JP6966899B2 - 基板乾燥方法および基板処理装置 - Google Patents
基板乾燥方法および基板処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6966899B2 JP6966899B2 JP2017167866A JP2017167866A JP6966899B2 JP 6966899 B2 JP6966899 B2 JP 6966899B2 JP 2017167866 A JP2017167866 A JP 2017167866A JP 2017167866 A JP2017167866 A JP 2017167866A JP 6966899 B2 JP6966899 B2 JP 6966899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- sublimation agent
- liquid
- sublimation
- vapor pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
Description
典型的な基板処理工程では、スピンチャックに保持された基板に対して薬液が供給される。その後、リンス液が基板に供給され、それによって、基板上の薬液がリンス液に置換される。その後、基板上のリンス液を排除するためのスピンドライ工程が行われる。スピンドライ工程では、基板が高速回転されることにより、基板に付着しているリンス液が振り切られて除去(乾燥)される。一般的なリンス液は脱イオン水である。
本願発明者らは、昇華性を有し、かつ凝固点の低い溶剤(一例として、環状構造を有するフッ素系有機溶剤(凝固点約20.5℃)や、ターシャリーブチルアルコール(凝固点約25℃)等)を昇華剤として用い、これらの液体の昇華剤を基板の表面に供給し、かつ昇華剤の凝固点よりも低い温度を有する液体を、昇華剤の溶剤を固化(凍結)用の温調用流体として基板の裏面に供給することを検討している。具体的には、本願発明者らは、温調用液体として、約5℃〜約15℃の液温を有する冷水を基板の裏面に供給している。そして、基板の裏面への冷水の供給により昇華剤を冷却し、これにより、環状構造を有するフッ素系有機溶剤やターシャリーブチルアルコール等の昇華剤を固化させて、基板の表面に昇華剤膜を形成させている。その後、昇華剤膜が昇華することにより、基板の表面が乾燥させられる。
また、高蒸気圧液体が水を含まないので、基板の裏面が疎水性を呈しているか否かによらずに、基板の裏面全域に高蒸気圧液体を供給することができる。これにより、基板の全域で気化冷却を行うことができるから、基板の面内において昇華剤を均一に冷却することができる。これにより、昇華剤の液膜に含まれる昇華剤の固化を良好に行うことができる。
この方法によれば、基板の裏面に供給される高蒸気圧液体が、昇華剤の凝固点よりも高い液温を有している。そのため、高蒸気圧液体の基板への供給によって、基板の表面上の昇華剤が直ちに当該昇華剤の凝固点以下まで冷却されることはない。そのため、基板の表面への昇華剤の液膜の配置と、高蒸気圧液体の基板への供給とを並行に行うこともでき、これにより、処理全体の期間を短縮させることも可能である。
この方法によれば、基板の回転による遠心力により、基板の表面で昇華剤を広げることができる。これにより、基板の表面に適切な薄い厚みの昇華剤を良好に形成することができると共に、昇華剤の液膜の厚みを基板の面内で均一化することができる。
この方法によれば、昇華剤の拡大と、高蒸気圧液体の基板への供給とを並行に行うので、処理全体の期間を短縮させることができる。
この発明の一実施形態では、前記昇華剤供給工程に並行して、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに含む。
前記昇華剤液膜配置工程が、前記基板の前記表面に前記昇華剤を供給する昇華剤供給工程を含んでいてもよい。また、前記基板乾燥方法が、前記昇華剤供給工程に並行して、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに含んでいてもよい。
この発明の一実施形態では、前記高温液体がイソプロピルアルコールであり、前記基板の裏面に供給される前記高蒸気圧液体がイソプロピルアルコールである。
この発明の一実施形態では、前記高温液体が、水を含む。
この方法によれば、高温液体として水を用いるので、高蒸気圧液体を高温液体として用いる場合と比較して、コストダウンを図ることができる。
この発明の一実施形態は、表面にパターンを有する基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板を、所定の回転軸線回りに回転させるための回転ユニットと、前記基板の前記表面に液体の昇華剤を供給するための昇華剤供給ユニットと、前記昇華剤よりも高い蒸気圧を有し、水を含まない高蒸気圧液体を、前記基板における前記表面と反対側の面である裏面に供給するための高蒸気圧液体供給ユニットとを含む、基板処理装置を提供する。
昇華剤の液膜が基板の表面に配置された後に高蒸気圧液体の供給を停止する。これにより、高蒸気圧液体の気化に伴って基板から気化熱が奪われることにより昇華剤の液膜に含まれる昇華剤が冷却され、昇華剤の液膜が固化する。これにより、基板に水を供給することなく、固体状の昇華剤膜を良好に形成することができる。ゆえに、昇華剤の液膜に含まれる昇華剤の固化を良好に行うことができる。
この構成によれば、基板の裏面に供給される高蒸気圧液体が、昇華剤の凝固点よりも高い液温を有している。そのため、高蒸気圧液体の基板への供給によって、基板の表面上の昇華剤が直ちに当該昇華剤の凝固点以下まで冷却されることはない。そのため、基板の表面への昇華剤の液膜の配置と、高蒸気圧液体の基板への供給とを並行に行うこともでき、これにより、処理全体の期間を短縮させることも可能である。
また、高蒸気圧液体が水を含まないので、基板の裏面が疎水性を呈しているか否かによらずに、基板の裏面全域に高蒸気圧液体を供給することができる。これにより、基板の全域で気化冷却を行うことができるから、基板の面内において昇華剤を均一に冷却することができる。これにより、昇華剤の液膜に含まれる昇華剤の固化を良好に行うことができる。
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給するための高温液体供給ユニットをさらに含む。そして、前記制御装置が、前記昇華剤供給工程に並行して、前記高温液体供給ユニットにより、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する前記高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに実行する。前記制御装置が、前記高蒸気圧液体供給工程を、前記薄化工程に並行して実行してもよい。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置1を上から見た模式図である。基板処理装置1は、シリコンウエハなどの基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状の基板である。基板処理装置1は、処理液およびリンス液で基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容する基板収容器が載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送するインデクサロボットIRおよび基板搬送ロボットCRと、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。インデクサロボットIRは、基板収容器と基板搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。基板搬送ロボットCRは、インデクサロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。複数の処理ユニット2は、たとえば、同様の構成を有している。
処理ユニット2は、箱形のチャンバ4と、チャンバ4内で一枚の基板Wを水平な姿勢で保持して、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線A1まわりに基板Wを回転させるスピンチャック(基板保持ユニット)5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面(基板Wの表面Wa(図4等参照))に液体の昇華剤を供給する昇華剤供給ユニットと、スピンチャック5に保持されている基板Wの下面(基板Wの裏面Wb)に、水よりも高い蒸気圧(すなわち、昇華剤よりも高い蒸気圧)を有し、水を含まない高蒸気圧液体の一例のIPA(isopropyl alcohol)を供給する高蒸気圧液体供給ユニットと、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に対向し、基板Wの上方の空間をその周囲の雰囲気から遮断する遮断部材6と、スピンチャック5に保持されている基板Wの下面(基板Wの裏面Wb(図7A等参照))の中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル7と、スピンチャック5の側方を取り囲む筒状の処理カップ8とを含む。
スピンチャック5として、基板Wを水平方向に挟んで基板Wを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック5は、スピンモータ(回転ユニット)12と、このスピンモータ12の駆動軸と一体化された下スピン軸13と、下スピン軸13の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース14とを含む。
上スピン軸18は、遮断板17の中心を通り鉛直に延びる回転軸線A2(基板Wの回転軸線A1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18は、円筒状である。上スピン軸18の内周面は、回転軸線A2を中心とする円筒面に形成されている。上スピン軸18の内部空間は、遮断板17の貫通穴20bに連通している。上スピン軸18は、遮断板17の上方で水平に延びる支持アーム22に相対回転可能に支持されている。
酸性薬液供給ユニット34は、上面ノズル19に接続された酸性薬液配管41と、酸性薬液配管41に介装された酸性薬液バルブ42とを含む。酸性薬液配管41に付与される酸性薬液は、たとえば、フッ酸(HF)、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸のうちの少なくとも1つを含む薬液を例示できる。この実施形態では、酸性薬液としてフッ酸(HF)を採用する。酸性薬液バルブ42が開かれることにより、上面ノズル19に酸性薬液が供給され、これにより、吐出口19aから酸性薬液が下向きに吐出される。
下面ノズル7は、スピンチャック5に保持された基板Wの下面の中央部に対向する単一の吐出口7aを有している。吐出口7aは、鉛直上方に向けて液を吐出する。吐出された液は、スピンチャック5に保持されている基板Wの下面の中央部に対してほぼ垂直に入射する。下面ノズル7には、下面供給配管52が接続されている。下面供給配管52は、鉛直に配置された中空軸からなる下スピン軸13の内部に挿通されている。
第2のカップ62の溝には、回収配管77が接続されている。第2のカップ62の溝に導かれた処理液(主として薬液)は、回収配管77を通して機外の回収設備に送られ、この回収設備において回収処理される。
各ガード64〜66は、円筒状であり、スピンチャック5の周囲を取り囲んでいる。各ガード64〜66は、スピンチャック5の周囲を取り囲む円筒状の案内部68と、案内部68の上端から中心側(基板Wの回転軸線A1に近づく方向)に斜め上方に延びる円筒状の傾斜部69とを含む。各傾斜部69の上端部は、ガード64〜66の内周部を構成しており、基板Wおよびスピンベース14よりも大きな直径を有している。3つの傾斜部69は、上下に重ねられており、3つの案内部68は、同軸的に配置されている。3つの案内部68(ガード64〜66の案内部68)は、それぞれ、対応するカップ61〜63内に出入り可能である。すなわち、処理カップ8は、折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット67が3つのガード64〜66の少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ8の展開および折り畳みが行われる。なお、傾斜部69は、その断面形状が図2に示すように直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよい。
基板Wへの処理液(酸性薬液、アルカリ薬液、リンス液、有機溶剤、昇華剤、高蒸気圧液体等)の供給や基板Wの乾燥は、いずれかのガード64〜66が、基板Wの周端面に対向している状態で行われる。たとえば最も外側の外ガード66が基板Wの周端面に対向している状態(図7Dに示す状態。以下、「第3のガード対向状態」という場合がある)を実現するために、内ガード64および中ガード65を下位置に配置し、外ガード66を上位置に配置する。第3のガード対向状態では、回転状態にある基板Wの周縁部から排出される処理液の全てが、外ガード66によって受け止められる。
たとえば、後述するHF工程S3(図5参照)や、リンス工程S4(図5参照)、SC1工程S5(図5参照)や、リンス工程S6(図5参照)、置換工程S7(図5参照)および昇華乾燥工程S8(図5参照)では、3つのガード64〜66のいずれかが、基板Wの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Wに処理液が供給されているときに基板Wの周囲に飛散した処理液は、内ガード64、中ガード65、および外ガード66のいずれかによって、いずれかのカップ61〜63に案内される。
制御装置3は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置3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。
また、制御装置3は、予め定められたプログラムに従って、昇華剤バルブ33、酸性薬液バルブ42、アルカリ薬液バルブ44、リンス液バルブ46、有機溶剤バルブ48、気体バルブ50、高蒸気圧液体バルブ54を開閉する。
図4は、基板処理装置1による処理対象の基板Wの表面Waを拡大して示す断面図である。処理対象の基板Wは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面Waにパターン100が形成されている。パターン100は、たとえば微細パターンである。パターン100は、図4に示すように、凸形状(柱状)を有する構造体101が行列状に配置されたものであってもよい。この場合、構造体101の線幅W1はたとえば3nm〜45nm程度に、パターン100の隙間W2はたとえば10nm〜数μm程度に、それぞれ設けられている。パターン100の膜厚Tは、たとえば、0.2μm〜1.0μm程度である。また、パターン100は、たとえば、アスペクト比(線幅W1に対する膜厚Tの比)が、たとえば、5〜500程度であってもよい(典型的には、5〜50程度である)。
パターン100は、たとえば絶縁膜を含む。また、パターン100は、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターン100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100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(SiO2膜)やシリコン窒化膜(SiN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(たとえばTiN膜)であってもよい。
図5は、処理ユニット2において実行される第1の基板処理例の内容を説明するための流れ図である。図1〜図5を参照しながら、第1の基板処理例について説明する。
未処理の基板W(たとえば直径300mmの円形基板)は、インデクサロボットIRおよび基板搬送ロボットCRによって基板収容器Cから処理ユニット2に搬入され、チャンバ4内に搬入され、基板Wがその表面Wa(図4等参照)を上方に向けた状態でスピンチャック5に受け渡され、スピンチャック5に基板Wが保持される(図5のS1:基板W搬入)。この状態において、基板Wの裏面Wb(図7A等参照)は下方を向いている。チャンバ4への基板Wの搬入は、遮断板17が退避位置に退避された状態で、かつガード64〜66が下位置に配置された状態で行われる。
また、制御装置3は、遮断部材昇降ユニット27を制御して、遮断板17を、退避位置から下降させて近接位置に配置する。
基板Wの回転が液処理速度に達すると、次いで、制御装置3は、基板Wの表面Waに酸性薬液の一例としてのHFを供給するHF工程S3(図5参照)を実行する。具体的には、制御装置3は、酸性薬液バルブ42を開く。それにより、回転状態の基板Wの表面Waの中央部に向けて、上面ノズル19の吐出口19aからHFが吐出される。基板Wの表面Waに供給されたHFは、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Waの全域がHFを用いて処理される。
HFの吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、酸性薬液バルブ42を閉じて、上面ノズル19からのHFの吐出を停止する。これにより、HF工程S3が終了する。
SC1の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、アルカリ薬液バルブ44を閉じて、上面ノズル19からのSC1の吐出を停止する。これにより、SC1工程S5が終了する。
また、置換工程S7の終了後には、制御装置3は、昇華乾燥工程S8(図5参照)を実行する。昇華乾燥工程S8は、液体の昇華剤を基板Wの表面Waに供給して、基板Wの表面Waに、パターン100を浸漬させる厚みの液膜を形成した後、それを固化させて昇華剤膜を形成する。その後、基板Wを高速回転させることにより、昇華剤膜に含まれる昇華剤を昇華させる。この場合、基板Wの高速回転時に、基板Wの表面Waのパターン100間に液相が存在しないので、パターン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。昇華乾燥工程S8については、次に詳細に述べる。
その後、基板搬送ロボットCRが、処理ユニット2に進入して、処理済みの基板Wを処理ユニット2外へと搬出する(図5のS10:基板W搬出)。搬出された基板Wは、基板搬送ロボットCRからインデクサロボットIRへと渡され、インデクサロボットIRによって、基板収容器Cに収納される。
昇華乾燥工程S8は、基板Wの表面Waに液体の昇華剤の液膜81を配置する昇華剤液膜配置工程T10と、水よりも高い蒸気圧(昇華剤よりも高い蒸気圧)を有し、水を含まない高蒸気圧液体を、基板Wの裏面Wbに供給する高蒸気圧液体供給工程と、昇華剤の液膜81が基板Wの表面Waに配置された後に高蒸気圧液体の裏面Wbへの供給を停止することにより、高蒸気圧液体の気化に伴って気化熱が奪われることにより昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤を冷却する気化冷却工程T3とを含む。気化冷却工程T3によって、昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤が固化させられて、基板Wの表面Waに、固体状の昇華剤膜82が形成される。昇華乾燥工程S8は、昇華剤膜82を昇華させる昇華工程T4をさらに含む。
昇華乾燥工程S8において、固化後の昇華剤膜82に水が混じっていると、昇華剤の昇華が阻害されるおそれがある。それだけでなく、基板Wの表面において水が液化することにより、パターン倒壊を助長させるおそれもある。そのため、昇華剤の液膜81や固化後の昇華剤膜82に水が混じらないように、基板Wの表面Waからできるだけ水分を排除した状態で(すなわち、基板Wの表面Waを低湿度に保ちながら)、昇華乾燥工程S8を行う必要がある。そのため、遮断空間28(図7A等参照)において、昇華乾燥工程S8が行われる。
基板Wの表面Waの全域を昇華剤の液膜80が覆う程度の時間が経過すると、制御装置3は、昇華剤バルブ33を閉じる。これにより、昇華剤供給工程T1が終了する。
昇華剤バルブ33の閉成から予め定める期間が経過すると、制御装置3は、高蒸気圧液体バルブ54を閉じる。これにより、基板Wの裏面Wbに対する高蒸気圧液の供給が停止される。これにより、薄化工程T2が終了する。
基板Wの裏面Wbに対する高蒸気圧液の供給停止後においては、高い蒸気圧を有する高蒸気圧液体の気化が、基板Wの裏面において促進される。基板Wの裏面Wbにおいて高蒸気圧液体が気化することに伴って、裏面Wbから気化熱が奪われる。これにより基板Wが冷却し、基板Wの表面Waに形成されている昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤も冷却される。このような冷却に伴って、昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤が当該昇華剤の凝固点(FP)以下(より具体的には、凝固点(FP)よりも低温)に温度低下する。これにより、昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤が固化させられる。昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤の全てが固化することにより、基板Wの表面Waに、固体状の昇華剤膜82が形成される。昇華剤膜82の温度Tsは、凝固点よりも低い(FP>Ts)。
高蒸気圧液体バルブ54の閉成から予め定める期間が経過すると、気化冷却工程T3が終了する。
この昇華工程T4では、昇華剤膜82の昇華に伴って昇華熱が奪われ、昇華剤膜82が凝固点(融点)以下に維持される。そのため、昇華剤膜82に含まれる昇華剤が融解することを防止できる。これにより、昇華乾燥を良好に実現できる。
また、高蒸気圧液体が水を含まないので、基板Wの裏面Wbが疎水性を呈しているか否かによらずに、基板Wの裏面Wb全域に高蒸気圧液体を供給することができる。これにより、基板Wの全域で気化冷却を行うことができるから、基板Wの面内において昇華剤を均一に冷却することができる。これにより、昇華剤の液膜81に含まれる昇華剤の固化を良好に行うことができる。
第2の基板処理例が第1の基板処理例と相違する点は、昇華剤供給工程T1に並行して、基板Wの裏面Wbに、高蒸気圧液体(IPA)ではなく、水を供給するようにした点である。
第2の基板処理例によれば、固化防止のための液体(高温液体)として水を用いるので、高蒸気圧液体を高温液体として用いる場合と比較して、コストダウンを図ることができる。
たとえば、昇華剤供給工程T1に並行して行っている、裏面Wbへの固化防止のための液体(高温液体)を、昇華剤供給工程T1の開始前から開始するようにしてもよい。
また、図8Bに示す第3の基板処理例のように、昇華剤供給工程T1に並行して、基板Wの裏面Wbに、固化防止のための液体(高温液体)を供給しないようにしてもよい。
また、前述の実施形態では、遮断板17を上下に貫通する上面ノズル19によって昇華剤の供給を行う例を説明したが、他のノズルによって昇華剤を供給することもできる。この場合、図9に示すように、側方に気体を放射状に吐出する可能な気体吐出ノズル201を用いて昇華剤を供給することもできる。
ある。
3 :制御装置
5 :スピンチャック
7 :下面ノズル(高蒸気圧液体供給ユニット)
12 :スピンモータ(回転ユニット)
19 :上面ノズル(昇華剤供給ユニット)
28 :遮断空間
31 :昇華剤ユニット(昇華剤供給ユニット)
51 :高蒸気圧液体ユニット(高蒸気圧液体供給ユニット)
81 :昇華剤の液膜
82 :昇華剤膜
100 :パターン
A1 :回転軸線
W :基板
Wa :表面
Wb :裏面
Claims (14)
- パターンを有する基板の表面を乾燥させる基板乾燥方法であって、
前記基板の前記表面に液体の昇華剤の液膜を配置する昇華剤液膜配置工程と、
前記昇華剤よりも高い蒸気圧を有し、水を含まない高蒸気圧液体を、前記基板における前記表面と反対側の面である裏面に供給する高蒸気圧液体供給工程と、
前記昇華剤の液膜が前記基板の前記表面に配置された後に前記高蒸気圧液体の供給を停止することにより、前記高蒸気圧液体の気化に伴って気化熱が奪われることにより前記昇華剤を冷却し、これにより、前記昇華剤の液膜を固化させて前記基板の前記表面に昇華剤膜を形成する気化冷却工程と、
前記昇華剤膜を昇華させる昇華工程とを含む、基板乾燥方法。 - 前記基板の前記裏面に供給される前記高蒸気圧液体が、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有している、請求項1に記載の基板乾燥方法。
- 前記昇華剤液膜配置工程が、
前記基板の前記表面に前記昇華剤を供給する昇華剤供給工程と、
前記昇華剤を供給することなく前記基板を所定の回転軸線回りに回転させることにより、供給された前記昇華剤を前記基板の前記表面で薄くする薄化工程とを含む、請求項1または2に記載の基板乾燥方法。 - 前記高蒸気圧液体供給工程を、前記薄化工程に並行して実行する、請求項3に記載の基板乾燥方法。
- 前記昇華剤供給工程に並行して、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに含む、請求項4に記載の基板乾燥方法。
- 前記昇華剤液膜配置工程が、
前記基板の前記表面に前記昇華剤を供給する昇華剤供給工程を含み、
前記昇華剤供給工程に並行して、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに含む、請求項1に記載の基板乾燥方法。 - 前記高温液体がイソプロピルアルコールであり、前記基板の裏面に供給される前記高蒸気圧液体がイソプロピルアルコールである、請求項5または6に記載の基板乾燥方法。
- 前記高温液体が、水を含む、請求項5または6に記載の基板乾燥方法。
- 前記昇華剤液膜配置工程および前記気化冷却工程の少なくとも一方に並行して、前記基板を所定の回転軸線回りに回転させる基板回転工程と、
前記昇華工程に並行して、前記基板回転工程よりも速い速度で前記基板を前記所定の回転軸線回りに回転させる高速回転工程とをさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板乾燥方法。 - 表面にパターンを有する基板を保持する基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットに保持されている基板を、所定の回転軸線回りに回転させるための回転ユニットと、
前記基板の前記表面に液体の昇華剤を供給するための昇華剤供給ユニットと、
前記昇華剤よりも高い蒸気圧を有し、水を含まない高蒸気圧液体を、前記基板における前記表面と反対側の面である裏面に供給するための高蒸気圧液体供給ユニットとを含む、基板処理装置。 - 前記基板の前記裏面に供給される前記高蒸気圧液体が、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有している、請求項10に記載の基板処理装置。
- 前記回転ユニット、前記昇華剤供給ユニットおよび前記高蒸気圧液体供給ユニットを制御する制御装置をさらに含み、
前記制御装置が、
前記回転ユニットおよび前記昇華剤供給ユニットにより、前記基板の前記表面に昇華剤の液膜を配置する昇華剤液膜配置工程と、
前記高蒸気圧液体供給ユニットにより、前記高蒸気圧液体を前記基板の前記裏面に供給する高蒸気圧液体供給工程と、
前記昇華剤の液膜が前記基板の前記表面に配置された後に前記高蒸気圧液体の供給を停止することにより、前記高蒸気圧液体の気化に伴って気化熱が奪われることにより前記昇華剤を冷却し、これにより、前記昇華剤の液膜を固化させて前記基板の前記表面に昇華剤膜を形成する気化冷却工程と、
前記回転ユニットにより、前記昇華剤膜を昇華させる昇華工程とを実行する、請求項10または11に記載の基板処理装置。 - 前記制御装置が、前記昇華剤液膜配置工程において、前記昇華剤供給ユニットにより、前記基板の前記表面に前記昇華剤を供給する昇華剤供給工程と、前記昇華剤液膜配置工程において、前記回転ユニットにより、前記昇華剤を供給することなく前記基板を前記所定の回転軸線回りに回転させることにより、供給された前記昇華剤を前記基板の前記表面で薄くする薄化工程とを実行する、請求項12に記載の基板処理装置。
- 前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する高温液体を、前記基板の前記裏面に供給するための高温液体供給ユニットをさらに含み、
前記制御装置が、前記高蒸気圧液体供給工程を、前記薄化工程に並行して実行し、
前記制御装置が、前記昇華剤供給工程に並行して、前記高温液体供給ユニットにより、前記昇華剤の凝固点よりも高い液温を有する前記高温液体を、前記基板の前記裏面に供給する高温液体供給工程をさらに実行する、請求項13に記載の基板処理装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017167866A JP6966899B2 (ja) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 基板乾燥方法および基板処理装置 |
US16/045,177 US10921057B2 (en) | 2017-08-31 | 2018-07-25 | Substrate drying method and substrate processing apparatus |
KR1020180086588A KR102055069B1 (ko) | 2017-08-31 | 2018-07-25 | 기판 건조 방법 및 기판 처리 장치 |
TW107126092A TWI668757B (zh) | 2017-08-31 | 2018-07-27 | 基板乾燥方法及基板處理裝置 |
TW108123144A TWI700741B (zh) | 2017-08-31 | 2018-07-27 | 基板乾燥方法及基板處理裝置 |
CN201810858104.4A CN109427624B (zh) | 2017-08-31 | 2018-07-31 | 基板干燥方法和基板处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017167866A JP6966899B2 (ja) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 基板乾燥方法および基板処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019046942A JP2019046942A (ja) | 2019-03-22 |
JP6966899B2 true JP6966899B2 (ja) | 2021-11-17 |
Family
ID=65437024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017167866A Active JP6966899B2 (ja) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 基板乾燥方法および基板処理装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10921057B2 (ja) |
JP (1) | JP6966899B2 (ja) |
KR (1) | KR102055069B1 (ja) |
CN (1) | CN109427624B (ja) |
TW (2) | TWI668757B (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6946474B2 (ja) * | 2018-01-29 | 2021-10-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板乾燥装置、基板乾燥方法および記憶媒体 |
JP7183094B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2022-12-05 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP7235594B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2023-03-08 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP7194645B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2022-12-22 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
TWI741635B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-10-01 | 日商斯庫林集團股份有限公司 | 基板處理方法及基板處理裝置 |
JP2022104013A (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-08 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理装置および基板処理方法 |
CN113915971A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-01-11 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种真空闪蒸系统及真空闪蒸方法 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3503290A1 (de) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von justiermarken, eich- und messstrukturen im sub(my)m-bereich fuer die elektronen- und ionenstrahl-schreib- und -messtechnik |
JPH08208338A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-13 | Kyocera Corp | 耐蝕性部材およびウエハ保持装置 |
US5879576A (en) * | 1996-05-07 | 1999-03-09 | Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. | Method and apparatus for processing substrates |
JP2009174044A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Canon Anelva Corp | 蒸気供給装置を含む基板処理装置 |
US20100258142A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Mark Naoshi Kawaguchi | Apparatus and method for using a viscoelastic cleaning material to remove particles on a substrate |
JP5373429B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2013-12-18 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板乾燥装置および基板乾燥方法 |
WO2010101191A1 (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台構造、成膜装置、及び、原料回収方法 |
JP5643007B2 (ja) | 2010-07-05 | 2014-12-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 表面構造体の乾燥方法 |
JP5647845B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-01-07 | 株式会社Screenホールディングス | 基板乾燥装置及び基板乾燥方法 |
US9673037B2 (en) | 2011-05-31 | 2017-06-06 | Law Research Corporation | Substrate freeze dry apparatus and method |
KR20130122503A (ko) * | 2012-04-30 | 2013-11-07 | 세메스 주식회사 | 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법 |
CN103377971A (zh) | 2012-04-30 | 2013-10-30 | 细美事有限公司 | 用于清洗基板的装置和方法 |
EP2895074B1 (en) * | 2012-09-13 | 2016-11-09 | University Of The Free State | Mammographic tomography test phantom |
US8898928B2 (en) * | 2012-10-11 | 2014-12-02 | Lam Research Corporation | Delamination drying apparatus and method |
TWI584370B (zh) | 2013-08-27 | 2017-05-21 | Tokyo Electron Ltd | A substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a memory medium |
US20150064911A1 (en) | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing method, substrate processing apparatus and storage medium |
JP6259299B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2018-01-10 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
JP2015185713A (ja) | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社東芝 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
JP6425517B2 (ja) | 2014-11-28 | 2018-11-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体 |
JP6502206B2 (ja) | 2015-08-07 | 2019-04-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
JP6591280B2 (ja) * | 2015-12-16 | 2019-10-16 | 東芝メモリ株式会社 | 基板処理装置および基板処理方法 |
JP7010629B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2022-01-26 | 株式会社Screenホールディングス | 基板乾燥方法および基板処理装置 |
-
2017
- 2017-08-31 JP JP2017167866A patent/JP6966899B2/ja active Active
-
2018
- 2018-07-25 US US16/045,177 patent/US10921057B2/en active Active
- 2018-07-25 KR KR1020180086588A patent/KR102055069B1/ko active IP Right Grant
- 2018-07-27 TW TW107126092A patent/TWI668757B/zh active
- 2018-07-27 TW TW108123144A patent/TWI700741B/zh active
- 2018-07-31 CN CN201810858104.4A patent/CN109427624B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102055069B1 (ko) | 2019-12-11 |
US20190063833A1 (en) | 2019-02-28 |
TW201939600A (zh) | 2019-10-01 |
TWI700741B (zh) | 2020-08-01 |
JP2019046942A (ja) | 2019-03-22 |
US10921057B2 (en) | 2021-02-16 |
KR20190024667A (ko) | 2019-03-08 |
CN109427624A (zh) | 2019-03-05 |
TWI668757B (zh) | 2019-08-11 |
TW201913793A (zh) | 2019-04-01 |
CN109427624B (zh) | 2021-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6966899B2 (ja) | 基板乾燥方法および基板処理装置 | |
TWI698906B (zh) | 基板處理方法以及基板處理裝置 | |
JP6811619B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
TWI746998B (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
KR102055070B1 (ko) | 기판 건조 방법 및 기판 처리 장치 | |
JP7235594B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
CN116825672A (zh) | 基板处理方法及基板处理装置 | |
US20180193886A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
JP2019057583A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
KR102518117B1 (ko) | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 | |
JP2016143873A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
TW202019564A (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
JP2020088124A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2015185756A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
TW201842981A (zh) | 基板處理方法及基板處理裝置 | |
WO2024084850A1 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
WO2022254951A1 (ja) | 基板処理方法および昇華乾燥用処理剤 | |
JP7232583B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
JP2022035122A (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200622 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210401 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211022 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6966899 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |