生成部72は、昇華部71により生成された原料ガスを溶媒に溶解させて上述の処理液(すなわち、膜形成液)を生成する。処理液生成部72は、貯溜部721と、原料ガス供給部722と、溶媒供給源723と、希釈部724とを備える。貯溜部721は、上記処理液の溶媒を所定量貯溜する密閉容器である。原料ガス供給部722は、貯溜部721に貯溜された溶媒に原料ガスを供給する。原料ガス供給部722は、例えば、貯溜部721の底部近傍から原料ガスの気泡を溶媒中に供給する。これにより、当該原料ガスの気泡が溶媒に溶解して原料溶液が生成される。換言すれば、貯溜部721および原料ガス供給部722は、原料溶液を生成する原料溶液生成部である。
The treatment
上述の原料ガスのバブリングにおける気泡の直径の上限および下限は、特には限定されないが、比較的小さい方が好ましい。好ましくは、原料ガス供給部722は、原料ガスをナノバブル化して(すなわち、直径が1μm未満の気泡の状態で)溶媒に供給する。これにより、原料ガスの気泡と溶媒との接触面積が増大するため、原料ガスの溶媒への溶解速度を増大することができる。原料ガス供給部722としては、例えば、ベンチュリ方式のナノバブル生成装置、または、液体の流れによる剪断力を利用してナノバブルを形成する剪断力方式のナノバブル生成装置等、様々なナノバブル生成装置が利用可能である。なお、溶媒中のナノバブルは、肉眼では実質的に視認不能だが、図4では、図の理解を容易にするために、貯溜部721における原料ガスの気泡を図示している。
The upper and lower limits of the diameter of the bubbles in the bubbling of the raw material gas described above are not particularly limited, but are preferably relatively small. Preferably, the raw material
貯溜部721において生成された原料溶液は、上述の配管562により第2ノズル52へと導かれる。配管562上には濃度センサ761aが設けられており、配管562を流れる原料溶液中の溶質の濃度(すなわち、溶媒に溶解している溶質の濃度)が測定される。濃度センサ761aとしては、音速測定式濃度センサ等の様々なセンサが使用可能である。濃度センサ761aの測定値は、生成制御部77へと送信される。濃度センサ761aにより測定された原料溶液中の溶質濃度が所望の範囲内である場合、貯溜部721から送出された原料溶液が、上記処理液(すなわち、膜形成液)として第2ノズル52に供給され、第2ノズル52から基板9(図1参照)に向けて吐出される。貯溜部721には、吐出された原料溶液と略同量の溶媒が溶媒供給源723から補給される。これにより、貯溜部721内の液量が略一定に維持される。なお、溶媒供給源723は、処理液生成装置7の外部に設けられてもよい。
The raw material solution produced in the
一方、濃度センサ761aにより測定された原料溶液中の溶質濃度が上記範囲よりも高い場合、生成制御部77による制御により、溶媒供給源723から、配管562上に設けられた希釈部724へと溶媒が供給される。希釈部724では、貯溜部721からの原料溶液と、溶媒供給源723からの溶媒とが混合される。これにより、原料溶液が希釈されて上記処理液が生成され、第2ノズル52に供給される。希釈部724は、例えばスタティックミキサを備える。溶媒供給源723から希釈部724へと供給される溶媒の流量は、例えば、バルブ726(好ましくは、モータニードルバルブ)の開度を変更することにより調節される。
On the other hand, when the solute concentration in the raw material solution measured by the
また、濃度センサ761aにより測定された原料溶液中の溶質濃度が上記範囲よりも高い場合、上述のように、昇華制御部772により第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御され、当該昇華速度が低減される。これにより、原料ガス供給部722から貯溜部721内の溶媒に供給される原料ガスの流量が低減され、原料溶液中の溶質濃度が上記範囲内とされる。一方、濃度センサ761aにより測定された原料溶液中の溶質濃度が上記範囲よりも低い場合、昇華制御部772により第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御され、当該昇華速度が増大される。これにより、原料ガス供給部722から貯溜部721内の溶媒に供給される原料ガスの流量が増大され、原料溶液中の溶質濃度が上記範囲内とされる。
When the solute concentration in the raw material solution measured by the
処理液生成部72では、昇華部71と処理液生成部72との間のガス供給流路73上に濃度センサ761bが設けられ、当該濃度センサ761bにおける測定結果に基づいて、第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御されてもよい。具体的には、濃度センサ761bによりガス供給流路73を流れる原料ガスおよびキャリアガス(以下、まとめて「混合ガス」とも呼ぶ。)中の溶質の濃度が測定され、測定された溶質濃度が所望の範囲よりも高い場合、上述のように、昇華制御部772により第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御され、当該昇華速度が低減される。これにより、混合ガス中の溶質濃度が低減されて上記範囲内とされる。一方、濃度センサ761bにより測定された混合ガス中の溶質濃度が上記範囲よりも低い場合、昇華制御部772により第2昇華部712における固体原料81の昇華速度が制御され、当該昇華速度が増大される。これにより、混合ガス中の溶質濃度が増大されて上記範囲内とされる。この場合、濃度センサ761bとしては、光学式濃度センサ等の様々なセンサが使用可能である。
In the treatment
なお、処理液生成部72では、濃度センサ761aおよび/または濃度センサ761bの測定値に基づく昇華速度の制御が行われる場合、希釈部724における希釈は必ずしも行われなくてもよい。また、当該昇華速度の制御が行われることなく、貯溜部721内にて生成される原料溶液中の溶質濃度が、常に所定濃度(すなわち、処理液中における溶質濃度)よりも高くされ、希釈部724における原料溶液の希釈が常に実施されて処理液が生成されてもよい。
When the treatment
処理液生成部72では、貯溜部721にて溶媒に溶けきれなかった原料ガスは、循環流路725を介して、昇華部71の第2昇華部712のチャンバ717へと戻される。好ましくは、循環流路725もガス供給流路73と同様に、保温部74により保温される。循環流路725には、余剰のガスを排出する排出ポートが設けられてもよい。また、当該排出ポートから排出されるガス中の可燃物質等の濃度を測定し、所定濃度を超えた場合に警報等を発する安全装置が設けられてもよい。処理液生成装置7では、処理液の生成開始時において処理液中の溶質濃度が低い場合等にも、循環流路725を利用した原料ガスの循環が行われてもよい。
In the treatment
次に、図5ないし図7を参照しつつ、処理液生成装置7における処理液(すなわち、膜形成液)の生成について説明する。図5ないし図7は、処理液生成装置7における処理液の生成の流れの一例を示す図である。
Next, the production of the treatment liquid (that is, the film-forming liquid) in the treatment
処理液生成装置7では、まず、昇華部71において、固体状の溶質を含む固体原料81を昇華させて原料ガスが生成される(ステップS21)。具体的には、まず、第1昇華部711において、上述の低昇華点不純物の昇華点よりも高温、かつ、溶質および高昇華点不純物の昇華点よりも低温である第1温度にて、固体原料81を昇華させる(ステップS211)。これにより、固体原料81に含まれる低昇華点不純物のみが昇華し、固体原料81から除去される。続いて、ステップS211よりも後に、第2昇華部712において、溶質の昇華点よりも高温、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低温である第2温度にて、固体原料81を昇華させる(ステップS212)。これにより、固体原料81に含まれる溶質のみが昇華し、原料ガスが生成される。
In the treatment
ステップS21において原料ガスが生成されると、処理液生成部72において、当該原料ガスを溶媒に溶解させて処理液が生成される(ステップS22)。具体的には、貯溜部721に貯溜された所定量の溶媒に、原料ガス供給部722により原料ガスを供給して溶解させることにより、原料溶液が生成される(ステップS221)。このとき、溶媒中に供給される原料ガスは、上述のように、ナノバブル化されていることが好ましい。
When the raw material gas is generated in step S21, the treatment
ステップS221にて生成された原料溶液は、上述のように、そのまま処理液として使用されてもよく、必要に応じて、溶媒により希釈された後に処理液として使用されてもよい(ステップS222)。換言すれば、ステップS222では、原料溶液を必要に応じて溶媒により希釈して処理液が生成される。ステップS22において生成された処理液は、基板処理装置1の第2ノズル52に供給される。
As described above, the raw material solution produced in step S221 may be used as it is as a treatment solution, or may be used as a treatment solution after being diluted with a solvent, if necessary (step S222). In other words, in step S222, the raw material solution is diluted with a solvent as needed to produce a treatment solution. The processing liquid generated in step S22 is supplied to the
当該処理液の製造方法では、ステップS21とステップS22との間において、原料ガスが流れるガス供給流路73の温度は、上述のように、溶質の昇華点よりも高温に維持される。これにより、ガス供給流路73において、原料ガスから溶質が凝華(固化、析出または堆積ともいう。)することが防止される。
In the method for producing the treatment liquid, the temperature of the gas
当該処理液の製造方法では、ステップS21における固体原料81の昇華速度が、上述のように、混合ガス中の溶質の濃度、または、溶媒に溶解している溶質の濃度に基づいて制御されてもよい。これにより、混合ガス中の溶質濃度が所望の範囲内とされ、処理液中の溶質濃度が所望の範囲内とされる。また、ステップS21における固体原料81の昇華速度は、上述のように、昇華部71の第2昇華部712における固体原料81の重量変化に基づいて制御されてもよい。これにより、上記と同様に、混合ガス中の溶質濃度が所望の範囲内とされ、処理液中の溶質濃度が所望の範囲内とされる。
In the method for producing the treatment liquid, even if the sublimation rate of the solid
以上に説明したように、処理液生成装置7は、基板9の液処理を行う基板処理装置1にて使用される処理液を生成する装置である。処理液生成装置7は、昇華部71と、処理液生成部72と、ガス供給流路73とを備える。昇華部71は、固体状の溶質(例えば、樟脳)を含む固体原料81を昇華させて原料ガスを生成する。処理液生成部72は、原料ガスを溶媒(例えば、IPA)に溶解させて処理液を生成する。ガス供給流路73は、原料ガスを昇華部71から処理液生成部72へと導く。これにより、基板9の液処理用の処理液を容易に生成することができる。その結果、基板9の液処理に要するコストを低減することができる。
As described above, the treatment
上述のように、固体原料81が、溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含む場合、昇華部71は、第1昇華部711と、第2昇華部712とを備えることが好ましい。第1昇華部711は、低昇華点不純物の昇華点よりも高く、かつ、溶質の昇華点よりも低い温度で固体原料81を昇華させる。第2昇華部712は、第1昇華部711における昇華処理後の固体原料81を、溶質の昇華点よりも高い温度で昇華させることにより、原料ガスを生成する。これにより、低昇華点不純物が除去された高純度な原料ガスを得ることができる。
As described above, when the solid
上述のように、固体原料81が、溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物をさらに含む場合、昇華部71において、溶質の昇華点よりも高く、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度で固体原料81が昇華されることが好ましい。これにより、高昇華点不純物が除去された高純度な原料ガスを得ることができる。図4に示す例では、上記温度における固体原料81の昇華は、第2昇華部712において行われる。
As described above, when the solid
上述のように、処理液生成装置7は、ガス供給流路73の温度を溶質の昇華点よりも高温に維持する保温部74をさらに備えることが好ましい。これにより、ガス供給流路73における溶質の意図しない凝華を防止することができる。
As described above, it is preferable that the treatment
上述のように、処理液生成装置7は、濃度センサ761aまたは濃度センサ761bと、昇華制御部772とをさらに備えることが好ましい。濃度センサ761bまたは濃度センサ761aは、ガス供給流路73を流れるガス(すなわち、原料ガスおよびキャリアガス)中の溶質の濃度、または、溶媒に溶解している溶質の濃度を測定する。昇華制御部772は、濃度センサ761aまたは濃度センサ761bにおける測定結果に基づいて、昇華部71における固体原料81の昇華速度を制御する。これにより、所望の溶質濃度の処理液を生成することができる。
As described above, it is preferable that the processing
上述のように、処理液生成装置7は、重量センサ762と、昇華制御部772とをさらに備えることが好ましい。重量センサ762は、昇華部71における固体原料81の重量を測定する。昇華制御部772は、重量センサ762における測定結果に基づいて、昇華部71における固体原料81の昇華速度を制御する。これにより、所望の溶質濃度の処理液を生成することができる。
As described above, it is preferable that the processing
上述のように、処理液生成部72は、溶媒を貯溜する貯溜部721と、原料ガス供給部722とを備えることが好ましい。原料ガス供給部722は、貯溜部721に貯溜された溶媒に、原料ガスをナノバブル化して供給する。これにより、溶媒に対する原料ガスの溶解速度を増大させることができ、処理液の生成に要する時間を短縮することができる。
As described above, the treatment
上述のように、処理液生成部72は、原料溶液生成部と、希釈部724とを備えることが好ましい。原料溶液生成部(すなわち、貯溜部721および原料ガス供給部722)は、ガス供給流路73から供給される原料ガスを溶媒に溶解させて原料溶液を生成する。希釈部724は、当該原料溶液生成部にて生成された原料溶液を、溶媒により希釈して処理液を生成する。これにより、所望の溶質濃度を有する処理液を容易に生成することができる。
As described above, the treatment
上述の処理液生成方法は、固体状の溶質を含む固体原料81を昇華させて原料ガスを生成する工程(ステップS21)と、原料ガスを溶媒に溶解させて処理液を生成する工程(ステップS22)と、を備える。これにより、上述のように、基板9の液処理用の処理液を容易に生成することができる。その結果、基板9の液処理に要するコストを低減することができる。
The above-mentioned treatment liquid generation method includes a step of sublimating a solid
上述の基板処理装置1は、基板保持部31と、処理液吐出部(すなわち、第2ノズル52)と、膜形成部(すなわち、基板回転機構33)と、処理液生成装置7とを備える。基板保持部31は、上面91に予めパターンが形成されている基板9を水平状態で保持する。処理液吐出部は、処理液生成装置7にて生成された処理液を、基板9の上面91に吐出する。膜形成部は、基板9の上面91上の処理液から溶媒を気化させることにより、パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する。これにより、パターンの倒壊を抑制しつつ、基板9の乾燥処理を行うことができる。
The
上述の基板処理方法は、上面91に予めパターンが形成されている基板9を水平状態で保持する工程(ステップS11)と、上述の処理液生成方法(ステップS21〜S22)により生成された処理液を基板9の上面91に吐出する工程(ステップS14)と、基板9の上面91上の処理液から溶媒を気化させることにより、パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する工程(ステップS15)と、を備える。これにより、上述のように、パターンの倒壊を抑制しつつ、基板9の乾燥処理を行うことができる。
The above-mentioned substrate processing method includes a step of holding the
基板処理装置1では、基板9上に形成される溶質膜の膜厚を制御する構成が設けられてもよい。例えば、図8に示すように、膜厚測定部35と、膜厚制御部15とが、基板処理装置1にさらに設けられる。膜厚測定部35は、基板9の上面91上に形成された溶質膜の膜厚を測定するセンサである。膜厚測定部35は、例えば、分光干渉法を利用した分光膜厚センサを備える。
The
膜厚制御部15は、例えば、プロセッサと、メモリと、入出力部と、バスとを備える通常のコンピュータを含む。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値計算)を実行する。入出力部は、操作者からの入力を受け付けるキーボードおよびマウス、プロセッサからの出力等を表示するディスプレイ、並びに、プロセッサからの出力等を送信する送信部を備える。膜厚制御部15は、膜形成液供給部56(図2参照)、処理液生成装置7の第2昇華部712(図4参照)、および、処理液生成装置7の処理液生成部72(図4参照)等を制御する。
The film
基板処理装置1では、上述のステップS15(図3参照)において基板9上に溶質膜が形成された後、かつ、ステップS16において溶質膜が昇華されるよりも前に、膜厚測定部35により溶質膜の膜厚が測定される(図9:ステップS31)。そして、ステップS31における膜厚測定部35による測定結果に基づいて、膜厚制御部15により処理液(すなわち、膜形成液)中の溶質の濃度が制御される(ステップS32)。具体的には、溶質膜の膜厚が所望の範囲よりも薄かった場合、処理液中の溶質濃度が増大される。また、溶質膜の膜厚が所望の範囲よりも厚かった場合、処理液中の溶質濃度が低減される。これにより、基板処理装置1において次に処理される基板9(以下、単に「次の基板9」とも呼ぶ。)において、基板9上に形成される溶質膜の膜厚が所望の範囲(例えば、埋め込み率85%〜170%)となる。なお、ステップS32は、ステップS31よりも後、かつ、次の基板9に対するステップS15よりも前であれば、どの時点で行われてもよい。
In the
上述の処理液中の溶質濃度の増大は、例えば、膜厚制御部15により処理液生成装置7の第2昇華部712が制御され、固体原料81の昇華速度が増大されることにより実現される。あるいは、処理液中の溶質濃度の増大は、膜厚制御部15により処理液生成部72のバルブ726が制御され、溶媒供給源723から希釈部724へと供給される溶媒の流量が低減されることにより実現されてもよい。また、上述の処理液中の溶質濃度の低減は、例えば、膜厚制御部15により第2昇華部712が制御され、固体原料81の昇華速度が低減されることにより実現される。あるいは、処理液中の溶質濃度の低減は、膜厚制御部15によりバルブ726が制御され、溶媒供給源723から希釈部724へと供給される溶媒の流量が増大されることにより実現されてもよい。
The increase in the solute concentration in the treatment liquid described above is realized, for example, by controlling the
ステップS32では、ステップS31における膜厚測定部35による測定結果に基づいて、処理液中の溶質濃度に代えて、処理液吐出部である第2ノズル52からの処理液(すなわち、膜形成液)の吐出時間が膜厚制御部15により制御されてもよい。当該吐出時間の制御は、次の基板9に対する処理液の吐出(ステップS15)と並行して行われる。具体的には、溶質膜の膜厚が所望の範囲よりも薄かった場合、次の基板9に対する処理液の吐出時間が延長される。また、溶質膜の膜厚が所望の範囲よりも厚かった場合、次の基板9に対する処理液の吐出時間が短縮される。これにより、当該次の基板9上に形成される溶質膜の膜厚が所望の範囲(例えば、埋め込み率85%〜170%)となる。当該吐出時間の延長および短縮は、膜厚制御部15により膜形成液供給部56(図2参照)が制御されることにより実現される。
In step S32, based on the measurement result by the film
以上に説明したように、基板処理装置1は、膜厚測定部35と、膜厚制御部15とをさらに備えることが好ましい。膜厚測定部35は、溶質膜の膜厚を測定する。膜厚制御部15は、膜厚測定部35による測定結果に基づいて、処理液中の溶質の濃度、または、処理液吐出部(すなわち、第2ノズル52)からの処理液の吐出時間を制御する。これにより、基板処理装置1において次に処理される基板9において、基板9上に形成される溶質膜の膜厚を所望の範囲内とすることができる。その結果、パターンの倒壊をさらに抑制することができる。
As described above, it is preferable that the
基板処理装置1では、膜厚測定部35による測定の結果、溶質膜の膜厚が所望の範囲外であることが判明した基板9は、ステップS16における溶質膜の昇華が行われることなく、基板処理装置1から搬出されてもよい。また、当該基板9の上面91に膜形成液の溶媒(例えば、IPA)が供給され、基板9上の溶質膜が溶解された後、当該基板9に対して上記ステップS14〜S16の処理が再度実施されてもよい。
In the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る処理液生成装置7aについて説明する。図10は、処理液生成装置7aの構成を示す側面図である。処理液生成装置7aは、昇華部71aにおいて第1昇華部711と第2昇華部712との間に凝華部75が設けられる点を除き、図4に示す処理液生成装置7と略同様の構造を有する。以下の説明では、処理液生成装置7aにおいて、処理液生成装置7の各構成と対応する構成に同符号を付す。
Next, the treatment
凝華部75は、チャンバ751と、冷却部752とを備える。チャンバ751は、内部に密閉空間を有する容器である。冷却部752は、チャンバ751の内部空間に配置され、周囲の雰囲気の温度を低下させる。冷却部752は、例えば、内部に冷媒流路が設けられた金属製の棒状部材である。
The
処理液生成装置7aにおける処理液の生成の流れは、図5に示すものと略同様であるが、原料ガスの生成(図5:ステップS21)の具体的な流れが、図6に示すステップS211〜S212と異なる。図11は、処理液生成装置7aの昇華部71aにおける原料ガスの生成の具体的な流れの一例を示す図である。
The flow of generating the treatment liquid in the treatment
昇華部71aでは、まず、第1昇華部711において、減圧部715によりチャンバ714の内部空間が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部716によりチャンバ714の内部空間が加熱され、チャンバ714内の固体原料81が加熱される。第1昇華部711では、加熱部716および減圧部715が、温度センサ763および圧力センサ764の測定値に基づいて生成制御部77により制御されることにより、固体原料81が、低昇華点不純物および処理液(すなわち、膜形成液)の溶質の昇華点よりも高温、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低温である第3温度にて加熱されて昇華する(ステップS215)。これにより、固体原料81に含まれる低昇華点不純物および溶質が昇華して中間ガスが生成される。第1昇華部711において生成される中間ガスには、ガス状の溶質、および、ガス状の低昇華点不純物が含まれる。
In the
固体原料81に含まれていた高昇華点不純物は昇華されることなく、固体原料搬送機構713a上に固体状のまま残留する。固体原料搬送機構713aは、例えば、固体原料搬送機構713(図4参照)と同様に、ベルトコンベアを備える。固体原料搬送機構713a上の高昇華点不純物は、次の固体原料81(すなわち、図10中におけるチャンバ714の左側の固体原料81)が固体原料搬送機構713aによりチャンバ714内に搬入される際に、チャンバ714の外部へと搬出されて廃棄される。
The high sublimation point impurities contained in the solid
第1昇華部711にて生成された中間ガスは、配管753を介して、キャリアガス(例えば、窒素ガス)と共に凝華部75のチャンバ751内に供給される。配管753は、上述の保温部74等により上記第3温度以上に保温されることが好ましい。チャンバ751の内部空間では、冷却部752の周囲において中間ガスが冷却され、中間ガスの温度が低昇華点不純物の昇華点と溶質の昇華点との間の温度である第4温度とされる。これにより、中間ガスに含まれる溶質が凝華し、固体原料81として冷却部752の表面に付着する(ステップS216)。図10では、冷却部752の表面に付着した固体原料81を断面にて描いている。一方、中間ガスに含まれる低昇華点不純物は、凝華されることなくチャンバ751の内部空間にガス状で残留する。当該ガス状の低昇華点不純物は、チャンバ751の排出ポートから排出される。
The intermediate gas generated in the
上述のように、凝華部75で凝華した固体原料81には、低昇華点不純物および高昇華点不純物はほとんど含まれおらず、冷却部752に付着した固体原料81は実質的に処理液の溶質のみにより形成されている。当該固体原料81は、冷却部752の表面から剥離されて落下し、冷却部752の下方に位置する固体原料搬送機構713b上に堆積する。固体原料搬送機構713bは、例えば、固体原料搬送機構713aと同様に、ベルトコンベアを備える。
As described above, the solid
固体原料81の冷却部752からの剥離は、様々な方法により行われてよい。例えば、冷却部752に超音波を付与することにより振動させ、当該振動により固体原料81の破片を冷却部752から剥離させてもよい。または、冷却部752の表面に付着した固体原料81をドクターブレード等により掻き取ることにより、固体原料81を冷却部752から剥離させてもよい。あるいは、冷却部752の表面を、一時的に熱媒等により固体原料81の昇華点よりも高温に加熱し、冷却部752に付着している固体原料81のうち最内層の部位を昇華させることにより、固体原料81の当該最内層以外の部位を冷却部752から剥離させてもよい。
The solid
冷却部752から剥離された固体原料81(すなわち、ステップS216にて得られた凝華物)は、固体原料搬送機構713bにより第2昇華部712のチャンバ717内へと搬入される。第2昇華部712では、減圧部718によりチャンバ717の内部空間が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部719によりチャンバ717の内部空間が加熱され、チャンバ717内の固体原料81が加熱される。第2昇華部712では、加熱部719および減圧部718が、温度センサ763および圧力センサ764の測定値に基づいて生成制御部77により制御されることにより、固体原料81が、溶質の昇華点よりも高温である第5温度にて加熱されて昇華する。上述のように、凝華部75にて得られた凝華物である固体原料81は、実質的に処理液の溶質のみにより形成されているため、当該固体原料81が昇華することにより、実質的にガス状の溶質のみを含む原料ガスが生成される(ステップS217)。
The solid
昇華部71aの第2昇華部712により生成された原料ガスは、チャンバ717に接続されたガス供給流路73を介して、キャリアガス(例えば、窒素ガス)と共に処理液生成部72へと導かれる。
The raw material gas generated by the
以上に説明したように、処理液生成装置7aでは、昇華部71aは、第1昇華部711と、凝華部75と、第2昇華部712とを備える。第1昇華部711は、固体原料81を昇華させて中間ガスを生成する。凝華部75は、中間ガスの温度を低昇華点不純物の昇華点と溶質の昇華点との間の温度とすることにより、溶質を凝華させる。第2昇華部712は、凝華部75にて得られた凝華物を昇華させることにより、原料ガスを生成する。これにより、低昇華点不純物が除去された高純度な原料ガスを得ることができる。
As described above, in the
上述のように、昇華部71aでは、溶質の昇華点よりも高く、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度(すなわち、第3温度)で固体原料81が昇華されることが好ましい。これにより、高昇華点不純物が除去された高純度な原料ガスを得ることができる。図10に示す例では、上記第3温度における固体原料81の昇華(すなわち、高昇華点不純物の除去)は、第1昇華部711において行われる。
As described above, in the
昇華部71aでは、固体原料81からの高昇華点不純物の除去は、第1昇華部711ではなく、第2昇華部712において行われてもよい。この場合、上記第3温度は、溶質の昇華点よりも高温であればよく、一方、第2昇華部712における固体原料81の加熱温度(すなわち、第5温度)は、溶質の昇華点よりも高く、かつ、高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度とされる。なお、高昇華点不純物の除去は、第1昇華部711および第2昇華部712の双方で行われてもよい。
In the
上述の処理液生成装置7,7a、基板処理装置1、処理液生成方法および基板処理方法では、様々な変更が可能である。
Various changes can be made in the above-mentioned processing
例えば、処理液生成装置7では、保温部74は省略されてもよい。処理液生成装置7aにおいても同様である。
For example, in the processing
処理液生成装置7,7aでは、固体原料81からの不純物の除去が、昇華点の差を利用して行われているが、他の様々な方法により不純物が除去されてもよい。例えば、固体原料81を昇華してガス状にした後、フィルタ等を通過させることにより不純物の除去が行われてよい。
In the
処理液生成装置7では、例えば、固体原料81に低昇華点不純物が実質的に含まれていない場合、第1昇華部711における低昇華点不純物の除去は省略されてもよい。また、例えば、固体原料81に高昇華点不純物が実質的に含まれていない場合、第2昇華部712における高昇華点不純物の除去は省略されてもよい。
In the treatment
処理液生成装置7aにおいても同様に、例えば、固体原料81に低昇華点不純物が実質的に含まれていない場合、凝華部75における低昇華点不純物の除去は省略されてもよい。また、例えば、固体原料81に高昇華点不純物が実質的に含まれていない場合、第1昇華部711(および/または 第2昇華部712)における高昇華点不純物の除去は省略されてもよい。
Similarly, in the treatment
処理液生成装置7aでは、凝華部75の冷却部752に代えて、チャンバ751の内部空間の圧力を調節する圧力調節部(例えば、電動ポンプ)が設けられ、チャンバ751の内部空間が加圧されることにより、中間ガス中の溶質の凝華が実現されてもよい。また、凝華部75における溶質の凝華は、冷却部752による冷却、および、チャンバ751の内部空間の加圧の双方により実現されてもよい。
In the
処理液生成装置7の第1昇華部711および第2昇華部712では、固体原料81の昇華は加熱および減圧により行われるが、加熱のみ、または、減圧のみにより固体原料81の昇華が行われてもよい。あるいは、固体原料81の昇華は、固体原料81の周囲の雰囲気に対する不活性ガス等の供給により行われてもよく、当該不活性ガス等の供給と、上述の加熱および/または減圧とが組み合わされることにより行われてもよい。処理液生成装置7aにおいても同様である。
In the
処理液生成装置7の処理液生成部72では、原料ガスの溶媒への溶解はバブリング以外の様々な方法により行われてもよい。例えば、中空糸膜を利用して、原料ガスが溶媒に溶解されてもよい。処理液生成装置7aにおいても同様である。
In the treatment
処理液生成装置7では、1つの昇華部71により生成された1種類の原料ガスを、処理液生成部72において溶媒に溶解させることにより処理液が生成されるが、これには限定されない。例えば、処理液生成装置7に複数の昇華部71が設けられ、当該複数の昇華部71により複数種類の固体原料から複数種類の原料ガス(すなわち、ガス状の複数種類の溶質)が生成され、当該複数種類の原料ガスを処理液生成部72において1つの溶媒に溶解させることにより処理液(以下、「混合処理液」と呼ぶ。)が生成されてもよい。この場合、当該溶媒に供給する複数種類の原料ガスの混合割合が制御されることにより、混合処理液中における上記複数種類の溶質の濃度が制御されてもよい。また、上記複数の昇華部71のうち一部または全部が、昇華部71aに変更されてもよい。処理液生成装置7aにおいても同様である。
In the treatment
処理液生成装置7,7aは、必ずしも、上述の基板処理装置1の一部である必要はなく、基板9の液処理を行う他の基板処理装置に組み込まれて使用されてもよい。また、処理液生成装置7,7aは、基板処理装置から独立して、単独で使用されてもよい。
The processing
上述の基板処理装置1は、半導体基板以外に、液晶表示装置または有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の平面表示装置(Flat Panel Display)に使用されるガラス基板、あるいは、他の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。また、上述の基板処理装置1は、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、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。
In addition to the semiconductor substrate, the above-mentioned
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The above-described embodiments and configurations in each modification may be appropriately combined as long as they do not conflict with each other.
1 基板処理装置
7,7a 処理液生成装置
9 基板
15 膜厚制御部
31 基板保持部
33 基板回転機構
35 膜厚測定部
52 第2ノズル
71,71a 昇華部
72 処理液生成部
73 ガス供給流路
74 保温部
75 凝華部
81 固体原料
91 (基板の)上面
711 第1昇華部
712 第2昇華部
721 貯溜部
722 原料ガス供給部
724 希釈部
761a,761b 濃度センサ
762 重量センサ
772 昇華制御部
J1 中心軸
S11〜S16,S21〜S22,S31〜S32,S211〜S212,S215〜S217,S221〜S222 ステップ
1
Claims (22)
固体状の溶質を含む固体原料を昇華させて原料ガスを生成する昇華部と、
前記原料ガスを溶媒に溶解させて処理液を生成する処理液生成部と、
前記原料ガスを前記昇華部から前記処理液生成部へと導くガス供給流路と、
を備えることを特徴とする処理液生成装置。 A processing liquid generator that generates a processing liquid used in a substrate processing device that processes a liquid on a substrate.
A sublimation part that sublimates a solid raw material containing a solid solute to generate a raw material gas,
A treatment liquid generation unit that dissolves the raw material gas in a solvent to generate a treatment liquid,
A gas supply flow path that guides the raw material gas from the sublimation section to the treatment liquid generation section,
A processing liquid generator, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、
前記昇華部は、
前記低昇華点不純物の昇華点よりも高く、かつ、前記溶質の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる第1昇華部と、
前記第1昇華部における昇華処理後の前記固体原料を、前記溶質の昇華点よりも高い温度で昇華させることにより前記原料ガスを生成する第2昇華部と、
を備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to claim 1.
The solid raw material further contains low sublimation temperature impurities having a lower sublimation point than the solute.
The sublimation part
The first sublimation portion that sublimates the solid raw material at a temperature higher than the sublimation point of the low sublimation point impurity and lower than the sublimation point of the solute.
A second sublimation section that generates the raw material gas by sublimating the solid raw material after the sublimation treatment in the first sublimation section at a temperature higher than the sublimation point of the solute.
A processing liquid generator, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、
前記昇華部は、
前記固体原料を昇華させて中間ガスを生成する第1昇華部と、
前記中間ガスの温度を前記低昇華点不純物の昇華点と前記溶質の昇華点との間の温度とすることにより前記溶質を凝華させる凝華部と、
前記凝華部にて得られた凝華物を昇華させることにより前記原料ガスを生成する第2昇華部と、
を備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to claim 1.
The solid raw material further contains low sublimation temperature impurities having a lower sublimation point than the solute.
The sublimation part
A first sublimation section that sublimates the solid raw material to generate an intermediate gas,
A coagulation portion for coagulating the solute by setting the temperature of the intermediate gas to a temperature between the sublimation point of the low sublimation point impurity and the sublimation point of the solute.
A second sublimation section that produces the raw material gas by sublimating the coagulant obtained in the coagulation section, and
A processing liquid generator, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物をさらに含み、
前記昇華部において、前記溶質の昇華点よりも高く、かつ、前記高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 3.
The solid raw material further contains high sublimation point impurities having a higher sublimation point than the solute.
A processing liquid generating apparatus characterized in that, in the sublimation section, the solid raw material is sublimated at a temperature higher than the sublimation point of the solute and lower than the sublimation point of the high sublimation point impurity.
前記ガス供給流路の温度を、前記溶質の昇華点よりも高温に維持する保温部をさらに備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 4.
A processing liquid generation device further comprising a heat retaining unit that maintains the temperature of the gas supply flow path at a temperature higher than the sublimation point of the solute.
前記ガス供給流路を流れるガス中の前記溶質の濃度、または、前記溶媒に溶解している前記溶質の濃度を測定する濃度センサと、
前記濃度センサにおける測定結果に基づいて前記昇華部における前記固体原料の昇華速度を制御する昇華制御部と、
をさらに備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 5.
A concentration sensor that measures the concentration of the solute in the gas flowing through the gas supply flow path or the concentration of the solute dissolved in the solvent.
A sublimation control unit that controls the sublimation speed of the solid raw material in the sublimation unit based on the measurement result of the concentration sensor,
A processing liquid generator, which further comprises.
前記昇華部における前記固体原料の重量を測定する重量センサと、
前記重量センサにおける測定結果に基づいて前記昇華部における前記固体原料の昇華速度を制御する昇華制御部と、
をさらに備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 6.
A weight sensor that measures the weight of the solid raw material in the sublimation section,
A sublimation control unit that controls the sublimation speed of the solid raw material in the sublimation unit based on the measurement result of the weight sensor,
A processing liquid generator, which further comprises.
前記処理液生成部は、
前記溶媒を貯溜する貯溜部と、
前記貯溜部に貯溜された前記溶媒に前記原料ガスをナノバブル化して供給する原料ガス供給部と、
を備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 7.
The treatment liquid generation unit
A storage unit that stores the solvent and
A raw material gas supply unit that supplies the raw material gas in nanobubbles to the solvent stored in the storage unit,
A processing liquid generator, which comprises.
前記処理液生成部は、
前記ガス供給流路から供給される前記原料ガスを溶媒に溶解させて原料溶液を生成する原料溶液生成部と、
前記原料溶液生成部にて生成された前記原料溶液を前記溶媒により希釈して前記処理液を生成する希釈部と、
を備えることを特徴とする処理液生成装置。 The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 8.
The treatment liquid generation unit
A raw material solution generating unit that generates a raw material solution by dissolving the raw material gas supplied from the gas supply flow path in a solvent.
A diluting unit for producing the treatment liquid by diluting the raw material solution produced in the raw material solution generating unit with the solvent, and a diluting unit.
A processing liquid generator, which comprises.
請求項1ないし9のいずれか1つに記載の処理液生成装置と、
上面に予めパターンが形成されている基板を水平状態で保持する基板保持部と、
前記処理液生成装置にて生成された処理液を前記基板の前記上面に吐出する処理液吐出部と、
前記基板の前記上面上の前記処理液から溶媒を気化させることにより、前記パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する膜形成部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing device that processes liquid on a substrate.
The treatment liquid generator according to any one of claims 1 to 9.
A substrate holding part that holds a substrate with a pattern formed on the upper surface in a horizontal state,
A treatment liquid discharge unit that discharges the treatment liquid generated by the treatment liquid generation device onto the upper surface of the substrate,
A film-forming portion that forms a solute film by embedding a solute in the gap of the pattern by vaporizing the solvent from the treatment liquid on the upper surface of the substrate.
A substrate processing apparatus comprising.
前記溶質膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記膜厚測定部による測定結果に基づいて、前記処理液中の前記溶質の濃度、または、前記処理液吐出部からの前記処理液の吐出時間を制御する膜厚制御部と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 10.
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the solute film and
A film thickness control unit that controls the concentration of the solute in the treatment liquid or the discharge time of the treatment liquid from the treatment liquid discharge unit based on the measurement result by the film thickness measurement unit.
A substrate processing apparatus characterized by further comprising.
a)固体状の溶質を含む固体原料を昇華させて原料ガスを生成する工程と、
b)ガス供給流路を介して供給された前記原料ガスを溶媒に溶解させて処理液を生成する工程と、
を備えることを特徴とする処理液生成方法。 It is a treatment liquid generation method for generating a treatment liquid used in liquid treatment of a substrate.
a) A process of sublimating a solid raw material containing a solid solute to generate a raw material gas, and
b) A step of dissolving the raw material gas supplied through the gas supply flow path in a solvent to generate a treatment liquid, and
A method for producing a treatment liquid, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、
前記a)工程は、
c)前記低昇華点不純物の昇華点よりも高く、かつ、前記溶質の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させる工程と、
d)前記c)工程よりも後に、前記固体原料を前記溶質の昇華点よりも高い温度で昇華させることにより前記原料ガスを生成する工程と、
を備えることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to claim 12.
The solid raw material further contains low sublimation temperature impurities having a lower sublimation point than the solute.
The step a) is
c) A step of sublimating the solid raw material at a temperature higher than the sublimation point of the low sublimation point impurity and lower than the sublimation point of the solute.
d) A step of producing the raw material gas by sublimating the solid raw material at a temperature higher than the sublimation point of the solute after the step c).
A method for producing a treatment liquid, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が低い低昇華点不純物をさらに含み、
前記a)工程は、
e)前記固体原料を昇華させて中間ガスを生成する工程と、
f)前記中間ガスの温度を前記低昇華点不純物の昇華点と前記溶質の昇華点との間の温度とすることにより前記溶質を凝華させる工程と、
g)前記f)工程にて得られた凝華物を昇華させることにより前記原料ガスを生成する工程と、
を備えることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to claim 12.
The solid raw material further contains low sublimation temperature impurities having a lower sublimation point than the solute.
The step a) is
e) A step of sublimating the solid raw material to generate an intermediate gas,
f) A step of coagulating the solute by setting the temperature of the intermediate gas to a temperature between the sublimation point of the low sublimation impurity and the sublimation point of the solute.
g) The step of producing the raw material gas by sublimating the coagulant obtained in the step f), and
A method for producing a treatment liquid, which comprises.
前記固体原料は、前記溶質よりも昇華点が高い高昇華点不純物をさらに含み、
前記a)工程において、前記溶質の昇華点よりも高く、かつ、前記高昇華点不純物の昇華点よりも低い温度で前記固体原料を昇華させることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 14.
The solid raw material further contains high sublimation point impurities having a higher sublimation point than the solute.
A method for producing a treatment liquid, which comprises sublimating the solid raw material at a temperature higher than the sublimation point of the solute and lower than the sublimation point of the high sublimation point impurity in the step a).
前記ガス供給流路の温度は、前記溶質の昇華点よりも高温に維持されることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 15.
A method for producing a treatment liquid, characterized in that the temperature of the gas supply flow path is maintained higher than the sublimation point of the solute.
前記ガス供給流路を流れるガス中の前記溶質の濃度、または、前記溶媒に溶解している前記溶質の濃度に基づいて、前記a)工程における前記固体原料の昇華速度が制御されることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 16.
The sublimation rate of the solid raw material in the step a) is controlled based on the concentration of the solute in the gas flowing through the gas supply flow path or the concentration of the solute dissolved in the solvent. Treatment liquid generation method.
前記固体原料の重量変化に基づいて、前記a)工程における前記固体原料の昇華速度を制御されることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 17.
A method for producing a treatment liquid, which comprises controlling the sublimation rate of the solid raw material in the step a) based on the weight change of the solid raw material.
前記b)工程において、貯溜部に貯溜された前記溶媒に前記原料ガスをナノバブル化して供給することを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 18.
A method for producing a treatment liquid, which comprises supplying the raw material gas in nanobubbles to the solvent stored in the storage unit in the step b).
前記b)工程は、
h)前記原料ガスを前記溶媒に溶解させて原料溶液を生成する工程と、
i)前記原料溶液を前記溶媒により希釈して前記処理液を生成する工程と、
を備えることを特徴とする処理液生成方法。 The treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 19.
The step b) is
h) A step of dissolving the raw material gas in the solvent to generate a raw material solution, and
i) A step of diluting the raw material solution with the solvent to produce the treatment liquid, and
A method for producing a treatment liquid, which comprises.
j)上面に予めパターンが形成されている基板を水平状態で保持する工程と、
k)請求項12ないし20のいずれか1つに記載の処理液生成方法により生成された処理液を前記基板の前記上面に吐出する工程と、
l)前記基板の前記上面上の前記処理液から溶媒を気化させることにより、前記パターンの間隙に溶質を埋め込んで溶質膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 It is a substrate processing method that performs liquid treatment of the substrate.
j) A process of holding a substrate with a pattern formed on the upper surface in a horizontal state, and
k) A step of discharging the treatment liquid generated by the treatment liquid generation method according to any one of claims 12 to 20 onto the upper surface of the substrate.
l) A step of embedding a solute in the gap of the pattern by vaporizing a solvent from the treatment liquid on the upper surface of the substrate to form a solute film.
A substrate processing method comprising.
m)前記l)工程よりも後に、前記溶質膜の膜厚を測定する工程と、
n)前記m)工程における測定結果に基づいて、前記処理液中の前記溶質の濃度、または、前記k)工程における前記処理液の吐出時間を制御する工程と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 21.
m) A step of measuring the film thickness of the solute film after the step l)
n) A step of controlling the concentration of the solute in the treatment liquid or the discharge time of the treatment liquid in the k) step based on the measurement result in the m) step.
A substrate processing method characterized by further comprising.
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