JP2022186047A - 基板処理方法および昇華乾燥用処理剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた乾燥性能を有し、パターンの倒壊を防止しつつ基板を良好に乾燥させる。【解決手段】この発明は、互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させた、昇華乾燥用処理剤を液化させた処理液を、パターンが形成された基板の表面に供給して前記処理液の液膜を前記基板の表面に形成する液膜形成工程と、前記処理液の液膜を固化させて前記昇華乾燥用処理剤の固化膜を形成する固化膜形成工程と、前記固化膜を昇華させて前記基板の表面から除去する昇華工程と、を備えている。【選択図】図5
Description
この発明は、液体を経由せずに固体から気体への相転位する昇華性物質が含まれる昇華乾燥用処理剤を用い、表面にパターンが形成された基板を乾燥させる基板処理方法、および当該基板処理方法に用いる昇華乾燥用処理剤に関するものである。基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、有機EL(electroluminescence)表示装置などのFPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程においては、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施してパターンを形成する工程が含まれる。また、このパターン形成後において、薬液による洗浄処理、リンス液によるリンス処理および乾燥処理などがこの順序で行われるが、パターンの微細化に伴い乾燥処理の重要性が特に高まっている。つまり、乾燥処理においてパターン倒壊の発生を抑制または防止する技術が重要となっている。そこで、例えば特許文献1に記載されているように、ショウノウをIPA(イソプロピルアルコール:isopropyl alcohol)に溶解させた処理液を用いて基板を昇華乾燥させる基板処理方法が提案されている。
上記従来技術では、昇華性物質(ショウノウ)を溶媒(IPA)で溶解した処理液を昇華乾燥用処理剤として用いている。そして、基板の表面に昇華性物質を析出させる(固化膜形成工程)ために溶媒を蒸発させるが、溶媒の一部が基板の表面に形成される固化膜内に残留することがあった。その結果、残留した溶媒により、パターンの倒壊が発生することがあった。
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、優れた乾燥性能を有し、パターンの倒壊を防止しつつ基板を良好に乾燥させることができる基板処理方法、および当該基板処理方法に好適な昇華乾燥用処理剤を提供することを目的とする。
この発明の一態様は、基板処理方法であって、互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させた、昇華乾燥用処理剤を液化させた処理液を、パターンが形成された基板の表面に供給して処理液の液膜を基板の表面に形成する液膜形成工程と、処理液の液膜を固化させて昇華乾燥用処理剤の固化膜を形成する固化膜形成工程と、固化膜を昇華させて基板の表面から除去する昇華工程と、を備えることを特徴としている。
また、この発明の他の態様は、パターンが形成された基板の表面に液体状態で供給された後に、固化と昇華とがこの順序で実行されることによって、基板の表面を乾燥させるために用いられる昇華乾燥用処理剤であって、互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させたものであることを特徴としている。
本発明の昇華乾燥用処理剤は、互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させたものである。このため、昇華性物質を溶媒で溶解させた昇華乾燥用処理剤を用いた従来技術で問題となっていた固化膜への溶媒の残存は発生しない。その結果、基板の表面におけるパターンの倒壊を抑制することができる。
また、2種類の昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合した昇華乾燥用処理剤を用いているため、次のような作用効果も得られる。例えば、溶媒の残存を防止するために、昇華乾燥用処理剤を単一の昇華性物質で構成してもよい。しかしながら、当該昇華性物質を液化した処理液で液膜を基板の表面に形成した後で、当該液膜を固化させると、後で詳述するように結晶粒界の成長時に発生する応力が比較的大きくなる。これに対し、本発明によれば、液膜の固化時に、第1昇華性物質および第2昇華性物質の共晶組織が形成される。この共晶組織は、単一の昇華性物質の析出組織よりも微細であり、結晶粒界の成長時に発生する応力が抑えられる。その結果、パターンの倒壊抑制を大きく寄与する。しかも、本発明に係る昇華乾燥用処理剤では、その融点が単一の昇華性物質からなる昇華乾燥用処理剤の融点よりも低くなり、作業性の向上およびエネルギーコストの低減を図ることができるというメリットもある。さらに、融点の低下により、液膜の膜厚制御性も向上し、パターンに対応する厚みを有する固化膜が形成され、パターンの倒壊抑制をさらに高めることができる。
<第1実施形態>
<<基板処理装置の全体構成>>
図1は本発明に係る基板処理方法の第1実施形態を実行可能な基板処理装置の概略構成を示す平面図である。また、図2は図1に示す基板処理装置の側面図である。これらの図面は装置の外観を示すものではなく、基板処理装置100の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理装置100は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と称する)が形成された基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理装置100において本発明に係る基板処理方法の第1実施形態が実行される。本明細書では、パターンが形成されているパターン形成面(一方主面)を「表面Wf」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面Wb」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、平面状、曲面状又は凹凸状の何れであるかを問わず、基板において、任意の領域に凹凸パターンが形成されている面を意味する。
<<基板処理装置の全体構成>>
図1は本発明に係る基板処理方法の第1実施形態を実行可能な基板処理装置の概略構成を示す平面図である。また、図2は図1に示す基板処理装置の側面図である。これらの図面は装置の外観を示すものではなく、基板処理装置100の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理装置100は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等(以下「パターン」と称する)が形成された基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理装置100において本発明に係る基板処理方法の第1実施形態が実行される。本明細書では、パターンが形成されているパターン形成面(一方主面)を「表面Wf」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面Wb」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、平面状、曲面状又は凹凸状の何れであるかを問わず、基板において、任意の領域に凹凸パターンが形成されている面を意味する。
ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。
図1に示すように、基板処理装置100は、基板Wに対して処理を施す基板処理部110と、この基板処理部110に結合されたインデクサ部120とを備えている。インデクサ部120は、基板Wを収容するための容器C(複数の基板Wを密閉した状態で収容するFOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard Mechanical Interface)ポッド、OC(Open Cassette)など)を複数個保持することができる容器保持部121と、この容器保持部121に保持された容器Cにアクセスして、未処理の基板Wを容器Cから取り出したり、処理済みの基板Wを容器Cに収納したりするためのインデクサロボット122を備えている。各容器Cには、複数枚の基板Wがほぼ水平な姿勢で収容されている。
インデクサロボット122は、装置筐体に固定されたベース部122aと、ベース部122aに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム122bと、多関節アーム122bの先端に取り付けられたハンド122cとを備える。ハンド122cはその上面に基板Wを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。
基板処理部110は、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット111と、この基板搬送ロボット111を取り囲むように配置された複数の処理ユニット1とを備えている。具体的には、基板搬送ロボット111が配置された空間に面して複数の(この例では8つの)処理ユニット1が配置されている。これらの処理ユニット1に対して基板搬送ロボット111はランダムにアクセスして基板Wを受け渡す。一方、各処理ユニット1は基板Wに対して所定の処理を実行する。本実施形態では、これらの処理ユニット1は同一の機能を有している。このため、複数基板Wの並列処理が可能となっている。なお、本実施形態では、基板処理部110とインデクサ部120との間での基板Wの受渡しを円滑に行うために、受渡部130が設けられている。
<<処理ユニット1の構成>>
図3は処理ユニットの構成を示す部分断面図である。また、図4は処理ユニットを制御する制御部の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、各処理ユニット1に対して制御部4を設けているが、1台の制御部により複数の処理ユニット1を制御するように構成してもよい。また、基板処理装置100全体を制御する制御ユニット(図示省略)により処理ユニット1を制御するように構成してもよい。
図3は処理ユニットの構成を示す部分断面図である。また、図4は処理ユニットを制御する制御部の電気的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、各処理ユニット1に対して制御部4を設けているが、1台の制御部により複数の処理ユニット1を制御するように構成してもよい。また、基板処理装置100全体を制御する制御ユニット(図示省略)により処理ユニット1を制御するように構成してもよい。
処理ユニット1は、内部空間21を有するチャンバ2と、チャンバ2の内部空間21に収容されて基板Wを保持するスピンチャック3とを備えている。図1および図2に示すように、チャンバ2の側面にシャッター23が設けられている。シャッター23にはシャッター開閉機構22(図4)が接続されており、制御部4からの開閉指令に応じてシャッター23を開閉させる。より具体的には、処理ユニット1では、未処理の基板Wをチャンバ2に搬入する際にシャッター開閉機構22はシャッター23を開き、基板搬送ロボット111のハンドによって未処理の基板Wがフェースアップ姿勢でスピンチャック3に搬入される。つまり、基板Wは表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック3上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット111のハンドがチャンバ2から退避すると、シャッター開閉機構22はシャッター23を閉じる。それに続いて、チャンバ2の内部空間21内で後述のように薬液、DIW(脱イオン水:deionized water)、IPA処理液および窒素ガスが基板Wの表面Wfに供給されて所望の基板処理が所定の基板処理温度下で実行される。また、基板処理の終了後においては、シャッター開閉機構22がシャッター23を再び開き、基板搬送ロボット111のハンドが処理済の基板Wをスピンチャック3から搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ2の内部空間21が基板処理温度の環境に保ちつつ基板処理を行う処理空間として機能する。なお、本実施形態では、「基板処理温度」として、内部空間21が常温(5℃~35℃の温度範囲)に維持される。
スピンチャック3は、基板Wを把持する複数のチャックピン31と、複数のチャックピン31を支持して水平方向に沿う円盤形状に形成されたスピンベース32と、スピンベース32に連結された状態で基板Wの表面中心から延びる面法線と平行な回転軸線C1まわりに回転自在に設けられた中心軸33と、モータによって中心軸33を回転軸線C1まわりに回転させる基板回転駆動機構34とを備えている。複数のチャックピン31は、スピンベース32の上面の周縁部に設けられている。この実施形態では、チャックピン31は周方向に等間隔を空けて配置されている。そして、スピンチャック3に載置された基板Wをチャックピン31により把持した状態で制御部4からの回転指令に応じて基板回転駆動機構34のモータが作動すると、基板Wは回転軸線C1まわりに回転する。また、このように基板Wを回転させた状態で、制御部4からの供給指令に応じて雰囲気遮断機構5に設けられたノズルから薬液、IPA、DIW、処理液および窒素ガスが順次基板Wの表面Wfに供給される。
雰囲気遮断機構5は、遮断板51と、遮断板51に一体回転可能に設けられた上スピン軸52と、遮断板51の中央部を上下方向に貫通する上ノズル53とを有している。遮断板51は基板Wとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板形状に仕上げられている。遮断板51はスピンチャック3に保持された基板Wの上面に間隔を空けて対向配置されている。このため、遮断板51の下面が基板Wの表面Wf全域に対向する円形の基板対向面51aとして機能する。また、基板対向面51aの中央部には、遮断板51を上下に貫通する円筒状の貫通孔51bが形成されている。
上スピン軸52は遮断板51の中心を通り鉛直に延びる回転軸線(基板Wの回転軸線C1と一致する軸線)まわりに回転可能に設けられている。上スピン軸52は円筒形状を有している。上スピン軸52の内周面は、上記回転軸線を中心とする円筒面に形成されている。上スピン軸52の内部空間は、遮断板51の貫通孔51bに連通している。上スピン軸52は、遮断板51の上方で水平に延びる支持アーム54に相対回転可能に支持されている。
上ノズル53はスピンチャック3の上方に配置されている。上ノズル53は支持アーム54に対して回転不能な状態で支持アーム54によって支持されている。また、上ノズル53は、遮断板51、上スピン軸52、および支持アーム54と一体的に昇降可能となっている。上ノズル53の下端部には吐出口53aが設けられ、スピンチャック3に保持されている基板Wの表面Wfの中央部に対向する。
遮断板51には、電動モータ等を含む構成の遮断板回転駆動機構55(図4)が結合されている。遮断板回転駆動機構55は制御部4からの回転指令に応じて遮断板51および上スピン軸52を支持アーム54に対して回転軸線C1まわりに回転させる。また、支持アーム54には遮断板昇降駆動機構56が結合されている。遮断板昇降駆動機構56は制御部4からの昇降指令に応じて遮断板51、上スピン軸52および上ノズル53を支持アーム54と一体的に鉛直方向Zに昇降する。より具体的には、遮断板昇降駆動機構56は、基板対向面51aがスピンチャック3に保持されている基板Wの表面Wfに近接して表面Wfの上方空間を周辺雰囲気から実質的に遮断する遮断位置(図3、図5の右上段に示す位置)と、遮断位置よりも大きく上方に退避した退避位置(図示省略)の間で昇降させる。
上ノズル53の上端部は、薬液供給ユニット61、リンス液供給ユニット62、有機溶剤供給ユニット63、処理液供給ユニット64および表面側気体供給ユニット65Aが接続されている。
薬液供給ユニット61は、上ノズル53に接続された薬液配管611と、薬液配管611に介装されたバルブ612とを有している。薬液配管611は薬液の供給源と接続されている。本実施形態では、薬液は基板Wの表面Wfを洗浄する機能を有しておればよく、例えば酸性薬液として例えばフッ酸(HF)、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸のうちの少なくとも1つを含む薬液を用いることができる。また、アルカリ薬液としては、例えばアンモニアおよび水酸基のうちの少なくとも1つを含む薬液を用いることができる。なお、本実施形態では、薬液としてフッ酸を用いている。このため、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ612が開かれると、フッ酸薬液が上ノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。
リンス液供給ユニット62は、上ノズル53に接続されたリンス液配管621と、リンス液配管621に介装されたバルブ622とを有している。リンス液配管621はリンス液の供給源と接続されている。本実施形態では、リンス液としてDIWを用いており、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ622が開かれると、DIWが上ノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。なお、リンス液としては、DIW以外に、例えば炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度(たとえば、10ppm~100ppm程度)の塩酸水のいずれかを用いてもよい。
有機溶剤供給ユニット63は、空気よりも比重が大きくかつ水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体としての有機溶剤を供給するためのユニットである。有機溶剤供給ユニット63は、上ノズル53に接続された有機溶剤配管631と、有機溶剤配管631に介装されたバルブ632とを有している。有機溶剤配管631は有機溶剤の供給源と接続されている。本実施形態では、有機溶剤としてIPAが用いられており、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ632が開かれると、IPAが上ノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吐出される。なお、有機溶剤としては、IPA以外に、例えばメタノール、エタノール、アセトン、EG(エチレングリコール)およびHFE(ハイドロフルオロエーテル)を用いることができる。また、有機溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけでなく、他の成分と混合した液体であってもよい。例えばIPAとアセトンの混合液であってもよいし、IPAとメタノールの混合液であってもよい。
処理液供給ユニット64は、スピンチャック3に保持されている基板Wを乾燥させる際の乾燥補助液として機能する処理液を基板Wの表面Wfに供給するユニットである。処理液供給ユニット64は、処理液配管641と、処理液配管641に介装されたバルブ642と、処理液の供給源として機能する処理液供給部643とを有している。処理液配管641は、上ノズル53と、処理液供給部643とを相互に接続する。
処理液供給部643は、互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を混合させた昇華乾燥用処理剤が補給されると、当該昇華乾燥用処理剤を加熱することで液化させて処理液を準備する。そして、処理液は、図示を省略する貯留タンクに貯留される。また、処理液供給部643は、ポンプなどの圧送機構を有し、処理液配管641を介して貯留タンクから上ノズル53に向けて送り出す機能を有している。したがって、制御部4からの指令に応じてバルブ642が開成すると、処理液が処理液配管641内を流れ、上ノズル53に向けて圧送される。これによって、上ノズル53の吐出口53aから処理液(液体状の昇華乾燥用処理剤)が基板Wの表面Wfの中央部に向けて供給される。一方、制御部4からの指令に応じてバルブ642が閉成すると、処理液の圧送が停止され、上ノズル53から処理液の供給も停止される。
本実施形態では、第1昇華性物質としてショウノウ(融点175℃)を用いるとともに第2昇華性物質としてシクロヘキサノンオキシム(融点90℃)を用いており、溶媒を用いることなく、両者を混合した固体状の昇華乾燥用処理剤が処理液供給部643に適宜補給される。もちろん、液体状態の昇華乾燥用処理剤が処理液供給部643に補給され、貯留タンクに貯留されるように構成してもよい。すなわち、基板処理装置100に補給される昇華乾燥用処理剤は、固相および液相のいずれであってもよい。
また、本実施形態では、処理液供給部643が処理液供給ユニット64に内蔵されているが、処理液供給ユニット64から分離して配設されてもよい。つまり、基板処理装置100内において、処理液供給ユニット64の外部に処理液供給部643に相当するユニットを別途設け、当該ユニットから処理液配管641を介して処理液(液体状態の昇華乾燥用処理剤)が上ノズル53に供給するように構成してもよい。
ここで、本明細書において「昇華性」とは、単体、化合物若しくは混合物が液体を経ずに固体から気体、又は気体から固体へと相転移する特性を有することを意味し、「昇華性物質」とはそのような昇華性を有する物質を意味する。また、第1昇華性物質および第2昇華性物質の混合比(本実施形態では、シクロヘキサノンオキシムの濃度(重量パーセント))や、第1昇華性物質および第2昇華性物質の種類については、後で詳述する。
表面側気体供給ユニット65Aは、上ノズル53に接続された気体供給配管651と、気体供給配管651を開閉するバルブ652とを有している。気体供給配管651は気体の供給源と接続されている。本実施形態では、気体として除湿された窒素ガスが用いられており、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ652が開かれると、窒素ガスが上ノズル53に供給され、吐出口53aから基板Wの表面中央部に向けて吹き付けられる。なお、気体としては、窒素ガス以外に、除湿されたアルゴンガスなどの不活性ガス用いてもよい。この点については、次に説明する裏面側気体供給ユニット65Bにおいても同様である。
裏面側気体供給ユニット65Bは、図3に示すように、気体供給配管653と、気体供給配管653を開閉するバルブ654とを有している。気体供給配管653の一方端は気体の供給源と接続されるとともに、他方端は気体流路321と接続されている。この気体流路321は、スピンベース32の上面中央部で開口する中央開口322から鉛直下方に延びる孔部の内周面と、当該孔部に挿入された下ノズル71の外周面との間で形成される筒形状を有している。このため、表面側気体供給ユニット65Aと同様に、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ654が開かれると、除湿された窒素ガスが基板Wの裏面Wbとスピンベース32の上面との間をあらゆる方向に放射状に流れる。これにより、基板Wとスピンベース32との間の空間が窒素ガスで満たされる。
このように気体流路321を構成する下ノズル71には、冷却液供給ユニット66が接続されている。冷却液供給ユニット66は、下ノズル71に接続された冷却液配管661と、冷却液配管661に介装されたバルブ662とを有している。冷却液配管661は、冷却液供給源と接続されている。本実施形態では、冷却液として0℃に近い温度にまで冷却されたDIW(以下「低温DIW」という)を用いており、制御部4からの開閉指令に応じてバルブ662が開かれると、低温DIWが下ノズル71に供給され、基板Wの裏面中央部に向けて吐出される。これによって、基板Wが裏面Wb側から冷却され、後で説明するように基板Wの表面Wfに形成された液膜の固化が効率的に促進される。なお、低温DIW以外に、例えば氷点下以下の窒素ガスなどの冷媒を下ノズル71に送り込んで基板Wを冷却するように構成してもよい。
処理ユニット1では、スピンチャック3を取り囲むように、排気桶80が設けられている。また、スピンチャック3と排気桶80との間に配置された複数のカップ81,82(第1カップ81および第2カップ82)と、基板Wの周囲に飛散した処理液を受け止める複数のガード84~86(第1ガード84~第3ガード86)とが設けられている。また、ガード84~86に対してガード昇降駆動機構87~89(第1~第3ガード昇降駆動機構87~89)がそれぞれ連結されている。ガード昇降駆動機構87~89はそれぞれ制御部4からの昇降指令に応じてガード84~86を独立して昇降する。なお、第1ガード昇降駆動機構87の図3への図示は省略されている。
制御部4は、CPU等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。そして、制御部4は上記プログラムにしたがって装置各部を制御することで、次に説明する処理液を用いて図5に示す基板処理を実行する。以下、処理液の詳細と、基板処理方法とについて順番に詳述する。
<<処理液>>
次に、本実施形態で用いる処理液について、以下に説明する。本実施形態の処理液は、ショウノウ(第1昇華性物質)およびシクロヘキサノンオキシム(第2昇華性物質)を共晶組成または共晶近傍組成で混合させた、昇華乾燥用処理剤を加熱して液化させたものである。本実施形態の処理液は、基板のパターン形成面に存在する液体を除去するための乾燥処理において、当該乾燥処理を補助する機能を果たす。
次に、本実施形態で用いる処理液について、以下に説明する。本実施形態の処理液は、ショウノウ(第1昇華性物質)およびシクロヘキサノンオキシム(第2昇華性物質)を共晶組成または共晶近傍組成で混合させた、昇華乾燥用処理剤を加熱して液化させたものである。本実施形態の処理液は、基板のパターン形成面に存在する液体を除去するための乾燥処理において、当該乾燥処理を補助する機能を果たす。
ショウノウは、融点が175℃である昇華性物質であり、シクロヘキサノンオキシムは、融点が90℃である昇華性物質であることは周知であるが、両者の混合物について十分な知見は従来、存在していなかった。そこで、本願発明者は、表1に示す配合比でショウノウとシクロヘキサノンオキシムとの混合物(昇華乾燥用処理剤)を液化させて処理液を作成した後で、当該処理液を徐冷した。そして、初晶α、βや共晶組織の析出温度を求めた。
そして、本願発明者は、析出した組織を観察した。その結果、昇華乾燥用処理剤が共晶反応を示し、その相図は図6に示すものであると推定される。図6は本発明に係る昇華乾燥用処理剤の一例の推定状態図である。同図に示された相図から導かられる共晶点の温度および組成は、それぞれ「33℃(図6中の白抜き丸印参照)」、「昇華乾燥用処理剤中のシクロヘキサノンオキシムの濃度:45重量パーセント」と推測される。そこで、本願発明者は、ショウノウおよびシクロヘキサノンオキシムを(55重量パーセント:45重量パーセント)で混合させた昇華乾燥用処理剤を準備し、その共晶点の温度(以下「共晶温度」という)を実測したところ、「36℃」が得られた。したがって、実施形態で使用する昇華乾燥用処理剤の共晶点における組成(以下「共晶組成」という)が、上記推測通りであることを確認した。また、組織観察から、共晶組成または共晶近傍組成で混合された昇華乾燥用処理剤では、単一の昇華性物質の析出組織よりも微細な共晶組織が得られることも確認された。このように微細な共晶組織を有する場合、結晶粒界の成長時に発生する応力が抑えられる。したがって、後述するように、共晶反応を示す昇華乾燥用処理剤を乾燥補助液として用いることで、パターンの倒壊抑制の向上を図ることが期待できる。しかも、昇華乾燥用処理剤の融点は、単一の昇華性物質からなる昇華乾燥用処理剤の融点よりも低くなり、作業性の向上および昇華乾燥用処理剤を加熱するためのエネルギーコストの低減を図ることが可能となる。さらに、融点の低下により、液膜の膜厚制御性を向上させることが可能となる。
ここで、シクロヘキサノンオキシムの濃度は、例えば微細な組織および融点の低下の観点から共晶組成を有する昇華乾燥用処理剤を用いるのが望ましいと考えられるが、共晶組成の近傍の組成(以下「共晶近傍組成」という)においても、同様の作用効果が得られる。例えばショウノウおよびシクロヘキサノンオキシムを混合させた昇華乾燥用処理剤では、シクロヘキサノンオキシムの濃度が40重量パーセント以上60重量パーセント以下であることが望ましく、シクロヘキサノンオキシムの濃度が共晶組成または共晶組成よりもリッチな過共晶側、つまり45重量パーセント以上60重量パーセント以下であることがより好ましく、45重量パーセント以上55重量パーセント以下であることが特に好ましい。
<<基板処理方法>>
次に、図1に示す基板処理装置100を用いた基板処理方法について図5を参照しつつ説明する。図5は図1の基板処理装置で実行される基板処理の内容を示す図である。同図では、左側に一の処理ユニット1で実行される基板処理のフローチャートが示されている。また、右側上段、右側中段および右側下段にそれぞれ液膜形成工程、固化膜形成工程および昇華工程が模式的に図示されるとともに、基板Wの表面Wfの一部を拡大して図示している。ただし、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数などを誇張または簡略化して描いている。
次に、図1に示す基板処理装置100を用いた基板処理方法について図5を参照しつつ説明する。図5は図1の基板処理装置で実行される基板処理の内容を示す図である。同図では、左側に一の処理ユニット1で実行される基板処理のフローチャートが示されている。また、右側上段、右側中段および右側下段にそれぞれ液膜形成工程、固化膜形成工程および昇華工程が模式的に図示されるとともに、基板Wの表面Wfの一部を拡大して図示している。ただし、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数などを誇張または簡略化して描いている。
基板処理装置100における処理対象は、例えばシリコンウエハであり、パターン形成面である表面Wfに凹凸状のパターンPTが形成されている。本実施形態において、凸部PT1は100~600nmの範囲の高さであり、5~50nmの範囲の幅を有している。また、隣接する2個の凸部PT1の最短距離(凹部の最短幅)は、5~150nmの範囲である。凸部PT1のアスペクト比、即ち高さを幅で除算した値(高さH/幅WD)は、5~35である。
また、パターンPTは、微細なトレンチにより形成されたライン状のパターンが繰り返し並ぶものであってもよい。また、パターンPTは、薄膜に、複数の微細穴(ボイド(void)またはポア(pore))を設けることにより形成されていてもよい。パターンPTは、たとえば絶縁膜を含む。また、パターンPTは導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターンPTは、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。パターンPTは単層膜で構成されるパターンであってもよい。絶縁膜はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜(例えばTiN膜)であってもよい。また、パターンPTは、フロントエンドで形成されたものであってもよいし、バックエンドで形成されたものであってもよい。さらに、パターンPTは、疎水性膜であってもよいし、親水性膜であってもよい。親水性膜として例えばTEOS膜(シリコン酸化膜の一種)が含まれる。
また、図5に示す各工程は、特に明示しないかぎり、常温、大気圧環境下で処理される。ここで、大気圧環境とは標準大気圧(1気圧、1013hPa)を中心に、0.7気圧以上1.3気圧以下の環境のことを指す。特に、基板処理装置100が陽圧となるクリーンルーム内に配置される場合には、基板Wの表面Wfの環境は、1気圧よりも高くなる。
未処理の基板Wが処理ユニット1に搬入される前においては、制御部4が装置各部に指令を与えて処理ユニット1は初期状態にセットされる。すなわち、シャッター開閉機構22によりシャッター23(図1、図2)は閉じられている。基板回転駆動機構34によりスピンチャック3は基板Wのローディングに適した位置に位置決め停止されるとともに、図示しないチャック開閉機構によりチャックピン31は開状態となっている。遮断板51は遮断板昇降駆動機構56により退避位置に位置決めされるとともに、遮断板回転駆動機構55による遮断板51の回転は停止されている。ガード84~86はいずれも下方に移動して位置決めされている。さらに、バルブ612、622、632、642、652、654、662はいずれも閉じられている。
未処理の基板Wが基板搬送ロボット111により搬送されてくると、シャッター23が開く。シャッター23の開成に合わせて基板Wは基板搬送ロボット111によりチャンバ2の内部空間21に搬入され、表面Wfを上方に向けた状態でスピンチャック3に受け渡される。そして、チャックピン31が閉状態となり、基板Wはスピンチャック3に保持される(ステップS1:基板の搬入)。
基板Wの搬入に続いて、基板搬送ロボット111がチャンバ2の外に退避し、さらにシャッター23が再び閉じた後、制御部4は基板回転駆動機構34のモータを制御してスピンチャック3の回転速度(回転数)を、所定の処理速度(約10~3000rpmの範囲内で、例えば800~1200rpm
)まで上昇させ、その処理速度に維持させる。また、制御部4は、遮断板昇降駆動機構56を制御して、遮断板51を退避位置から下降させて遮断位置に配置する(ステップS2)。また、制御部4は、ガード昇降駆動機構87~89を制御して第1ガード84~第3ガード86を上位置に上昇させることにより、第1ガード84を基板Wの周端面に対向させる。
)まで上昇させ、その処理速度に維持させる。また、制御部4は、遮断板昇降駆動機構56を制御して、遮断板51を退避位置から下降させて遮断位置に配置する(ステップS2)。また、制御部4は、ガード昇降駆動機構87~89を制御して第1ガード84~第3ガード86を上位置に上昇させることにより、第1ガード84を基板Wの周端面に対向させる。
基板Wの回転が処理速度に達すると、次いで、制御部4はバルブ612を開く。これにより、上ノズル53の吐出口53aから薬液(本実施形態ではHF)が吐出され、基板Wの表面Wfに供給される。基板Wの表面Wf上では、HFが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板Wの表面Wfの全体がHFによる薬液洗浄を受ける(ステップS3)。このとき、基板Wの周縁部に達したHFは基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、第1ガード84の内壁に受け止められ、図示を省略する排液経路に沿って機外の廃液処理設備に送られる。このHF供給による薬液洗浄は予め定められた洗浄時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ612を閉じて、上ノズル53からのHFの吐出を停止する。
薬液洗浄に続いて、リンス液(DIW)によるリンス処理が実行される(ステップS4)。このDIWリンスでは、制御部4は第1ガード84~第3ガード86の位置を維持しながら、バルブ622を開く。これにより、薬液洗浄処理を受けた基板Wの表面Wfの中央部に対して上ノズル53の吐出口53aからDIWがリンス液として供給される。すると、DIWが基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの周縁部に移動する。これにより、基板W上に付着しているHFがDIWによって洗い流される。このとき、基板Wの周縁部から排出されたDIWは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、HFと同様にして機外の廃液処理設備に送られる。このDIWリンスは予め定められたリンス時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ622を閉じて、上ノズル53からのDIWの吐出を停止する。
DIWリンスの完了後、DIWよりも表面張力の低い有機溶剤(本実施形態ではIPA)による置換処理が実行される(ステップS5)。IPA置換では、制御部4は、ガード昇降駆動機構87、88を制御して第1ガード84および第2ガード85を下位置に下降させることにより、第3ガード86を基板Wの周端面に対向させる。そして、制御部4は、バルブ632を開く。それにより、DIWが付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて上ノズル53の吐出口53aからIPAが低表面張力液体として吐出される。基板Wの表面Wfに供給されたIPAは、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域において、当該表面Wfに付着しているDIW(リンス液)がIPAによって置換される。なお、基板Wの表面Wfを移動するIPAは、基板Wの周縁部から基板Wの側方に排出され、第3ガード86の内壁に受け止められ、図示を省略する回収経路に沿って回収設備に送られる。このIPA置換は予め定められた置換時間だけ継続され、それを経過すると、制御部4はバルブ632を閉じて、上ノズル53からのIPAの吐出を停止する。
IPA置換の次に、本発明の基板処理方法の第1実施形態に相当する昇華乾燥工程(ステップS6)が実行される。この昇華乾燥工程は、処理液の液膜を形成する液膜形成工程(ステップS6-1)と、処理液の液膜を固化させて昇華乾燥用処理剤(=ショウノウ+シクロヘキサノンオキシム)の固化膜を形成する固化膜形成工程(ステップS6-2)と、固化膜を昇華させて基板Wの表面Wfから除去する昇華工程(ステップS6-3)と、を備えている。
ステップS6-1では、制御部4は、第2ガード昇降駆動機構88を制御して第2ガード85を上位置に上昇させることにより、第2ガード85を基板Wの周端面に対向させる。そして、制御部4は、バルブ642を開く。それにより、図5の右上段に示すように、IPAが付着している基板Wの表面Wfの中央部に向けて上ノズル53の吐出口53aから処理液が乾燥補助液として吐出され、基板Wの表面Wfに供給される。基板Wの表面Wf上の処理液は、基板Wの回転による遠心力を受けて基板Wの表面Wfの全域に広がる。これにより、基板Wの表面Wfの全域において、当該表面Wfに付着しているIPAが処理液によって置換され、図5の右上段の図面に示すように表面Wfに処理液の液膜LFが形成される。液膜LFの厚みは凸部PT1の高さよりも大きく、液膜LF中にパターンPT全体が浸漬している。また、処理液に含まれるシクロヘキサノンオキシムの濃度、凸部PT1の高さやアスペクト比に応じて基板Wの回転速度を300rpm~3000rpmの範囲内で適宜変更して液膜LFの厚みを調整するのが望ましい。例えば液膜LFを厚く設定したい場合には回転速度を低く設定すればよく、逆に液膜LFを薄く設定したい場合には回転速度を低く設定すればよい。こうして、所望の膜厚を有する液膜LFが形成されると、制御部4はバルブ642を閉じて、上ノズル53からの処理液の吐出を停止する。
次のステップS6-2では、制御部4はバルブ652を開く。それにより、図5の右中段に示すように、除湿された窒素ガスが処理液の液膜LFで覆われた状態で回転している基板Wの表面Wfに向けて吐出される。また、制御部4はバルブ662を開く。それにより、低温DIWが下ノズル71から基板Wの裏面中央部に供給される。こうして、基板Wが冷却され、基板Wの表面Wfに形成された液膜LFの固化が効率的に促進される。また、本実施形態では、共晶組成または共晶近傍組成で混合された昇華乾燥用処理剤を用いている。例えば共晶組成の昇華乾燥用処理剤では、液膜LF全体に微細な共晶組織が均一に析出する。また、シクロヘキサノンオキシムの濃度が共晶組成よりも低い亜共晶側では、温度が液相線LL1(図6参照)まで低下すると、液膜LFの一部にショウノウが初晶αとして析出して処理液Lと初晶αとが混在する。そして、さらなる温度低下に伴ってショウノウの析出物が成長し、共晶温度(33℃)まで冷却されると、残り部分で微細な共晶組織が均一に形成される。一方、シクロヘキサノンオキシムの濃度が共晶組成よりも高い過共晶側では、温度が液相線LL2(図6参照)まで低下すると、液膜LFの一部にシクロヘキサノンオキシムが初晶βとして析出して処理液Lと初晶βとが混在する。そして、さらなる温度低下に伴ってシクロヘキサノンオキシムの析出物が成長し、共晶温度(33℃)まで冷却されると、残り部分で微細な共晶組織が均一に形成される。
また、本実施形態では、基板Wの回転と並行して窒素ガスを吹き付けて固化膜SFの析出促進を図っている。ここで、バルブ652を開くタイミング、つまり窒素ガスの吐出開始タイミングについては、初晶α、βや共晶組織の析出開始前でも析出開始後であってもよい。また、窒素ガスや低温DIWの供給は、昇華乾燥用処理剤の固化膜を形成するための必須構成ではないが、スループットの向上を図るためには窒素ガスのみ、低温DIWのみ、あるいは両者を併用するのが望ましい。
次いで、制御部4は昇華工程を実行する(ステップS6-3)。制御部4は、第2ガード昇降駆動機構88を制御して第2ガード85を下位置に下降させることにより、第3ガード86を基板Wの周端面に対向させる。なお、本実施形態では、制御部4は基板Wの回転速度を固化膜SFの形成工程(ステップS6-2)から継続させているが、高速度まで加速させてもよい。また、制御部4は、遮断板回転駆動機構55を制御して、遮断板51を基板Wの回転と同方向に同等の速度で回転させる。基板Wの回転に伴って、固化膜SFと、その周囲の雰囲気との接触速度が増大する。これにより、固化膜SFの昇華を促進させることができ、短期間のうちに固化膜SFを昇華させることができる。ただし、遮断板51の回転は昇華工程の必須構成ではなく、任意構成である。
また、昇華工程S6-3においては、制御部4は固化膜SFの形成から継続してバルブ652を開いた状態を維持し、図5の右下段に示すように、回転状態の基板Wの表面Wfの中央部に向けて上ノズル53の吐出口53aから除湿された窒素ガスが吐出される。これにより、基板Wの表面Wfと遮断板51の基板対向面51aとに挟まれた遮断空間を低湿度状態に保ちながら、昇華工程を行うことが可能となっている。この昇華工程S6-3では、固化膜SFの昇華に伴って昇華熱が奪われ、固化膜SFが共晶温度以下に維持される。そのため、固化膜SFを構成する組織(共晶組織、共晶組織+ショウノウ、共晶組織+シクロヘキサノンオキシム)が融解することを効果的に防止できる。これにより、基板Wの表面WfのパターンPTの間に液相が存在しないので、パターンPTの倒壊の問題を緩和しながら、基板Wを乾燥させることができる。
また、昇華工程S6-3では、制御部4はバルブ662を閉じて低温DIWの供給を停止する一方、バルブ654を開いて除湿された窒素ガスを基板Wの裏面Wbとスピンベース32との間の空間に窒素ガスで満たし、基板Wに裏面Wbの乾燥を促進させる。
昇華乾燥工程S6の開始から予め定める昇華時間が経過すると、ステップS7において、制御部4は、バルブ652、654を閉じて窒素ガスの供給を停止するとともに、基板回転駆動機構34のモータを制御してスピンチャック3の回転を停止させる。また、制御部4は、遮断板回転駆動機構55を制御して遮断板51の回転を停止させるとともに、遮断板昇降駆動機構56を制御して遮断板51を遮断位置から上昇させて退避位置に位置決めする。さらに、制御部4は、第3ガード昇降駆動機構89を制御して、第3ガード86に下降させて、全てのガード86~88を基板Wの周端面から下方に退避させる。
その後、制御部4がシャッター開閉機構22を制御してシャッター23(図1、図2)を開いた後で、基板搬送ロボット111がチャンバ2の内部空間に進入して、チャックピン31による保持が解除された処理済みの基板Wをチャンバ2外へと搬出する(ステップS8)。なお、基板Wの搬出が完了して基板搬送ロボット111が処理ユニット1から離れると、制御部4はシャッター開閉機構22を制御してシャッター23を閉じる。
以上のように、本実施形態では、基板Wの表面Wfに付着したIPAを、上記処理液(ショウノウおよびシクロヘキサノンオキシムを共晶組成または共晶近傍組成で混合させた昇華乾燥用処理剤を液化したもの)に置換して液膜LFを形成する。次いで液膜LFを共晶温度よりも低い温度に冷却して共晶組織を含む固化膜SFを形成した後で、これを昇華している。つまり、固化膜SFは液体状態を経由することなく、基板Wの表面Wfから除去される。したがって、本実施形態に係る基板処理方法を用いることで、パターンPTの倒壊を防止しつつ基板Wを乾燥させることが可能である。
また、上記実施形態では、昇華乾燥用処理剤は、上記したようにショウノウ(第1昇華性物質)およびシクロヘキサノンオキシム(第2昇華性物質)を共晶組成または共晶近傍組成で混合させたものであるため、次の作用効果が得られる。既述したように昇華性物質を溶媒で溶解させた昇華乾燥用処理剤を用いた従来技術では、固化膜SFに溶媒が残存することがある。これに対し、本実施形態で用いた昇華乾燥用処理剤では、溶媒が存在しないため、固化膜SFへの溶媒の残存は発生しない。その結果、基板Wの表面WfにおけるパターンPTの倒壊をさらに良好に抑制することができる。
また、溶媒の残存を発生させないためには、昇華乾燥用処理剤を単一の昇華性物質で構成するのも、ひとつの対応策である。しかしながら、当該昇華性物質を液化した処理液で液膜LFを基板Wの表面Wfに形成した後で、当該液膜LFを冷却すると、昇華性物質の初晶が液膜LFで分散して析出し、さらなる温度低下に伴って個々に成長する。このため、固化膜SF中の結晶粒界が不均等に成長する。その結果、結晶粒界の成長時に発生する応力が比較的大きくなる。これに対し、本実施形態によれば、液膜LFの固化時に、ショウノウおよびシクロヘキサノンオキシムの共晶組織が形成される。この共晶組織は、単一の昇華性物質の析出組織よりも微細であるため、結晶粒界の成長時に発生する応力が抑えられる。その結果、パターンPTの倒壊が効果的に抑制される。しかも、昇華乾燥用処理剤の共晶温度は、単一の昇華性物質からなる昇華乾燥用処理剤の融点よりも低くなり、作業性の向上および昇華乾燥用処理剤の液化(加熱)に要するエネルギーコストの低減を図ることができる。さらに、融点の低下により、液膜LFの膜厚制御性が向上し、パターンPTの高さH(図5の右下段参照)に対応する厚みを有する固化膜SFが形成され、パターンPTの倒壊抑制をさらに高めることができる。
上記したように、ステップS6-1が本発明の「液膜形成工程」の一例に相当し、ステップS6-2が本発明の「固化膜形成工程」の一例に相当し、ステップS6-3が本発明の「昇華工程」の一例に相当している。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、固化膜形成工程(ステップS6-2)が完了した後で昇華工程(ステップS6-3)を実行しているが、両者を一部重複させてもよい。例えば固化膜形成工程(ステップS6-2)において基板Wを低速回転(例えば100rpm)させて共晶組織の析出処理と同時にパターンPTへの昇華性物質の充填処理(dwell)を行ってもよい。この場合、パターンPTの間に充填された昇華性物質が完全に固化する前に、昇華工程を開始してもよい。つまり、昇華性物質の固体が結晶化する前の結晶前遷移状態に維持されながら昇華されてもよい。これにより、昇華性物質の固体が結晶化された状態を経由することなく基板Wの表面から除去される。したがって、昇華性物質の固体の結晶化に起因する応力の影響を低減して、基板W上のパターンPTの倒壊をさらに効果的に減らすことができる。
また、上記実施形態では、第1昇華性物質および第2昇華性物質として、それぞれショウノウおよびシクロヘキサノンオキシムを用いているが、第1昇華性物質および第2昇華性物質の組み合わせは、これに限定されるものではない。例えば第1昇華性物質が基板処理温度よりも高い第1融点を有する昇華性物質(ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシム(融点58℃-63℃)からなる群より選ばれる少なくとも1種)であるのに対し、第2昇華性物質が基板処理温度よりも高い第2融点を有する昇華性物質(ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシムから上記第1昇華性物質を除いた群より選ばれる少なくとも1種)であってもよい。また、第1昇華性物質が基板処理温度よりも高い第1融点を有する昇華性物質(ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシムからなる群より選ばれる少なくとも1種)であるのに対し、第2昇華性物質が基板処理温度以下の第2融点を有する昇華性物質(シクロヘキサノール(融点23℃-25℃)またはtert-ブチルアルコール(融点25℃)からなる群より選ばれる少なくとも1種)であってもよい。
以下、本発明の好ましい態様について、実施例を参照しつつより具体的に説明する。ただし、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではない。したがって、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することももちろん可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
ここでは、ショウノウ(第1昇華性物質)およびクロヘキサノンオキシム(第2昇華性物質)を以下の比率で混合した昇華乾燥用処理剤を加熱して液化した処理液を用いて図5に示す手順で基板処理した。なお、基板処理条件は、昇華乾燥用処理剤を除き、同一である。
昇華乾燥用処理剤A=ショウノウ60wt%+シクロヘキサノンオキシム40wt%
昇華乾燥用処理剤B=ショウノウ55wt%+シクロヘキサノンオキシム45wt%
昇華乾燥用処理剤C=ショウノウ50wt%+シクロヘキサノンオキシム50wt%
昇華乾燥用処理剤D=ショウノウ40wt%+シクロヘキサノンオキシム60wt%
昇華乾燥用処理剤E=ショウノウ 0wt%+シクロヘキサノンオキシム100wt%
昇華乾燥用処理剤B=ショウノウ55wt%+シクロヘキサノンオキシム45wt%
昇華乾燥用処理剤C=ショウノウ50wt%+シクロヘキサノンオキシム50wt%
昇華乾燥用処理剤D=ショウノウ40wt%+シクロヘキサノンオキシム60wt%
昇華乾燥用処理剤E=ショウノウ 0wt%+シクロヘキサノンオキシム100wt%
そして、昇華乾燥後の基板Wについてパターンの倒壊率を検証した。その結果は図7に示すとおりである。同図から明らかなように、共晶組成または共晶近傍組成を有する昇華乾燥用処理剤A~Dを用いることで、単一の昇華性物質のみで構成される昇華乾燥用処理剤Eを用いた場合より、パターンPTの倒壊率を低下させることができる。つまり、シクロヘキサノンオキシムの濃度が40重量パーセント以上60重量パーセント以下であることが望ましく、シクロヘキサノンオキシムが共晶組成または共晶組成よりも高い過共晶側、つまり45重量パーセント以上60重量パーセント以下であることがより好ましく、45重量パーセント以上55重量パーセント以下であることが特に好ましい。
この発明は、液体を経由せずに固体から気体への相転位する昇華性物質を用い、表面にパターンが形成された基板を乾燥させる基板処理技術全般に適用することができる。
L…処理液
LF…(昇華乾燥用処理剤の)液膜
PT…パターン
SF…固化膜
W…基板
Wb…(基板の)裏面
Wf…(基板の)表面
LF…(昇華乾燥用処理剤の)液膜
PT…パターン
SF…固化膜
W…基板
Wb…(基板の)裏面
Wf…(基板の)表面
Claims (8)
- 互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させた、昇華乾燥用処理剤を液化させた処理液を、パターンが形成された基板の表面に供給して前記処理液の液膜を前記基板の表面に形成する液膜形成工程と、
前記処理液の液膜を固化させて前記昇華乾燥用処理剤の固化膜を形成する固化膜形成工程と、
前記固化膜を昇華させて前記基板の表面から除去する昇華工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法であって、
前記液膜形成工程、前記固化膜形成工程および前記昇華工程は基板処理温度で実行され、
前記第1昇華性物質は前記基板処理温度よりも高い第1融点を有する昇華性物質であり、
前記第2昇華性物質は前記基板処理温度よりも高い第2融点を有する昇華性物質である、基板処理方法。 - 請求項2に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華性物質は、ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシムからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、
前記第2昇華性物質は、ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシムから前記第1昇華性物質を除いた群より選ばれる少なくとも1種である、基板処理方法。 - 請求項3に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華性物質はショウノウであり、
前記第2昇華性物質はシクロヘキサノンオキシムであり、
前記昇華乾燥用処理剤における前記第2昇華性物質の重量パーセントは、40%以上かつ60%の範囲である、基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法であって、
前記液膜形成工程、前記固化膜形成工程および前記昇華工程は基板処理温度で実行され、
前記第1昇華性物質は前記基板処理温度よりも高い第1融点を有する昇華性物質であり、
前記第2昇華性物質は前記基板処理温度以下の第2融点を有する昇華性物質である、基板処理方法。 - 請求項5に記載の基板処理方法であって、
前記第1昇華性物質は、ショウノウ、シクロヘキサノンオキシムおよびアセトオキシムからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、
前記第2昇華性物質は、シクロヘキサノールまたはtert-ブチルアルコールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、基板処理方法。 - 請求項2ないし6のいずれか一項に記載の基板処理方法であって、
前記基板処理温度は常温である、基板処理方法。 - パターンが形成された基板の表面に液体状態で供給された後に、固化と昇華とがこの順序で実行されることによって、前記基板の表面を乾燥させるために用いられる昇華乾燥用処理剤であって、
互いに異なる第1昇華性物質および第2昇華性物質を共晶組成または共晶近傍組成で混合させたものであることを特徴とする昇華乾燥用処理剤。
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