JP2022148452A - 基板処理方法および処理液 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022148452000001
【課題】基板を適切に乾燥できる基板処理方法および処理液を提供する。
【解決手段】本発明は、基板処理方法および処理液に関する。基板処理方法は、処理液供給工程と固化膜形成工程と昇華工程を備える。処理液供給工程は、処理液を基板に供給する。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。固化膜形成工程は、基板上の処理液から溶媒および界面活性剤を蒸発させる。固化膜形成工程は、昇華性物質を含む固化膜を基板上に形成する。昇華工程は、固化膜を昇華させる。界面活性剤のオクタノール/水分配係数LOGPowは、-1以上、かつ、1以下である。室温における界面活性剤の蒸気圧Pcは、室温における溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。
【選択図】図4

Description

この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板の乾燥に用いられる処理液に関する。基板は、例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、有機EL(Electroluminescence)用基板、FPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板である。
特許文献1は、基板を乾燥する基板処理方法を開示する。具体的には、特許文献2の基板処理方法は、処理液供給工程と、固化膜形成工程と、昇華工程を備える。処理液供給工程は、処理液を基板に供給する。処理液は、溶媒と昇華性物質と吸着物質を含む。吸着物質は、例えば、界面活性剤である。固化膜形成工程は、溶媒を蒸発させる。固化膜形成工程は、昇華性物質を含む固化膜を、基板に形成する。昇華工程は、固化膜を昇華させる。固化膜は、液体を経ずに、気体に変化する。
特開2020-4948公報
従来の基板処理方法であっても、基板を適切に乾燥できない場合があった。例えば、従来の基板処理方法であっても、基板の表面に形成されるパターンが倒壊する場合があった。例えば、パターンが微細であるとき、従来の基板処理方法はパターンの倒壊を十分に抑制できない場合があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板を適切に乾燥できる基板処理方法および処理液を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために鋭意研究した。まず、本発明者らは、基板を適切に乾燥できない原因を検討した。その結果、基板を適切に乾燥できない原因が、基板の乾燥に用いる処理液であると、本発明者らは推測した。例えば、基板を適切に乾燥できない原因が、昇華性物質と溶媒と界面活性剤の選択にあると、本発明者らは推測した。そこで、本発明者らは、より適切な処理液を探求した。本発明者らは、処理液が満たすべき条件を探求した。
本発明は、これらの知見に基づいて、さらに鋭意検討することによって得られたものであり、次のような構成をとる。すなわち、本発明は、基板を処理する基板処理方法であって、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む処理液を基板に供給する処理液供給工程と、基板上の前記処理液から前記溶媒および前記界面活性剤を蒸発させて、前記昇華性物質を含む固化膜を基板上に形成する固化膜形成工程と、前記固化膜を昇華させる昇華工程と、を備え、前記界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下であり、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である基板処理方法である。
基板処理方法は、処理液供給工程と固化膜形成工程と昇華工程を含む。処理液供給工程は、基板に処理液を供給する。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。固化膜形成工程は、基板上の処理液から溶媒および界面活性剤を蒸発させる。固化膜形成工程は、基板上に固化膜を形成する。固化膜は、昇華性物質を含む。昇華工程は、固化膜を昇華させる。
処理液は、第1条件を満たす。第1条件:界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下である。
このため、処理液は、基板に対して適度な親和性を有する。したがって、処理液供給工程は、基板に処理液を適切に供給できる。
処理液は、第2条件を満たす。第2条件:室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、室温における溶媒の蒸気圧の3倍以下である。
室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の3倍以下である。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に高くない。したがって、処理液供給工程は、基板に処理液を一層適切に供給できる。
さらに、室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の0.9倍以上である。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に低くない。よって、固化膜形成工程では、界面活性剤は適切に蒸発する。界面活性剤が適切に蒸発するので、昇華性物質は適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板上に固化膜を適切に形成できる。
まとめると、処理液は第1条件および第2条件を満たすので、処理液供給工程は、基板に処理液を適切に供給できる。処理液は第2条件を満たすので、固化膜形成工程は、基板上に固化膜を適切に形成できる。よって、上述の基板処理方法によれば、基板を適切に乾燥できる。
上述の基板処理方法において、室温における前記溶媒の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。
処理液は、第3条件を満たす。第3条件:室温における溶媒の蒸気圧は、室温における昇華性物質の蒸気圧よりも高い。
このため、溶媒は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、溶媒が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板上に固化膜を一層適切に形成できる。
上述の基板処理方法において、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。
処理液は、第4条件を満たす。第4条件:室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における昇華性物質の蒸気圧よりも高い。
このため、界面活性剤は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、界面活性剤が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板上に固化膜を一層適切に形成できる。
上述の基板処理方法において、前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムのいずれか1つであり、
前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のa1)-a20)のいずれか1つである
a1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
a2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a4)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a5)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
a6)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a7)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a8)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
a9)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a10)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
a11)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
a12)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a13)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a14)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a15)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a16)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a17)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
a18)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a19)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
a20)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
ことが好ましい。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤が上述のように規定される場合、処理液は、第1条件および第2条件を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板を適切に乾燥できる。
上述の基板処理方法において、基板は、基板の表面に形成されるパターンを有することが好ましい。基板がパターンを有する場合であっても、基板処理方法は、パターンを保護しつつ、基板を適切に乾燥できる。
本発明は、基板の乾燥に用いる処理液であって、昇華性物質と、溶媒と、界面活性剤と、を含み、前記界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下であり、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である処理液である。
処理液は、基板の乾燥に用いられる。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。
処理液は、上述の第1条件を満たす。具体的には、界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下である。このため、処理液は、基板に対して適度な親和性を有する。よって、例えば、処理液が基板に供給された場合、処理液は基板と十分に接する。
処理液は、上述の第2条件を満たす。具体的には、室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に高くない。よって、例えば、処理液が基板に供給された場合、処理液は、十分に、かつ、確実に、基板と接する。さらに、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に低くない。よって、界面活性剤は適切に蒸発する。界面活性剤が適切に蒸発するので、昇華性物質は適切に析出し、固化膜は適切に形成される。
以上の通り、処理液は第1条件および第2条件を満たす。このため、処理液によれば、基板を適切に乾燥できる。
上述の処理液において、室温における前記溶媒の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。処理液は、上述の第3条件を満たす。このため、溶媒は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、溶媒が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出し、固化膜は一層適切に形成される。
上述の処理液において、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。処理液は、上述の第4条件を満たす。このため、界面活性剤は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、界面活性剤が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出し、固化膜は一層適切に形成される。
上述の処理液において、前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムのいずれか1つであり、
前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のa1)-a20)のいずれか1つである
a1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
a2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a4)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a5)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
a6)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
a7)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a8)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
a9)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
a10)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
a11)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
a12)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a13)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a14)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a15)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
a16)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a17)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
a18)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
a19)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
a20)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
ことが好ましい。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤が上述のように規定される場合、処理液は、第1条件および第2条件を好適に満たす。よって、処理液を用いることによって、基板を適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかであり、
前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のb1)-b9)のいずれか1つである
b1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
b2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
b3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノール、エタノールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかである
b4)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコールの少なくともいずれかである
b5)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノール、イソプロピルアルコールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかである
b6)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
b7)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールおよびイソブタノールの少なくともいずれかである
b8)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノール、イソブタノールおよび1-エトキシ-2-プロパノールの少なくともいずれかである
b9)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノールおよび1-ブタノールの少なくともいずれかである
ことが好ましい。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤が上述のように規定される場合、処理液は、第1条件および第2条件を好適に満たす。よって、処理液を用いることによって、基板を適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかであり、
前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のc1)-c9)のいずれか1つである
c1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
c2)前記溶媒がエタノール、イソプロピルアルコールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
c3)前記溶媒がイソプロピルアルコール、tert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
c4)前記溶媒がイソプロピルアルコールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
c5)前記溶媒がtert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
c6)前記溶媒がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノールおよび1-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
c7)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
c8)前記溶媒が1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
c9)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
ことが好ましい。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤が上述のように規定される場合、処理液は、第1条件および第2条件を好適に満たす。よって、処理液を用いることによって、基板を適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記昇華性物質の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積よりも小さいことが好ましい。処理液を用いることによって、基板を一層適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記昇華性物質の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の1%以上であることが好ましい。上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記昇華性物質の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の10%以下であることが好ましい。処理液を用いることによって、基板を一層適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記界面活性剤の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積よりも小さいことが好ましい。処理液を用いることによって、基板を一層適切に乾燥できる。
上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記界面活性剤の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の0.01%以上、かつ、10%以下であることが好ましい。上述の処理液において、前記処理液に含まれる前記界面活性剤の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の10%以下であることが好ましい。処理液を用いることによって、基板を一層適切に乾燥できる。
本発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む処理液を生成する処理液生成ユニットと、前記基板保持部に保持される基板に前記処理液を供給する処理液供給部と、を備え、前記界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下であり、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である基板処理装置である。
基板処理装置は、基板保持部と処理液生成ユニットと処理液供給部を備える。基板保持部は、基板を保持する。処理液生成ユニットは、処理液を生成する。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。処理液供給部は、基板保持部に保持される基板に処理液を供給する。
ここで、処理液生成ユニットによって生成される処理液は、上述の第1条件および第2条件を満たす。よって、基板処理装置は、上述の基板処理方法を好適に実行できる。すなわち、基板処理装置は、基板を適切に乾燥できる。
上述した基板処理装置において、室温における前記溶媒の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。処理液生成ユニットによって生成される処理液は、上述の第3条件を満たす。よって、基板処理装置は、基板を一層適切に乾燥できる。
上述した基板処理装置において、室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高いことが好ましい。処理液生成ユニットによって生成される処理液は、上述の第4条件を満たす。よって、基板処理装置は、基板を一層適切に乾燥できる。
上述した基板処理装置において、基板保持部に保持される基板は、基板の表面に形成されるパターンを有することが好ましい。基板がパターンを有する場合であっても、基板処理装置は、パターンを保護しつつ、基板を適切に乾燥できる。
上述した基板処理装置において、前記基板保持部に保持される基板に気体を供給する気体供給部と、を備えることが好ましい。基板を効率良く乾燥できる。
本発明の基板処理方法および処理液によれば、基板を適切に乾燥できる。
第1実施形態の基板処理装置の内部を示す平面図である。 基板処理装置の制御ブロック図である。 第1実施形態の処理ユニットおよび処理液生成ユニットの構成を示す図である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。 基板処理方法の手順を示すフローチャートである。 処理液供給工程における基板を模式的に示す図である。 固化膜形成工程における基板を模式的に示す図である。 固化膜形成工程における基板を模式的に示す図である。 昇華工程における基板を模式的に示す図である。 昇華工程における基板を模式的に示す図である。 実験例1、2および比較例1-3によって処理された各基板の評価を示す表である。 処理液供給工程における基板を模式的に示す図である。 固化膜形成工程における基板を模式的に示す図である。 昇華工程における基板を模式的に示す図である。 処理液供給工程における基板を模式的に示す図である。 固化膜形成工程における基板を模式的に示す図である。 昇華工程における基板を模式的に示す図である。 固化膜形成工程における基板を模式的に示す図である。 昇華工程における基板を模式的に示す図である。 第2実施形態の処理ユニットおよび処理液生成ユニットの構成を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の基板処理方法、基板処理液および基板処理装置を説明する。
<1.第1実施形態>
<1-1.基板処理装置の概要>
図1は、第1実施形態の基板処理装置の内部を示す平面図である。基板処理装置1は、基板Wに処理を行う。処理は、乾燥処理を含む。
基板Wは、例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、有機EL(Electroluminescence)用基板、FPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板である。基板Wは、薄い平板形状を有する。基板Wは、平面視で略円形状を有する。
基板処理装置1は、インデクサ部3と処理ブロック7を備える。処理ブロック7はインデクサ部3に接続される。インデクサ部3は、処理ブロック7に基板Wを供給する。処理ブロック7は、基板Wに処理を行う。インデクサ部3は、処理ブロック7から基板Wを回収する。
本明細書では、便宜上、インデクサ部3と処理ブロック7が並ぶ方向を、「前後方向X」と呼ぶ。前後方向Xは水平である。前後方向Xのうち、処理ブロック7からインデクサ部3に向かう方向を「前方」と呼ぶ。前方と反対の方向を「後方」と呼ぶ。前後方向Xと直交する水平方向を、「幅方向Y」と呼ぶ。「幅方向Y」の一方向を適宜に「右方」と呼ぶ。右方とは反対の方向を「左方」と呼ぶ。水平方向に対して垂直な方向を「鉛直方向Z」と呼ぶ。各図では、参考として、前、後、右、左、上、下を適宜に示す。
インデクサ部3は、複数(例えば、4つ)のキャリア載置部4を備える。各キャリア載置部4はそれぞれ、1つのキャリアCを載置する。キャリアCは、複数枚の基板Wを収容する。キャリアCは、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard Mechanical Interface)、OC(Open Cassette)である。
インデクサ部3は、搬送機構5を備える。搬送機構5は、キャリア載置部4の後方に配置される。搬送機構5は、基板Wを搬送する。搬送機構5は、キャリア載置部4に載置されるキャリアCにアクセス可能である。搬送機構5はハンド5aとハンド駆動部5bを備える。ハンド5aは、基板Wを支持する。ハンド駆動部5bは、ハンド5aに連結される。ハンド駆動部5bは、ハンド5aを移動させる。ハンド駆動部5bは、例えば、前後方向X、幅方向Yおよび鉛直方向Zにハンド5aを移動させる。ハンド駆動部5bは、例えば、水平面内においてハンド5aを回転させる。
処理ブロック7は、搬送機構8を備える。搬送機構8は、基板Wを搬送する。搬送機構8と搬送機構5は、相互に、基板Wを受け渡し可能である。搬送機構8は、ハンド8aとハンド駆動部8bを備える。ハンド8aは、基板Wを支持する。ハンド駆動部8bは、ハンド8aに連結される。ハンド駆動部8bは、ハンド8aを移動させる。ハンド駆動部8bは、例えば、前後方向X、幅方向Yおよび鉛直方向Zにハンド8aを移動させる。ハンド駆動部8bは、例えば、水平面内においてハンド8aを回転させる。
処理ブロック7は、複数の処理ユニット11を備える。処理ユニット11は、搬送機構8の側方に配置される。各処理ユニット11は、基板Wに処理を行う。
処理ユニット11は、基板保持部13を備える。基板保持部13は、基板Wを保持する。
搬送機構8は、各処理ユニット11にアクセス可能である。搬送機構8は、基板保持部13に基板Wを渡すことができる。搬送機構8は、基板保持部13から基板Wを取ることができる。
図2は、基板処理装置1の制御ブロック図である。基板処理装置1は、制御部10を備える。制御部10は、搬送機構5、8と処理ユニット11を制御する。
制御部10は、各種処理を実行する中央演算処理装置(CPU)、演算処理の作業領域となるRAM(Random-Access Memory)、固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。制御部10は、記憶媒体に予め格納される各種の情報を有する。制御部10が有する情報は、例えば、搬送機構5、8を制御するための搬送情報である。制御部10が有する情報は、例えば、処理ユニット11を制御するための処理情報である。処理情報は、処理レシピとも呼ばれる。
基板処理装置1の動作例を簡単に説明する。
インデクサ部3は、処理ブロック7に基板Wを供給する。具体的には、搬送機構5は、キャリアCから処理ブロック7の搬送機構8に基板Wを渡す。
処理ブロック7は、インデクサ部3から、処理ユニット11に基板Wを分配する。具体的には、搬送機構8は、搬送機構5から、各処理ユニット11の基板保持部13に基板Wを搬送する。
処理ユニット11は、基板保持部13に保持された基板Wを処理する。処理ユニット11は、例えば、基板Wに乾燥処理を行う。
処理ユニット11が基板Wを処理した後、処理ブロック7は、処理ユニット11からインデクサ部3に基板Wを戻す。具体的には、搬送機構8は、基板保持部13から搬送機構5に基板Wを搬送する。
インデクサ部3は、処理ブロック7から基板Wを回収する。具体的には、搬送機構5は、搬送機構8からキャリアCに基板Wを搬送する。
<1-2.処理ユニット11の構成>
図3は、処理ユニット11の構成を示す図である。各処理ユニット11は、同一の構造を有する。処理ユニット11は、枚葉式に分類される。すなわち、各処理ユニット11は、一度に1枚の基板Wのみを処理する。
基板保持部13は、1枚の基板Wを保持する。基板保持部13は、基板Wを略水平姿勢で保持する。基板保持部13は、基板Wの周縁部または基板Wの下面を保持する。
処理ユニット11は、回転駆動部14を備える。回転駆動部14は、基板保持部13に連結される。回転駆動部14は、基板保持部13を回転させる。基板保持部13に保持される基板Wは、基板保持部13と一体に回転する。基板保持部13に保持される基板Wは、回転軸線B回りに回転する。回転軸線Bは、例えば、基板Wの中心を通り、鉛直方向Zに延びる。
処理ユニット11は、第1ノズル15aと第2ノズル15bと第3ノズル15cと第4ノズル15dと第5ノズル15eを備える。以下では、第1-第5ノズル15a―15eを区別しない場合には、単に、「ノズル15」と呼ぶ。各ノズル15はそれぞれ、液体または気体を基板Wに吐出する。より詳しくは、各ノズル15はそれぞれ、基板保持部13に保持される基板Wの上面W1に、液体または気体を吐出する。各ノズル15はそれぞれ、処理位置と待機位置に移動可能である。処理位置は、例えば、基板保持部13に保持される基板Wの上方の位置である。待機位置は、例えば、基板保持部13に保持される基板Wの上方から外れた位置である。
処理ユニット11は、筐体16を備える。筐体16は、略箱形状を有する。筐体16は、筐体16の内部に、基板保持部13と回転駆動部14とノズル15を収容する。基板Wは、筐体16の内部において、処理される。
筐体16の内部は、室温に保たれる。筐体16の内部は、常圧に保たれる。このため、基板Wは、室温および常圧の環境の下で処理される。ここで、室温は、例えば、10℃以上で35℃以下の範囲内の温度である。室温は、例えば、20℃以上で30℃以下の範囲内の温度である。常圧は、標準大気圧(1気圧、1013hPa)を含む。常圧は、例えば、0.7気圧以上で、1.3気圧以下の範囲内の気圧である。本明細書では、絶対真空を基準とした絶対圧力で、圧力を示す。
処理ユニット11は、さらに、不図示のカップを備えてもよい。カップは、筐体16の内部に設置される。カップは、基板保持部13の周囲に配置される。カップは、基板保持部13に保持される基板Wから飛散した液体を受け止める。
処理ユニット11は、配管17a、17b、17c、17d、17eを備える。配管17a-17eはそれぞれ、第1-第5ノズル15a-15eに接続される。配管17aの少なくとも一部は、筐体16の外部に設けられてもよい。配管17b-17eも、配管17aと同様に配置されてもよい。
処理ユニット11は、弁18a、18b、18c、18d、18eを備える。弁18a-18eはそれぞれ、配管17a-17eに設けられる。弁18aは、筐体16の外部に設けられてもよい。弁18b-18eも、弁18aと同様に配置されてもよい。
基板処理装置1は、処理液生成ユニット20を備える。処理液生成ユニット20は、配管17aに接続される。処理液生成ユニット20は、第1ノズル15aに連通接続される。
処理液生成ユニット20は、処理液を生成する。処理液生成ユニット20は、処理液を第1ノズル15aに送る。第1ノズル15aは、処理液を吐出する。処理液生成ユニット20は、複数の処理ユニット11に対して、処理液を供給してもよい。
第1ノズル15aは、本発明における処理液供給部の例である。
配管17bは、薬液供給源19bに接続される。薬液供給源19bは、第2ノズル15bに連通接続される。薬液供給源19bは、薬液を第2ノズル15bに送る。第2ノズル15bは、薬液を吐出する。
薬液は、例えば、エッチング液である。薬液は、例えば、フッ化水素酸(HF)およびバッファードフッ酸(BHF)の少なくともいずれかを含む。
配管17cは、リンス液供給源19cに接続される。リンス液供給源19cは、第3ノズル15cに連通接続される。リンス液供給源19cは、リンス液を第3ノズル15cに送る。第3ノズル15cは、リンス液を吐出する。
リンス液は、例えば、純水脱イオン水(DIW)である。
配管17dは、置換液供給源19dに接続される。置換液供給源19dは、第4ノズル15dに連通接続される。置換液供給源19dは、置換液を第4ノズル15dに送る。第4ノズル15dは、置換液を吐出する。
置換液は、例えば、有機溶剤である。置換液は、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)である。
配管17eは、気体供給源19eに接続される。気体供給源19eは、第5ノズル15eに連通接続される。気体供給源19eは、気体を第5ノズル15eに送る。第5ノズル15eは、気体を吐出する。第5ノズル15eは、気体を吹き出す。
気体は、例えば、乾燥ガスである。乾燥ガスは、室温よりも低い露点を有する。露点は、例えば、約-76℃である。このため、乾燥ガスは、室温では、結露しない。気体は、例えば、空気である。気体は、例えば、圧縮エアである。気体は、例えば、不活性ガスである。気体は、例えば、窒素ガスである。
第5ノズル15eは、本発明における気体供給部の例である。
薬液供給源19bは、基板処理装置1の要素であってもよい。例えば、薬液供給源19bは、基板処理装置1に含まれる薬液槽であってもよい。あるいは、薬液供給源19bは、基板処理装置1の要素でなくてもよい。例えば、薬液供給源19bは、基板処理装置1の外部に設置されるユーティリティ設備であてもよい。同様に、リンス液供給源19c、置換液供給源19dおよび気体供給源19eはそれぞれ、基板処理装置1の要素であってもよいし、基板処理装置1の要素でなくてもよい。
図2を参照する。制御部10は、回転駆動部14と、弁18a-18eを制御する。
<1-3.処理液>
処理液生成ユニット20によって生成される処理液を説明する。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。処理液は、例えば、昇華性物質と溶媒と界面活性剤のみからなる。
ここで、「昇華性物質」は、以下の条件E1-E4を満たす。
条件E1:昇華性物質は、昇華性を有する。
条件E2:昇華性物質は、室温において固体である。
条件E3:昇華性物質は、室温において溶媒に溶解可能である。
条件E4:昇華性物質は、室温において0.01Pa(絶対圧力)以上の蒸気圧を有する。
条件E1に関し、「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である。
条件E2に関して、昇華性物質は、室温で規定される温度範囲にわたって、固体を保つことができることが好ましい。
溶媒は、室温で液体である。溶媒は、昇華性物質を溶解する。
このため、処理液中の昇華性物質は、溶媒に溶解されている。すなわち、処理液は、溶媒と、溶媒に溶解された昇華性物質と、界面活性剤を含む。
界面活性剤は、室温で液体である。
ここで、処理液に含まれる昇華性物質の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積よりも小さい。例えば、処理液に含まれる昇華性物質の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の1%以上、かつ、処理液に含まれる溶媒の体積の10%以下であることが好ましい。言い換えれば、処理液中の昇華性物質および溶媒は、以下の関係を満たすことが好ましい。
(処理中の昇華性物質):(処理中の溶媒)=1:100~10:100(体積比)
処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積よりも小さい。例えば、処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の0.01%以上、かつ、処理液に含まれる溶媒の体積の10%以下であることが好ましい。言い換えれば、処理液中の界面活性剤および溶媒は、以下の関係を満たすことが好ましい。
(処理中の界面活性剤):(処理中の溶媒)=0.01:100~10:100(体積比)
溶媒として選択可能な化合物の群と、界面活性剤として選択可能な化合物の群は、互いに重複してもよい。但し、同じ化合物が、同時に、溶媒および界面活性剤として選択されることは、禁止される。例えば、メタノールは、溶媒として選択されることがあり、かつ、界面活性剤としても選択されることがある。しかし、溶媒がメタノールを含むとき、界面活性剤はメタノールを含まない。すなわち、溶媒がメタノールを含むとき、界面活性剤がメタノールを含むことは禁止される。例えば、溶媒がメタノールを含まないとき、界面活性剤はメタノールを含んでもよい。すなわち、溶媒がメタノールを含まないとき、界面活性剤がメタノールを含むことは許容される。
ここで、処理液は、以下の第1条件F1と第2条件F2を満たす。具体的には、処理液に含まれる界面活性剤および溶媒は、第1条件F1および第2条件F2を満たす。第1条件F1:界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。第2条件F2:室温における界面活性剤の蒸気圧Pcは、室温における溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、室温における溶媒の蒸気圧Pbの3倍以下である。
さらに、処理液は、以下の第3条件F3を満たすことが好ましい。具体的には、処理液に含まれる溶媒と昇華性物質は、第3条件F3を満たすことが好ましい。第3条件F3:室温における溶媒の蒸気圧Pbは、室温における昇華性物質の蒸気圧Paよりも高い。
さらに、処理液は、以下の第4条件を満たすことが好ましい。具体的には、処理液に含まれる界面活性剤と昇華性物質は、第4条件F4を満たすことが好ましい。第4条件F4:室温における界面活性剤の蒸気圧Pbは、室温における昇華性物質の蒸気圧Paよりも高い。
図4-11はそれぞれ、処理液に含まれる昇華性物質と溶媒と界面活性剤を例示する表である。図4-11に示すNo.1-78は、処理液の番号を示す。No.1-78の処理液はそれぞれ、第1条件F1および第2条件F2を満たす。図4-11に示すNo.1-78の処理液はそれぞれ、さらに、第3条件F3を満たす。図4-11に示すNo.1-78の処理液はそれぞれ、さらに、第4条件F4を満たす。
図4、5を参照する。図4、5は、No.1-20の処理液を示す。昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシムである。溶媒と界面活性剤は、以下のa1)-a20)のいずれか1つである。ここで、No.1の処理液は、シクロヘキサノンオキシムと、a1)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。同様に、No.2-20の処理液はそれぞれ、シクロヘキサノンオキシムと、a2)-a20)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
a1)溶媒がメタノールであり、かつ、界面活性剤がアセトンである。
a2)溶媒がエタノールであり、かつ、界面活性剤がメタノールである。
a3)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、かつ、界面活性剤がメタノールである。
a4)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、かつ、界面活性剤がエタノールである。
a5)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、かつ、界面活性剤がtert-ブタノールである。
a6)溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、界面活性剤がメタノールである。
a7)溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、界面活性剤がエタノールである。
a8)溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、界面活性剤がイソプロピルアルコール(IPA)である。
a9)溶媒が1-プロパノールであり、かつ、界面活性剤がエタノールである。
a10)溶媒が1-プロパノールであり、かつ、界面活性剤がイソプロピルアルコール(IPA)である。
a11)溶媒が1-プロパノールであり、かつ、界面活性剤がtert-ブタノールである。
a12)溶媒がイソブタノールであり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールである。
a13)溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)であり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールである。
a14)溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)であり、かつ、界面活性剤がイソブタノールである。
a15)溶媒が1-ブタノールであり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールである。
a16)溶媒が1-ブタノールであり、かつ、界面活性剤がイソブタノールである。
a17)溶媒が1-ブタノールであり、かつ、界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)である。
a18)溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であり、かつ、界面活性剤がイソブタノールである。
a19)溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であり、かつ、界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)である。
a20)溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であり、かつ、界面活性剤が1-ブタノールである。
図4、5は、室温における昇華性物質の蒸気圧Paを示す。図4、5は、室温における溶媒の蒸気圧Pbを示す。図4、5は、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcを示す。図4、5は、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowを示す。図4、5は、蒸気圧Pcを蒸気圧Pbで除した値Gを示す。
シクロヘキサノンオキシムの蒸気圧Paの測定温度は、25度である。PGEEの蒸気圧Pb、Pcの測定温度は、25度である。PGEE以外の溶媒の蒸気圧Pbの測定温度は、20度である。PGEE以外の界面活性剤の蒸気圧Pcの測定温度は、20度である。
No.1-20の処理液では、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。すなわち、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。よって、No.1-20の処理液はそれぞれ、第1条件F1を満たす。
No.1-20の処理液において、値Gは0.9以上、かつ、3以下である。すなわち、溶媒と界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pcは、溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。よって、No.1-20の処理液はそれぞれ、第2条件F2を満たす。
No.1-20の処理液において、溶媒の蒸気圧Pbは、シクロヘキサノンオキシムの蒸気圧Paよりも高い。すなわち、溶媒がa1)-a20)のいずれであっても、溶媒の蒸気圧Pbは、シクロヘキサノンオキシムの蒸気圧Paよりも高い。よって、No.1-20の処理液はそれぞれ、第3条件F3を満たす。
No.1-20の処理液において、界面活性剤の蒸気圧Pcは、シクロヘキサノンオキシムの蒸気圧Paよりも高い。すなわち、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pbは、シクロヘキサノンオキシムの蒸気圧Paよりも高い。よって、No.1-20の処理液はそれぞれ、第4条件F4を満たす。
図6、7を参照する。図6、7は、No.21-40の処理液を示す。昇華性物質は、樟脳である。溶媒と界面活性剤は、上述のa1)-a20)のいずれか1つである。ここで、No.21の処理液は、樟脳と、a1)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。同様に、No.22-40の処理液はそれぞれ、樟脳と、a2)-a20)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
図6、7は、室温における樟脳の蒸気圧Paを示す。樟脳の蒸気圧Paの測定温度は、25度である。
上述の通り、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。このため、No.21-40の処理液においても、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。よって、No.21-40の処理液はそれぞれ、第1条件F1を満たす。
上述の通り、溶媒と界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pcは、溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。このため、No.21-40の処理液においても、界面活性剤の蒸気圧Pcは、溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。よって、No.21-40の処理液はそれぞれ、第2条件F2を満たす。
No.21-40の処理液において、溶媒の蒸気圧Pbは、樟脳の蒸気圧Paよりも高い。すなわち、溶媒がa1)-a20)のいずれであっても、溶媒の蒸気圧Pbは、樟脳の蒸気圧Paよりも高い。よって、No.21-40の処理液はそれぞれ、第3条件F3を満たす。
No.21-40の処理液において、界面活性剤の蒸気圧Pcは、樟脳の蒸気圧Paよりも高い。すなわち、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pbは、樟脳の蒸気圧Paよりも高い。よって、No.21-40の処理液はそれぞれ、第4条件F4を満たす。
図8、9を参照する。図8、9は、No.41-60の処理液を示す。昇華性物質は、ε-カプロラクタムである。溶媒と界面活性剤は、上述のa1)-a20)のいずれか1つである。
ここで、No.41の処理液は、ε-カプロラクタムと、a1)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。同様に、No.42-60の処理液はそれぞれ、ε-カプロラクタムと、a2)-a20)規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
図8、9は、室温におけるε-カプロラクタムの蒸気圧Paを示す。ε-カプロラクタムの蒸気圧Paの測定温度は、25度である。
上述の通り、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。このため、No.41-60の処理液においても、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LogPowは、-1以上、かつ、1以下である。よって、No.41-60の処理液はそれぞれ、第1条件F1を満たす。
上述の通り、溶媒と界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pcは、溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。このため、No.41-60の処理液においても、界面活性剤の蒸気圧Pcは、溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍以上、かつ、3倍以下である。よって、No.41-60の処理液はそれぞれ、第2条件F2を満たす。
No.41-60の処理液において、溶媒の蒸気圧Pbは、ε-カプロラクタムの蒸気圧Paよりも高い。すなわち、溶媒がa1)-a20)のいずれであっても、溶媒の蒸気圧Pbは、ε-カプロラクタムの蒸気圧Paよりも高い。よって、No.41-60の処理液はそれぞれ、第3条件F3を満たす。
No.41-60の処理液において、界面活性剤の蒸気圧Pcは、ε-カプロラクタムの蒸気圧Paよりも高い。すなわち、界面活性剤がa1)-a20)のいずれであっても、界面活性剤の蒸気圧Pbは、ε-カプロラクタムの蒸気圧Paよりも高い。よって、No.41-60の処理液はそれぞれ、第4条件F4を満たす。
図10を参照する。図10は、No.61-69の処理液を示す。昇華性物質は、例えば、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかである。溶媒および界面活性剤は、以下のb1)-b9)のいずれか1つである。ここで、No.61の処理液は、昇華性物質と、b1)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。同様に、No.62-69の処理液はそれぞれ、昇華性物質と、b2)-b9)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
溶媒および界面活性剤は、以下のb1)-b9)のいずれか1つである。
b1)溶媒がメタノールであり、かつ、界面活性剤がアセトンである。
b2)溶媒がエタノールであり、かつ、界面活性剤がメタノールである。
b3)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、かつ、界面活性剤がメタノール、エタノールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかである。
b4)溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、界面活性剤がメタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコール(IPA)の少なくともいずれかである。
b5)溶媒が1-プロパノールであり、かつ、界面活性剤がエタノール、イソプロピルアルコール(IPA)およびtert-ブタノールの少なくともいずれかである。
b6)溶媒がイソブタノールであり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールである
b7)溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)であり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールおよびイソブタノールの少なくともいずれかである。
b8)溶媒が1-ブタノールであり、かつ、界面活性剤が1-プロパノール、イソブタノールおよび1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)の少なくともいずれかである。
b9)溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であり、かつ、界面活性剤がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)および1-ブタノールの少なくともいずれかである。
ここで、「少なくともいずれかである」の表現について、説明する。例えば、「Mは、Ma、MbおよびMcの少なくともいずれかである」との表現は、以下のd1)-d7)のいずれかであることを意味する。
d1)Mは、Maである。
d2)Mは、Mbである。
d3)Mは、Mcである。
d4)Mは、MaとMbである。
d5)Mは、MaとMcである。
d6)Mは、MbとMcである。
d7)Mは、MaとMbとMcである。
Mは、例えば、昇華性物質、溶媒、または、界面活性剤である。
Ma、Mb、Mcはそれぞれ、化合物の名称である。
b1)は、a1)と同じである。このため、No.61の処理液は、第1-第4条件F1-F4を満たす。同様の理由により、No.62、66の処理液はそれぞれ、第1-第4条件F1-F4を満たす。
b3)の溶媒は、a3)-a5)の溶媒と同じである。b3)の界面活性剤は、a3)-a5)の界面活性剤の少なくともいずれかである。このため、No.63の処理液は、第1-第4条件F1-F4を満たす。同様の理由により、No.64、65、67-69の処理液はそれぞれ、第1-第4条件F1-F4を満たす。
図11を参照する。図11は、No.70-78の処理液を示す。昇華性物質は、例えば、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかである。溶媒および界面活性剤は、以下のc1)-c9)のいずれか1つである。ここで、No.70の処理液は、昇華性物質と、c1)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。同様に、No.71-78の処理液はそれぞれ、昇華性物質と、c2)-c9)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
溶媒および界面活性剤は、以下のc1)-c9)のいずれか1つである。
c1)溶媒がメタノールであり、かつ、界面活性剤がアセトンである。
c2)溶媒がエタノール、イソプロピルアルコール(IPA)およびtert-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤がメタノールである。
c3)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)、tert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤がエタノールである。
c4)溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)および1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤がtert-ブタノールである。
c5)溶媒がtert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤がイソプロピルアルコール(IPA)である。
c6)溶媒がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)および1-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤が1-プロパノールである。
c7)溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)、1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)の少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤がイソブタノールである。
c8)溶媒が1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)の少なくともいずれかであり、かつ、界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノール(PGEE)である。
c9)溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)であり、かつ、界面活性剤が1-ブタノールである。
c1)は、a1)と同じである。このため、No.70の処理液は、第1-第4条件F1-F4を満たす。同様の理由により、No.78の処理液はそれぞれ、第1-第4条件F1-F4を満たす。
c2)の界面活性剤は、a2)、a3)、a6)の界面活性剤と同じである。c2)の溶媒は、a2)、a3)、a6)の溶媒の少なくともいずれかである。このため、No.71の処理液は、第1-第4条件F1-F4を満たす。同様の理由により、No.72-77の処理液はそれぞれ、第1-第4条件F1-F4を満たす。
<1-4.処理液生成ユニット20の構成>
図3を、参照する。処理液生成ユニット20は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む処理液を生成する。
処理液生成ユニット20は、第1槽21を備える。第1槽21は、第1ノズル15aに連通接続される。第1実施形態では、処理液生成ユニット20は、第1槽21において、処理液を生成する。処理液は、室温の環境下で生成される。処理液は、常圧の環境下で生成される。処理液生成ユニット20は、第1槽21において、生成された処理液を貯留する。処理液は、室温の環境下で保管される。処理液は、常圧の環境下で保管される。
処理液生成ユニット20は、昇華性物質供給部23と溶媒供給部25と界面活性剤供給部27を備える。昇華性物質供給部23は、昇華性物質を第1槽21に供給する。溶媒供給部25は、溶媒を第1槽21に供給する。界面活性剤供給部27は、界面活性剤を第1槽21に供給する。昇華性物質と溶媒と界面活性剤は、第1槽21において、混合される。これにより、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む処理液は、生成される。
昇華性物質供給部23は、例えば、配管23aと弁23bを備える。配管23aは、第1槽21に連通接続される。配管23aは、さらに、昇華性物質供給源24に連通接続される。弁23bは、配管23aに設けられる。弁23bが開くとき、配管23aは昇華性物質供給源24から第1槽21に昇華性物質を供給する。
溶媒供給部25は、例えば、配管25aと弁25bを備える。配管25aは、第1槽21に連通接続される。配管25aは、さらに、溶媒供給源26に連通接続される。弁25bは、配管25aに設けられる。弁25bが開くとき、配管25aは、溶媒供給源26から第1槽21に溶媒を供給する。
界面活性剤供給部27は、例えば、配管27aと弁27bを備える。配管27aは、第1槽21に連通接続される。配管27aは、さらに、界面活性剤供給源28に連通接続される。弁27bは、配管27aに設けられる。弁27bが開くとき、配管27aは、界面活性剤供給源28から第1槽21に界面活性剤を供給する。
処理液生成ユニット20は、少なくとも1つ以上(例えば2つ)の第1センサ29を備える。第1センサ29は、第1槽21に貯留される処理液の量を検出する。第1センサ29は、例えば、第1槽21に取り付けられる。第1センサ29は、例えば、第1槽21に貯留される処理液の液面の高さ位置を検出する。第1センサ29は、例えば、液面センサである。
処理液生成ユニット20は、さらに、第1ノズル15aに処理液を送る。処理液生成ユニット20は、送液部31を備える。送液部31は、処理液を第1槽21から第1ノズル15aに送る。
具体的には、送液部31は、配管32とポンプ33とフィルタ34と継ぎ手35を備える。配管32は、第1槽21に連通接続される。配管32は、第1槽21から配管17aに延びる。ポンプ33は、配管32に設けられる。ポンプ33は、第1槽21から配管32に、処理液を送る。フィルタ34は、配管32に設けられる。フィルタ34は、配管32を流れる処理液を濾過する。フィルタ34は、処理液から異物を除去する。継ぎ手35は、配管32に接続される。継ぎ手35は、さらに、配管17aに接続される。配管32と配管17aは互いに、継ぎ手35によって、連通する。このため、ポンプ33は、第1槽21から配管17a(第1ノズル15a)に、処理液を送る。
図2を参照する。制御部10は、処理液生成ユニット20を制御する。制御部10は、処理液生成ユニット20と、通信可能に電気的に接続される。
制御部10は、昇華性物質供給部23と溶媒供給部25と界面活性剤供給部27を制御する。制御部10は、弁23b、25b、27bとポンプ33を制御する。
制御部10は、第1センサ29の検出結果を取得する。
制御部10は、送液部31を制御する。制御部10は、ポンプ33を制御する。
制御部10は、処理液生成ユニット20を制御するための処理液生成情報を有する。処理液生成情報は、制御部10の記憶媒体に予め記憶されている。処理液生成情報は、例えば、処理液に含まれる昇華性物質、溶媒および界面活性剤の配合比などを規定する。
<1-5.混合液調整ユニット20および処理ユニット11の動作例>
図12は、基板処理方法の手順を示すフローチャートである。基板処理方法は、ステップS1とステップS11-S18を備える。ステップS1は、処理液生成ユニット20によって実行される。ステップS11-18は、実質的に処理ユニット11によって実行される。ステップS1は、ステップS11-18と並行して実行される。処理液生成ユニット20および処理ユニット11は、制御部10の制御にしたがって、動作する。
ステップS1:処理液生成工程
処理液生成ユニット20は、処理液を生成する。具体的には、昇華性物質供給部23は、昇華性物質を第1槽21に供給する。溶媒供給部25は、溶媒を第1槽21に供給する。界面活性剤供給部27は、界面活性剤を第1槽21に供給する。これにより、処理液は、第1槽21において生成される。そして、処理液は、第1槽21に貯留される。
第1センサ29は、第1槽21に貯留される処理液の量を検出する。制御部10は、第1センサ29の検出結果を監視する。
制御部10は、第1センサ29の検出結果に基づいて、処理液生成工程を開始し、かつ、停止する。例えば、第1槽21に貯留される処理液の量が第1閾値よりも小さいとき、制御部10は、処理液生成工程を開始する。これにより、処理液生成ユニット20は、処理液の生成を開始する。その結果、第1槽21に貯留される処理液は、増加する。例えば、第1槽21に貯留される処理液の量が第2閾値よりも大きいとき、制御部10は、処理液生成工程を停止する。第2閾値は、第1閾値よりも大きい。これにより、処理液生成ユニット20は、処理液の生成を止める。その結果、第1槽21に貯留される処理液の増加は、止まる。第1閾値と第2閾値は、例えば、予め設定されている。第1閾値と第2閾値は、例えば、処理液生成情報に規定されている。
ステップS11:回転開始工程
基板保持部13は、基板Wを保持する。基板Wは、略水平姿勢で、基板保持部13に保持される。回転駆動部14は、基板保持部13を回転させる。基板保持部13に保持される基板Wは、回転を開始する。ステップS12-S17は、基板Wが回転した状態で、実行される。
ステップS12:薬液供給工程
第2ノズル15bは、基板Wに薬液を供給する。具体的には、弁18bが開く。第2ノズル15bは、基板保持部13に保持される基板Wに、薬液を供給する。第2ノズル15bは、基板Wの上面W1に薬液を吐出する。薬液は、基板Wの上面W1に供給される。そして、弁18bが閉じる。第2ノズル15bは、薬液の供給を停止する。
ステップS13:リンス液供給工程
第3ノズル15cは、基板Wにリンス液を供給する。具体的には、弁18cが開く。第3ノズル15cは、基板保持部13に保持される基板Wに、リンス液を供給する。第3ノズル15cは、基板Wの上面W1にリンス液を吐出する。リンス液は、基板Wの上面W1に供給される。リンス液は、基板Wを洗浄する。リンス液は、基板W上から薬液を除去する。そして、弁18cが閉じる。第3ノズル15cは、リンス液の供給を停止する。
ステップS14:置換液供給工程
第4ノズル15dは、基板Wに置換液を供給する。具体的には、弁18dが開く。第4ノズル15dは、基板保持部13に保持される基板Wに、置換液を供給する。第4ノズル15dは、基板Wの上面W1に、置換液を吐出する。置換液は、基板Wの上面W1に供給される。これにより、置換液は、基板W上のリンス液と置き換わる。言い換えれば、置換液は、基板W上からリンス液を除去する。そして、弁18dが閉じる。第4ノズル15dは、置換液の供給を停止する。
ステップS15:処理液供給工程
処理液生成ユニット20は、処理液生成工程によって生成された処理液を第1ノズル15aに送る。具体的には、ポンプ33は、第1槽21から配管17aに、処理液を送る。弁18aが開く。第1ノズル15aは、基板保持部13に保持される基板Wに処理液を供給する。第1ノズル15aは、基板Wの上面W1に、処理液を吐出する。処理液は、基板Wの上面W1に供給される。これにより、処理液は、基板W上の置換液と置き換わる。言い換えれば、処理液は、基板W上から置換液を除去する。そして、ポンプ33は停止する。弁18aは閉じる。第1ノズル15aは、処理液の供給を停止する。
図13は、処理液供給工程における基板Wを模式的に示す図である。基板Wは、パターンRを有する。パターンRは、基板Wの表面に形成される。基板Wが基板保持部13に保持されるとき、パターンRは基板Wの上面W1に位置する。基板Wが基板保持部13に保持されるとき、パターンRは上方を向く。
パターンRは、例えば、処理ユニット11が基板Wを処理する前に形成されてもよい。パターンRは、例えば、薬液供給工程(ステップS12)によって、形成されてもよい。
パターンRは、凸部W2と凹部Aを有する。凸部W2は、基板Wの一部である。凸部W2は、構造体である。凸部W2は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)やシリコン窒化膜(SiN)やポリシリコン膜で構成される。凸部W2は、上方に隆起する。凹部Aは、凸部W2の側方に隣接する。凹部Aは、空間である。凹部Aは、上方に開放されている。凸部W2は、凹部Aを区画する壁に相当する。
処理液Hは、基板Wの上面W1上に位置する。処理液Hは、基板Wの上面W1を覆う膜を形成する。
処理液Hは、上面H1を有する。上面H1は、パターンRの全部よりも高い位置に位置する。パターンRの全部は、処理液Hに浸漬される。上面H1は、凸部W2の全部よりも高い位置に位置する。凸部W2の全部は、処理液Hに浸漬される。
凹部Aは、処理液Hで満たされる。凹部Aの全部は、処理液Hのみで満たされる。
なお、置換液は、既に、処理液Hによって、基板Wの上面W1から除去された。このため、置換液は、既に、基板Wの上面W1上に存在しない。置換液は、凹部Aに残らない。
気体Jは、処理液Hの上方に位置する。気体Jは、上面H1と接する。上面H1は、処理液Hと気体Jの間の気液界面に相当する。凸部W2は、上面H1と接しない。このため、処理液Hは、凸部W2に対してメニスカスを形成しない。よって、処理液Hの表面張力は、凸部W2に働かない。
処理液供給工程は、さらに、処理液Hの上面H1の高さ位置を調整してもよい。上面H1の高さ位置は、処理液Hの膜厚に相当する。例えば、第1ノズル15aが処理液Hを基板Wに供給しながら、上面H1の高さ位置を調整してもよい。例えば、第1ノズル15aが処理液Hの供給を停止した後に、上面H1の高さ位置を調整してもよい。例えば、基板Wの回転速度を調節することによって、上面H1の高さ位置を調整してもよい。例えば、基板Wの回転時間を調節することによって、上面H1の高さ位置を調整してもよい。
ステップS16:固化膜形成工程
溶媒および界面活性剤はそれぞれ、基板W1上の処理液Hから蒸発する。溶媒および界面活性剤はそれぞれ、液体から気体に変化する。溶媒および界面活性剤の蒸発によって、溶媒および界面活性剤はそれぞれ、基板W上から除去される。溶媒および界面活性剤の蒸発によって、昇華性物質は基板W上に析出する。固化膜が、基板W上に形成される。固化膜は、基板Wの上面W1に形成される。固化膜は、析出した昇華性物質を含む。固化膜は、溶媒および界面活性剤を含まない。固化膜は、固体である。
図14は、固化膜形成工程における基板Wを模式的に示す図である。溶媒および界面活性剤が処理液Hから蒸発するに従って、昇華性物質は析出し、固化膜Kが形成される。処理液Hに含まれる溶媒および界面活性剤はそれぞれ基板Wの上面W1から去り、処理液Hに含まれる昇華性物質は固化膜に変わる。
上述の通り、処理液は、上述の第3条件F3を満たす。すなわち、室温における溶媒の蒸気圧Pbは、室温における昇華性物質の蒸気圧Paよりも高い。このため、溶媒は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、固化膜Kは適切に形成される。
さらに、処理液は、上述の第4条件F4を満たす。すなわち、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcは、室温における昇華性物質の蒸気圧Paよりも高い。このため、界面活性剤は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、固化膜Kは一層適切に形成される。
処理液Hは徐々に固化膜Kに変わる。まず、処理液Hの上部が、固化膜Kに変わる。固化膜Kは、処理液Hの上面H1の上方に形成される。固化膜Kは、処理液Hの上面H1を覆う。処理液Hの上面H1の高さ位置は、徐々に低くなる。残った処理液Hは、固化膜Kの下方に位置する。
固化膜Kが処理液Hの上面H1を覆った後、処理液Hの上面H1は気体Jと接しない。すなわち、処理液Hは、気体Jと接しない。上面H1が固化膜Kに覆われることによって、処理液Hと気体Jの間の気液界面は、消失する。上面H1は、固化膜Kと接する。気体Jは、固化膜Kと接する。このため、固化膜形成工程では、処理液Hは、凸部W2に有意な力を作用することなく、減少する。溶媒および界面活性剤はそれぞれ、凸部W2に有意な力を作用することなく、基板Wから去る。
図15は、固化膜形成工程における基板Wを模式的に示す図である。最終的に、処理液Hは、基板W上から消失する。液体は、基板Wの上面W1に存在しない。固化膜形成工程の終了時、凹部Aに処理液Hは残らない。凹部Aは、固化膜Kで満たされる。凹部Aの全部は、固化膜Kのみで満たされる。液体は、凹部Aに存在しない。パターンRは、固化膜Kと接する。パターンRは、液体と接しない。凸部W2は、固化膜Kと接する。凸部W2は、液体と接しない。
ステップS17:昇華工程
昇華工程は、固化膜を昇華させる。具体的には、弁18eは開く。第5ノズル15eは、基板保持部13に保持される基板Wに気体を供給する。第5ノズル15eは、基板Wの上面W1に向けて気体を吹き出す。第5ノズル15eは、基板W上の固化膜に気体を供給する。固化膜は、昇華する。固化膜は、液体を経ずに、固体から気体に変化する。固化膜の昇華によって、固化膜は基板Wから除去される。そして、弁18eは閉じる。第5ノズル15eは、気体の供給を停止する。
図16は、昇華工程における基板Wを模式的に示す図である。固化膜Kが昇華するに従って、固化膜Kは徐々に減少し、気体Jが凹部Aに入る。
固化膜Kが昇華するとき、固化膜Kは液体に変化しない。このため、昇華工程では、液体は、基板Wの上面W1に存在しない。液体は、凹部Aに存在しない。パターンRは、液体と接しない。凸部W2は、液体と接しない。固化膜Kは、凸部W2に有意な力を作用することなく、基板Wの上面W1から去る。
図17は、昇華工程における基板Wを模式的に示す図である。最終的に、固化膜Kは、基板Wの上面W1上から無くなる。凹部Aは、気体Jで満たされる。凹部Aの全部は、気体Jのみで満たされる。液体は、基板Wの上面W1に存在しない。基板Wは、完全に乾燥される。
上述した処理液供給工程、固化膜形成工程および昇華工程は、処理液の使用例に相当する。処理液は、室温の環境下で使用される。処理液は、常圧の環境下で使用される。
ステップS18:回転停止工程
回転駆動部14は、基板保持部13の回転を停止する。基板保持部13に保持される基板Wは、回転を停止する。基板Wは、静止する。処理ユニット11は、基板Wに対する処理を終了する。
<1-6.第1条件F1および第2条件F2の技術的意義>
実験例1、2および比較例1-3によって、第1条件F1および第2条件F2の技術的意義を説明する。
実験例1は、以下の条件で実行される。実験例1は、薬液供給工程とリンス液供給工程と置換液供給工程と処理液供給工程と固化膜形成工程と昇華工程を含む一連の処理を、基板Wに行う。薬液供給工程は、フッ化水素酸を薬液として使用する。リンス液供給工程は、脱イオン水(DIW)をリンス液として使用する。置換液供給工程は、イソプロピルアルコールを置換液として使用する。
処理液供給工程では、界面活性剤の添加量が異なる複数種類の処理液を準備する。具体的には、まず、界面活性剤無添加液を生成する。界面活性剤無添加液は、昇華性物質と溶媒を含み、かつ、界面活性剤を含まない。界面活性剤無添加液は、例えば、昇華性物質と溶媒のみからなる。昇華性物質はシクロヘキサノンオキシムである。溶媒はイソプロピルアルコール(IPA)である。昇華性物質と溶媒の体積比は、以下の通りである。 昇華性物質:溶媒=2.5:100(体積比)次に、界面活性剤無添加液に界面活性剤を添加して、処理液を生成する。具体的には、界面活性剤の添加量を変えて、複数種類の処理液を生成する。
本明細書では、界面活性剤の添加量Tを、溶媒の体積を基準として、規定する。具体的には、界面活性剤の添加量Tを次のように規定する。
添加量T=(処理液に含まれる界面活性剤の体積)/(処理液に含まれる溶媒の体積)*100[vol%]
100vol%は、処理液中の溶媒の体積に相当する。
実験例1では、界面活性剤はtert-ブタノールである。したがって、実験例1では、処理液は、シクロヘキサノンオキシムを昇華性物質として、イソプロピルアルコール(IPA)を溶媒として、tert-ブタノールを界面活性剤として含む。
実験例1の処理液は、図4に示すNo.5の処理液に相当する。言い換えれば、実験例1の処理液は、シクロヘキサノンオキシムと、a5)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
処理液供給工程は、いずれか1種の処理液を使用した。したがって、実験例1では、処理液の種類の数だけ、基板Wに一連の処理を行う。そして、処理液の種類ごとに、一連の処理が行われた複数の基板Wを得た。
他方、処理液供給工程において、処理液に代えて界面活性剤無添加液を使用し、基板Wに一連の処理を行った。
実験例2は、以下の条件で実行される。界面活性剤はメタノールである。これ以外は、実験例1と同じである。
実験例2の処理液は、図4に示すNo.3の処理液に相当する。言い換えれば、実験例2の処理液は、シクロヘキサノンオキシムと、a3)に規定される溶媒および界面活性剤を含む処理液に相当する。
比較例1は、以下の条件で実行される。界面活性剤は、シクロヘキサンである。これ以外は、実験例1と同じである。
比較例1の処理液は、第2、第3、第4条件を満たすが、第1条件を満たさない。界面活性剤がシクロヘキサンの場合、界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、1よりも大きい。具体的には、シクロヘキサンのオクタノール/水分配係数は、約3である。
比較例2は、以下の条件で実行される。界面活性剤は、アセトンである。これ以外は、実験例1と同じである。
比較例2の処理液は、第1、第3、第4条件を満たすが、第2条件を満たさない。溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、かつ、界面活性剤がアセトンである場合、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcは、室温における溶媒の蒸気圧Pbの3倍よりも大きい。具体的には、室温におけるイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気圧は、4.4kPaである。室温におけるアセトンの蒸気圧は、24kPaである。室温におけるアセトンの蒸気圧Pcは、室温におけるイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気圧Pbの約5倍である。
比較例3は、以下の条件で実行される。界面活性剤は、1-ブタノールである。これ以外は、実験例1と同じである。
比較例3の処理液は、第1、第3、第4条件を満たすが、第2条件を満たさない。溶媒がイソプロピルアルコール(IPA)であり、界面活性剤が1-ブタノールである場合、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcは、室温における溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍よりも小さい。具体的には、室温におけるイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気圧は、4.4kPaである。室温における1-ブタノールの蒸気圧は、0.7kPaである。このため、室温における1-ブタノールの蒸気圧は、室温におけるイソプロピルアルコール(IPA)の蒸気圧の約0.2倍である。
実験例1、2および比較例1-3で処理された各基板Wを、以下の評価基準で、評価する。観察者は、基板W上の測定点を観察する。測定点は、基板W上の任意の位置の微小領域である。測定点は、走査型電子顕微鏡によって50,000倍に拡大される。観察者は、各測定点において、凸部W2の数N、および、倒壊した凸部W2の数nを計数する。ここで、数nは、数N以下である。観察者は、各測定点における倒壊率を算出する。さらに、基板Wごとに、倒壊率の平均値を算出する。
倒壊率は、次式の通り、数N、nによって規定される。
各測定点における倒壊率=n/N*100 (%)
倒壊率の平均値(%)は、各測定点における倒壊率の和を、測定点の数で除した値である。
さらに、次式により、倒壊指数を算出する。
倒壊指数=(倒壊率の平均値)/(界面活性剤無添加液を使用したときの倒壊率の平均値)
倒壊指数が1未満であることは、界面活性剤無添加液を使用したときの倒壊率に比べて倒壊率は改善されたことを意味する。すなわち、倒壊指数が1未満であるとき、パターンRの倒壊率は抑制されたと言える。倒壊指数が1よりも大きいことは、界面活性剤無添加液を使用したときの倒壊率に比べて倒壊率が悪化したことを意味する。すなわち、倒壊指数が1よりも大きいとき、パターンRの倒壊率は高くなったと言える。
図18は、実験例1、2および比較例1-3によって処理された各基板Wの評価を示す表である。具体的には、図18は、界面活性剤の添加量Tと倒壊指数の関係を示す。
実験例1では、添加量Tが0.01vol%から10vol%において、倒壊指数は実質的に1未満である。したがって、実験例1では、パターンRの倒壊率は抑制された。添加量Tが0.01vol%から0.1vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は低下する。添加量Tが0.1vol%から10vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は増加する。添加量Tが0.1vol%であるとき、倒壊指数は0.47である。0.47は、実験例1の倒壊指数の最低値である。
実験例2では、添加量Tが0.01vol%から10vol%において、倒壊指数は1未満である。したがって、実験例2では、パターンRの倒壊率は抑制された。添加量Tが0.01vol%から1.0vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は低下する。添加量Tが1.0vol%から10vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は増加する。添加量Tが1.0vol%であるとき、倒壊指数は0.31である。0.31は、実験例2の倒壊指数の最低値である。
比較例1では、添加量Tが0.05vol%から10vol%の範囲の半分以上において、倒壊指数は、著しく大きい。したがって、比較例1では、パターンRの倒壊率は悪化した。比較例1では、添加量Tが0.05vol%から10vol%において、倒壊指数は、1未満の値と、1よりも著しく大きな値の間で、上下変動を繰り返す。
比較例2では、添加量Tが0.01vol%から10vol%のほとんどにおいて、倒壊指数は1よりも大きい。したがって、比較例2では、パターンRの倒壊率は悪化した。添加量Tが0.01vol%から0.1vol%の範囲では、倒壊指数は、1未満の値と、1よりも大きな値の間で、上下変動を繰り返す。添加量Tが5vol%から10vol%の範囲では、倒壊指数は著しく大きい。
比較例3では、添加量Tが0.50vol%から10vol%において、倒壊指数は1よりも著しく大きい。したがって、比較例3では、パターンRの倒壊率は悪化した。
<1-7.第1条件F1と基板Wの乾燥との間の関係>
比較例1に示す通り、界面活性剤のオクタノール/水分配係数LOGPowが1よりも大きいとき、パターンRの倒壊率が高くなる。この現象は、処理液供給工程の終了時において処理液の液膜が過度に大きいことに起因すると、本発明者等は推察する。以下、比較例1の場合に想定されるメカニズムを説明する。
図19は、処理液供給工程における基板Wを模式的に示す図である。図20は、固化膜形成工程における基板Wを模式的に示す図である。図21は、昇華工程における基板Wを模式的に示す図である。図19-21は、比較例1の場合を示す。図19-21は、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が1よりも大きい場合を示す。
図19を参照する。界面活性剤のオクタノール/水分配係数が1よりも大きいとき、処理液Hは強い疎水性を有する。凸部W2は疎水性である。このため、処理液Hと基板Wとの間の親和性は、過度に高い。よって、処理液供給工程では、基板W上に形成される処理液Hの膜厚は、過度に大きくなり易い。例えば、処理液Hの膜厚は、パターンRの高さよりも過度に大きくなり易い。例えば、処理液Hの膜厚は、凸部W2の高さよりも過度に大きくなり易い。
さらに、処理液Hと基板Wとの間の親和性が高い。このため、処理液供給工程では、処理液Hの膜厚を薄くし難い。処理液供給工程では、処理液Hの膜厚を調整し難い。
図20を参照する。その結果、固化膜形成工程では、基板W上に形成される固化膜Kの厚みは、過度に大きくなり易い。例えば、固化膜Kの厚みは、パターンRの高さよりも過度に大きくなり易い。例えば、固化膜Kの厚みは、凸部W2の高さよりも過度に大きくなり易い。
図21を参照する。その結果、昇華工程では、固化膜Kが昇華するとき、凸部W2(パターンR)は倒壊する。例えば、隣り合う2つの凸部W2は、くっつく。
他方、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が-1よりも小さいときも、パターンRの倒壊率が高くなると考えられる。この現象は、処理液供給工程の終了時、凹部Aに置換液が残ることに起因すると、本発明者等は推察する。以下、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が-1よりも小さい場合に想定されるメカニズムを説明する。
図22は、処理液供給工程における基板Wを模式的に示す図である。図23は、固化膜形成工程における基板Wを模式的に示す図である。図24は、昇華工程における基板Wを模式的に示す図である。図22-24は、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が-1よりも小さい場合を示す。
図22を参照する。界面活性剤のオクタノール/水分配係数が-1よりも小さいとき、処理液Hは強い親水性を有する。上述の通り、凸部W2は疎水性である。このため、処理液Hと基板Wとの間の親和性は、過度に低い。よって、例えば、処理液Hは、凹部Aに十分に入り難い。例えば、処理液Hは、基板W上から置換液Lを十分に除去できない。その結果、処理液供給工程が終了する時、置換液Lは、液体として、凹部Aに残る。処理液供給工程の終了時においても、凹部Aの全部は処理液Hのみで満たされない。
図23を参照する。その結果、固化膜形成工程では、凹部Aの全部は、固化膜Kのみで満たされない。言い換えれば、固化膜Kは凹部Aの全部に形成されない。固化膜形成工程の終了時においても、置換液Lは、液体として、凹部Aに存在する。
図24を参照する。昇華工程では、固化膜Kが昇華する。固化膜Kが昇華した後も、置換液Lは、凹部Aに残る。置換液Lは、上面L1を有する。固化膜Kが昇華した後、上面L1は気体Jと接する。上面L1は、置換液Lと気体Jの間の気液界面となる。上面L1は、凸部W2と接する。このため、置換液Lは、凸部W2に対してメニスカスを形成する。よって、置換液Lの表面張力が、凸部W2に働く。置換液Lは、凸部W2に有意な力を作用させる。その結果、凸部W2(パターンR)は倒壊する。
上述の通り、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が1よりも大きい場合であっても、-1よりも小さい場合であっても、パターンRの倒壊は抑制されない。むしろ、パターンRの倒壊は悪化する。よって、処理液Hが第1条件F1を満たさないとき、基板Wを適切に乾燥できない。
これに対して、上述の通り、実験例1、2では、処理液Hは第1条件F1を満たす。このため、処理液Hは、基板Wに対して適度な親和性を有する。よって、実験例1、2では、パターンRの倒壊率は好適に抑制される。すなわち、実験例1、2では、パターンRを保護しつつ、基板Wを適切に乾燥できる。
より詳しく言えば、界面活性剤のオクタノール/水分配係数が-1以上、かつ、1以下である場合、界面活性剤は、両親媒性を有する。すなわち、界面活性剤は、疎水性と親水性の両方を有する。このため、界面活性剤は、基板Wに対する親和性と、昇華性物質に対する親和性を有する。例えば、界面活性剤と基板Wの間の親和性は、昇華性物質と基板Wの間の親和性よりも高い。例えば、界面活性剤と昇華性物質の間の親和性は、昇華性物質と基板Wの間の親和性よりも高い。よって、昇華性物質と基板Wの間の親和性は、界面活性剤を介して、向上する。その結果、処理液Hは、基板Wに対して適度な親和性を有する。
<1-8.第2条件F2と基板Wの乾燥との間の関係>
比較例2に示す通り、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒の蒸気圧Pbの3倍よりも大きいとき、パターンRの倒壊率が高くなる。この現象は、処理液供給工程の終了時、凹部Aに置換液が残ることに起因すると、本発明者等は推察する。以下、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒の蒸気圧Pbの3倍よりも大きい場合に想定されるメカニズムを説明する。
便宜上、図22を参照する。界面活性剤は過度に大きな蒸気圧を有する。このため、処理液供給工程において基板Wに処理液を供給した直後から、界面活性剤は蒸発し始める。処理液が基板Wと十分に接するまで、界面活性剤は処理液中にとどまらないおそれがある。処理液が基板Wと十分に接する前に、界面活性剤が蒸発するおそれがある。処理液が基板Wと十分に接する前に、処理液と基板の間の親和性が有意に低下するおそれがある。よって、処理液Hは、基板W上から置換液を十分に除去できない。処理液供給工程が終了する時、置換液Lは、液体として、凹部Aに残る。処理液供給工程の終了時においても、凹部Aの全部は処理液Hのみで満たされない。
便宜上、図23を参照する。その結果、固化膜形成工程では、凹部Aの全部は、固化膜Kのみで満たされない。固化膜形成工程の終了時においても、置換液Lは、液体として、凹部Aに存在する。
便宜上、図24を参照する。固化膜Kが昇華した後も、置換液Lは、凹部Aに残る。上面L1は、置換液Lと気体Jの間の気液界面となる。上面L1は、凸部W2と接する。よって、置換液Lの表面張力が、凸部W2に働く。その結果、凸部W2(パターンR)は倒壊する。
比較例3に示す通り、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍よりも小さいとき、パターンRの倒壊率が高くなる。この現象は、固化膜形成工程の終了時、凹部Aに処理液が残ることに起因すると、本発明者等は推察する。以下、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒Pbの蒸気圧の0.9倍よりも小さい場合に想定されるメカニズムを説明する。
図25は、固化膜形成工程における基板Wを模式的に示す図である。図26は、昇華工程における基板Wを模式的に示す図である。図25-26は、比較例3の場合を示す。図25-26は、界面活性剤の蒸気圧Pcが過度に低い場合を示す。
処理液供給工程の終了時、凹部Aに置換液が残らないと仮定する。この場合、処理液供給工程の終了時、凹部Aの全部は処理液Hのみで満たされる(図13参照)。
図25を参照する。固化膜形成工程では、溶媒は処理液Hから蒸発する。但し、処理液Hに含まれる界面活性剤は蒸発し難い。界面活性剤の蒸気圧Pcは、過度に低いからである。処理液Hに含まれる全ての溶媒が蒸発した後も、界面活性剤を含む処理液Hは凹部Aに残る。その結果、固化膜形成工程の終了時において、凹部Aに処理液Hが残る。固化膜Kは、凹部Aの全部に形成されない。
図26を参照する。昇華工程では、固化膜Kが昇華する。固化膜Kが昇華した後も、処理液Hは凹部Aに残る。固化膜Kが昇華した後、処理液Hの上面H1は気体Jと接する。固化膜Kが昇華した後、上面H1は、処理液Hと気体Jの間の気液界面となる。上面H1は、凸部W2と接する。このため、処理液Hは、凸部W2に対してメニスカスを形成する。よって、処理液Hの表面張力が、凸部W2に働く。よって、処理液Hは、凸部W2に有意な力を作用させる。その結果、凸部W2(パターンR)は倒壊する。
上述の通り、室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒の蒸気圧Pbの3倍よりも大きい場合、パターンRの倒壊は抑制されない。むしろ、パターンRの倒壊は悪化する。室温における界面活性剤の蒸気圧Pcが室温における溶媒の蒸気圧Pbの0.9倍よりも小さい場合も、パターンRの倒壊は抑制されない。むしろ、パターンRの倒壊は悪化する。よって、処理液Hが第2条件F2を満たさないとき、基板Wを適切に乾燥できない。
これに対して、上述の通り、実験例1、2では、処理液Hは第2条件F2を満たす。このため、界面活性剤は、適度な蒸気圧Pcを有する。よって、実験例1、2では、パターンRの倒壊率は好適に抑制される。すなわち、実験例1、2では、パターンRを保護しつつ、基板Wを適切に乾燥できる。
<1-9.界面活性剤の添加量Tと基板Wの乾燥との間の関係>
実験例1では、0.1vol%から10vol%の範囲においても、倒壊指数は実質的に1未満である。ただし、実験例1では、0.1vol%から10vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は増加した。実験例2では、1.0vol%から10vol%の範囲においても、倒壊指数は1未満である。ただし、実験例2では、1.0vol%から10vol%の範囲では、添加量Tが増加するにしたがって、倒壊指数は増加した。この現象は、処理液供給工程の終了時において処理液の液膜がやや大きいことに起因すると、本発明者等は推察する。以下、添加量Tが増加した場合に想定されるメカニズムを説明する。
添加量Tが増加するにしたがって、処理液と基板Wの間の親和性は高くなる。このため、添加量Tが増加するにしたがって、処理液供給工程において形成される処理液Hの膜厚は大きくなる。添加量Tが増加するにしたがって、処理液Hの膜厚は薄くなりにくい。その結果、添加量Tが増加するにしたがって、固化膜形成工程において形成される固化膜Kの膜厚は大きくなる。そして、昇華工程では、固化膜が昇華するとき、凸部W2(パターンR)はやや倒壊し易くなる。
したがって、界面活性剤の添加量Tを適切に選択することが好ましい。これにより、パターンRの倒壊を一層好適に抑制できる。
例えば、界面活性剤の添加量Tは、処理液に含まれる溶媒の体積の10vol%以下であることが好ましい。言い換えれば、処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の10%以下であることが好ましい。
他方、実験例1、2では、界面活性剤の添加量Tが0.01vol%であっても、パターンRの倒壊は十分に抑制された。例えば、実験例1では、界面活性剤の添加量Tが0.01vol%のとき、倒壊指数は0.68であった。例えば、実験例2では、界面活性剤の添加量Tが0.01vol%のとき、倒壊指数は0.72であった。
したがって、例えば、界面活性剤の添加量Tは、処理液に含まれる溶媒の体積の0.01vol%以上であることが好ましい。言い換えれば、処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の0.01%以上であることが好ましい。
<1-10.第1実施形態の効果>
基板処理方法は、処理液供給工程と固化膜形成工程と昇華工程を含む。処理液供給工程は、基板Wに処理液を供給する。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。固化膜形成工程は、基板W上の処理液から溶媒および界面活性剤を蒸発させる。固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を形成する。固化膜は、昇華性物質を含む。昇華工程は、固化膜を昇華させる。
処理液は、第1条件F1を満たす。具体的には、界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下である。このため、処理液は、基板Wに対して適度な親和性を有する。よって、界面活性剤は、昇華性物質と基板の間の親和性を向上させる。したがって、処理液供給工程は、基板Wに処理液を適切に供給できる。例えば、処理液供給工程では、処理液は基板Wの上面W1と十分に接する。言い換えれば、処理液供給工程では、処理液は基板Wの上面W1と十分に馴染む。基板WがパターンRを有する場合であっても、処理液はパターンRと十分に接する。
処理液は、第2条件F2を満たす。具体的には、室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である。
室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の3倍以下である。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に高くない。したがって、処理液供給工程は、基板Wに処理液を一層適切に供給できる。例えば、処理液供給工程では、界面活性剤は、蒸発せずに処理液中にとどまり、処理液を基板Wに十分に接触させる。このため、処理液供給工程では、処理液は、十分に、かつ、確実に、基板Wと接する。例えば、処理液供給工程では、処理液は、基板W上から置換液を十分に除去できる。例えば、処理液供給工程の終了時、置換液が凹部Aに残ることを、処理液は好適に防止できる。
さらに、室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における溶媒の蒸気圧の0.9倍以上である。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に低くない。よって、固化膜形成工程では、界面活性剤は適切に蒸発する。界面活性剤が適切に蒸発するので、昇華性物質は適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を適切に形成できる。例えば、固化膜形成工程の終了時、処理液が凹部Aに残ることは好適に抑制される。その結果、昇華工程においても、パターンRを好適に保護できる。
まとめると、処理液は第1条件F1および第2条件F2を満たすので、処理液供給工程は、基板Wに処理液を適切に供給できる。処理液は第2条件を満たすので、固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を適切に形成できる。よって、上述の基板処理方法によれば、基板Wを適切に乾燥できる。
処理液は、第3条件F3を満たす。具体的には、室温における溶媒の蒸気圧は、室温における昇華性物質の蒸気圧よりも高い。このため、溶媒は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、溶媒が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を一層適切に形成できる。
処理液は、第4条件F4を満たす。具体的には、室温における界面活性剤の蒸気圧は、室温における昇華性物質の蒸気圧よりも高い。このため、界面活性剤は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、界面活性剤が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出する。したがって、固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を一層適切に形成できる。
処理液は、基板の乾燥に用いられる。処理液は、昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む。
処理液は、第1条件F1を満たす。このため、処理液は、基板Wに対して適度な親和性を有する。よって、例えば、処理液が基板Wに供給された場合、処理液は基板Wと十分に接する。
処理液は、第2条件F2を満たす。このため、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に高くない。よって、例えば、処理液が基板に供給された場合、処理液は、十分に、かつ、確実に、基板と接する。さらに、室温における界面活性剤の蒸気圧は、過度に低くない。よって、界面活性剤は適切に蒸発する。界面活性剤が適切に蒸発するので、昇華性物質は適切に析出し、固化膜は適切に形成される。
以上の通り、処理液は第1条件F1および第2条件F2を満たす。このため、処理液によれば、基板Wを適切に乾燥できる。
処理液は、第3条件F3を満たす。このため、溶媒は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、溶媒が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出し、固化膜は一層適切に形成される。
処理液は、第4条件F4を満たす。このため、界面活性剤は昇華性物質よりも容易に蒸発する。よって、界面活性剤が蒸発することにより、昇華性物質は一層適切に析出し、固化膜は一層適切に形成される。
例えば、昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムのいずれか1つである。溶媒および界面活性剤は、上述のa1)-a20)のいずれか1つである。昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、第1条件F1および第2条件F2を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第3条件F3を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第4条件F4を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
例えば、昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかである。溶媒および界面活性剤は、上述のb1)-b9)のいずれか1つである。昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、第1条件F1および第2条件F2を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第3条件F3を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第4条件F4を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかである。溶媒および界面活性剤は、以下のc1)-c9)のいずれか1つである。昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、第1条件F1および第2条件F2を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第3条件F3を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
昇華性物質と溶媒と界面活性剤がこのように規定される場合、処理液は、さらに、第4条件F4を好適に満たす。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液に含まれる昇華性物質の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積よりも小さい。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液に含まれる昇華性物質の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の1%以上、かつ、処理液に含まれる溶媒の体積の10%以下である。このため、処理液は、適度な量の昇華性物質を含む。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積よりも小さい。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液に含まれる界面活性剤の体積は、処理液に含まれる溶媒の体積の0.01%以上、かつ、10%以下である。すなわち、処理液中の溶媒の体積を100vol%として、界面活性剤の添加量Tは0.01vol%以上、かつ、10vol%以下である。このため、処理液は、適度な量の界面活性剤を含む。したがって、処理液は、基板Wに対して適度な親和性を有する。よって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に乾燥できる。処理液を用いることによって、基板Wを一層適切に乾燥できる。
基板Wは、パターンRを有する。パターンRは、基板Wの表面に形成される。基板WがパターンRを有する場合であっても、基板処理方法は、パターンRを保護しつつ、基板Wを適切に乾燥できる。例えば、基板処理方法は、パターンRが倒壊することを抑制しつつ、基板Wを適切に乾燥できる。
基板処理装置1は、基板保持部13と処理液生成ユニット20と第1ノズル15aを備える。基板保持部13は、基板Wを保持する。処理液生成ユニット20は、処理液を生成する。第1ノズル15aは、基板保持部13に保持される基板Wに処理液を供給する。
ここで、処理液生成ユニット20によって生成される処理液は、第1条件F1および第2条件F2を満たす。よって、基板処理装置1は、上述の基板処理方法を好適に実行できる。すなわち、基板処理装置1は、基板Wを適切に乾燥できる。
処理液生成ユニット20によって生成される処理液は、さらに、第3条件F3を満たす。よって、基板処理装置1は、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液生成ユニット20によって生成される処理液は、さらに、第4条件F4を満たす。よって、基板処理装置1は、基板Wを一層適切に乾燥できる。
処理液生成ユニット20は、第1槽21を備える。よって、処理液生成ユニット20は、第1槽21において、処理液を好適に生成できる。
さらに、処理液生成ユニット20は、第1槽21において、処理液を好適に貯留できる。
基板保持部13に保持される基板Wは、基板WのパターンRを有する。パターンRは、基板Wの表面に形成される。基板WがパターンRを有する場合であっても、基板処理装置1は、パターンRを保護しつつ、基板Wを適切に乾燥できる。
基板処理装置1は、第5ノズル15eを備える。第5ノズル15eは、基板保持部13に保持される基板Wに気体を供給する。このため、基板処理装置1は、基板Wを効率良く乾燥できる。
<2.第2実施形態>
図面を参照して、第2実施形態の基板処理装置1を説明する。なお、第1実施形態と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
第2実施形態は、基板処理装置1の概要および処理ユニット11の構成に関しては、第1実施形態と略同じである。以下では、第2実施形態の処理液生成ユニット20の構成を説明する。
図27は、第2実施形態の処理ユニットおよび処理液生成ユニット20の構成を示す図である。処理液生成ユニット20は、第1槽41と第2槽42と第3槽43を備える。第1槽41は、昇華性物質を貯留する。例えば、第1槽41は、昇華性物質とともに溶媒を貯留してもよい。第2槽42は、溶媒を貯留する。例えば、第2槽42は、溶媒のみを貯留する。第3槽43は、界面活性剤を貯留する。例えば、第3槽43は、界面活性剤のみを貯留する。
処理液生成ユニット20は、混合部44を備える。混合部44は、第1-第3槽41-43に連通接続される。混合部44は、さらに、第1ノズル15aに連通接続される。第2実施形態では、処理液生成ユニット20は、混合部44において、処理液を生成する。第2実施形態においても、処理液は、室温の環境下で生成される。処理液は、常圧の環境下で生成される。
混合部44において生成される処理液は、上述した第1条件F1および第2条件F2を満たす。さらに、処理液は、第3条件F3をみたすことが好ましい。処理液は、第4条件F4をみたすことが好ましい。処理液は、例えば、図4-11に示されるNo.1-78の処理液のいずれかである。
混合部44は、配管45a、45b、45cと継ぎ手46を備える。配管45aは、第1槽41と継ぎ手46を連通接続する。配管45bは、第2槽42と継ぎ手46を連通接続する。配管45cは、第3槽43と継ぎ手46を連通接続する。継ぎ手46は、さらに、配管17aに連通接続される。配管17a、45a、45b、45cは、継ぎ手46を介して、互いに連通する。
混合部44は、弁47a、47b、47cを備える。弁47a、47b、47cはそれぞれ、配管45a、45b、45cに設けられる。弁47aは、配管45aを流れる昇華性物質の流量を調整する。弁47bは、配管45bを流れる溶媒の流量を調整する。弁47cは、配管45cを流れる界面活性剤の流量を調整する。弁47aは、例えば、流量調節弁を含んでもよい。弁47aは、例えば、流量調節弁と開閉弁を含んでもよい。
混合部44は、ポンプ48a、48b、48cを備える。ポンプ48a、48b、48cはそれぞれ、配管45a、45b、45cに設けられる。ポンプ48aは、第1槽41から配管45aに昇華性物質を流す。ポンプ48bは、第2槽42から配管45bに溶媒を流す。ポンプ48cは、第3槽43から配管45cに界面活性剤を流す。
混合部44は、フィルタ49a、49b、49cを備える。フィルタ49a、49b、49cはそれぞれ、配管45a、45b、45cに設けられる。フィルタ49aは、配管45aを流れる昇華性物質を濾過する。フィルタ49bは、配管45bを流れる溶媒を濾過する。フィルタ49cは、配管45cを流れる界面活性剤を濾過する。
図示を省略するが、制御部10は、混合部44を制御する。制御部10は、弁47a、47b、47cとポンプ48a、48b、48cを制御する。
<2-2.処理液生成ユニット20および処理ユニット11の動作例>
図4を参照する。第2実施形態の基板処理方法は、第1実施形態と同様に、ステップS1とステップS11-S18を備える。ステップS11-S14、S16-S18の動作は、第1実施形態と第2実施形態の間で実質的に共通する。このため、ステップS11-S14、S16-S18の動作説明を省略する。ステップS1、S15の動作を説明する。
ステップS1、S15:処理液生成工程と処理液供給工程
処理液生成ユニット20は、混合部44において、処理液を生成する。第1ノズル15aは、処理液生成ユニット20によって生成された処理液を基板Wに供給する。
具体的には、ポンプ48aは、第1槽41から配管45aを介して継ぎ手46に、昇華性物質を送る。弁47aは、継ぎ手46に供給する昇華性物質の量を調整する。ポンプ48bは、第2槽42から配管45bを介して継ぎ手46に、溶媒を送る。弁47bは、継ぎ手46に供給する溶媒の量を調整する。ポンプ48cは、第3槽43から配管45cを介して継ぎ手46に、界面活性剤を送る。弁47cは、継ぎ手46に供給する界面活性剤の量を調整する。昇華性物質と溶媒と界面活性剤は、継ぎ手46において合流する。継ぎ手46は処理液を生成する。
弁18aは開く。処理液は、継ぎ手46から配管17aを通じて、第1ノズル15aに流れる。第1ノズル15aは、基板保持部13に保持される基板Wに処理液を供給する。第1ノズル15aは、基板Wの上面W1に、処理液を吐出する。処理液は、基板Wの上面W1に供給される。これにより、処理液は、基板W上の置換液と置き換わる。そして、ポンプ33は停止する。弁18aは閉じる。第1ノズル15aは、処理液の供給を停止する。
<2-3.第2実施形態の効果>
第2実施形態においても、第1実施形態と同様な効果を奏する。例えば、処理液は第1条件F1および第2条件F2を満たす。このため、基板処理方法は、基板Wを適切に乾燥できる。処理液によれば、基板Wを適切に乾燥できる。
処理液生成ユニット20は、混合部44を備える。よって、処理液生成ユニット20は、混合部44において、処理液を好適に生成できる。
混合部44は、第1ノズル15aに連通する流路に相当する。このため、処理液生成ユニット20は、第1ノズル15aに連通する流路において、処理液を生成する。よって、第1ノズル15aが処理液を使用するときに、処理液生成ユニット20は処理液を好適に生成できる。処理液生成ユニット20が処理液を生成した後、第1ノズル15aは速やかに処理液を使用できる。
本発明は、実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)第1、第2実施形態では、図4-11に示されるNo.1-78の処理液を例示した。但し、これに限られない。すなわち、処理液は、No.1-78の処理液以外の処理液であってもよい。
(2)第1、第2実施形態では、処理液に含まれる昇華性物質は、例えば、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかであった。但し、これに限られない。すなわち、昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタム以外の物質を含んでもよい。
(3)第1、第2実施形態では、処理液に含まれる溶媒および界面活性剤は、例えば、a1)-a20)、b1)-b9)、および、c1)-c9)のいずれか1つであった。但し、これに限られない。すなわち、処理液に含まれる溶媒および界面活性剤は、a1)-a20)、b1)-b9)、および、c1)-c9)に規定される物質以外の物質を含んでもよい。
(4)第1、第2実施形態では、薬液供給工程、リンス液供給工程および置換液供給工程を備えた。但し、これに限られない。例えば、薬液供給工程、リンス液供給工程および置換液供給工程の少なくともいずれかを省略してもよい。例えば、薬液供給工程、リンス液供給工程および置換液供給工程の全部を省略してもよい。
(5)第1、第2実施形態では、処理液供給工程を実行するとき、液体(例えば、置換液)が、基板W上に存在した。すなわち、処理液供給工程は、乾燥していない状態の基板Wに、処理液を供給した。但し、これに限られない。例えば、処理液供給工程を実行するとき、液体(例えば、置換液)は、基板W上に存在しなくてもよい。例えば、処理液供給工程は、乾燥した状態の基板Wに処理液を供給してもよい。
(6)第1、第2実施形態では、処理液供給工程は、処理液によって、基板Wから置換液を除去した。但し、これに限られない。例えば、処理液供給工程は、処理液によって、基板Wを洗浄してもよい。例えば、処理液供給工程は、処理液によって、基板Wに付着する異物を除去してもよい。例えば、処理液供給工程は、処理液によって、基板Wに付着する異物を溶解してもよい。異物は、例えば、レジスト残渣である。
(7)第1、第2実施形態では、固化膜形成工程は、気体を基板Wに供給しなかった。但し、これに限られない。固化膜形成工程は、気体を基板Wに供給してもよい。固化膜形成工程は、気体を基板W上の処理液に供給してもよい。これにより、固化膜形成工程は、基板W上に固化膜を効率良く形成できる。
(8)第1実施形態において、昇華性物質供給部23は、液体状態の昇華性物質を第1槽21に供給してもよい。例えば、昇華性物質供給部23は、昇華性物質を、溶媒とともに、第1槽21に供給してもよい。あるいは、昇華性物質供給部23は、固体状態の昇華性物質を第1槽21に供給してもよい。例えば、昇華性物質供給部23は、粉状の昇華性物質を第1槽21に供給してもよい。昇華性物質供給部23は、固体の昇華性物質を第1槽21に送るフィーダーを備えてもよい。同様に、第2実施形態において、第1槽41は、液体状態の昇華性物質を貯留してもよいし、あるいは、固体状態の昇華性物質を貯留してもよい。第1槽41が固体状態の昇華性物質を貯留する場合、混合部44は、固体の昇華性物質を第1槽41から継ぎ手46に送るフィーダーを備えてもよい。
(9)第2実施形態では、第1槽41は昇華性物質を貯留し、第2槽42は溶媒を貯留し、第3槽43は界面活性剤を貯留した。但し、これに限られない。例えば、第1-第3槽41-43のいずれか1つは、昇華性物質、溶媒および界面活性剤のいずれか2つを貯留してもよい。
例えば、第1槽41は、昇華性物質に加えて、溶媒を貯留してもよい。例えば、第1槽41は、界面活性剤無添加液を貯留してもよい。混合部44は、第1槽41に貯留される昇華性物質と溶媒に、第3槽43に貯留される界面活性剤を添加してもよい。本変形実施形態では、第2槽42を省略してもよい。
例えば、第1槽41は、昇華性物質に加えて、界面活性剤を貯留してもよい。混合部44は、第2槽42に貯留される溶媒に、第1槽41に貯留される昇華性物質と界面活性剤を、添加してもよい。本変形実施形態では、第3槽43を省略してもよい
例えば、第2槽42は、溶媒に加えて、界面活性剤を貯留してもよい。混合部44は、第2槽42に貯留される溶媒および界面活性剤に、第1槽41に貯留される昇華性物質を、添加してもよい。本変形実施形態では、第3槽43を省略してもよい。
(10)第1実施形態では、基板処理装置1は、第1センサ29を備えた。但し、これに限られない。第1センサ29を省略してもよい。
(11)第1-第4実施形態および上記(1)から(10)で説明した各変形実施形態については、さらに各構成を他の変形実施形態の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。
1 … 基板処理装置
10 … 制御部
11 … 処理ユニット
13 … 基板保持部
14 … 回転駆動部
15a … 第1ノズル(処理液供給部)
15e … 第5ノズル(気体供給部)
16 … 筐体
20 … 処理液生成ユニット
21 … 第1槽
23 … 昇華性物質供給部
25 … 溶媒供給部
27 … 界面活性剤供給部
31 … 送液部
41 … 第1槽
42 … 第2槽
43 … 第3槽
44 … 混合部
F1 : 第1条件
F2 : 第2条件
F3 : 第3条件
F4 : 第4条件
LOGPow … 界面活性剤のオクタノール/水分配係数
H … 処理液
J … 気体
K … 固化膜
L … 置換液
Pa … 室温における昇華性物質の蒸気圧
Pb … 室温における溶媒の蒸気圧
Pc … 室温における界面活性剤の蒸気圧
T … 界面活性剤の添加量(処理液に含まれる溶媒の体積に対する処理液に含まれる界面活性剤の体積の比)
W … 基板
W1 … 基板の上面
R … パターン
W2 … 凸部
A … 凹部
S1 … 処理液生成工程
S15 … 処理液供給工程
S16 … 固化膜形成工程
S17 … 昇華工程

Claims (15)

  1. 基板を処理する基板処理方法であって、
    昇華性物質と溶媒と界面活性剤を含む処理液を基板に供給する処理液供給工程と、
    基板上の前記処理液から前記溶媒および前記界面活性剤を蒸発させて、前記昇華性物質を含む固化膜を基板上に形成する固化膜形成工程と、
    前記固化膜を昇華させる昇華工程と、
    を備え、
    前記界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下であり、
    室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である
    基板処理方法。
  2. 請求項1に記載の基板処理方法であって、
    室温における前記溶媒の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高い
    基板処理方法。
  3. 請求項1または2に記載の基板処理方法であって、
    室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高い
    基板処理方法。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムのいずれか1つであり、
    前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のa1)-a20)のいずれか1つである
    a1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
    a2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a4)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a5)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
    a6)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a7)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a8)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
    a9)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a10)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
    a11)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
    a12)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a13)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a14)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a15)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a16)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a17)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
    a18)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a19)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
    a20)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
    基板処理方法。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    基板は、基板の表面に形成されるパターンを有する
    基板処理方法。
  6. 基板の乾燥に用いる処理液であって、
    昇華性物質と、
    溶媒と、
    界面活性剤と、
    を含み、
    前記界面活性剤のオクタノール/水分配係数は、-1以上、かつ、1以下であり、
    室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記溶媒の蒸気圧の0.9倍以上、かつ、3倍以下である
    処理液。
  7. 請求項6に記載の処理液において、
    室温における前記溶媒の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高い
    処理液。
  8. 請求項6または7に記載の処理液において、
    室温における前記界面活性剤の蒸気圧は、室温における前記昇華性物質の蒸気圧よりも高い
    処理液。
  9. 請求項6から8のいずれかに記載の処理液において、
    前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムのいずれか1つであり、
    前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のa1)-a20)のいずれか1つである
    a1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
    a2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a4)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a5)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
    a6)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    a7)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a8)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
    a9)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    a10)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
    a11)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
    a12)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a13)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a14)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a15)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    a16)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a17)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
    a18)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    a19)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
    a20)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
    処理液。
  10. 請求項6から8のいずれかに記載の処理液において、
    前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかであり、
    前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のb1)-b9)のいずれか1つである
    b1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
    b2)前記溶媒がエタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    b3)前記溶媒がイソプロピルアルコールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノール、エタノールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかである
    b4)前記溶媒がtert-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤がメタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコールの少なくともいずれかである
    b5)前記溶媒が1-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤がエタノール、イソプロピルアルコールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかである
    b6)前記溶媒がイソブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    b7)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールおよびイソブタノールの少なくともいずれかである
    b8)前記溶媒が1-ブタノールであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノール、イソブタノールおよび1-エトキシ-2-プロパノールの少なくともいずれかである
    b9)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノールおよび1-ブタノールの少なくともいずれかである
    処理液。
  11. 請求項6から8のいずれかに記載の処理液において、
    前記昇華性物質は、シクロヘキサノンオキシム、樟脳およびε-カプロラクタムの少なくともいずれかであり、
    前記溶媒および前記界面活性剤は、以下のc1)-c9)のいずれか1つである
    c1)前記溶媒がメタノールであり、かつ、前記界面活性剤がアセトンである
    c2)前記溶媒がエタノール、イソプロピルアルコールおよびtert-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がメタノールである
    c3)前記溶媒がイソプロピルアルコール、tert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がエタノールである
    c4)前記溶媒がイソプロピルアルコールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がtert-ブタノールである
    c5)前記溶媒がtert-ブタノールおよび1-プロパノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がイソプロピルアルコールである
    c6)前記溶媒がイソブタノール、1-エトキシ-2-プロパノールおよび1-ブタノールの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤が1-プロパノールである
    c7)前記溶媒が1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤がイソブタノールである
    c8)前記溶媒が1-ブタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの少なくともいずれかであり、かつ、前記界面活性剤が1-エトキシ-2-プロパノールである
    c9)前記溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであり、かつ、前記界面活性剤が1-ブタノールである
    処理液。
  12. 請求項6から11のいずれかに記載の処理液において、
    前記処理液に含まれる前記昇華性物質の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積よりも小さい
    処理液。
  13. 請求項6から12のいずれかに記載の処理液において、
    前記処理液に含まれる前記昇華性物質の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の1%以上、かつ、10%以下である
    処理液。
  14. 請求項6から13のいずれかに記載の処理液において、
    前記処理液に含まれる前記界面活性剤の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積よりも小さい
    処理液。
  15. 請求項6から14のいずれかに記載の処理液において、
    前記処理液に含まれる前記界面活性剤の体積は、前記処理液に含まれる前記溶媒の体積の0.01%以上、かつ、10%以下である
    処理液。
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