WO2022024735A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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香奈 田原
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株式会社Screenホールディングス
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing method for processing a substrate and a substrate processing apparatus.
  • the substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, optical disk substrates, magnetic disk substrates, optomagnetic disk substrates, photomask substrates, ceramic substrates, solar cell substrates, liquid crystal displays, plasma displays, and the like.
  • a substrate such as a substrate for an FPD (Flat Panel Display) such as an organic EL (Electroluminescence) display device is included.
  • Hydrofluoric acid is used as an etching solution for etching the surface of the substrate (see Patent Document 1 below). After treating the substrate with the etching solution, the surface of the substrate is rinsed with a rinsing solution such as DIW.
  • one object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of reducing the amount of etching components used.
  • a semi-solid coating film containing a first polymer having an etching function and a second polymer having a solid forming function is formed on the surface of a substrate, and the first polymer on the substrate is used.
  • Etching of the surface layer portion of the substrate is stopped by the etching step of etching the surface layer portion of the substrate and the solidification treatment of curing the second polymer in the coating film to change the coating film into a solidified film.
  • a substrate processing method including an etching stop step for causing the etching.
  • a semi-solid coating film containing the first polymer and the second polymer is formed on the surface of the substrate.
  • the surface layer portion of the substrate is etched by the first polymer in the coating film on the substrate.
  • the solid formation process solidifies the second polymer in the coating film.
  • the coating film changes to a solidified film.
  • the first polymer is less likely to diffuse in the solidified membrane than in the coated membrane. Therefore, when the coating film changes to a solidified film, the etching of the surface layer portion of the substrate by the first polymer is stopped.
  • the etching solution such as hydrofluoric acid
  • the fluidity of the semi-solid coating film is lower than the fluidity of the continuous-flow etching solution. Therefore, the amount of the first polymer discharged to the outside of the substrate, that is, the consumption of the etching component can be reduced.
  • the etching step forms a liquid film of a mixed solution containing the first polymer and the second polymer, and the first polymer in the liquid film of the mixed liquid forms a liquid film of the substrate. It includes a liquid film etching step of etching the surface layer portion and a coating film etching step of forming the coating film from the liquid film of the mixed liquid and etching the surface layer portion of the substrate with the first polymer in the coating film.
  • this method not only the surface layer portion of the substrate is etched by the first polymer in the coating film, but also the surface layer portion of the substrate is etched by the first polymer in the liquid film of the mixture liquid which is the base of the coating film. ..
  • the first polymer in the portion of the liquid film of the mixed solution that comes into contact with the surface of the substrate disappears by etching the surface layer portion of the substrate.
  • the fluidity of the mixture is higher than the fluidity of the semi-solid coating film. Therefore, as compared with etching by the coating film, when the first polymer near the surface of the substrate disappears by etching, the first polymer in the liquid film is the first portion of the liquid film that comes into contact with the surface of the substrate. It is easy to diffuse so that the concentration of the polymer does not decrease. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the concentration of the first polymer near the surface of the substrate, so that the surface layer portion of the substrate can be quickly etched.
  • the etching is performed in a state where the liquid film of the mixed liquid is formed on the surface of the substrate, the surface layer portion of the substrate is etched while continuously supplying a continuous flow of the etching liquid such as hydrofluoric acid toward the surface of the substrate.
  • the amount of the first polymer discharged to the outside of the substrate, that is, the consumption of the etching component can be reduced.
  • the liquid film etching step discharges the mixed liquid from a nozzle facing the surface of the substrate toward the surface of the substrate to form a liquid film of the mixed liquid. Includes forming step.
  • a mixed liquid containing the first polymer and the second polymer in advance is supplied to the surface of the substrate. Since it is not necessary to mix the first polymer and the second polymer on the surface of the substrate, the coating film can be formed quickly. As a result, the time required for substrate processing can be shortened.
  • the liquid film etching step supplies the first polymer liquid containing the first polymer and the second polymer liquid containing the second polymer to the surface of the substrate to supply the first polymer. It includes a mixed liquid film forming step of forming a liquid film of a mixed liquid of a polymer liquid and the second polymer liquid on the surface of the substrate.
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the surface of the substrate. Therefore, when the first polymer and the second polymer react with each other, the first polymer and the second polymer react with each other before the first polymer and the second polymer are supplied to the surface of the substrate. Can be suppressed.
  • the mixed liquid forming step includes a step of simultaneously executing the supply of the first polymer liquid to the surface of the substrate and the supply of the second polymer liquid to the surface of the substrate. ..
  • the supply of the first polymer liquid and the supply of the second polymer liquid are executed at the same time, it is required to form the coating film as compared with the method of sequentially supplying the first polymer liquid and the second polymer liquid to the surface of the substrate. You can save time. As a result, the time required for substrate processing can be shortened.
  • the mixed liquid forming step is a first polymer liquid supply step of supplying the first polymer liquid toward the surface of the substrate, and after the first polymer liquid supply step, the substrate.
  • the present invention includes a second polymer liquid supply step of supplying the second polymer liquid toward the surface of the substrate to form the mixed liquid on the surface of the substrate.
  • the first polymer liquid is supplied to the surface of the substrate prior to the second polymer liquid. Therefore, a liquid film in which the second polymer liquid is not mixed is formed on the surface of the substrate.
  • the concentration of the first polymer in the first polymer liquid is higher than the concentration of the first polymer in the mixed liquid. Therefore, the surface layer portion of the substrate can be quickly etched by the high concentration first polymer before the mixture is formed.
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the surface of the substrate. Therefore, when the first polymer and the second polymer react with each other, the reaction between the first polymer and the second polymer can be further suppressed.
  • the solid formation treatment comprises a heat treatment for the coating film
  • the second polymer is a thermosetting resin. Therefore, the thermosetting resin as the second polymer in the coating film is cured by heating.
  • the coating film changes to a solidified film due to the curing of the thermosetting resin. Since the solidified film is formed by curing the thermosetting resin, the diffusion of the first polymer can be further suppressed. Therefore, the etching of the surface layer portion of the substrate by the first polymer can be stopped more reliably.
  • the solid formation treatment includes a light irradiation treatment of the coating film
  • the second polymer is a photocurable resin. Therefore, the photocurable resin as the second polymer in the coating film is cured by irradiation with light. Curing of the photocurable resin changes the coating film into a solidified film. Since the solidified film is formed by curing the photocurable resin, the diffusion of etching components can be further suppressed. Therefore, the etching of the surface layer portion of the substrate by the etching component can be stopped more reliably.
  • the substrate processing method exfoliates the solidified film from the surface of the substrate by supplying a stripping liquid to the surface of the solidified film, and the solidified film is peeled from the surface of the substrate. It further comprises a step of removing the solidified film to be removed.
  • the etching residue tends to adhere to the surface of the substrate. Therefore, in the solidifying film removing step, if the solidifying film is not dissolved in the stripping liquid and removed from the surface of the substrate, but is peeled off from the surface of the substrate and removed, the solidifying film removes the etching residue. It is peeled off from the surface of the substrate while being held. As a result, the etching residue can be removed from the surface of the substrate together with the solidified film.
  • the solidified film containing a dissolving component having higher solubility in the stripping solution than the second polymer is formed. Then, the dissolving component in the solidifying film is dissolved by the stripping liquid supplied in the solidifying film removing step.
  • the solidified membrane contains a dissolving component.
  • the dissolved components in the solidified film are subsequently dissolved by the stripping solution supplied to the surface of the substrate.
  • a gap (through hole) is formed in the solidified membrane by dissolving the dissolved component in the solidified membrane with the stripping liquid. Therefore, the release liquid can be quickly reached at the interface between the solidified film and the substrate through the through holes formed in the solidified film.
  • the release liquid enters the interface between the substrate and the solidified film and peels the solidified film from the surface of the substrate. As a result, the solidified film can be quickly peeled off from the surface of the substrate after the etching by the first polymer is completed.
  • an etching residue is formed by etching the surface layer portion of the substrate in the etching step.
  • the etching residue is retained by the solidified film formed in the etching stop step.
  • the solidifying film removing step includes a step of removing the etching residue together with the solidifying film while the etching residue is held by the solidifying film.
  • the etching residue generated by etching the surface layer of the substrate is removed from the surface of the substrate together with the solidified film in the solidifying film removing step. Therefore, after removing the solidified film, it is not necessary to separately perform a treatment for removing the etching residue.
  • Another embodiment of the present invention comprises a coating film forming unit that forms a coating film containing a first polymer having an etching function and a second polymer having a solid forming function on the surface of a substrate, and the above-mentioned coating film forming unit on the surface of the substrate.
  • a solid-forming unit that solidifies or cures the second polymer in the coating film to form a solidified film, and a stripping solution that peels the solidified film from the surface of the substrate toward the surface of the substrate.
  • a substrate processing apparatus including a stripping liquid supply unit to be supplied, the coating film forming unit, the solid forming unit, and a controller for controlling the stripping liquid supply unit.
  • the controller forms a coating film on the surface of the substrate by the coating film forming unit, and the surface layer portion of the substrate is etched by the first polymer in the coating film, and the solid.
  • the etching stop step of stopping the etching of the surface layer portion of the substrate by curing the second polymer in the coating film by the solid formation treatment by the forming unit and changing the coating film into a solidified film, and the solidification. It is programmed to perform a solidified membrane removing step of stripping the solidified membrane from the surface of the substrate and removing the solidified membrane from the surface of the substrate by supplying a stripping liquid to the surface of the membrane. ..
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a main part of the substrate processing apparatus.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining an example of substrate processing by the substrate processing apparatus.
  • FIG. 5A is a schematic diagram for explaining the state of the mixed liquid supply step (step S2) of the substrate processing.
  • FIG. 5B is a schematic diagram for explaining the state of the coating film forming step (step S3) of the substrate treatment.
  • FIG. 5C is a schematic diagram for explaining the state of the solidified film forming step (step S4) of the substrate treatment.
  • FIG. 5A is a schematic diagram for explaining the state of the mixed liquid supply step (step S2) of the substrate processing.
  • step S3 the state of the coating film forming step (step S3) of the substrate treatment.
  • FIG. 5D is a schematic diagram for explaining the state of the solidified film removing step (step S5) of the substrate treatment.
  • FIG. 5E is a schematic diagram for explaining the state of the solidified film removing step (step S5) of the substrate treatment.
  • FIG. 5F is a schematic diagram for explaining the state of the rinsing step (step S6) of the substrate processing.
  • FIG. 6A is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 6B is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 6C is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 6D is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 6A is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 6B is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate
  • FIG. 6E is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the substrate processing.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a first example of the mixed liquid supply step (step S2) in the substrate processing by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9A is a schematic diagram for explaining a second example of the mixed liquid supply step (step S2) in the substrate processing by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9B is a schematic diagram for explaining a second example of the mixed liquid supply step (step S2) in the substrate processing by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a processing unit provided in the substrate processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an example of the solidified film forming step (step S4) in the substrate processing by the substrate processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a state near the surface of the substrate during the solidifying film forming step (step S4) of the substrate treatment according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a modification of the substrate processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a first modification of the light irradiation unit provided in the processing unit according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a second modification of the light irradiation unit provided in the processing unit according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the configuration of the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout of the substrate processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 1 is a single-wafer processing apparatus that processes substrates W such as silicon wafers one by one.
  • the substrate W is a disk-shaped substrate.
  • a substrate in which an etchable component is exposed on the surface can be used.
  • the substrate W has at least one of SiO 2 (silicon oxide), TiN (titanium nitride), Cu (copper), Ru (ruthenium), Co (cobalt), Mo (molybdenum), and W (tungsten) on the surface. It is preferable to use a substrate in which is exposed. Only one kind of the above-mentioned substance may be exposed on the surface of the substrate W, or a plurality of the above-mentioned substances may be exposed.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a load port LP on which a plurality of processing units 2 for processing the substrate W with a fluid, a carrier C accommodating a plurality of substrates W processed by the processing unit 2, and a load port LP are mounted. It includes transfer robots IR and CR that transfer the substrate W between the substrate processing unit 2 and the processing unit 2, and a controller 3 that controls the substrate processing apparatus 1.
  • the transfer robot IR transfers the substrate W between the carrier C and the transfer robot CR.
  • the transfer robot CR transfers the substrate W between the transfer robot IR and the processing unit 2.
  • the plurality of processing units 2 have, for example, a similar configuration.
  • the fluid supplied toward the substrate W in the processing unit 2 includes a mixed liquid, a first polymer liquid, a second polymer liquid, a stripping liquid, a rinsing liquid and the like.
  • Each processing unit 2 includes a chamber 4 and a processing cup 7 arranged in the chamber 4, and processes the substrate W in the processing cup 7.
  • the chamber 4 is formed with an entrance / exit (not shown) for loading / unloading the substrate W and unloading the substrate W by the transfer robot CR.
  • the chamber 4 is provided with a shutter unit (not shown) that opens and closes the doorway.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration example of the processing unit 2.
  • the processing unit 2 further includes a spin chuck 5, a heater unit 6, a first moving nozzle 9, a second moving nozzle 10, and a third moving nozzle 11.
  • the spin chuck 5 is an example of a substrate holding rotation unit that rotates the substrate W around the rotation axis A1 (vertical axis) while holding the substrate W horizontally.
  • the rotation axis A1 is a vertical straight line passing through the central portion of the substrate W.
  • the spin chuck 5 includes a plurality of chuck pins 20, a spin base 21, a rotating shaft 22, and a spin motor 23.
  • the spin base 21 has a disk shape along the horizontal direction. On the upper surface of the spin base 21, a plurality of chuck pins 20 for gripping the peripheral edge of the substrate W are arranged at intervals in the circumferential direction of the spin base 21.
  • the plurality of chuck pins 20 are opened and closed by the pin opening / closing unit 24.
  • the plurality of chuck pins 20 hold (sandwich) the substrate W horizontally by being closed by the pin opening / closing unit 24.
  • the plurality of chuck pins 20 release the substrate W by being opened by the pin opening / closing unit 24.
  • the plurality of chuck pins 20 support the substrate W from below in the open state.
  • the spin base 21 and the plurality of chuck pins 20 form a substrate holding unit that holds the substrate W horizontally.
  • the board holding unit is also called a board holder.
  • the rotating shaft 22 extends in the vertical direction along the rotating axis A1.
  • the upper end of the rotating shaft 22 is coupled to the center of the lower surface of the spin base 21.
  • the spin motor 23 applies a rotational force to the rotating shaft 22.
  • the spin base 21 is rotated by rotating the rotating shaft 22 by the spin motor 23.
  • the spin motor 23 is an example of a substrate rotation unit that rotates the substrate W around the rotation axis A1.
  • the heater unit 6 is an example of a substrate heating unit that heats the entire substrate W.
  • the heater unit 6 has the form of a disk-shaped hot plate.
  • the heater unit 6 is arranged between the upper surface of the spin base 21 and the lower surface of the substrate W.
  • the heater unit 6 has a facing surface 6a facing the lower surface of the substrate W from below.
  • the heater unit 6 includes a plate body 61 and a heater 62.
  • the plate body 61 is slightly smaller than the substrate W in a plan view.
  • the upper surface of the plate body 61 constitutes the facing surface 6a.
  • the heater 62 may be a resistor built in the plate body 61. By energizing the heater 62, the facing surface 6a is heated.
  • the facing surface 6a is heated to, for example, 195 ° C.
  • the processing unit 2 includes a heater energization unit 64 that supplies electric power to the heater 62 via a feeder line 63, and a heater elevating unit 65 that raises and lowers the heater unit 6 relative to the spin base 21.
  • the heater energization unit 64 is, for example, a power source.
  • the heater elevating unit 65 includes, for example, a ball screw mechanism (not shown) and an electric motor (not shown) that applies a driving force to the ball screw mechanism.
  • the heater elevating unit 65 is also referred to as a heater lifter.
  • An elevating shaft 66 extending in the vertical direction along the rotation axis A1 is coupled to the lower surface of the heater unit 6.
  • the elevating shaft 66 inserts a through hole 21a formed in the central portion of the spin base 21 and a hollow rotating shaft 22.
  • a feeder line 63 is passed through the elevating shaft 66.
  • the heater elevating unit 65 raises and lowers the heater unit 6 via the elevating shaft 66.
  • the heater unit 6 can be raised and lowered by the heater raising and lowering unit 65 to be positioned in the lower position and the upper position.
  • the heater elevating unit 65 can arrange the heater unit 6 not only in the lower position and the upper position but also in an arbitrary position between the lower position and the upper position.
  • the heater unit 6 can receive the substrate W from a plurality of chuck pins 20 in the open state when ascending.
  • the heater unit 6 can heat the substrate W by arranging the heater unit 6 at a position in contact with the lower surface of the substrate W or a position close to the lower surface of the substrate W by the heater elevating unit 65.
  • the processing cup 7 includes a plurality of guards 71 that receive the liquid scattered outward from the substrate W held by the spin chuck 5, a plurality of cups 72 that receive the liquid guided downward by the plurality of guards 71, and a plurality of cups 72. It includes a guard 71 and a cylindrical outer wall member 73 that surrounds the plurality of cups 72.
  • This embodiment shows an example in which two guards 71 (first guard 71A and second guard 71B) and two cups 72 (first cup 72A and second cup 72B) are provided.
  • Each of the first cup 72A and the second cup 72B has the form of an annular groove opened upward.
  • the first guard 71A is arranged so as to surround the spin base 21.
  • the second guard 71B is arranged so as to surround the spin base 21 outside the first guard 71A.
  • the first guard 71A and the second guard 71B each have a substantially cylindrical shape.
  • the upper end of each guard 71 is inclined inward toward the spin base 21.
  • the first cup 72A receives the liquid guided downward by the first guard 71A.
  • the second cup 72B is integrally formed with the first guard 71A, and receives the liquid guided downward by the second guard 71B.
  • the processing unit 2 includes a guard elevating unit 74 that separately raises and lowers the first guard 71A and the second guard 71B in the vertical direction.
  • the guard elevating unit 74 raises and lowers the first guard 71A between the lower position and the upper position.
  • the guard elevating unit 74 raises and lowers the second guard 71B between the lower position and the upper position.
  • both the first guard 71A and the second guard 71B are located in the upper position, the liquid scattered from the substrate W is received by the first guard 71A.
  • the first guard 71A is located in the lower position and the second guard 71B is located in the upper position, the liquid scattered from the substrate W is received by the second guard 71B.
  • the transfer robot CR can access the spin chuck 5 for loading and unloading the substrate W.
  • the guard elevating unit 74 includes, for example, a first ball screw mechanism (not shown) coupled to the first guard 71A, a first motor (not shown) that applies a driving force to the first ball screw mechanism, and a second. It includes a second ball screw mechanism (not shown) coupled to the guard 71B and a second motor (not shown) that applies a driving force to the second ball screw mechanism.
  • the guard elevating unit 74 is also referred to as a guard lifter.
  • the first moving nozzle 9 is a mixed liquid nozzle (mixed liquid supply unit) that supplies (discharges) a mixed liquid containing the first polymer and the second polymer toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 5. This is just one example.
  • the first moving nozzle 9 is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the first nozzle moving unit 35.
  • the first moving nozzle 9 can move between the center position and the home position (retracted position) in the horizontal direction.
  • the first moving nozzle 9 faces the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the first moving nozzle 9 When the first moving nozzle 9 is located at the home position, it does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
  • the first moving nozzle 9 can approach the upper surface of the substrate W or retract upward from the upper surface of the substrate W by moving in the vertical direction.
  • the first nozzle moving unit 35 includes an arm (not shown) coupled to the first moving nozzle 9 and extending horizontally, a rotating shaft (not shown) coupled to the arm and extending in the vertical direction, and a rotating shaft. May include a rotating shaft drive unit (not shown) for raising and lowering and rotating.
  • the rotary shaft drive unit swings the arm by rotating the rotary shaft around a vertical rotary axis. Further, the rotary shaft drive unit raises and lowers the arm by raising and lowering the rotary shaft along the vertical direction.
  • the first moving nozzle 9 moves in the horizontal direction and the vertical direction according to the swinging and raising / lowering of the arm.
  • the first moving nozzle 9 is connected to a mixed liquid pipe 40 that guides the mixed liquid to the first moving nozzle 9.
  • the mixed liquid valve 50 interposed in the mixed liquid pipe 40 is opened, the mixed liquid is discharged downward from the discharge port of the first moving nozzle 9 in a continuous flow.
  • the mixed liquid valve 50 is opened when the first moving nozzle 9 is located at the central position, the mixed liquid is supplied to the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the mixed solution contains a solute and a solvent.
  • the solvent contained in the mixed solution is, for example, an organic solvent.
  • organic solvent examples include alcohols such as isopropanol (IPA), ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol mono such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate.
  • IPA isopropanol
  • ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether
  • ethylene glycol mono such as ethylene glycol monomethyl ether acetate
  • Alkyl ether acetates lactic acid esters such as methyl lactate and ethyl lactate (EL), aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as methyl ethyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, N, N-dimethylacetamide, N. -Amids such as methylpyrrolidone, lactones such as ⁇ -butyrolactone and the like can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
  • the mixed solution contains a first polymer, a second polymer and a dissolving component as solutes.
  • the first polymer is a component capable of etching the surface layer of the substrate W, that is, a component having an etching function.
  • the first polymer is, for example, an organic acid polymer such as a carboxylic acid or a sulfonic acid.
  • carboxylic acid include polyacrylic acid represented by the following chemical formula 1.
  • Examples of the sulfonic acid include polystyrene sulfonic acid represented by the following chemical formula 2.
  • the second polymer is a component that is solidified or cured by a solid forming treatment such as heating or light irradiation, that is, a component having a solid forming function.
  • the second polymer is a thermosetting resin that cures by heating.
  • the thermosetting resin may contain, for example, at least one of an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, and a polyurethane resin.
  • the dissolving component is a substance having higher solubility in the stripping solution described later than the second polymer.
  • the dissolving component is, for example, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane.
  • the dissolving component is not limited to 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Details of the dissolved components will be described later.
  • the second moving nozzle 10 is an example of a stripping liquid nozzle (peeling liquid supply unit) that supplies (discharges) a stripping liquid such as ammonia water in a continuous flow toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 5.
  • the stripping liquid is a liquid for stripping the solidified film formed on the substrate W from the upper surface of the substrate W.
  • the second moving nozzle 10 is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the second nozzle moving unit 36.
  • the second moving nozzle 10 can move between the center position and the home position (retracted position) in the horizontal direction.
  • the second moving nozzle 10 When the second moving nozzle 10 is located at the center position, it faces the central region on the upper surface of the substrate W. When the second moving nozzle 10 is located at the home position, it does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
  • the second moving nozzle 10 can approach the upper surface of the substrate W or retract upward from the upper surface of the substrate W by moving in the vertical direction.
  • the second nozzle moving unit 36 has the same configuration as the first nozzle moving unit 35. That is, the second nozzle moving unit 36 has an arm (not shown) coupled to the second moving nozzle 10 and extending horizontally, and a rotating shaft (not shown) coupled to the arm and extending in the vertical direction. It may include a rotating shaft drive unit (not shown) that raises and lowers and rotates the rotating shaft.
  • the second moving nozzle 10 is connected to a peeling liquid pipe 41 that guides the peeling liquid to the second moving nozzle 10.
  • the release liquid valve 51 interposed in the release liquid pipe 41 is opened, the release liquid is discharged downward from the discharge port of the second moving nozzle 10 in a continuous flow.
  • the release liquid valve 51 is opened when the second moving nozzle 10 is located at the center position, the release liquid is supplied to the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the stripping liquid discharged from the second moving nozzle 10 is, for example, an alkaline aqueous solution (alkaline liquid) such as aqueous ammonia.
  • alkaline aqueous solution include ammonia water, SC1 solution (ammonia-hydrogen peroxide mixture), TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution, choline aqueous solution, and a combination thereof.
  • the stripping liquid is not limited to an alkaline liquid, and may be pure water (preferably DIW) or an aqueous solution of either neutral or acidic (non-alkaline aqueous solution).
  • the third moving nozzle 11 is an example of a rinse liquid nozzle (rinse liquid supply unit) that supplies (discharges) a rinse liquid such as pure water toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 5 in a continuous flow.
  • the rinsing liquid is a liquid that washes away the liquid adhering to the surface of the substrate W.
  • the third moving nozzle 11 is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the third nozzle moving unit 37.
  • the third moving nozzle 11 can move between the center position and the home position (retracted position) in the horizontal direction.
  • the third moving nozzle 11 When the third moving nozzle 11 is located at the center position, it faces the central region on the upper surface of the substrate W. When the third moving nozzle 11 is located at the home position, it does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
  • the third moving nozzle 11 can approach the upper surface of the substrate W or retract upward from the upper surface of the substrate W by moving in the vertical direction.
  • the third nozzle moving unit 37 has the same configuration as the first nozzle moving unit 35. That is, the third nozzle moving unit 37 has an arm (not shown) coupled to the third moving nozzle 11 and extending horizontally, and a rotating shaft (not shown) coupled to the arm and extending in the vertical direction. It may include a rotating shaft drive unit (not shown) that raises and lowers and rotates the rotating shaft.
  • the third moving nozzle 11 is connected to a rinse liquid pipe 42 that guides the rinse liquid to the third moving nozzle 11.
  • the rinse liquid valve 52 interposed in the rinse liquid pipe 42 is opened, the rinse liquid is discharged downward from the discharge port of the third moving nozzle 11 in a continuous flow.
  • the rinse liquid valve 52 is opened when the third moving nozzle 11 is located at the center position, the rinse liquid is supplied to the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the rinsing solution includes pure water such as DIW, carbonated water, electrolytic ionized water, hydrochloric acid water having a diluted concentration (for example, about 1 ppm to 100 ppm), ammonia water having a diluted concentration (for example, about 1 ppm to 100 ppm), and reduced water (hydrogen). Water) and the like.
  • an organic solvent such as IPA as the rinsing liquid as the rinsing liquid as long as it is compatible with the stripping liquid.
  • Compatibility is the property that two types of liquids dissolve and mix with each other.
  • the upper surface of the substrate W is dried by shaking off the rinse liquid on the substrate W, but if the rinse liquid is a low surface tension liquid, the upper surface of the substrate W is dried when the upper surface of the substrate W is dried. The surface tension acting on the upper surface of W can be reduced.
  • IPA IPA
  • HFE hydrofluoroether
  • methanol ethanol
  • Trans-1,2-dichloroethylene is used as an organic solvent that functions as a low surface tension liquid.
  • examples include liquids and the like.
  • the organic solvent that functions as a low surface tension liquid does not have to consist of only a single component, but may be a liquid mixed with other components.
  • it may be a mixed solution of IPA and DIW, or it may be a mixed solution of IPA and HFE.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a main part of the substrate processing device 1.
  • the controller 3 includes a microcomputer and controls a controlled object provided in the substrate processing apparatus 1 according to a predetermined control program.
  • the controller 3 includes a processor (CPU) 3A and a memory 3B in which a control program is stored.
  • the controller 3 is configured to execute various controls for substrate processing by the processor 3A executing a control program.
  • the controller 3 includes a transfer robot IR, CR, a spin motor 23, a pin opening / closing unit 24, a first nozzle moving unit 35, a second nozzle moving unit 36, a third nozzle moving unit 37, a heater energizing unit 64, and a heater elevating unit. It is programmed to control 65, a guard elevating unit 74, a mixed liquid valve 50, a stripping liquid valve 51, and a rinse liquid valve 52. By controlling the valve by the controller 3, the presence or absence of discharge of the processing fluid from the corresponding nozzle and the discharge flow rate of the processing fluid from the corresponding nozzle are controlled.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining an example of substrate processing by the substrate processing apparatus 1.
  • FIG. 4 mainly shows the processing realized by the controller 3 executing the program.
  • 5A to 5E are schematic views for explaining the state of each process of substrate processing.
  • step S4, the solidifying film removing step (step S5), the rinsing step (step S6), the spin-drying step (step S7), and the substrate unloading step (step S8) are executed in this order.
  • the unprocessed substrate W is carried into the processing unit 2 from the carrier C by the transfer robots IR and CR (see FIG. 1) and passed to the spin chuck 5 (step S1). As a result, the substrate W is held horizontally by the spin chuck 5 (substrate holding step).
  • the heater unit 6 At the time of carrying in the substrate W, the heater unit 6 is arranged in a non-heating position where the substrate W is not heated while the heater 62 is energized.
  • the non-heated position is, for example, the lower position.
  • the heater unit 6 may switch between heating the substrate W and stopping heating depending on whether or not the heater energizing unit 64 is energized.
  • step S7 The holding of the substrate W by the spin chuck 5 is continued until the spin dry step (step S7) is completed.
  • the guard elevating unit 74 has the first guard 71A and the second guard so that at least one guard 71 is located at the upper position. Adjust the height position of 71B.
  • the spin motor 23 rotates the spin base 21 while the substrate W is held by the spin chuck 5. As a result, the rotation of the horizontally held substrate W is started (the substrate rotation step).
  • the mixed liquid supply step (step S2) of supplying the mixed liquid to the upper surface of the substrate W is executed.
  • the first nozzle moving unit 35 moves the first moving nozzle 9 to the processing position.
  • the processing position of the first moving nozzle 9 is, for example, the central position.
  • the mixture valve 50 is opened with the first moving nozzle 9 located at the processing position.
  • the mixed liquid is supplied (discharged) from the first moving nozzle 9 toward the central region of the upper surface of the rotating substrate W (mixed liquid supply step, mixed liquid discharge step). ..
  • the mixed liquid supplied to the upper surface of the substrate W spreads over the entire upper surface of the substrate W by centrifugal force, and a liquid film 101 of the mixed liquid is formed on the entire upper surface of the substrate W (mixed liquid film forming step).
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the liquid film 101 of the mixed liquid (etching step, liquid film etching step).
  • the supply of the mixed liquid from the first moving nozzle 9 is continued for a predetermined time, for example, 2 seconds to 4 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined mixed liquid rotation speed, for example, 10 rpm to 1500 rpm.
  • the amount of the mixed solution applied to the upper surface of the substrate W is about 2 cc.
  • the rotation speed of the mixed liquid is preferably such that the mixed liquid does not scatter to the outside of the substrate W, and the liquid film 101 of the mixed liquid is preferably in a paddle state on the substrate W.
  • the paddle state means a state in which the upper surface of the substrate W is covered with the liquid film 101 and the substrate W is stationary in the rotation direction or is rotating at a low rotation speed (50 rpm or less).
  • step S3 the coating film forming step (step S3) of evaporating the solvent from the mixed solution on the substrate W to form the coating film 102 is executed.
  • the mixture valve 50 is closed. Then, the first moving nozzle 9 is moved to the home position by the first nozzle moving unit 35.
  • Centrifugal force caused by the rotation of the substrate W acts not only on the mixed liquid on the substrate W but also on the gas in contact with the liquid film 101. Therefore, due to the action of centrifugal force, an air flow in which the gas is directed from the center side to the peripheral side of the substrate W is formed. This air flow removes the gaseous solvent in contact with the liquid film 101 from the atmosphere in contact with the substrate W. Therefore, evaporation (volatilization) of the solvent from the mixed solution on the substrate W is promoted, and a semi-solid coating film 102 is formed (coating film forming step).
  • the semi-solid state is a state in which a solid component and a liquid component are mixed.
  • the first moving nozzle 9 and the spin motor 23 are examples of the coating film forming unit.
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the coating film 102 (etching step).
  • the coating film 102 has a higher viscosity than the liquid film 101.
  • the spin motor 23 functions as an evaporation unit (evaporation promotion unit) that evaporates the solvent in the mixed liquid.
  • the coating film forming step (step S3) is continued for, for example, 30 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined coating film forming speed, for example, 800 rpm.
  • step S4 the solidifying film forming step (step S4) of forming the solidifying film 100 by curing the coating film 102 on the substrate W is executed.
  • the heater elevating unit 65 arranges the heater unit 6 at the heating position.
  • the heating position is, for example, a remote heating position for heating the substrate W at a position separated from the lower surface of the substrate W.
  • the coating film 102 is heated by the heater unit 6 via the substrate W (coating film heating step).
  • the second polymer (thermosetting resin) in the coating film 102 is cured by heating the coating film 102.
  • the solidified film 100 is formed by curing the second polymer (solidified film forming step). By curing the second polymer in the coating film 102 by heating to change the coating film 102 into a solidified film 100, etching of the surface layer portion of the substrate W is stopped (etching stop step). Since the solidified film 100 is formed by heating, heating is an example of a solid formation treatment.
  • the heater unit 6 is an example of a solid forming unit.
  • the heating of the coating film 102 is continued for a predetermined time, for example, 30 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined solidifying film forming rate, for example, 800 rpm.
  • a solidifying film removing step (step S5) is executed in which a stripping liquid is supplied to the upper surface of the substrate W to peel and remove the solidified film 100 from the upper surface of the substrate W.
  • the heater elevating unit 65 moves the heater unit 6 to a non-heating position. Then, the second nozzle moving unit 36 moves the second moving nozzle 10 to the processing position.
  • the processing position of the second moving nozzle 10 is, for example, the central position.
  • the release liquid valve 51 is opened with the second moving nozzle 10 located at the processing position.
  • the stripping liquid is supplied (discharged) from the second moving nozzle 10 toward the central region of the upper surface of the rotating substrate W (peeling liquid supply step, stripping liquid discharge step). ..
  • the stripping liquid supplied to the upper surface of the substrate W spreads over the entire substrate W by centrifugal force.
  • the release liquid supplied to the upper surface of the substrate W reaches the interface between the upper surface of the substrate W and the solidified film 100 while dissolving the dissolved components in the solidified film 100, and enters between the solidified film 100 and the upper surface of the substrate W. do.
  • FIG. 5E by continuing to supply the release liquid, the solidified film 100 is peeled off from the upper surface of the substrate W and removed (solidified film removing step).
  • step S5 the substrate W is rotated at a predetermined removing rotation speed, for example, 800 rpm.
  • a rinsing step (step S6) of flushing the release liquid from the upper surface of the substrate W is executed. Specifically, the release liquid valve 51 is closed, and the second nozzle moving unit 36 moves the second moving nozzle 10 to the retracted position. Then, the third nozzle moving unit 37 moves the third moving nozzle 11 to the processing position.
  • the processing position of the third moving nozzle 11 is, for example, the central position.
  • the rinse liquid valve 52 is opened with the third moving nozzle 11 located at the processing position.
  • the rinse liquid is supplied (discharged) from the third moving nozzle 11 toward the central region of the upper surface of the rotating substrate W (rinse liquid supply step, rinse liquid discharge step). ..
  • the rinse liquid supplied to the upper surface of the substrate W spreads over the entire upper surface of the substrate W due to centrifugal force.
  • the stripping liquid adhering to the upper surface of the substrate W is discharged to the outside of the substrate W together with the rinsing liquid and is replaced with the rinsing liquid (rinsing step, stripping liquid discharging step).
  • step S6 The supply of the rinse liquid to the upper surface and the lower surface of the substrate W is continued for a predetermined time, for example, 30 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined rinsing rotation speed, for example, 800 rpm.
  • step S7 a spin-drying step (step S7) of rotating the substrate W at high speed to dry the upper surface of the substrate W is executed. Specifically, the rinse liquid valve 52 is closed. As a result, the supply of the rinse liquid to the upper surface of the substrate W is stopped.
  • the spin motor 23 accelerates the rotation of the substrate W and rotates the substrate W at high speed.
  • the substrate W in the spin-drying step is rotated at a drying speed, for example, 1500 rpm.
  • the spin dry step is performed for a predetermined time, for example, 30 seconds. As a result, a large centrifugal force acts on the rinse liquid on the substrate W, and the rollin liquid on the substrate W is shaken off around the substrate W.
  • the guard elevating unit 74 moves the first guard 71A and the second guard 71B to the lower position.
  • the transfer robot CR enters the processing unit 2, scoops the processed substrate W from the chuck pin 20 of the spin chuck 5, and carries it out of the processing unit 2 (step S8).
  • the substrate W is passed from the transfer robot CR to the transfer robot IR, and is housed in the carrier C by the transfer robot IR.
  • FIGS. 6A to 6E are schematic views for explaining a state near the surface of the substrate W during substrate processing.
  • the coating film 102 formed in the coating film forming step (step S3) contains a first polymer (organic acid polymer), a second polymer (thermosetting resin), and a dissolving component.
  • the surface layer portion 150 of the substrate W is etched by the first polymer in the coating film 102 (etching step).
  • the surface layer portion 150 of the substrate W is a portion near the surface of the substrate W.
  • the first polymer in the portion of the coating film 102 that contacts the upper surface 151 of the substrate W disappears by etching the surface layer portion 150 of the substrate W. Therefore, the first polymer in the coating film 102 moves to the upper surface 151 side of the substrate W so that the concentration of the first polymer in the portion of the coating film 102 in contact with the upper surface 151 of the substrate W does not decrease. Therefore, as shown in FIG. 6B, the etching of the surface layer portion 150 of the substrate W gradually progresses, and the upper surface 151 of the substrate W recedes toward the lower surface side of the substrate W.
  • the etching residue 104 is formed by etching the surface layer portion 150 of the substrate W.
  • the solidified membrane 100 contains a first polymer, a second polymer and a dissolving component in a solid state.
  • the first polymer in the solid state is referred to as the first polymer solid 110.
  • the second polymer in the solid state is referred to as the second polymer solid 111.
  • the dissolved component in the solid state is referred to as the dissolved component solid 112.
  • the solidified film 100 (particularly, the second polymer solid 111) retains the etching residue 104 formed by the etching step.
  • the dissolution component solid 112 is selectively dissolved by the stripping solution. That is, the solidified film 100 is partially dissolved (dissolution step, partial dissolution step).
  • the solid state of the dissolved component solid 112 is selectively dissolved does not mean that only the solid state of the dissolved component 112 is dissolved.
  • the solid state of the dissolved component solid 112 is selectively dissolved means that the second polymer solid 111 in the solid state is also slightly dissolved, but most of the dissolved component solid 112 in the solid state is dissolved. It means.
  • the through hole 106 is formed in the portion of the solidified membrane 100 where the dissolved component solid 112 is unevenly distributed, triggered by the selective dissolution of the dissolved component solid 112 (through hole forming step).
  • the through hole 106 has a size of, for example, several nm in diameter in a plan view.
  • the through hole 106 does not have to be observably clearly formed. That is, the through hole 106 only needs to have a path for moving the release liquid from the upper surface of the solidifying film 100 to the upper surface 151 of the substrate in the solidifying film 100, and if the path penetrates the solidifying film 100 as a whole. good.
  • the stripping solution partially dissolves the solidified film 100 while being dissolved in the solvent remaining in the solidified film 100.
  • the release liquid dissolves the dissolved component solid 112 in the solidified membrane 100 while dissolving in the solvent remaining in the solidified membrane 100 to form the through holes 106. Therefore, the release liquid easily enters the solidified film 100 (dissolution entry step).
  • the release liquid that has reached the upper surface 151 of the substrate W acts on the interface between the solidified film 100 and the substrate W to peel off the solidified film 100, and the peeled solidified film 100 is removed from the upper surface 151 of the substrate W (peeling exclusion). Process).
  • the solubility of the second polymer solid 111 in the stripping solution is lower than that of the dissolving component solid 112 in the stripping solution, and most of the second polymer solid 111 is maintained in a solid state. Therefore, the vicinity of the surface of the second polymer solid 111 is only slightly dissolved by the stripping liquid. Therefore, the stripping liquid that has reached the vicinity of the upper surface 151 of the substrate W through the through hole 106 slightly dissolves the portion of the second polymer solid 111 near the upper surface 151 of the substrate W. As a result, as shown in the enlarged view of FIG.
  • the release liquid gradually dissolves the second polymer solid 111 in a solid state near the upper surface 151 of the substrate W, and the solidified film 100 and the upper surface 151 of the substrate W are formed. It enters the gap G between them (peeling liquid entry step).
  • the dissolved component solid 112 is also referred to as a crack-generating component.
  • the solidified film 100 splits due to the formation of cracks and becomes a film piece 108.
  • the film piece 108 of the solidified film 100 is peeled from the substrate W while holding the etching residue 104 (solidified film splitting step, solidified film peeling step).
  • the solidified film 100 that has become the film piece 108 is washed away by the stripping liquid while holding the etching residue 104.
  • the film piece 108 holding the etching residue 104 is extruded out of the substrate W and removed from the upper surface 151 of the substrate W (solidified film removing step, etching residue removing step).
  • the upper surface 151 of the substrate W can be satisfactorily cleaned.
  • a semi-solid coating film 102 containing the first polymer and the second polymer is formed on the upper surface 151 of the substrate W.
  • the surface layer portion 150 of the substrate W is etched by the first polymer in the coating film 102.
  • the second polymer in the coating film 102 is solidified by the heat treatment (solid formation treatment).
  • the coating film 102 changes to the solidified film 100.
  • the first polymer is less likely to diffuse in the solidified film 100 than in the coated film 102. Therefore, when the coating film 102 changes to the solidified film 100, the etching of the surface layer portion 150 of the substrate W by the first polymer is stopped.
  • the etching liquid such as hydrofluoric acid toward the upper surface 151 of the substrate W
  • the etching liquid is sequentially applied to the outside of the substrate W. Is discharged to.
  • the fluidity of the semi-solid coating film 102 is lower than the fluidity of the continuous-flow etching solution. Therefore, the amount of the mixed liquid discharged to the outside of the substrate W can be reduced. Therefore, the consumption of the first polymer, that is, the consumption of the etching component can be reduced.
  • the etching residue 104 tends to adhere to the upper surface 151 of the substrate W.
  • the solidifying film removing step the solidifying film 100 is not dissolved in the stripping liquid and removed from the upper surface 151 of the substrate W, but is peeled off from the upper surface 151 of the substrate W and removed. To. Therefore, the solidified film 100 is peeled off from the upper surface 151 of the substrate W while retaining the etching residue 104. As a result, the etching residue 104 together with the solidified film 100 can be removed from the upper surface 151 of the substrate W.
  • the etching step includes a liquid film etching step and a coating film etching step. Therefore, not only the etching of the surface layer portion 150 of the substrate W by the first polymer in the coating film 102, but also the surface layer portion 150 of the substrate W by the first polymer in the liquid film 101 of the mixed liquid which is the base of the coating film 102. Etched. The first polymer in the portion of the liquid film 101 of the mixed solution in contact with the upper surface 151 of the substrate W disappears by etching the surface layer portion 150 of the substrate W. The fluidity of the mixed solution is higher than the fluidity of the semi-solid coating film 102.
  • the first polymer in the liquid film 101 of the mixed solution is the first polymer in the coating film 102. It diffuses more quickly than polymers. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the concentration of the first polymer near the upper surface 151 of the substrate W, so that the surface layer portion 150 of the substrate W is quickly etched.
  • the substrate W is continuously supplied with a continuous flow of the etching liquid such as hydrofluoric acid toward the upper surface 151 of the substrate W.
  • the amount of the first polymer discharged to the outside of the substrate W, that is, the consumption of the etching component can be reduced.
  • the liquid film etching step includes a mixed liquid film forming step of forming a liquid film of the mixed liquid from the first moving nozzle 9 facing the upper surface 151 of the substrate W toward the upper surface 151 of the substrate W. Therefore, the first polymer and the second polymer are supplied to the upper surface 151 of the substrate W in a premixed state. Since it is not necessary to mix the first polymer and the second polymer on the upper surface 151 of the substrate W, the coating film 102 can be formed quickly. As a result, the time required for substrate processing can be shortened.
  • the thermosetting resin as the second polymer in the coating film 102 is cured by heating.
  • the coating film 102 changes to the solidified film 100 by curing the thermosetting resin. Since the solidified film 100 is formed by curing the thermosetting resin, the diffusion of the first polymer can be further suppressed. Therefore, the etching of the surface layer portion 150 of the substrate W by the first polymer can be stopped more reliably.
  • the solidified membrane 100 contains a dissolving component having higher solubility in the stripping solution than the second polymer. Then, the dissolving component solid 112 in the solidified film 100 is dissolved by the stripping liquid. A through hole 106 is formed in the solidified film 100 by dissolving the dissolved component solid 112 in the solidified film 100 with a stripping solution. Therefore, the release liquid can be quickly reached at the interface between the solidified film 100 and the substrate W through the through holes formed in the solidified film 100. The release liquid enters the interface between the substrate W and the solidified film 100 and separates the solidified film 100 from the upper surface 151 of the substrate W. As a result, the solidified film 100 can be quickly peeled off from the upper surface 151 of the substrate W after the etching by the first polymer is completed.
  • the etching residue 104 can be retained by the second polymer solid 111 even after the dissolution component solid 112 is dissolved. Even when the solidified film 100 is removed from the upper surface of the substrate W by supplying the stripping liquid, the state in which the etching residue 104 is retained by the solidified film 100 can be maintained. Therefore, the energy (physical force) received from the flow of the stripping liquid can be increased as compared with the case where the etching residue 104 is not held by the solidifying film 100. As a result, the etching residue 104 can be effectively removed from the upper surface of the substrate W by the stripping liquid.
  • the etching residue 104 generated by etching the surface layer portion 150 of the substrate W is removed from the upper surface 151 of the substrate W together with the solidifying film 100 in the solidifying film removing step. Therefore, after removing the solidified film 100, it is not necessary to separately perform a treatment for removing the etching residue 104.
  • an organic acid polymer having a higher viscosity than an organic acid such as acetic acid, which is not a polymer, is used as the first polymer. Therefore, by using the organic acid polymer, the amount of liquid discharged from the substrate W when covering the upper surface of the substrate W as an etching component can be reduced. Therefore, the amount of the etching component used can be reduced.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a processing unit 2 provided in the substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment.
  • a configuration equivalent to the configuration shown in FIGS. 1 to 6E described above is designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and the like, and the description thereof will be omitted (also in FIGS. 8 to 9B described later). Similarly).
  • the main difference between the substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment and the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment is that the substrate processing apparatus is such that the first polymer and the second polymer are ejected from different nozzles.
  • the processing unit 2 of 1P is configured.
  • the processing unit 2 supplies the first polymer liquid containing the first polymer toward the upper surface of the substrate W with the first moving nozzle 9P, and the second polymer liquid containing the second polymer is supplied with the upper surface of the substrate W.
  • the first moving nozzle 9P is an example of a first polymer liquid nozzle (first polymer liquid supply unit) that supplies (discharges) the first polymer liquid toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 5.
  • the first moving nozzle 9P is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the first nozzle moving unit 35, similarly to the first moving nozzle 9 according to the first embodiment.
  • the first moving nozzle 9P can move between the center position and the home position (retracted position) in the horizontal direction.
  • the first moving nozzle 9P is connected to the first polymer liquid pipe 40P that guides the first polymer liquid to the first moving nozzle 9P.
  • the first polymer liquid valve 50P interposed in the first polymer liquid pipe 40P is opened, the first polymer liquid is discharged downward from the discharge port of the first moving nozzle 9P in a continuous flow.
  • the first polymer liquid valve 50P is opened when the first moving nozzle 9P is located at the central position, the first polymer liquid is supplied to the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the first polymer liquid contains a solute and a solvent.
  • the solvent contained in the first polymer liquid is, for example, an organic solvent.
  • the organic solvent the organic solvents listed as the solvents contained in the mixed solution according to the first embodiment can be used.
  • the first polymer liquid contains the first polymer as a solute.
  • the polymers listed as the first polymer contained in the mixed solution according to the first embodiment can be used.
  • the fourth moving nozzle 12 is an example of a second polymer liquid nozzle (second polymer liquid supply unit) that supplies (discharges) the second polymer liquid toward the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 5.
  • second polymer liquid nozzle second polymer liquid supply unit
  • the 4th moving nozzle 12 is moved in the horizontal direction and the vertical direction by the 4th nozzle moving unit 38.
  • the fourth moving nozzle 12 can move between the center position and the home position (retracted position) in the horizontal direction.
  • the fourth moving nozzle 12 When the fourth moving nozzle 12 is located at the center position, it faces the central region on the upper surface of the substrate W. When the fourth moving nozzle 12 is located at the home position, it does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
  • the fourth moving nozzle 12 can approach the upper surface of the substrate W or retract upward from the upper surface of the substrate W by moving in the vertical direction.
  • the fourth nozzle moving unit 38 has the same configuration as the first nozzle moving unit 35. That is, the fourth nozzle moving unit 38 has an arm (not shown) coupled to the fourth moving nozzle 12 and extending horizontally, and a rotating shaft (not shown) coupled to the arm and extending in the vertical direction. It may include a rotating shaft drive unit (not shown) that raises and lowers and rotates the rotating shaft.
  • the fourth moving nozzle 12 is connected to a second polymer liquid pipe 43 that guides the second polymer liquid to the fourth moving nozzle 12.
  • the second polymer liquid valve 53 interposed in the second polymer liquid pipe 43 is opened, the second polymer liquid is discharged downward from the discharge port of the fourth moving nozzle 12 in a continuous flow.
  • the second polymer liquid valve 53 is opened when the fourth moving nozzle 12 is located at the central position, the second polymer liquid is supplied to the central region on the upper surface of the substrate W.
  • the second polymer liquid contains a solute and a solvent.
  • the solvent contained in the second polymer liquid is, for example, an organic solvent.
  • the organic solvent the organic solvents listed as the solvents contained in the mixed solution according to the first embodiment can be used.
  • the second polymer liquid contains the second polymer and the dissolving component as solutes.
  • a thermosetting resin can be used as in the first embodiment.
  • the thermosetting resin may contain at least one of an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, and a polyurethane resin, as in the first embodiment. Details of the dissolved components will be described later.
  • the same substrate processing as the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment can be executed.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a first example of the mixed liquid supply step (step S2) in the substrate processing by the substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment.
  • the first polymer liquid valve 50P and the second polymer liquid valve 53 are opened with the first moving nozzle 9P and the fourth moving nozzle 12 located at the processing positions.
  • the first polymer liquid is discharged from the first moving nozzle 9P toward the upper surface of the substrate W
  • the second polymer liquid is discharged from the fourth moving nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W.
  • the supply of the first polymer liquid to the upper surface of the substrate W and the supply of the second polymer liquid to the upper surface of the substrate W are executed at the same time.
  • a mixed liquid is formed on the upper surface of the substrate W (mixed liquid forming step).
  • the mixed liquid is supplied to the upper surface of the substrate W (mixed liquid supply step).
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed while spreading on the upper surface of the substrate W by centrifugal force.
  • the liquid film 101 of the mixed liquid is formed on the entire upper surface of the substrate W (mixed liquid film forming step).
  • the discharge of the first polymer liquid and the discharge of the second polymer liquid may be started at the same time.
  • the liquid film 101 of the mixed solution is preferably in a paddle state.
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the liquid film 101 of the mixed liquid (etching step, liquid film etching step).
  • the supply of the first polymer liquid from the first moving nozzle 9P and the supply of the second polymer liquid from the fourth moving nozzle 12 are continued for a predetermined time, for example, 2 to 4 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined mixed liquid rotation speed, for example, 10 rpm to 1500 rpm.
  • the amount of the mixed solution applied to the upper surface of the substrate W is about 2 cc.
  • the rotation speed of the substrate W in the mixed liquid supply step (step S2) is preferably such that the mixed liquid does not scatter to the outside of the substrate W, and the liquid film 101 of the mixed liquid is in a paddle state on the substrate W. Is preferable.
  • the first polymer liquid valve 50P and the second polymer liquid valve 53 are closed, and the first moving nozzle 9P and the fourth moving nozzle 12 are moved toward the home position.
  • the airflow generated by the action of centrifugal force promotes evaporation (volatilization) of the solvent from the mixed liquid formed on the substrate W.
  • a semi-solid coating film 102 is formed (coating film forming step).
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the coating film 102 (etching step, coating film etching step).
  • the coating film forming unit is composed of the first moving nozzle 9P, the fourth moving nozzle 12, and the spin motor 23.
  • Etching of the surface layer portion of the substrate W starts at the same time as the start of landing of the first polymer liquid on the upper surface of the substrate W, and ends with the formation of the solidifying film 100.
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the substrate W to form a mixed liquid. Therefore, if the first polymer and the second polymer react with each other, the first polymer and the second polymer react with each other before the first polymer and the second polymer are supplied to the upper surface of the substrate W. Can be suppressed.
  • the time required for forming the coating film 102 can be shortened. As a result, the time required for substrate processing can be shortened.
  • the substrate processing apparatus 1P it is possible to execute a substrate processing different from the substrate processing of the first example shown in FIG.
  • the mixed liquid supply step (step S2) the first polymer liquid is supplied toward the upper surface of the substrate W, and after the supply of the first polymer liquid is completed, the second polymer liquid is supplied toward the upper surface of the substrate W. It is possible to carry out the substrate processing of the second example.
  • 9A and 9B are schematic views for explaining a second example of the mixed liquid supply step (step S2) in the substrate processing by the substrate processing apparatus 1P.
  • the first polymer liquid valve 50P is opened with the first moving nozzle 9P located at the processing position.
  • the first polymer liquid is supplied (discharged) from the first moving nozzle 9P toward the upper surface of the substrate W (first polymer liquid supply step, first polymer liquid discharge step).
  • the first polymer liquid deposited on the upper surface of the substrate W spreads over the entire upper surface of the substrate W by centrifugal force, and a liquid film 120 of the first polymer liquid is formed on the entire upper surface of the substrate W (first polymer liquid).
  • Membrane formation step The liquid film 120 is preferably in a paddle state.
  • the supply of the first polymer liquid from the first moving nozzle 9P is continued for a predetermined time, for example, 2 seconds to 4 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined first polymer liquid rotation speed, for example, 10 rpm to 1500 rpm.
  • the amount of the first polymer liquid applied to the upper surface of the substrate W is about 2 cc.
  • the first polymer liquid valve 50P When the liquid film 120 of the first polymer liquid is formed on the upper surface of the substrate W, the first polymer liquid valve 50P is closed and the first moving nozzle 9P is moved toward the home position. On the other hand, the fourth moving nozzle 12 is moved toward the processing position. The second polymer liquid valve 53 is opened with the fourth moving nozzle 12 located at the processing position. As a result, the second polymer liquid is supplied (discharged) from the fourth moving nozzle 12 toward the upper surface of the substrate W (second polymer liquid supply step, second polymer liquid discharge step).
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed to form a mixed liquid (mixed liquid forming step).
  • the mixed liquid is supplied to the upper surface of the substrate W (mixed liquid supply step).
  • the liquid film 101 of the mixed liquid is formed on the entire upper surface of the substrate W (mixed liquid film forming step).
  • the liquid film 101 of the mixed solution is preferably in a paddle state.
  • the discharge of the second polymer liquid from the fourth moving nozzle 12 may be started before the discharge of the first polymer liquid from the first moving nozzle 9P is completed.
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the liquid film 101 of the mixed liquid (etching step, liquid film etching step).
  • the supply of the second polymer liquid from the fourth moving nozzle 12 is continued for a predetermined time, for example, 2 seconds to 4 seconds.
  • the substrate W is rotated at a predetermined second polymer liquid rotation speed, for example, 10 rpm to 1500 rpm.
  • the amount of the second polymer liquid applied to the upper surface of the substrate W is about 2 cc.
  • the rotation speed of the substrate W in the second polymer liquid supply step is preferably such that the second polymer liquid does not scatter to the outside of the substrate W, and the liquid film 101 of the second polymer liquid paddles on the substrate W. It is preferable to be in a state.
  • the second polymer liquid valve 53 is closed, and the fourth moving nozzle 12 is moved toward the home position.
  • the airflow generated by the action of centrifugal force promotes evaporation (volatilization) of the solvent from the mixed liquid formed on the substrate W.
  • a semi-solid coating film 102 is formed (coating film forming step).
  • the surface layer portion of the substrate W is etched by the first polymer (organic acid polymer) in the coating film 102 (etching step, coating film etching step).
  • Etching of the surface layer portion of the substrate W starts at the same time as the start of landing of the first polymer liquid on the upper surface of the substrate W, and ends with the formation of the solidifying film 100.
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the substrate W to form a mixed liquid. Therefore, if the first polymer and the second polymer react with each other, the first polymer and the second polymer react with each other before the first polymer and the second polymer are supplied to the upper surface of the substrate W. Can be suppressed.
  • the first polymer liquid is supplied to the upper surface of the substrate W prior to the second polymer liquid. Therefore, the second polymer liquid is not mixed in the liquid film 120 on the upper surface of the substrate W. Therefore, the concentration of the first polymer in the liquid film 120 of the first polymer liquid is higher than the concentration of the first polymer in the liquid film 101 of the mixed liquid. Therefore, the surface layer portion of the substrate W can be etched in a short time by the first polymer in the liquid film 120 of the first polymer liquid.
  • the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the upper surface of the substrate W. Therefore, when the first polymer and the second polymer react with each other, the reaction between the first polymer and the second polymer can be further suppressed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a processing unit 2 provided in the substrate processing apparatus 1Q according to the third embodiment.
  • a configuration equivalent to the configuration shown in FIGS. 1 to 9B described above is designated by the same reference numeral as in FIG. 1 and the like, and the description thereof will be omitted (the same applies to FIG. 11 described later).
  • the main difference between the substrate processing apparatus 1Q according to the third embodiment and the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment is that a light irradiation unit 8 is provided instead of the heater unit 6.
  • the light irradiation unit 8 includes a facing member 13 having a facing surface 13a facing the upper surface (upper surface) of the substrate W held by the spin chuck 5 from above, and a plurality of lamps 80 attached to the facing surface 13a. include.
  • the facing member 13 is formed in a disk shape having a diameter substantially the same as or larger than that of the substrate W.
  • the facing surface 13a is arranged above the spin chuck 5 and substantially along the horizontal plane.
  • the rotating shaft 130 is fixed on the opposite side of the facing member 13 from the facing surface 13a.
  • the facing member 13 shields the atmosphere in the space between the facing surface 13a and the upper surface of the substrate W from the atmosphere outside the space. Therefore, the facing member 13 is also referred to as a blocking plate.
  • the plurality of lamps 80 are arranged at equal intervals over the entire surface of the facing surface 13a.
  • the processing unit 2 further includes a lamp energization unit 85 configured to energize a plurality of lamps 80 or stop energization of the plurality of lamps 80.
  • the lamp 80 emits light when it is energized. Examples of the light emitted from each lamp 80 include infrared rays, ultraviolet rays, visible light and the like.
  • the processing unit 2 further includes an opposing member elevating unit 131 that elevates and elevates the opposing member 13, and an opposing member rotating unit 132 that rotates the opposing member 13 around the rotation axis A1.
  • the facing member elevating unit 131 can position the facing member 13 in the vertical direction at an arbitrary position (height) from the lower position to the upper position.
  • the lower position is a position where the facing surface 13a is closest to the substrate W in the movable range of the facing member 13.
  • the upper position is a position where the facing surface 13a is most distant from the substrate W in the movable range of the facing member 13.
  • the facing member elevating unit 131 includes, for example, a ball screw mechanism (not shown) coupled to a support member (not shown) that supports the rotation shaft 130, and an electric motor (not shown) that applies a driving force to the ball screw mechanism. Includes) and.
  • the facing member elevating unit 131 is also referred to as a facing member lifter (blocking plate lifter).
  • the facing member rotation unit 132 includes, for example, a motor (not shown) for rotating the rotation shaft 130.
  • the facing member elevating unit 131 raises and lowers a plurality of lamps 80 together with the facing member 13.
  • the facing member elevating unit 131 is an example of a lamp elevating unit (lamp lifter).
  • the facing member rotation unit 132 rotates a plurality of lamps 80 together with the facing member 13.
  • the facing member rotation unit 132 is an example of a lamp rotation unit (lamp rotation motor).
  • the facing member 13 is attached to, for example, the upper wall of the chamber 4 and may be fixed.
  • the solvent contained in the mixed solution is, for example, an organic solvent.
  • the organic solvent the organic solvents listed as the solvents contained in the mixed solution according to the first embodiment can be used.
  • the first polymer contained in the mixed solution the polymers listed as the first polymer contained in the mixed solution according to the first embodiment can be used.
  • the second polymer contained in the mixture according to the third embodiment is a photocurable resin that is cured by irradiation with light, unlike the second polymer contained in the mixture according to the first embodiment. ..
  • the photocurable resin include epoxy resin and acrylic resin.
  • the lamp energization unit 85, the facing member elevating unit 131, and the facing member rotating unit 132 are controlled by the controller 3 (see FIG. 3).
  • the substrate processing apparatus 1Q according to the third embodiment can execute the same substrate processing as the substrate processing according to the first embodiment (see FIG. 4). However, in the solidifying film forming step (step S4), the coating film 102 is irradiated with light.
  • the facing member elevating unit 131 arranges the facing member 13 at a processing position between the upper position and the lower position.
  • the coating film 102 (see FIG. 5B) on the substrate W is irradiated with light.
  • the solidified film 100 is formed, and the etching of the surface layer portion of the substrate W is stopped (etching stop step). Since the solidified film 100 is formed by light irradiation, light irradiation is an example of a solid formation process.
  • the light irradiation unit 8 is an example of a solid forming unit.
  • the state near the surface of the substrate W during the substrate processing is also the first. It is almost the same as the embodiment.
  • the solid formation treatment includes a light irradiation treatment of the coating film 102, and the second polymer is a photocurable resin. Therefore, the photocurable resin as the second polymer in the coating film is cured by irradiation with light. Curing of the photocurable resin changes the coating film 102 into a solidified film 100. Since the solidified film 100 is formed by curing the photocurable resin, the diffusion of etching components can be further suppressed. Therefore, the etching of the surface layer portion 150 of the substrate W by the etching component can be stopped more reliably.
  • the substrate processing apparatus 1Q of the third embodiment may be configured such that the first polymer liquid and the second polymer liquid are mixed on the substrate W. Specifically, instead of the first moving nozzle 9, as shown in FIG. 13, the first moving nozzle 9P and the fourth moving nozzle 12 according to the second embodiment may be provided. With this configuration, the same substrate processing as that of the substrate processing according to the second embodiment (see FIGS. 8 to 9B) can be executed.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a first modification of the light irradiation unit 8.
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a second modification of the light irradiation unit 8.
  • the light irradiation unit 8 is moved between the irradiation position and the home position (retracted position) by the lamp moving unit 86 provided in the chamber 4. It may be configured.
  • the irradiation position is a position where the light irradiation unit 8 faces the upper surface of the substrate W (for example, the position shown by the alternate long and short dash line in FIG. 14).
  • the irradiation position is a position where light can be irradiated from the light irradiation unit 8 to the upper surface of the substrate W.
  • the retracted position is a position where light is not irradiated from the light irradiation unit 8 to the upper surface of the substrate W (for example, a position shown by a solid line in FIG. 14).
  • the light irradiation unit 8 When the light irradiation unit 8 is located at the irradiation position, the light irradiation unit 8 faces the upper surface of the substrate W.
  • the light irradiation unit 8 is located at the home position, it does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
  • the light irradiation unit 8 includes a lamp 80 and a lamp holder 81 for accommodating the lamp 80.
  • the lamp moving unit 86 includes an arm 87 that supports the lamp holder 81, a rotating shaft 89 that is connected to the arm 87 and extends vertically, and an arm moving unit 88 that moves the arm 87 via the rotating shaft 89.
  • the arm moving unit 88 includes, for example, a motor that rotates the rotating shaft 89 around its central axis (rotating axis A2) in order to move the arm 87 horizontally, and a ball screw mechanism that raises and lowers the arm 87 together with the rotating shaft 89. And include.
  • the lamp 80 may have a rod shape arranged in the arm 87 extending linearly.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the configuration of the substrate processing apparatus 1R according to the fourth embodiment.
  • the main difference between the substrate processing apparatus 1R according to the fourth embodiment and the substrate processing apparatus 1Q according to the third embodiment is that the substrate processing apparatus 1R separates the formation of the solidifying film 100 and the peeling of the solidifying film 100. It is a point configured to be performed in the chambers 4A and 4B of.
  • the substrate processing apparatus 1R includes a solidifying film forming processing unit 2A for forming the solidifying film 100 and a solidifying film removing processing unit 2B for removing the solidifying film 100.
  • the solidifying film forming processing unit 2A includes a spin chuck 5A that rotates the substrate W while holding the substrate W horizontally, a first moving nozzle 9 that supplies a mixed liquid to the upper surface of the substrate W, a spin chuck 5A, and a first. Includes a chamber 4A that houses the moving nozzle 9.
  • the chamber 4A is formed with an entrance / exit 4Aa for loading and unloading the substrate W and carrying out the substrate W by the transfer robot CR.
  • the chamber 4A is provided with a shutter unit 4Ab that opens and closes the doorway.
  • the solidified film forming processing unit 2A further includes a light irradiation unit 8 that irradiates the substrate W passing through the entrance / exit 4Aa of the chamber 4A with light.
  • the light irradiation unit 8 includes, for example, a lamp that emits infrared rays, ultraviolet rays, visible light, and the like.
  • the light irradiation unit 8 is attached to the side wall of the chamber 4A.
  • the solidified film removing processing unit 2B includes a spin chuck 5B that rotates the substrate W while holding the substrate W horizontally, a second moving nozzle 10 that supplies a release liquid to the upper surface of the substrate W, and a rinse on the upper surface of the substrate W. It includes a third moving nozzle 11 for supplying liquid, and a chamber 4B for accommodating a spin chuck 5B, a second moving nozzle 10, and a third moving nozzle 11.
  • the chamber 4B is formed with an entrance / exit 4Ba for loading / unloading the substrate W and unloading the substrate W by the transfer robot CR.
  • the chamber 4B is provided with a shutter unit 4Bb that opens and closes the doorway.
  • the substrate W is carried into the chamber 4A (first chamber) of the solidifying film forming processing unit 2A by the transfer robot CR, and then in the chamber 4A, FIG.
  • the mixed liquid supply step (step S2) and the coating film forming step (step S3) shown in the above are executed. That is, from the start of the mixed liquid supply step (step S2) to the end of the coating film forming step (step S3), the substrate W is held by the spin chuck 5A in the chamber 4A (first substrate holding step).
  • the substrate W on which the coating film 102 is formed on the upper surface is carried out from the chamber 4A of the solidified film forming processing unit 2A by the transfer robot CR (carrying out step).
  • the transfer robot CR is an example of a transfer unit.
  • step S5 the solidified film removing step (step S5), the rinsing step (step S6), and the spin dry step (step S7) shown in FIG. 4 are executed. That is, from the start of the solidifying film removing step (step S5) to the end of the spin dry step (step S7), the substrate W is held by the spin chuck 5B in the chamber 4B (second substrate holding step).
  • the same effect as that of the third embodiment is obtained. Further, according to the fourth embodiment, in a configuration in which the formation of the solidifying film 100 and the removal of the solidifying film 100 are performed in separate chambers 4A and 4B, the solidifying film 100 can be formed during the transfer of the substrate W. can. Therefore, the time required for substrate processing can be shortened.
  • the solidifying film forming processing unit 2A and the solidifying film removing processing unit 2B may be provided with a processing cup 7 (see FIG. 2).
  • a processing cup 7 see FIG. 2.
  • C x to y means the number of carbons in the molecule or substituent.
  • C 1 to 6 alkyl means an alkyl chain having 1 or more and 6 or less carbons (methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, etc.).
  • these repeating units will copolymerize. Unless otherwise specified, these copolymers may be alternating copolymers, random copolymers, block copolymers, graft copolymers, or a mixture thereof.
  • n, m, etc. which are also written in parentheses, indicate the number of repetitions.
  • the dissolving component is a crack promoting component.
  • the crack promoting component is a polymer
  • one of the constituent units contains a hydrocarbon for each unit, and further has a hydroxy group and / or a carbonyl group.
  • the carbonyl group include carboxylic acid (-COOH), aldehyde, ketone, ester, amide, and enone, and carboxylic acid is preferable.
  • the dissolving component has a higher solubility in the stripping solution than the low-soluble component.
  • a ring-shaped hydrocarbon is mentioned as an embodiment in which the crack promoting component contains a ketone as a carbonyl group. Specific examples include 1,2-cyclohexanedione and 1,3-cyclohexanedione.
  • the dissolving component is represented by at least one of the following (A), (B) and (C).
  • (A) is a compound containing 1 to 6 (preferably 1 to 4) having the following chemical formula 3 as a constituent unit, and each constituent unit is bound by a linking group (linker L1).
  • the linker L 1 may be a single bond or C 1 to 6 alkylene.
  • the C1 to 6alkylenes are not limited to divalent groups by linking structural units as linkers. It is preferably 2 to 4 valences.
  • the C 1 to 6 alkylene may be either linear or branched.
  • Cy 1 is a C5-30 hydrocarbon ring, preferably phenyl, cyclohexane or naphthyl, more preferably phenyl.
  • the linker L1 connects a plurality of Cy 1s .
  • Each of R 1 is independently C 1-5 alkyl, preferably methyl, ethyl, propyl, or butyl.
  • the C 1 to 5 alkyl may be either linear or branched.
  • n b1 is 1, 2 or 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • n b1' is 0, 1, 2, 3 or 4, preferably 0, 1 or 2.
  • the following chemical formula 4 is a chemical formula in which the structural unit described in the chemical formula 3 is represented by using the linker L9.
  • the linker L 9 is preferably single bond, methylene, ethylene, or propylene.
  • R 21 , R 22 , R 23 , and R 24 are each independently hydrogen or C 1-5 alkyl, preferably hydrogen, methyl, ethyl, t-butyl, or isopropyl, more preferably hydrogen. It is methyl or ethyl, more preferably methyl or ethyl.
  • Linker L 21 and Linker L 22 are independently composed of C1 to 20 alkylene, C1 to 20 cycloalkylene, C2 to 4 alkenylene, C2 to 4 alkynylene, or C6 to 20 arylene, respectively. be. These groups may be substituted with C1-5 alkyl or hydroxy.
  • alkenylene means a divalent hydrocarbon having one or more double bonds
  • alkynylene means a divalent hydrocarbon group having one or more triple bonds.
  • the linker L 21 and the linker L 22 are preferably C 2-4 alkylene, acetylene (C 2 alkynylene) or phenylene, more preferably C 2-4 alkylene or acetylene, and even more preferably acetylene. ..
  • n b2 is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1, more preferably 0.
  • (C) is a polymer having a structural unit represented by the following chemical formula 7 and having a weight average molecular weight (Mw) of 500 to 10,000.
  • Mw is preferably 600 to 5,000, more preferably 700 to 3,000.
  • R 25 is —H, —CH3, or —COOH, preferably —H, or —COOH. It is also permissible for one (C) polymer to contain two or more building blocks, each represented by Chemical Formula 7.
  • a preferable example of the polymer (C) is acrylic acid, maleic acid, or a polymer of a combination thereof.
  • Polyacrylic acid and maleic acid acrylic acid copolymers are more suitable examples.
  • copolymerization it is preferably random copolymerization or block copolymerization, and more preferably random copolymerization.
  • the maleic acid acrylic acid copolymer represented by the following chemical formula 8 will be described.
  • the copolymer is contained in (C) and has two structural units represented by the chemical formula 7. In one structural unit, R 25 is -H, and in another structural unit, R 25 is -COOH. ..
  • the dissolving component may contain both 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol.
  • the dissolved component may have a molecular weight of 80 to 10,000.
  • the dissolved component preferably has a molecular weight of 90 to 5000, and more preferably 100 to 3000.
  • the molecular weight is expressed as a weight average molecular weight (Mw).
  • the dissolved components can be obtained by synthesizing or purchasing.
  • Supply destinations include Sigma-Aldrich, Tokyo Chemical Industry, and Nippon Shokubai.
  • the spin chuck 5 is not limited to a holding type chuck in which a plurality of chuck pins 20 are brought into contact with the peripheral end surface of the substrate W, but is a vacuum that holds the substrate W horizontally by adsorbing the lower surface of the substrate W to the upper surface of the spin base 21. It may be a chuck of the formula.
  • each liquid in the above-described embodiment is configured to be discharged from the moving nozzle
  • each substrate processing device 1 The 1P, 1Q, and 1R may be configured so that the liquid is discharged from a fixed nozzle whose position with respect to the substrate W is fixed.
  • the coating film 102 is heated by the heater unit 6.
  • the coating film 102 may be heated, for example, by supplying hot water to the lower surface of the substrate W.
  • the spin-drying step is executed after the rinsing step.
  • the rinsing step after cleaning the upper surface of the substrate W with a rinsing solution such as pure water, the rinsing solution may be replaced with an organic solvent such as IPA, and then a spin dry step may be executed.
  • the coating film 102 is formed from the liquid film 101 of the mixed liquid.
  • the coating agent may contain a solvent, but if the first polymer and the second polymer are fluid enough to be applied, the coating agent may not contain a solvent. good.
  • Board processing device 1P Board processing device 1Q: Board processing device 1R: Board processing device 3: Controller 6: Heater unit (solid formation unit) 8: Light irradiation unit (solid formation unit) 9: First moving nozzle (coating film forming unit) 9P: 1st moving nozzle (coating film forming unit) 10: Second moving nozzle (stripping liquid supply unit) 12: 4th moving nozzle (coating film forming unit) 23: Spin motor (coating film forming unit) 100: Solidified film 102: Coating film 104: Etching residue 150: Surface layer portion 151: Top surface (surface) W: Substrate

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Abstract

基板処理方法は、エッチング機能を有する第1ポリマーおよび固体形成機能を有する第2ポリマーを含有する半固体状の塗布膜を基板の表面に形成し、前記基板上の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングするエッチング工程と、固体形成処理によって前記塗布膜中の前記第2ポリマーを硬化させて前記塗布膜を固化膜に変化させることによって、前記基板の表層部のエッチングを停止させるエッチング停止工程とを含む。

Description

基板処理方法および基板処理装置
 この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象になる基板には、たとえば、半導体ウエハ、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、ならびに、液晶表示装置、プラズマディスプレイおよび有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel Display)用の基板等の基板が含まれる。
 基板の表面をエッチングするエッチング液としてフッ酸が用いられる(下記特許文献1を参照)。エッチング液で基板を処理した後には、DIW等のリンス液によって基板の表面をリンスする。
米国特許出願公開第2012/260949号明細書
 このようなエッチング処理では、エッチング液や、エッチング液と混ざったリンス液の排液量が多く、環境負荷が大きい。そこで、この発明の1つの目的は、エッチング成分の使用量を低減可能な基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
 この発明の一実施形態は、エッチング機能を有する第1ポリマーおよび固体形成機能を有する第2ポリマーを含有する半固体状の塗布膜を基板の表面に形成し、前記基板上の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングするエッチング工程と、固体形成処理によって前記塗布膜中の前記第2ポリマーを硬化させて前記塗布膜を固化膜に変化させることによって、前記基板の表層部のエッチングを停止させるエッチング停止工程とを含む、基板処理方法を提供する。
 この方法によれば、基板の表面には、第1ポリマーおよび第2ポリマーを含有する半固体状の塗布膜が形成される。基板上の塗布膜中の第1ポリマーによって基板の表層部がエッチングされる。固体形成処理によって塗布膜中の第2ポリマーが固化される。これにより、塗布膜が固化膜に変化する。第1ポリマーは、塗布膜中よりも固化膜中において拡散しにくい。そのため、塗布膜が固化膜に変化することによって、第1ポリマーによる基板の表層部のエッチングが停止される。
 この方法とは異なり、基板の表面に向けてフッ酸等のエッチング液の連続流を供給し続けながら基板の表層部をエッチングする手法では、エッチング液が次々に基板外方へ排出される。
 一方、半固体状の塗布膜の流動性は、連続流のエッチング液の流動性よりも低い。そのため、基板の外方に排出される第1ポリマーの量、すなわち、エッチング成分の消費量を低減することができる。
 この発明の一実施形態では、前記エッチング工程が、前記第1ポリマーおよび前記第2ポリマーを含有する混合液の液膜を形成し、前記混合液の液膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングする液膜エッチング工程と、前記混合液の液膜から前記塗布膜を形成し、前記塗布膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングする塗布膜エッチング工程とを含む、
 この方法によれば、塗布膜中の第1ポリマーによる基板の表層部のエッチングだけでなく、塗布膜のベースとなる混合液の液膜中の第1ポリマーによっても基板の表層部がエッチングされる。混合液の液膜中において基板の表面に接触する部分の第1ポリマーは、基板の表層部をエッチングすることによって消失する。混合液の流動性は、半固体状の塗布膜の流動性よりも高い。そのため、塗布膜によるエッチングと比較して、基板の表面付近の第1ポリマーがエッチングにより消失した際に、液膜中の第1ポリマーは、液膜中において基板の表面に接触する部分の第1ポリマーの濃度が低減しないように拡散しやすい。そのため、基板の表面付近の第1ポリマーの濃度の低減を抑制できるので、基板の表層部を速やかにエッチングできる。
 また、混合液の液膜が基板の表面に形成された状態でエッチングが行われるため、基板の表面に向けてフッ酸等のエッチング液の連続流を供給し続けながら基板の表層部をエッチングする手法と比較して、基板外方に排出される第1ポリマーの量、すなわち、エッチング成分の消費量を低減することができる。
 この発明の一実施形態では、前記液膜エッチング工程が、前記基板の表面に対向するノズルから前記基板の表面に向けて前記混合液を吐出して前記混合液の液膜を形成する混合液膜形成工程を含む。
 この方法によれば、第1ポリマーおよび第2ポリマーを予め含有する混合液が基板の表面に供給される。基板の表面上で第1ポリマーおよび第2ポリマーを混合する必要がないため、塗布膜を速やかに形成できる。ひいては、基板処理に要する時間を短縮できる。
 この発明の一実施形態では、前記液膜エッチング工程が、前記第1ポリマーを含有する第1ポリマー液および前記第2ポリマーを含有する第2ポリマー液を前記基板の表面に供給して前記第1ポリマー液および前記第2ポリマー液の混合液の液膜を前記基板の表面に形成する混合液膜形成工程を含む。
 この方法によれば、第1ポリマー液と第2ポリマー液とが基板の表面上で混合される。そのため、第1ポリマーと第2ポリマーとが互いに反応するものである場合に、基板の表面に第1ポリマーおよび第2ポリマーが供給される前に第1ポリマーと第2ポリマーとが反応することを抑制できる。
 この発明の一実施形態では、前記混合液形成工程が、前記基板の表面への前記第1ポリマー液の供給と前記基板の表面への前記第2ポリマー液の供給とを同時に実行する工程を含む。第1ポリマー液の供給と第2ポリマー液の供給とを同時に実行する場合、第1ポリマー液および第2ポリマー液を基板の表面に順次に供給する方法と比較して、塗布膜の形成に要する時間を短縮できる。ひいては、基板処理に要する時間を短縮できる。
 この発明の一実施形態では、前記混合液形成工程が、前記基板の表面に向けて前記第1ポリマー液を供給する第1ポリマー液供給工程と、前記第1ポリマー液供給工程の後、前記基板の表面に向けて前記第2ポリマー液を供給して前記基板の表面に前記混合液を形成する第2ポリマー液供給工程とを含む。
 この方法によれば、第2ポリマー液に先立って第1ポリマー液が基板の表面に供給される。そのため、基板の表面上には第2ポリマー液が混合されていない液膜が形成される。第1ポリマー液中の第1ポリマーの濃度は、混合液中の第1ポリマーの濃度よりも高い。そのため、混合液が形成される前に、高濃度の第1ポリマーによって、基板の表層部を速やかにエッチングできる。
 さらに、エッチングの進行によって第1ポリマーがある程度消費された後に、第1ポリマー液と第2ポリマー液とが基板の表面上で混合される。そのため、第1ポリマーと第2ポリマーとが互いに反応するものである場合に、第1ポリマーと第2ポリマーとの反応を一層抑制できる。
 この発明の一実施形態では、前記固体形成処理が、前記塗布膜に対する加熱処理を含み、前記第2ポリマーが、熱硬化性樹脂である。そのため、塗布膜中の第2ポリマーとしての熱硬化性樹脂が加熱によって硬化される。熱硬化性樹脂の硬化によって塗布膜が固化膜に変化する。熱硬化性樹脂の硬化によって固化膜が形成されるため、第1ポリマーの拡散を一層抑制できる。したがって、第1ポリマーによる基板の表層部のエッチングを一層確実に停止できる。
 この発明の一実施形態では、前記固体形成処理が、前記塗布膜への光照射処理を含み、前記第2ポリマーが、光硬化性樹脂である。そのため、塗布膜中の第2ポリマーとしての光硬化性樹脂が光の照射によって硬化される。光硬化性樹脂の硬化によって塗布膜が固化膜に変化する。光硬化性樹脂の硬化によって固化膜が形成されるため、エッチング成分の拡散を一層抑制できる。したがって、エッチング成分による基板の表層部のエッチングを一層確実に停止できる。
 この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記固化膜に表面に剥離液を供給することによって、前記固化膜を前記基板の表面から剥離して、前記固化膜を前記基板の表面から除去する固化膜除去工程をさらに含む。
 塗布膜中の第1ポリマーを用いて基板の表層部をエッチングする場合、基板の表面にエッチング残渣が付着しやすい。そこで、固化膜除去工程において、固化膜が、剥離液に溶解されて基板の表面から除去されるのではなく、基板の表面から剥離されて除去される方法であれば、固化膜がエッチング残渣を保持したまま基板の表面から引き剥がされる。その結果、固化膜とともにエッチング残渣を基板の表面から除去することができる。
 この発明の一実施形態では、前記エッチング停止工程において、前記第2ポリマーよりも前記剥離液に対する溶解性が高い溶解成分を含有する前記固化膜が形成される。そして、前記固化膜除去工程において供給される前記剥離液によって、前記固化膜中の前記溶解成分が溶解される。
 この方法によれば、固化膜中には溶解成分が含有される。固化膜中の溶解成分は、その後に基板の表面に供給される剥離液によって溶解される。剥離液で固化膜中の溶解成分を溶解させることによって固化膜に隙間(貫通孔)が形成される。そのため、固化膜中に形成された貫通孔を介して剥離液を固化膜と基板との界面に速やかに到達させることができる。剥離液は、基板と固化膜との界面に進入して基板の表面から固化膜を剥離する。これにより、第1ポリマーによるエッチングが終了した後に、基板の表面から固化膜を速やかに剥離することができる。
 この発明の一実施形態では、前記エッチング工程において、前記基板の表層部がエッチングされることによってエッチング残渣が形成される。前記エッチング停止工程において形成される前記固化膜によって前記エッチング残渣が保持される。そして、前記固化膜除去工程が、前記エッチング残渣が前記固化膜に保持された状態で、前記固化膜とともに前記エッチング残渣を除去する工程を含む。
 この方法によれば、基板の表層部のエッチングによって発生したエッチング残渣が、固化膜除去工程において、固化膜とともに基板の表面から除去される。そのため、固化膜を除去した後に、エッチング残渣を別途除去するための処理を行う必要がない。
 この発明の他の実施形態は、エッチング機能を有する第1ポリマーおよび固体形成機能を有する第2ポリマーを含有する塗布膜を基板の表面に形成する塗布膜形成ユニットと、前記基板の表面上の前記塗布膜中の前記第2ポリマーを固化または硬化させて固化膜を形成する固体形成処理を行う固体形成ユニットと、前記基板の表面に向けて前記固化膜を前記基板の表面から剥離する剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、前記塗布膜形成ユニット、前記固体形成ユニットおよび前記剥離液供給ユニットを制御するコントローラとを含む、基板処理装置を提供する。
 この基板処理装置において、前記コントローラが、前記塗布膜形成ユニットによって基板の表面に塗布膜を形成し、前記塗布膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングするエッチング工程と、前記固体形成ユニットによる前記固体形成処理によって前記塗布膜中の前記第2ポリマーを硬化させて前記塗布膜を固化膜に変化させることによって、前記基板の表層部のエッチングを停止させるエッチング停止工程と、前記固化膜に表面に剥離液を供給することによって、前記固化膜を前記基板の表面から剥離して、前記固化膜を前記基板の表面から除去する固化膜除去工程とを実行するようにプログラムされている。
 この装置によれば、上述した基板処理方法の発明と同様の効果を奏する。
 本発明における上述の、またはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す模式的な平面図である。 図2は、前記基板処理装置に備えられる処理ユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。 図3は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を示すブロック図である。 図4は、前記基板処理装置による基板処理の一例を説明するための流れ図である。 図5Aは、前記基板処理の混合液供給工程(ステップS2)の様子を説明するための模式図である。 図5Bは、前記基板処理の塗布膜形成工程(ステップS3)の様子を説明するための模式図である。 図5Cは、前記基板処理の固化膜形成工程(ステップS4)の様子を説明するための模式図である。 図5Dは、前記基板処理の固化膜除去工程(ステップS5)の様子を説明するための模式図である。 図5Eは、前記基板処理の固化膜除去工程(ステップS5)の様子を説明するための模式図である。 図5Fは、前記基板処理のリンス工程(ステップS6)の様子を説明するための模式図である。 図6Aは、前記基板処理中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図6Bは、前記基板処理中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図6Cは、前記基板処理中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図6Dは、前記基板処理中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図6Eは、前記基板処理中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図7は、第2実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットの概略構成を示す模式的な部分断面図である。 図8は、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理における混合液供給工程(ステップS2)の第1例を説明するための模式図である。 図9Aは、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理における混合液供給工程(ステップS2)の第2例を説明するための模式図である。 図9Bは、第2実施形態に係る基板処理装置による基板処理における混合液供給工程(ステップS2)の第2例を説明するための模式図である。 図10は、第3実施形態に係る基板処理装置に備えられる処理ユニットの概略構成を示す模式図である。 図11は、第3実施形態に係る基板処理装置による基板処理における固化膜形成工程(ステップS4)の一例を説明するための模式図である。 図12は、第3実施形態に係る基板処理の固化膜形成工程(ステップS4)中の基板の表面付近の様子を説明するための模式図である。 図13は、第3実施形態に係る基板処理装置の変形例について説明するための模式図である。 図14は、第3実施形態に係る処理ユニットに備えられる光照射ユニットの第1変形例について説明するための模式図である。 図15は、第3実施形態に係る処理ユニットに備えられる光照射ユニットの第2変形例について説明するための模式図である。 図16は、第4実施形態に係る基板処理装置の構成について説明するための模式図である。
 <第1実施形態>
 図1は、この発明の一実施形態にかかる基板処理装置1のレイアウトを示す模式的な平面図である。
 基板処理装置1は、シリコンウエハ等の基板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Wとしては、表面にエッチング可能な成分が露出している基板を用いることができる。基板Wとしては、表面にSiO(酸化シリコン)、TiN(窒化チタン)、Cu(銅)、Ru(ルテニウム)、Co(コバルト)、Mo(モリブデン)およびW(タングステン)のうちの少なくともいずれかが露出している基板を用いることが好ましい。基板Wの表面には、上述した物質のうち、1種類の物質のみが露出していてもよいし、上述した物質のうち複数の物質が露出していてもよい。
 基板処理装置1は、基板Wを流体で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を収容するキャリヤC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を搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御するコントローラ3とを含む。
 搬送ロボットIRは、キャリヤCと搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。搬送ロボットCRは、搬送ロボット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。詳しくは後述するが、処理ユニット2内で基板Wに向けて供給される流体には、混合液、第1ポリマー液、第2ポリマー液、剥離液、リンス液等が含まれる。
 各処理ユニット2は、チャンバ4と、チャンバ4内に配置された処理カップ7とを備えており、処理カップ7内で基板Wに対する処理を実行する。チャンバ4には、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口(図示せず)が形成されている。チャンバ4には、この出入口を開閉するシャッタユニット(図示せず)が備えられている。
 図2は、処理ユニット2の構成例を説明するための模式図である。処理ユニット2は、スピンチャック5と、ヒータユニット6と、第1移動ノズル9と、第2移動ノズル10と、第3移動ノズル11とをさらに含む。
 スピンチャック5は、基板Wを水平に保持しながら、回転軸線A1(鉛直軸線)まわりに基板Wを回転させる基板保持回転ユニットの一例である。回転軸線A1は、基板Wの中央部を通る鉛直な直線である。スピンチャック5は、複数のチャックピン20と、スピンベース21と、回転軸22と、スピンモータ23とを含む。
 スピンベース21は、水平方向に沿う円板形状を有している。スピンベース21の上面には、基板Wの周縁を把持する複数のチャックピン20が、スピンベース21の周方向に間隔を空けて配置されている。
 複数のチャックピン20は、ピン開閉ユニット24によって開閉される。複数のチャックピン20は、ピン開閉ユニット24によって閉状態にされることによって基板Wを水平に保持(挟持)する。複数のチャックピン20は、ピン開閉ユニット24によって開状態にされることによって基板Wを解放する。複数のチャックピン20は、開状態において、基板Wを下方から支持する。
 スピンベース21および複数のチャックピン20は、基板Wを水平に保持する基板保持ユニットを構成している。基板保持ユニットは、基板ホルダともいう。
 回転軸22は、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びている。回転軸22の上端部は、スピンベース21の下面中央に結合されている。スピンモータ23は、回転軸22に回転力を与える。スピンモータ23によって回転軸22が回転されることにより、スピンベース21が回転される。これにより、基板Wが回転軸線A1のまわりに回転される。スピンモータ23は、回転軸線A1まわりに基板Wを回転させる基板回転ユニットの一例である。
 ヒータユニット6は、基板Wの全体を加熱する基板加熱ユニットの一例である。ヒータユニット6は、円板状のホットプレートの形態を有している。ヒータユニット6は、スピンベース21の上面と基板Wの下面との間に配置されている。ヒータユニット6は、基板Wの下面に下方から対向する対向面6aを有する。
 ヒータユニット6は、プレート本体61およびヒータ62を含む。プレート本体61は、平面視において、基板Wよりも僅かに小さい。プレート本体61の上面が対向面6aを構成している。ヒータ62は、プレート本体61に内蔵されている抵抗体であってもよい。ヒータ62に通電することによって、対向面6aが加熱される。対向面6aは、たとえば、195℃に加熱される。
 処理ユニット2は、給電線63を介してヒータ62に電力を供給するヒータ通電ユニット64と、ヒータユニット6をスピンベース21に対して相対的に昇降させるヒータ昇降ユニット65とを含む。ヒータ通電ユニット64は、たとえば、電源である。ヒータ昇降ユニット65は、たとえば、ボールねじ機構(図示せず)と、それに駆動力を与える電動モータ(図示せず)とを含む。ヒータ昇降ユニット65は、ヒータリフタともいう。
 ヒータユニット6の下面には、回転軸線A1に沿って鉛直方向に延びる昇降軸66が結合されている。昇降軸66は、スピンベース21の中央部に形成された貫通孔21aと、中空の回転軸22とを挿通している。昇降軸66内には、給電線63が通されている。
 ヒータ昇降ユニット65は、昇降軸66を介してヒータユニット6を昇降させる。ヒータユニット6は、ヒータ昇降ユニット65によって昇降されて、下位置および上位置に位置することができる。ヒータ昇降ユニット65は、下位置および上位置だけでなく、下位置および上位置の間の任意の位置にヒータユニット6を配置することが可能である。
 ヒータユニット6は、上昇する際に、開状態の複数のチャックピン20から基板Wを受け取ることが可能である。ヒータユニット6は、ヒータ昇降ユニット65によって、基板Wの下面に接触する位置、または、基板Wの下面に近接する位置に配置されることによって、基板Wを加熱することができる。
 処理カップ7は、スピンチャック5に保持された基板Wから外方に飛散する液体を受け止める複数のガード71と、複数のガード71によって下方に案内された液体を受け止める複数のカップ72と、複数のガード71および複数のカップ72を取り囲む円筒状の外壁部材73とを含む。
 この実施形態では、2つのガード71(第1ガード71Aおよび第2ガード71B)と、2つのカップ72(第1カップ72Aおよび第2カップ72B)とが設けられている例を示している。
 第1カップ72Aおよび第2カップ72Bのそれぞれは、上向きに開放された環状溝の形態を有している。
 第1ガード71Aは、スピンベース21を取り囲むように配置されている。第2ガード71Bは、第1ガード71Aよりも外側でスピンベース21を取り囲むように配置されている。
 第1ガード71Aおよび第2ガード71Bは、それぞれ、ほぼ円筒形状を有している。各ガード71の上端部は、スピンベース21に向かうように内方に傾斜している。
 第1カップ72Aは、第1ガード71Aによって下方に案内された液体を受け止める。第2カップ72Bは、第1ガード71Aと一体に形成されており、第2ガード71Bによって下方に案内された液体を受け止める。
 処理ユニット2は、第1ガード71Aおよび第2ガード71Bを別々に鉛直方向に昇降させるガード昇降ユニット74を含む。ガード昇降ユニット74は、下位置と上位置との間で第1ガード71Aを昇降させる。ガード昇降ユニット74は、下位置と上位置との間で第2ガード71Bを昇降させる。
 第1ガード71Aおよび第2ガード71Bがともに上位置に位置するとき、基板Wから飛散する液体は、第1ガード71Aによって受けられる。第1ガード71Aが下位置に位置し、第2ガード71Bが上位置に位置するとき、基板Wから飛散する液体は、第2ガード71Bによって受けられる。第1ガード71Aおよび第2ガード71Bがともに下位置に位置するときに、基板Wの搬入および搬出のために搬送ロボットCRがスピンチャック5にアクセスすることが可能である。
 ガード昇降ユニット74は、たとえば、第1ガード71Aに結合された第1ボールねじ機構(図示せず)と、第1ボールねじ機構に駆動力を与える第1モータ(図示せず)と、第2ガード71Bに結合された第2ボールねじ機構(図示せず)と、第2ボールねじ機構に駆動力を与える第2モータ(図示せず)とを含む。ガード昇降ユニット74は、ガードリフタともいう。
 第1移動ノズル9は、スピンチャック5に保持された基板Wの上面に向けて、第1ポリマーおよび第2ポリマーを含有する混合液を供給(吐出)する混合液ノズル(混合液供給ユニット)の一例である。
 第1移動ノズル9は、第1ノズル移動ユニット35によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第1移動ノズル9は、水平方向において、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で移動することができる。第1移動ノズル9は、中心位置に位置するとき、基板Wの上面の中央領域に対向する。
 第1移動ノズル9は、ホーム位置に位置するとき、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する。第1移動ノズル9は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
 第1ノズル移動ユニット35は、第1移動ノズル9に結合され水平に延びるアーム(図示せず)と、アームに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット(図示せず)とを含んでいてもよい。
 回動軸駆動ユニットは、鉛直な回動軸線まわりに回動軸を回動させることによってアームを揺動させる。さらに、回動軸駆動ユニットは、回動軸を鉛直方向に沿って昇降することにより、アームを昇降させる。アームの揺動および昇降に応じて、第1移動ノズル9が水平方向および鉛直方向に移動する。
 第1移動ノズル9は、第1移動ノズル9に混合液を案内する混合液配管40に接続されている。混合液配管40に介装された混合液バルブ50が開かれると、混合液が、第1移動ノズル9の吐出口から下方に連続流で吐出される。第1移動ノズル9が中央位置に位置するときに混合液バルブ50が開かれると、混合液が基板Wの上面の中央領域に供給される。
 混合液には、溶質および溶媒が含有されている。混合液に含有される溶媒は、たとえば、有機溶剤である。
 有機溶剤としては、イソプロパノール(IPA)等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、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)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)等の乳酸エステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類、γ-ブチロラクトン等のラクトン類等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 混合液には、溶質として、第1ポリマー、第2ポリマーおよび溶解成分が含有されている。第1ポリマーは、基板Wの表層をエッチングすることができる成分、すなわちエッチング機能を有する成分である。第1ポリマーは、たとえば、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸ポリマーである。カルボン酸としては、たとえば、下記化学式1に示す、ポリアクリル酸が挙げられる。スルホン酸としては、たとえば、下記化学式2に示す、ポリスチレンスルホン酸が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 第2ポリマーは、加熱や光照射等の固体形成処理によって固化または硬化する成分、すなわち、固体形成機能を有する成分である。第1実施形態では、第2ポリマーは、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂は、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 溶解成分は、後述する剥離液に対する溶解性が第2ポリマーよりも高い物質である。溶解成分は、たとえば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンである。溶解成分は、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンに限られない。溶解成分の詳細については後述する。
 第2移動ノズル10は、スピンチャック5に保持された基板Wの上面に向けてアンモニア水等の剥離液を連続流で供給(吐出)する剥離液ノズル(剥離液供給ユニット)の一例である。剥離液は、基板W上に形成されている固化膜を、基板Wの上面から剥離するための液体である。
 第2移動ノズル10は、第2ノズル移動ユニット36によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第2移動ノズル10は、水平方向において、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で移動することができる。
 第2移動ノズル10は、中心位置に位置するとき、基板Wの上面の中央領域に対向する。第2移動ノズル10は、ホーム位置に位置するとき、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する。第2移動ノズル10は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
 第2ノズル移動ユニット36は、第1ノズル移動ユニット35と同様の構成を有している。すなわち、第2ノズル移動ユニット36は、第2移動ノズル10に結合されて水平に延びるアーム(図示せず)と、アームに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット(図示せず)とを含んでいてもよい。
 第2移動ノズル10は、第2移動ノズル10に剥離液を案内する剥離液配管41に接続されている。剥離液配管41に介装された剥離液バルブ51が開かれると、剥離液が、第2移動ノズル10の吐出口から下方に連続流で吐出される。第2移動ノズル10が中央位置に位置するときに剥離液バルブ51が開かれると、剥離液が基板Wの上面の中央領域に供給される。
 第2移動ノズル10から吐出される剥離液は、固体形成成分よりも溶解成分を溶解させやすい液体が用いられる。第2移動ノズル10から吐出される剥離液は、たとえば、アンモニア水等のアルカリ性水溶液(アルカリ性液体)である。アルカリ性水溶液の具体例として、アンモニア水、SC1液(ammonia-hydrogen peroxide mixture:アンモニア過酸化水素水混合液)、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液、および、コリン水溶液、ならびにこれらのいずれかの組合せが挙げられる。剥離液は、アルカリ性液体に限られず、純水(好ましくはDIW)、あるいは、中性および酸性のいずれかの水溶液(非アルカリ性水溶液)であってもよい。
 第3移動ノズル11は、スピンチャック5に保持された基板Wの上面に向けて純水等のリンス液を連続流で供給(吐出)するリンス液ノズル(リンス液供給ユニット)の一例である。リンス液は、基板Wの表面に付着した液体を洗い流す液体である。
 第3移動ノズル11は、第3ノズル移動ユニット37によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第3移動ノズル11は、水平方向において、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で移動することができる。
 第3移動ノズル11は、中心位置に位置するとき、基板Wの上面の中央領域に対向する。第3移動ノズル11は、ホーム位置に位置するとき、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する。第3移動ノズル11は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
 第3ノズル移動ユニット37は、第1ノズル移動ユニット35と同様の構成を有している。すなわち、第3ノズル移動ユニット37は、第3移動ノズル11に結合されて水平に延びるアーム(図示せず)と、アームに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット(図示せず)とを含んでいてもよい。
 第3移動ノズル11は、第3移動ノズル11にリンス液を案内するリンス液配管42に接続されている。リンス液配管42に介装されたリンス液バルブ52が開かれると、リンス液が、第3移動ノズル11の吐出口から下方に連続流で吐出される。第3移動ノズル11が中央位置に位置するときにリンス液バルブ52が開かれると、リンス液が基板Wの上面の中央領域に供給される。
 リンス液としては、DIW等の純水、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度(たとえば、1ppm~100ppm程度)の塩酸水、希釈濃度(たとえば、1ppm~100ppm程度)のアンモニア水、還元水(水素水)等が挙げられる。
 剥離液と相溶性を有するものであれば、リンス液として、IPA等の有機溶剤を用いることも可能である。相溶性とは、2種類の液体が互いに溶けて混ざり合う性質のことである。後述する基板処理では、基板W上のリンス液が振り切られることによって、基板Wの上面が乾燥されるが、リンス液が低表面張力液体であれば、基板Wの上面が乾燥される際に基板Wの上面に作用する表面張力を低減することができる。
 低表面張力液体として機能する有機溶剤としては、IPA、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、メタノール、エタノール、アセトン、PGEE(プロピレングリコールモノエチルエーテル)およびTrans-1,2-ジクロロエチレンのうちの少なくとも1つを含む液等が挙げられる。
 低表面張力液体として機能する有機溶剤は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、IPAとDIWとの混合液であってもよいし、IPAとHFEとの混合液であってもよい。
 図3は、基板処理装置1の主要部の電気的構成を示すブロック図である。コントローラ3は、マイクロコンピュータを備え、所定の制御プログラムに従って基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。
 具体的には、コントローラ3は、プロセッサ(CPU)3Aと、制御プログラムが格納されたメモリ3Bとを含む。コントローラ3は、プロセッサ3Aが制御プログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。
 とくに、コントローラ3は、搬送ロボットIR,CR、スピンモータ23、ピン開閉ユニット24、第1ノズル移動ユニット35、第2ノズル移動ユニット36、第3ノズル移動ユニット37、ヒータ通電ユニット64、ヒータ昇降ユニット65、ガード昇降ユニット74、混合液バルブ50、剥離液バルブ51、および、リンス液バルブ52を制御するようにプログラムされている。コントローラ3によってバルブが制御されることによって、対応するノズルからの処理流体の吐出の有無や、対応するノズルからの処理流体の吐出流量が制御される。
 図4は、基板処理装置1による基板処理の一例を説明するための流れ図である。図4は、主として、コントローラ3がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。図5A~図5Eは、基板処理の各工程の様子を説明するための模式図である。
 基板処理装置1による基板処理では、たとえば、図4に示すように、基板搬入工程(ステップS1)、混合液供給工程(ステップS2)、塗布膜形成工程(ステップS3)、固化膜形成工程(ステップS4)、固化膜除去工程(ステップS5)、リンス工程(ステップS6)、スピンドライ工程(ステップS7)および基板搬出工程(ステップS8)がこの順番で実行される。
 以下では、主に図2および図4を参照する。図5A~図5Eについては適宜参照する。
 まず、未処理の基板Wは、搬送ロボットIR,CR(図1参照)によってキャリヤCから処理ユニット2に搬入され、スピンチャック5に渡される(ステップS1)。これにより、基板Wは、スピンチャック5によって水平に保持される(基板保持工程)。
 基板Wの搬入時には、ヒータユニット6は、ヒータ62が通電された状態で、基板Wに対する加熱が行われない非加熱位置に配置されている。非加熱位置は、たとえば、下位置である。ヒータユニット6は、この基板処理とは異なり、ヒータ通電ユニット64の通電の有無によって、基板Wの加熱と、加熱の停止とを切り替えてもよい。
 スピンチャック5による基板Wの保持は、スピンドライ工程(ステップS7)が終了するまで継続される。基板保持工程が開始されてからスピンドライ工程(ステップS7)が終了するまでの間、ガード昇降ユニット74は、少なくとも一つのガード71が上位置に位置するように、第1ガード71Aおよび第2ガード71Bの高さ位置を調整する。基板Wがスピンチャック5に保持された状態で、スピンモータ23が、スピンベース21を回転させる。これにより、水平に保持された基板Wの回転が開始される(基板回転工程)。
 次に、搬送ロボットCRが処理ユニット2外に退避した後、基板Wの上面に混合液を供給する混合液供給工程(ステップS2)が実行される。具体的には、第1ノズル移動ユニット35が、第1移動ノズル9を処理位置に移動させる。第1移動ノズル9の処理位置は、たとえば、中央位置である。
 第1移動ノズル9が処理位置に位置する状態で、混合液バルブ50が開かれる。これにより、図5Aに示すように、回転状態の基板Wの上面の中央領域に向けて、第1移動ノズル9から混合液が供給(吐出)される(混合液供給工程、混合液吐出工程)。基板Wの上面に供給された混合液は、遠心力によって、基板Wの上面の全体に広がり基板Wの上面の全体に混合液の液膜101が形成される(混合液膜形成工程)。混合液の液膜101中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程、液膜エッチング工程)。
 第1移動ノズル9からの混合液の供給は、所定時間、たとえば、2秒~4秒の間継続される。混合液供給工程において、基板Wは、所定の混合液回転速度、たとえば、10rpm~1500rpmで回転される。基板Wの上面に塗布される混合液の量は2cc程度である。
 混合液回転速度は、混合液が基板Wの外方へ飛散しない程度の速度であることが好ましく、混合液の液膜101が基板W上でパドル状態となることが好ましい。パドル状態とは、基板Wの上面が液膜101で覆われており、かつ、基板Wが回転方向に静止している状態または低回転速度(50rpm以下)で回転している状態を意味する。
 次に、図5Bに示すように、基板W上の混合液から溶媒を蒸発させて塗布膜102を形成する塗布膜形成工程(ステップS3)が実行される。
 具体的には、混合液バルブ50が閉じられる。そして、第1ノズル移動ユニット35によって第1移動ノズル9がホーム位置に移動される。
 基板Wの回転に起因する遠心力は、基板W上の混合液だけでなく、液膜101に接する気体にも作用する。そのため、遠心力の作用により、当該気体が基板Wの中心側から周縁側に向かう気流が形成される。この気流により、液膜101に接する気体状態の溶媒が基板Wに接する雰囲気から排除される。そのため、基板W上の混合液からの溶媒の蒸発(揮発)が促進され、半固体状の塗布膜102が形成される(塗布膜形成工程)。半固体状とは、固体成分と液体成分とが混合した状態である。第1移動ノズル9およびスピンモータ23は、塗布膜形成ユニットの一例である。
 塗布膜102中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程)。塗布膜102は、液膜101と比較して粘度が高い。塗布膜形成工程において、スピンモータ23は、混合液中の溶媒を蒸発させる蒸発ユニット(蒸発促進ユニット)として機能する。
 塗布膜形成工程(ステップS3)は、たとえば、30秒間継続される。塗布膜形成工程(ステップS3)において、基板Wは、所定の塗布膜形成速度、たとえば、800rpmで回転される。
 次に、基板W上の塗布膜102を硬化させることによって固化膜100を形成する固化膜形成工程(ステップS4)が実行される。
 具体的には、ヒータ昇降ユニット65が、ヒータユニット6を加熱位置に配置する。加熱位置は、たとえば、基板Wの下面から離間した位置で基板Wを加熱する離隔加熱位置である。これにより、図5Cに示すように、ヒータユニット6によって、基板Wを介して塗布膜102が加熱される(塗布膜加熱工程)。
 塗布膜102に対する加熱によって、塗布膜102中の第2ポリマー(熱硬化性樹脂)が硬化される。第2ポリマーの硬化によって固化膜100が形成される(固化膜形成工程)。加熱によって塗布膜102中の第2ポリマーを硬化させて塗布膜102を固化膜100に変化させることによって、基板Wの表層部のエッチングが停止される(エッチング停止工程)。加熱によって固化膜100が形成されるため、加熱は、固体形成処理の一例である。ヒータユニット6は、固体形成ユニットの一例である。
 塗布膜102の加熱は、所定時間、たとえば、30秒間継続される。固化膜形成工程(ステップS4)において、基板Wは、所定の固化膜形成速度、たとえば、800rpmで回転される。
 次に、図5Dおよび図5Eに示すように、基板Wの上面に剥離液を供給して、基板Wの上面から固化膜100を剥離して除去する固化膜除去工程(ステップS5)が実行される。
 具体的には、ヒータ昇降ユニット65が、ヒータユニット6を非加熱位置に移動させる。そして、第2ノズル移動ユニット36が第2移動ノズル10を処理位置に移動させる。第2移動ノズル10の処理位置は、たとえば、中央位置である。
 第2移動ノズル10が処理位置に位置する状態で、剥離液バルブ51が開かれる。これにより、図5Dに示すように、回転状態の基板Wの上面の中央領域に向けて、第2移動ノズル10から剥離液が供給(吐出)される(剥離液供給工程、剥離液吐出工程)。基板Wの上面に供給された剥離液は、遠心力によって、基板Wの全体に広がる。基板Wの上面に供給された剥離液は、固化膜100中の溶解成分を溶解させながら基板Wの上面と固化膜100との界面に達し、固化膜100と基板Wの上面との間に進入する。図5Eに示すように、剥離液の供給を継続することで、基板Wの上面から固化膜100が剥離され、除去される(固化膜除去工程)。
 剥離液の供給は、たとえば、30秒間継続される。固化膜除去工程(ステップS5)において、基板Wは、所定の除去回転速度、たとえば、800rpmで回転される。
 次に、図5Fに示すように、基板Wの上面から剥離液を洗い流すリンス工程(ステップS6)が実行される。具体的には、剥離液バルブ51が閉じられ、第2ノズル移動ユニット36が第2移動ノズル10を退避位置に移動させる。そして、第3ノズル移動ユニット37が、第3移動ノズル11を処理位置に移動させる。第3移動ノズル11の処理位置は、たとえば、中央位置である。
 そして、第3移動ノズル11が処理位置に位置する状態で、リンス液バルブ52が開かれる。これにより、図5Fに示すように、回転状態の基板Wの上面の中央領域に向けて、第3移動ノズル11からリンス液が供給(吐出)される(リンス液供給工程、リンス液吐出工程)。基板Wの上面に供給されたリンス液は、遠心力により、基板Wの上面の全体に広がる。これにより、基板Wの上面に付着していた剥離液が、リンス液とともに基板W外に排出され、リンス液で置換される(リンス工程、剥離液排出工程)。
 基板Wの上面および下面へのリンス液の供給は、所定時間、たとえば、30秒間継続される。リンス工程(ステップS6)において、基板Wは、所定のリンス回転速度、たとえば、800rpmで回転される。
 次に、基板Wを高速回転させて基板Wの上面を乾燥させるスピンドライ工程(ステップS7)が実行される。具体的には、リンス液バルブ52が閉じられる。これにより、基板Wの上面へのリンス液の供給が停止される。
 そして、スピンモータ23が基板Wの回転を加速し、基板Wを高速回転させる。スピンドライ工程における基板Wは、乾燥速度、たとえば、1500rpmで回転される。スピンドライ工程は、所定時間、たとえば、30秒間の間実行される。それによって、大きな遠心力が基板W上のリンス液に作用し、基板W上のロリンス液が基板Wの周囲に振り切られる。
 そして、スピンモータ23が基板Wの回転を停止させる。ガード昇降ユニット74が第1ガード71Aおよび第2ガード71Bを下位置に移動させる。
 搬送ロボットCRが、処理ユニット2に進入して、スピンチャック5のチャックピン20から処理済みの基板Wをすくい取って、処理ユニット2外へと搬出する(ステップS8)。その基板Wは、搬送ロボットCRから搬送ロボットIRへと渡され、搬送ロボットIRによって、キャリヤCに収納される。
 次に、図6A~図6Eを用いて、基板処理中の基板Wの表面付近の様子を詳細に説明する。図6A~図6Eは、基板処理中の基板Wの表面付近の様子を説明するための模式図である。
 塗布膜形成工程(ステップS3)において形成された塗布膜102は、第1ポリマー(有機酸ポリマー)、第2ポリマー(熱硬化性樹脂)および溶解成分を含有している。塗布膜102中の第1ポリマーによって、基板Wの表層部150がエッチングされる(エッチング工程)。基板Wの表層部150とは、基板Wの表面近傍の部分のことである。
 塗布膜102において基板Wの上面151に接触する部分の第1ポリマーは、基板Wの表層部150をエッチングすることによって消失する。そのため、塗布膜102において基板Wの上面151に接触する部分の第1ポリマーの濃度が低減しないように、塗布膜102中の第1ポリマーが基板Wの上面151側に移動する。そのため、図6Bに示すように、基板Wの表層部150のエッチングが徐々に進行し、基板Wの上面151が基板Wの下面側に後退する。基板Wの表層部150がエッチングされることでエッチング残渣104が形成される。
 そして、基板Wを介して、塗布膜102が加熱されることによって、図6Cに示すように、塗布膜102が固化膜100に変化する。固化膜100には、固体状態の第1ポリマー、第2ポリマーおよび溶解成分が含まれている。固体状態の第1ポリマーを第1ポリマー固体110という。固体状態の第2ポリマーを第2ポリマー固体111という。固体状態の溶解成分を溶解成分固体112という。固化膜100(特に、第2ポリマー固体111)は、エッチング工程によって形成されたエッチング残渣104を保持する。
 次に、図6Dを参照して、剥離液によって、溶解成分固体112が選択的に溶解される。すなわち、固化膜100が部分的に溶解される(溶解工程、部分溶解工程)。
 「固体状態の溶解成分固体112が選択的に溶解される」とは、固体状態の溶解成分固体112のみが溶解されるという意味ではない。「固体状態の溶解成分固体112が選択的に溶解される」とは、固体状態の第2ポリマー固体111も僅かに溶解されるが、大部分の固体状態の溶解成分固体112が溶解されるという意味である。
 溶解成分固体112の選択的な溶解をきっかけとして、固化膜100において溶解成分固体112が偏在している部分に貫通孔106が形成される(貫通孔形成工程)。
 溶解成分固体112が偏在している部分には、溶解成分固体112のみが存在するのではなく、第2ポリマー固体111も存在する。剥離液が溶解成分固体112だけでなく溶解成分固体112の周囲の第2ポリマー固体111も溶解させるため、貫通孔106の形成が促進される。
 貫通孔106は、平面視で、たとえば、直径数nmの大きさである。貫通孔106は、観測可能な程度に明確に形成されている必要はない。すなわち、貫通孔106は、固化膜100の上面から基板の上面151まで剥離液を移動させる経路が固化膜100に形成されていればよく、その経路が全体として固化膜100を貫通していればよい。
 ここで、固化膜100中に溶媒が適度に残留している場合には、剥離液は、固化膜100に残留している溶媒に溶け込みながら固化膜100を部分的に溶解する。詳しくは、剥離液が固化膜100中に残留している溶媒に溶け込みながら固化膜100中の溶解成分固体112を溶解して貫通孔106を形成する。そのため、固化膜100内に剥離液が進入しやすい(溶解進入工程)。
 基板Wの上面151に到達した剥離液は、固化膜100と基板Wとの界面に作用して固化膜100を剥離し、剥離された固化膜100を基板Wの上面151から排除する(剥離排除工程)。
 詳しくは、剥離液に対する第2ポリマー固体111の溶解性は、剥離液に対する溶解成分固体112よりも低く、大部分の第2ポリマー固体111は固体状態で維持される。そのため、第2ポリマー固体111は、剥離液によってその表面付近が僅かに溶解されるだけである。そのため、貫通孔106を介して基板Wの上面151付近まで到達した剥離液は、第2ポリマー固体111において基板Wの上面151付近の部分を僅かに溶解させる。これにより、図6Dの拡大図に示すように、剥離液が、基板Wの上面151付近の固体状態の第2ポリマー固体111を徐々に溶解させながら、固化膜100と基板Wの上面151との間の隙間Gに進入していく(剥離液進入工程)。
 そして、たとえば、貫通孔106の周縁を起点として固化膜100に亀裂(クラック)が形成される。そのため、溶解成分固体112は、クラック発生成分ともいわれる。固化膜100は、亀裂の形成によって分裂し、膜片108となる。図6Eに示すように、固化膜100の膜片108は、エッチング残渣104を保持している状態で基板Wから剥離される(固化膜分裂工程、固化膜剥離工程)。
 そして、剥離液の供給を継続することによって、膜片108となった固化膜100が、エッチング残渣104を保持している状態で、剥離液によって洗い流される。言い換えると、エッチング残渣104を保持する膜片108が基板W外に押し出されて基板Wの上面151から排除される(固化膜排除工程、エッチング残渣排除工程)。これにより、基板Wの上面151を良好に洗浄することができる。
 第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
 第1実施形態によれば、基板Wの上面151には、第1ポリマーおよび第2ポリマーを含有する半固体状の塗布膜102が形成される。塗布膜102中の第1ポリマーによって基板Wの表層部150がエッチングされる。加熱処理(固体形成処理)によって塗布膜102中の第2ポリマーが固化される。これにより、塗布膜102が固化膜100に変化する。第1ポリマーは、塗布膜102中よりも固化膜100中において拡散しにくい。そのため、塗布膜102が固化膜100に変化することによって、第1ポリマーによる基板Wの表層部150のエッチングが停止される。
 この方法とは異なり、基板Wの上面151に向けてフッ酸等のエッチング液の連続流を供給し続けながら基板Wの表層部150をエッチングする手法では、エッチング液が次々に基板Wの外方へ排出される。
 一方、半固体状の塗布膜102の流動性は、連続流のエッチング液の流動性よりも低い。そのため、基板W外方に排出される混合液の量を低減することができる。したがって、第1ポリマーの消費量、すなわち、エッチング成分の消費量を低減することができる。
 塗布膜102中の第1ポリマーを用いて基板Wの表層部150をエッチングする場合、基板Wの上面151にエッチング残渣104が付着しやすい。第1実施形態に係る方法では、固化膜除去工程において、固化膜100は、剥離液に溶解されて基板Wの上面151から除去されるのではなく、基板Wの上面151から剥離されて除去される。そのため、固化膜100がエッチング残渣104を保持したまま基板Wの上面151から引き剥がされる。その結果、固化膜100とともにエッチング残渣104を基板Wの上面151から除去することができる。
 また第1実施形態によれば、エッチング工程が、液膜エッチング工程および塗布膜エッチング工程を含む。そのため、塗布膜102中の第1ポリマーによる基板Wの表層部150のエッチングだけでなく、塗布膜102のベースとなる混合液の液膜101中の第1ポリマーによっても基板Wの表層部150がエッチングされる。混合液の液膜101中において基板Wの上面151に接触する部分の第1ポリマーは、基板Wの表層部150をエッチングすることによって消失する。混合液の流動性は、半固体状の塗布膜102の流動性よりも高い。
 そのため、塗布膜102によるエッチングと比較して、基板Wの上面151付近の第1ポリマーがエッチングにより消失した際に、混合液の液膜101中の第1ポリマーは、塗布膜102中の第1ポリマーよりも速やかに拡散しやすい。そのため、基板Wの上面151付近の第1ポリマーの濃度の低減を抑制できるので、基板Wの表層部150が速やかにエッチングされる。
 また、混合液の液膜101が基板Wの上面に形成された状態でエッチングが行われるため、基板Wの上面151に向けてフッ酸等のエッチング液の連続流を供給し続けながら基板Wの表層部150をエッチングする手法と比較して、基板Wの外方に排出される第1ポリマーの量、すなわち、エッチング成分の消費量を低減することができる。
 液膜エッチング工程が、基板Wの上面151に対向する第1移動ノズル9から基板Wの上面151に向けて混合液の液膜を形成する混合液膜形成工程を含む。そのため、第1ポリマーおよび第2ポリマーが予め混合された状態で基板Wの上面151に供給される。基板Wの上面151上で第1ポリマーおよび第2ポリマーを混合する必要がないため、塗布膜102を速やかに形成できる。ひいては、基板処理に要する時間を短縮できる。
 また第1実施形態によれば、塗布膜102中の第2ポリマーとしての熱硬化性樹脂が加熱によって硬化される。熱硬化性樹脂の硬化によって塗布膜102が固化膜100に変化する。熱硬化性樹脂の硬化によって固化膜100が形成されるため、第1ポリマーの拡散を一層抑制できる。したがって、第1ポリマーによる基板Wの表層部150のエッチングを一層確実に停止できる。
 また第1実施形態によれば、固化膜100が、第2ポリマーよりも剥離液に対する溶解性が高い溶解成分を含有する。そして、剥離液によって、固化膜100中の溶解成分固体112が溶解される。剥離液で固化膜100中の溶解成分固体112を溶解させることによって固化膜100に貫通孔106が形成される。そのため、固化膜100中に形成された貫通孔を106介して剥離液を固化膜100と基板Wとの界面に速やかに到達させることができる。剥離液は、基板Wと固化膜100との界面に進入して基板Wの上面151から固化膜100を剥離する。これにより、第1ポリマーによるエッチングが終了した後に、基板Wの上面151から固化膜100を速やかに剥離することができる。
 第2ポリマーが固体状態で維持されるため、溶解成分固体112が溶解された後においても、第2ポリマー固体111によってエッチング残渣104を保持することができる。剥離液の供給によって固化膜100を基板Wの上面から排除する際においても、固化膜100によってエッチング残渣104が保持された状態を維持することができる。そのため、エッチング残渣104が固化膜100によって保持されてない場合と比較して、剥離液の流れから受けるエネルギー(物理力)を増大させることができる。その結果、剥離液によって、基板Wの上面からエッチング残渣104を効果的に除去することができる。
 また第1実施形態によれば、基板Wの表層部150のエッチングによって発生したエッチング残渣104が、固化膜除去工程において、固化膜100とともに基板Wの上面151から除去される。そのため、固化膜100を除去した後に、エッチング残渣104を別途除去するための処理を行う必要がない。
 また第1実施形態では、ポリマーでない酢酸等の有機酸よりも粘性が高い有機酸ポリマーが第1ポリマーとして用いられる。そのため、有機酸ポリマーを用いることで、エッチング成分として基板Wの上面を覆う際に、基板Wから排出される液体の量を低減できる。そのため、エッチング成分の使用量を低減できる。
 <第2実施形態>
 図7は、第2実施形態に係る基板処理装置1Pに備えられる処理ユニット2の概略構成を示す模式的な部分断面図である。図7において、前述の図1~図6Eに示された構成と同等の構成については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する(後述する図8~図9Bにおいても同様)。
 第2実施形態に係る基板処理装置1Pが第1実施形態に係る基板処理装置1と主に異なる点は、第1ポリマーと第2ポリマーとが別々のノズルから吐出されるように、基板処理装置1Pの処理ユニット2が構成されている点である。
 詳しくは、処理ユニット2が、第1ポリマーを含有する第1ポリマー液を基板Wの上面に向けて供給する第1移動ノズル9Pと、第2ポリマーを含有する第2ポリマー液を基板Wの上面に向けて供給する第4移動ノズル12とを含む。
 第1移動ノズル9Pは、スピンチャック5に保持された基板Wの上面に向けて、第1ポリマー液を供給(吐出)する第1ポリマー液ノズル(第1ポリマー液供給ユニット)の一例である。
 第1移動ノズル9Pは、第1実施形態に係る第1移動ノズル9と同様に、第1ノズル移動ユニット35によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第1移動ノズル9Pは、水平方向において、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で移動することができる。
 第1移動ノズル9Pは、第1移動ノズル9Pに第1ポリマー液を案内する第1ポリマー液配管40Pに接続されている。第1ポリマー液配管40Pに介装された第1ポリマー液バルブ50Pが開かれると、第1ポリマー液が、第1移動ノズル9Pの吐出口から下方に連続流で吐出される。第1移動ノズル9Pが中央位置に位置するときに第1ポリマー液バルブ50Pが開かれると、第1ポリマー液が基板Wの上面の中央領域に供給される。
 第1ポリマー液には、溶質および溶媒が含有されている。第1ポリマー液に含有される溶媒は、たとえば、有機溶剤である。有機溶剤としては、第1実施形態に係る混合液に含有される溶媒として列挙されている有機溶剤を用いることができる。
 第1ポリマー液には、溶質として、第1ポリマーが含有されている。第1ポリマーとしては、第1実施形態に係る混合液に含有される第1ポリマーとして列挙されているポリマーを用いることができる。
 第4移動ノズル12は、スピンチャック5に保持された基板Wの上面に向けて、第2ポリマー液を供給(吐出)する第2ポリマー液ノズル(第2ポリマー液供給ユニット)の一例である。
 第4移動ノズル12は、第4ノズル移動ユニット38によって、水平方向および鉛直方向に移動される。第4移動ノズル12は、水平方向において、中心位置と、ホーム位置(退避位置)との間で移動することができる。
 第4移動ノズル12は、中心位置に位置するとき、基板Wの上面の中央領域に対向する。第4移動ノズル12は、ホーム位置に位置するとき、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する。第4移動ノズル12は、鉛直方向への移動によって、基板Wの上面に接近したり、基板Wの上面から上方に退避したりできる。
 第4ノズル移動ユニット38は、第1ノズル移動ユニット35と同様の構成を有している。すなわち、第4ノズル移動ユニット38は、第4移動ノズル12に結合されて水平に延びるアーム(図示せず)と、アームに結合され鉛直方向に沿って延びる回動軸(図示せず)と、回動軸を昇降させたり回動させたりする回動軸駆動ユニット(図示せず)とを含んでいてもよい。
 第4移動ノズル12は、第4移動ノズル12に第2ポリマー液を案内する第2ポリマー液配管43に接続されている。第2ポリマー液配管43に介装された第2ポリマー液バルブ53が開かれると、第2ポリマー液が、第4移動ノズル12の吐出口から下方に連続流で吐出される。第4移動ノズル12が中央位置に位置するときに第2ポリマー液バルブ53が開かれると、第2ポリマー液が基板Wの上面の中央領域に供給される。
 第2ポリマー液には、溶質および溶媒が含有されている。第2ポリマー液に含有される溶媒は、たとえば、有機溶剤である。有機溶剤として、第1実施形態に係る混合液に含有される溶媒として列挙されている有機溶剤を用いることができる。
 第2ポリマー液には、溶質として、第2ポリマーおよび溶解成分が含有されている。第2ポリマーは、第1実施形態と同様に熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂は、第1実施形態と同様に、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。溶解成分の詳細については、後述する。
 第2実施形態に係る基板処理装置1Pを用いて、第1実施形態に係る基板処理装置1と同様の基板処理(図4を参照)を実行することができる。
 ただし、第2実施形態に係る基板処理装置1Pによる基板処理では、基板Wの上面上で第1ポリマー液および第2ポリマー液が混合されることによって、基板Wの上面に混合液が形成される。図8は、第2実施形態に係る基板処理装置1Pによる基板処理における混合液供給工程(ステップS2)の第1例を説明するための模式図である。
 具体的には、第1移動ノズル9Pおよび第4移動ノズル12が処理位置に位置する状態で、第1ポリマー液バルブ50Pおよび第2ポリマー液バルブ53が開かれる。これにより、第1移動ノズル9Pから基板Wの上面に向けて第1ポリマー液が吐出され、かつ、第4移動ノズル12から基板Wの上面に向けて第2ポリマー液が吐出される。基板Wの上面への第1ポリマー液の供給と基板Wの上面への第2ポリマー液の供給とが同時に実行される。
 基板Wの上面に供給された第1ポリマー液および第2ポリマー液が基板Wの上面で混合されることによって、基板Wの上面で混合液が形成される(混合液形成工程)。これにより、基板Wの上面に混合液が供給される(混合液供給工程)。第1ポリマー液および第2ポリマー液は、遠心力によって、基板Wの上面に広がりながら混合される。これにより、基板Wの上面の全体に混合液の液膜101が形成される(混合液膜形成工程)。第1ポリマー液の吐出および第2ポリマー液の吐出は、同時に開始されてもよい。混合液の液膜101はパドル状態であることが好ましい。
 混合液の液膜101中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって、基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程、液膜エッチング工程)。
 第1移動ノズル9Pからの第1ポリマー液の供給および第4移動ノズル12からの第2ポリマー液の供給は、所定時間、たとえば、2秒~4秒の間継続される。混合液供給工程において、基板Wは、所定の混合液回転速度、たとえば、10rpm~1500rpmで回転される。基板Wの上面に塗布される混合液の量は2cc程度である。
 混合液供給工程(ステップS2)における基板Wの回転速度は、混合液が基板Wの外方へ飛散しない程度の速度であることが好ましく、混合液の液膜101が基板W上でパドル状態となることが好ましい。
 その後、第1ポリマー液バルブ50Pおよび第2ポリマー液バルブ53が閉じられ、第1移動ノズル9Pおよび第4移動ノズル12がホーム位置へ向けて移動される。そして、第1実施形態において説明したように、遠心力の作用により発生した気流によって、基板W上で形成された混合液からの溶媒の蒸発(揮発)が促進される。これにより、図5Bに示すように、半固体状の塗布膜102が形成される(塗布膜形成工程)。塗布膜102中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程、塗布膜エッチング工程)。第2実施形態において、第1移動ノズル9P、第4移動ノズル12およびスピンモータ23によって塗布膜形成ユニットが構成されている。
 基板Wの表層部のエッチングは、基板Wの上面への第1ポリマー液の着液の開始と同時に開始され、固化膜100の形成によって終了する。
 第2実施形態に係る基板処理の第1例では、第1ポリマー液および第2ポリマー液が基板W上で混合して混合液が形成される。そのため、仮に、第1ポリマーと第2ポリマーとが互いに反応するものである場合に、基板Wの上面に第1ポリマーおよび第2ポリマーが供給される前に第1ポリマーと第2ポリマーとが反応することを抑制できる。
 さらに、第1ポリマー液および第2ポリマー液を基板Wの上面に順次に供給する方法と比較して、塗布膜102の形成に要する時間を短縮できる。ひいては、基板処理に要する時間を短縮できる。
 第2実施形態に係る基板処理装置1Pでは、図8に示す第1例の基板処理とは異なる基板処理を実行することも可能である。たとえば、混合液供給工程(ステップS2)において、基板Wの上面に向けて第1ポリマー液を供給し、第1ポリマー液の供給の終了後に、基板Wの上面に向けて第2ポリマー液が供給する第2例の基板処理を実行することが可能である。図9Aおよび図9Bは、基板処理装置1Pによる基板処理における混合液供給工程(ステップS2)の第2例を説明するための模式図である。
 基板処理装置1Pによる第2例の基板処理について詳しく説明する。まず、第1移動ノズル9Pが処理位置に位置する状態で、第1ポリマー液バルブ50Pが開かれる。これにより、第1移動ノズル9Pから基板Wの上面に向けて第1ポリマー液が供給(吐出)される(第1ポリマー液供給工程、第1ポリマー液吐出工程)。基板Wの上面に着液した第1ポリマー液は、遠心力によって、基板Wの上面の全体に広がり基板Wの上面の全体に第1ポリマー液の液膜120が形成される(第1ポリマー液膜形成工程)。液膜120は、パドル状態であることが好ましい。
 第1移動ノズル9Pからの第1ポリマー液の供給は、所定時間、たとえば、2秒~4秒の間継続される。第1ポリマー液供給工程において、基板Wは、所定の第1ポリマー液回転速度、たとえば、10rpm~1500rpmで回転される。基板Wの上面に塗布される第1ポリマー液の量は2cc程度である。
 基板Wの上面に第1ポリマー液の液膜120が形成されると、第1ポリマー液バルブ50Pが閉じられ、第1移動ノズル9Pがホーム位置へ向けて移動される。一方、第4移動ノズル12は、処理位置に向けて移動される。第4移動ノズル12が処理位置に位置する状態で、第2ポリマー液バルブ53が開かれる。これにより、基板Wの上面に向けて第4移動ノズル12から第2ポリマー液が供給(吐出)される(第2ポリマー液供給工程、第2ポリマー液吐出工程)。
 第1ポリマー液の液膜120に第2ポリマー液が供給されることによって、第1ポリマー液および第2ポリマー液が混合されて混合液が形成される(混合液形成工程)。これにより、基板Wの上面に混合液が供給される(混合液供給工程)。第1ポリマー液の液膜120に第2ポリマー液が混合されることによって、基板Wの上面の全体に混合液の液膜101が形成される(混合液膜形成工程)。混合液の液膜101はパドル状態であることが好ましい。
 第1移動ノズル9Pからの第1ポリマー液の吐出が終了する前に、第4移動ノズル12からの第2ポリマー液の吐出が開始されてもよい。
 混合液の液膜101中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程、液膜エッチング工程)。
 第4移動ノズル12からの第2ポリマー液の供給は、所定時間、たとえば、2秒~4秒の間継続される。第2ポリマー液供給工程において、基板Wは、所定の第2ポリマー液回転速度、たとえば、10rpm~1500rpmで回転される。基板Wの上面に塗布される第2ポリマー液の量は2cc程度である。
 第2ポリマー液供給工程における基板Wの回転速度は、第2ポリマー液が基板Wの外方へ飛散しない程度の速度であることが好ましく、第2ポリマー液の液膜101が基板W上でパドル状態となることが好ましい。
 その後、第2ポリマー液バルブ53が閉じられ、第4移動ノズル12がホーム位置へ向けて移動される。そして、第1実施形態において説明したように、遠心力の作用により発生した気流によって、基板W上で形成された混合液からの溶媒の蒸発(揮発)が促進される。これにより、図5Bに示すように、半固体状の塗布膜102が形成される(塗布膜形成工程)。塗布膜102中の第1ポリマー(有機酸ポリマー)によって基板Wの表層部がエッチングされる(エッチング工程、塗布膜エッチング工程)。
 基板Wの表層部のエッチングは、基板Wの上面への第1ポリマー液の着液の開始と同時に開始され、固化膜100の形成によって終了する。
 第2実施形態に係る基板処理の第2例では、第1ポリマー液および第2ポリマー液が基板W上で混合して混合液が形成される。そのため、仮に、第1ポリマーと第2ポリマーとが互いに反応するものである場合に、基板Wの上面に第1ポリマーおよび第2ポリマーが供給される前に第1ポリマーと第2ポリマーとが反応することを抑制できる。
 さらに、第2ポリマー液に先立って第1ポリマー液が基板Wの上面に供給される。そのため、基板Wの上面上の液膜120には第2ポリマー液が混合されていない。そのため、第1ポリマー液の液膜120中の第1ポリマーの濃度は、混合液の液膜101中の第1ポリマーの濃度よりも高い。そのため、第1ポリマー液の液膜120中の第1ポリマーによって、基板Wの表層部を短時間でエッチングできる。
 さらに、エッチングの進行によって第1ポリマーがある程度消費された後に、第1ポリマー液と第2ポリマー液とが基板Wの上面で混合される。そのため、第1ポリマーと第2ポリマーとが互いに反応するものである場合に、第1ポリマーと第2ポリマーとの反応を一層抑制できる。
 <第3実施形態>
 図10は、第3実施形態に係る基板処理装置1Qに備えられる処理ユニット2の概略構成を示す模式図である。図10において、前述の図1~図9Bに示された構成と同等の構成については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する(後述する図11においても同様)。
 第3実施形態に係る基板処理装置1Qが第1実施形態に係る基板処理装置1と主に異なる点は、ヒータユニット6の代わりに、光照射ユニット8が設けられている点である。
 光照射ユニット8は、スピンチャック5に保持された基板Wの上面(上側の表面)に上方から対向する対向面13aを有する対向部材13と、対向面13aに取り付けられた複数のランプ80とを含む。
 対向部材13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状に形成されている。対向面13aは、スピンチャック5よりも上方でほぼ水平面に沿って配置されている。
 対向部材13において対向面13aとは反対側には、回転軸130が固定されている。
 対向部材13は、対向面13aと基板Wの上面との間の空間内の雰囲気を当該空間の外部の雰囲気から遮断する。そのため、対向部材13は、遮断板ともいう。
 複数のランプ80は、対向面13aの全域に等間隔で配置されている。処理ユニット2は、複数のランプ80を通電させたり複数のランプ80への通電を停止したりするように構成されているランプ通電ユニット85をさらに含む。ランプ80は通電されることにより光を発する。各ランプ80から発せられる光は、たとえば、赤外線、紫外線、可視光等が挙げられる。
 処理ユニット2は、対向部材13を昇降させる対向部材昇降ユニット131と、対向部材13を回転軸線A1まわりに回転させる対向部材回転ユニット132とをさらに含む。
 対向部材昇降ユニット131は、下位置から上位置までの任意の位置(高さ)に対向部材13を鉛直方向に位置させることができる。下位置とは、対向部材13の可動範囲において、対向面13aが基板Wに最も近接する位置である。上位置とは、対向部材13の可動範囲において対向面13aが基板Wから最も離間する位置である。対向部材13が上位置に位置するときに、基板Wの搬入および搬出のために搬送ロボットCRがスピンチャック5にアクセスすることができる。
 対向部材昇降ユニット131は、たとえば、回転軸130を支持する支持部材(図示せず)に結合されたボールねじ機構(図示せず)と、当該ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータ(図示せず)とを含む。対向部材昇降ユニット131は、対向部材リフタ(遮断板リフタ)ともいう。対向部材回転ユニット132は、たとえば、回転軸130を回転させるモータ(図示せず)を含む。
 対向部材昇降ユニット131は、対向部材13とともに複数のランプ80を昇降させる。対向部材昇降ユニット131は、ランプ昇降ユニット(ランプリフタ)の一例である。対向部材回転ユニット132は、対向部材13とともに複数のランプ80を回転させる。対向部材回転ユニット132は、ランプ回転ユニット(ランプ回転モータ)の一例である。
 第3実施形態とは異なり、対向部材13は、たとえば、チャンバ4の上壁に取り付けられており、固定されていてもよい。
 混合液に含有されている溶媒は、たとえば、有機溶剤である。有機溶剤としては、第1実施形態に係る混合液に含有されている溶媒として列挙されている有機溶剤を用いることができる。混合液に含有されている第1ポリマーとしては、第1実施形態に係る混合液に含有される第1ポリマーとして列挙されているポリマーを用いることができる。
 第3実施形態に係る混合液に含有されている第2ポリマーは、第1実施形態に係る混合液に含有されている第2ポリマーとは異なり、光の照射によって硬化する光硬化性樹脂である。光硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等が挙げられる。
 ランプ通電ユニット85、対向部材昇降ユニット131および対向部材回転ユニット132は、コントローラ3によって制御される(図3を参照)。
 第3実施形態に係る基板処理装置1Qは、第1実施形態に係る基板処理(図4を参照)と同様の基板処理を実行することができる。ただし、固化膜形成工程(ステップS4)において、塗布膜102に対して光が照射される。
 詳しくは、塗布膜形成工程(ステップS3)の後、対向部材昇降ユニット131によって、対向部材13を、上位置と下位置との間の処理位置に配置する。対向部材13が処理位置に位置する状態でランプ80が通電されることによって、基板W上の塗布膜102(図5Bを参照)に光が照射される。これにより、図11に示すように、固化膜100が形成され、基板Wの表層部のエッチングが停止される(エッチング停止工程)。光照射によって固化膜100が形成されるため、光照射は、固体形成処理の一例である。光照射ユニット8は、固体形成ユニットの一例である。
 図12に示すように、塗布膜102に光が照射されることによって、塗布膜102が固化膜100に変化することを除いては、基板処理中の基板Wの表面付近の様子についても第1実施形態とほぼ同様である。
 第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
 さらに、固体形成処理が、塗布膜102への光照射処理を含み、第2ポリマーが、光硬化性樹脂である。そのため、塗布膜中の第2ポリマーとしての光硬化性樹脂が光の照射によって硬化される。光硬化性樹脂の硬化によって塗布膜102が固化膜100に変化する。光硬化性樹脂の硬化によって固化膜100が形成されるため、エッチング成分の拡散を一層抑制できる。したがって、エッチング成分による基板Wの表層部150のエッチングを一層確実に停止できる。
 第3実施形態の基板処理装置1Qは、第1ポリマー液と第2ポリマー液とが基板W上で混合されるように構成されていてもよい。具体的には、第1移動ノズル9の代わりに、図13に示すように、第2実施形態に係る第1移動ノズル9Pおよび第4移動ノズル12が設けられていてもよい。この構成であれば、第2実施形態に係る基板処理(図8~図9Bを参照)と同様の基板処理を実行することができる。
 次に、図14および図15を用いて、光照射ユニット8の変形例について説明する。図14は、光照射ユニット8の第1変形例について説明するための模式図である。図15は、光照射ユニット8の第2変形例について説明するための模式図である。
 たとえば、図14に示す第1変形例のように、光照射ユニット8は、チャンバ4内に設けられたランプ移動ユニット86によって、照射位置とホーム位置(退避位置)との間で移動するように構成されていてもよい。
 照射位置は、基板Wの上面に光照射ユニット8が対向する位置(たとえば、図14に二点鎖線で示す位置)である。照射位置は、光照射ユニット8から基板Wの上面への光の照射が可能な位置である。退避位置は、光照射ユニット8から基板Wの上面へ光が照射されない位置(たとえば、図14に実線で示す位置)である。光照射ユニット8は、照射位置に位置するときに、光照射ユニット8が基板Wの上面に対向する。光照射ユニット8は、ホーム位置に位置するとき、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する。
 図14に示す構成では、光照射ユニット8は、ランプ80と、ランプ80を収容するランプホルダ81とを含む。ランプ移動ユニット86は、ランプホルダ81を支持するアーム87と、アーム87に接続され鉛直に延びる回動軸89と、回動軸89を介してアーム87を移動させるアーム移動ユニット88とを含む。アーム移動ユニット88は、たとえば、アーム87を水平移動させるために回動軸89をその中心軸線(回動軸線A2)まわりに回転させるモータと、回動軸89とともにアーム87を昇降させるボールねじ機構とを含む。
 また、図15に示す第2変形例のように、ランプ80は、直線状に延びるアーム87内に配置された棒状であってもよい。
 <第4実施形態>
 図16は、第4実施形態に係る基板処理装置1Rの構成について説明するための模式図である。第4実施形態に係る基板処理装置1Rが第3実施形態に係る基板処理装置1Qと主に異なる点は、基板処理装置1Rが、固化膜100の形成と、固化膜100の剥離とが、別々のチャンバ4A,4B内で行われるように構成されている点である。
 基板処理装置1Rは、固化膜100を形成する固化膜形成処理ユニット2Aと、固化膜100を除去する固化膜除去処理ユニット2Bとを含む。
 固化膜形成処理ユニット2Aは、基板Wを水平に保持した状態で基板Wを回転させるスピンチャック5Aと、基板Wの上面に混合液を供給する第1移動ノズル9と、スピンチャック5Aおよび第1移動ノズル9を収容するチャンバ4Aとを含む。
 チャンバ4Aには、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口4Aaが形成されている。チャンバ4Aには、この出入口を開閉するシャッタユニット4Abが備えられている。
 固化膜形成処理ユニット2Aは、チャンバ4Aの出入口4Aaを通過する基板Wに対して光を照射する光照射ユニット8をさらに含む。光照射ユニット8は、たとえば、赤外線、紫外線、可視光等を発するランプを含む。光照射ユニット8は、チャンバ4Aの側壁に取り付けられている。
 固化膜除去処理ユニット2Bは、基板Wを水平に保持した状態で基板Wを回転させるスピンチャック5Bと、基板Wの上面に剥離液を供給する第2移動ノズル10と、基板Wの上面にリンス液を供給する第3移動ノズル11と、スピンチャック5B、第2移動ノズル10および第3移動ノズル11を収容するチャンバ4Bとを含む。
 チャンバ4Bには、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口4Baが形成されている。チャンバ4Bには、この出入口を開閉するシャッタユニット4Bbが備えられている。
 第4実施形態に係る基板処理装置1Rによる基板処理では、搬送ロボットCRによって基板Wが固化膜形成処理ユニット2Aのチャンバ4A(第1チャンバ)内に搬入された後、チャンバ4A内で、図4に示す混合液供給工程(ステップS2)および塗布膜形成工程(ステップS3)が実行される。つまり、混合液供給工程(ステップS2)の開始から塗布膜形成工程(ステップS3)の終了までの間、基板Wは、チャンバ4A内のスピンチャック5Aに保持される(第1基板保持工程)。
 その後、上面に塗布膜102が形成された基板Wが、図16に示すように、搬送ロボットCRによって、固化膜形成処理ユニット2Aのチャンバ4Aから搬出される(搬出工程)。基板Wがチャンバ4Aの出入口4Aaを通過する際、光照射ユニット8によって塗布膜102中の第2ポリマーが硬化され、固化膜100が形成される。すなわち、搬出工程中に固化膜形成工程(ステップS4)が実行される。基板Wは、その上面に固化膜100が形成された状態で、固化膜除去処理ユニット2Bのチャンバ4Bに搬入される(搬入工程)。搬送ロボットCRは、搬送ユニットの一例である。
 そして、チャンバ4B内で、図4に示す固化膜除去工程(ステップS5)、リンス工程(ステップS6)およびスピンドライ工程(ステップS7)が実行される。つまり、固化膜除去工程(ステップS5)の開始からスピンドライ工程(ステップS7)の終了までの間、基板Wは、チャンバ4B内のスピンチャック5Bに保持される(第2基板保持工程)。
 第4実施形態によれば、第3実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第4実施形態によれば、固化膜100の形成と固化膜100の除去とが別々のチャンバ4A,4B内で行われる構成において、基板Wの搬送中に固化膜100を形成することができる。そのため、基板処理に要する時間を短縮できる。
 図16には図示されていないが、固化膜形成処理ユニット2Aおよび固化膜除去処理ユニット2Bには、処理カップ7(図2を参照)が設けられていてもよい。
<溶解成分の詳細>
 以下では、上述の実施形態に用いられる溶解成分について説明する。
 以下では、「Cx~y」、「C~C」および「C」などの記載は、分子または置換基中の炭素の数を意味する。例えば、C1~6アルキルは、1以上6以下の炭素を有するアルキル鎖(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等)を意味する。
 ポリマーが複数種類の繰り返し単位を有する場合、これらの繰り返し単位は共重合する。特に限定されて言及されない限り、これら共重合は、交互共重合、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合、またはこれらの混在のいずれであってもよい。ポリマーや樹脂を構造式で示す際、括弧に併記されるnやm等は繰り返し数を示す。
 溶解成分はクラック促進成分である。クラック促進成分は、炭化水素を含んでおり、さらにヒドロキシ基(-OH)および/またはカルボニル基(-C(=O)-)を含んでいる。クラック促進成分がポリマーである場合、構成単位の1種が1単位ごとに炭化水素を含んでおり、さらにヒドロキシ基および/またはカルボニル基を有する。カルボニル基とは、カルボン酸(-COOH)、アルデヒド、ケトン、エステル、アミド、エノンが挙げられ、カルボン酸が好ましい。
 権利範囲を限定する意図はなく、理論に拘束されないが、塗布膜が乾燥され基板上に固化膜を形成し、剥離液が固化膜を剥離する際に溶解成分が、固化膜が剥がれるきっかけとなる部分を生むと考えられる。このために溶解成分は剥離液に対する溶解性が、低溶解性成分よりも高いものであることが好ましい。クラック促進成分がカルボニル基としてケトンを含む態様として環形の炭化水素が挙げられる。具体例として、1,2-シクロヘキサンジオンや1,3-シクロヘキサンジオンが挙げられる。
 より具体的な態様として、溶解成分は、下記(A)、(B)および(C)の少なくともいずれか1つで表される。
(A)は下記化学式3を構成単位として1~6つ含んでなり(好適には1~4つ)、各構成単位が連結基(リンカーL)で結合される化合物である。ここで、リンカーLは、単結合であってもよいし、C1~6アルキレンであってもよい。前記C1~6アルキレンはリンカーとして構成単位を連結し、2価の基に限定されない。好ましくは2~4価である。前記C1~6アルキレンは直鎖、分岐のいずれであっても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 CyはC5~30の炭化水素環であり、好ましくはフェニル、シクロヘキサンまたはナフチルであり、より好ましくはフェニルである。好適な態様として、リンカーLは複数のCyを連結する。
 Rはそれぞれ独立にC1~5アルキルであり、好ましくはメチル、エチル、プロピル、またはブチルである。前記C1~5アルキルは直鎖、分岐のいずれであっても良い。
 nb1は1、2または3であり、好ましくは1または2であり、より好ましくは1である。nb1’は0、1、2、3または4であり、好ましくは0、1または2である。
 下記化学式4は、化学式3に記載の構成単位を、リンカーLを用いて表した化学式である。リンカーLは単結合、メチレン、エチレン、またはプロピレンであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 権利範囲を限定する意図はないが、(A)の好適例として、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2’-メチレンビス(4-メチルフェノール)、2,6-ビス[(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)メチル]-4-メチルフェノール、1,3-シクロヘキサンジオール、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、2,6-ナフタレンジオール、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン、1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、が挙げられる。これらは、重合や縮合によって得てもよい。
 一例として下記化学式5に示す2,6-ビス[(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)メチル]-4-メチルフェノールを取り上げ説明する。同化合物は(A)において、化学式3の構成単位を3つ有し、構成単位はリンカーL(メチレン)で結合される。nb1=nb1’=1であり、Rはメチルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (B)は下記化学式6で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 R21、R22、R23、およびR24は、それぞれ独立に水素またはC1~5のアルキルであり、好ましくは水素、メチル、エチル、t-ブチル、またはイソプロピルであり、より好ましくは水素、メチル、またはエチルであり、さらに好ましくはメチルまたはエチルである。
 リンカーL21およびリンカーL22は、それぞれ独立に、C1~20のアルキレン、C1~20のシクロアルキレン、C2~4のアルケニレン、C2~4のアルキニレン、またはC6~20のアリーレンである。これらの基はC1~5のアルキルまたはヒドロキシで置換されていてもよい。ここで、アルケニレンとは、1以上の二重結合を有する二価の炭化水素を意味し、アルキニレンとは、1以上の三重結合を有する二価の炭化水素基を意味するものとする。リンカーL21およびリンカーL22は、好ましくはC2~4のアルキレン、アセチレン(Cのアルキニレン)またはフェニレンであり、より好ましくはC2~4のアルキレンまたはアセチレンであり、さらに好ましくはアセチレンである。
 nb2は0、1または2であり、好ましくは0または1、より好ましくは0である。
 権利範囲を限定する意図はないが、(B)の好適例として、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール、が挙げられる。別の一形態として、3-ヘキシン-2,5-ジオール、1,4-ブチンジオール、2,4-ヘキサジイン-1,6-ジオール、1,4-ブタンジオール、シス-1,4-ジヒドロキシ-2-ブテン、1,4-ベンゼンジメタノールも(B)の好適例として挙げられる。
 (C)は下記化学式7で表される構成単位を含んでなり、重量平均分子量(Mw)が500~10,000のポリマーである。Mwは、好ましくは600~5,000であり、より好ましくは700~3,000である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ここで、R25は-H、-CH3、または-COOHであり、好ましくは-H、または-COOHである。1つの(C)ポリマーが、それぞれ化学式7で表される2種以上の構成単位を含んでなることも許容される。
 権利範囲を限定する意図はないが、(C)ポリマーの好適例として、アクリル酸、マレイン酸、またはこれらの組合せの重合体が挙げられる。ポリアクリル酸、マレイン酸アクリル酸コポリマーがさらに好適な例である。
 共重合の場合、好適にはランダム共重合またはブロック共重合であり、より好適にはランダム共重合である。
 一例として、下記化学式8に示す、マレイン酸アクリル酸コポリマーを挙げて説明する。同コポリマーは(C)に含まれ、化学式7で表される2種の構成単位を有し、1の構成単位においてR25は-Hであり、別の構成単位においてR25は-COOHである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 言うまでもないが、溶解成分として、上記の好適例を1または2以上組み合わせて含んでも良い。例えば、溶解成分は2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンと3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオールの双方を含んでも良い。
 溶解成分は、分子量80~10,000であってもよい。溶解成分は、好ましくは分子量90~5000であり、より好ましくは100~3000である。溶解成分が樹脂、重合体またはポリマーの場合、分子量は重量平均分子量(Mw)で表す。
 溶解成分は合成しても購入しても入手することが可能である。供給先としては、シグマアルドリッチ、東京化成工業、日本触媒が挙げられる。
 <その他の実施形態>
 この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
 スピンチャック5は、複数のチャックピン20を基板Wの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、基板Wの下面をスピンベース21の上面に吸着させることにより基板Wを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
 また、上述した実施形態における各液体(混合液、第1ポリマー液、第2ポリマー液、剥離液、リンス液)は、移動ノズルから吐出されるように構成されているが、各基板処理装置1、1P、1Q、1Rは、基板Wに対する位置が固定された固定ノズルから液体が吐出されるように構成されていてもよい。
 上述した実施形態では、塗布膜102の加熱は、ヒータユニット6によって行われる。しかしながら、塗布膜102は、たとえば、基板Wの下面に温水が供給されることによって加熱されてもよい。
 上述した実施形態では、リンス工程の後、スピンドライ工程が実行される。しかしながら、リンス工程において純水等のリンス液で基板Wの上面を洗浄した後に、IPA等の有機溶剤でリンス液が置換され、その後に、スピンドライ工程が実行されてもよい。
 また、上述した実施形態では、混合液の液膜101から塗布膜102が形成される。しかしながら、上述した実施形態とは異なり、基板Wの上面に、第1ポリマーおよび第2ポリマーを含有する高粘度の塗布剤を塗布することによって、基板Wの上面に塗布膜102が形成されてもよい。塗布剤には、溶媒が含有されていてもよいが、第1ポリマーおよび第2ポリマーが塗布可能な程度に流動性を有している場合には、塗布剤に溶媒が含有されていなくてもよい。
 この明細書において、「~」または「-」を用いて数値範囲を示した場合、特に限定されて言及されない限り、これらは両方の端点を含み、単位は共通する。
 発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
 この出願は、2020年7月27日に日本国特許庁に提出された特願2020-126869号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
1   :基板処理装置
1P  :基板処理装置
1Q  :基板処理装置
1R  :基板処理装置
3   :コントローラ
6   :ヒータユニット(固体形成ユニット)
8   :光照射ユニット(固体形成ユニット)
9   :第1移動ノズル(塗布膜形成ユニット)
9P  :第1移動ノズル(塗布膜形成ユニット)
10  :第2移動ノズル(剥離液供給ユニット)
12  :第4移動ノズル(塗布膜形成ユニット)
23  :スピンモータ(塗布膜形成ユニット)
100 :固化膜
102 :塗布膜
104 :エッチング残渣
150 :表層部
151 :上面(表面)
W   :基板
 

Claims (12)

  1.  エッチング機能を有する第1ポリマーおよび固体形成機能を有する第2ポリマーを含有する半固体状の塗布膜を基板の表面に形成し、前記基板上の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングするエッチング工程と、
     固体形成処理によって前記塗布膜中の前記第2ポリマーを硬化させて前記塗布膜を固化膜に変化させることによって、前記基板の表層部のエッチングを停止させるエッチング停止工程とを含む、基板処理方法。
  2.  前記エッチング工程が、前記第1ポリマーおよび前記第2ポリマーを含有する混合液の液膜を形成し、前記混合液の液膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングする液膜エッチング工程と、前記混合液の液膜から前記塗布膜を形成し、前記塗布膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングする塗布膜エッチング工程とを含む、請求項1に記載の基板処理方法。
  3.  前記液膜エッチング工程が、前記基板の表面に対向するノズルから前記基板の表面に向けて前記混合液を吐出して前記混合液の液膜を形成する混合液膜形成工程を含む、請求項2に記載の基板処理方法。
  4.  前記液膜エッチング工程が、前記第1ポリマーを含有する第1ポリマー液および前記第2ポリマーを含有する第2ポリマー液を前記基板の表面に供給して前記第1ポリマー液および前記第2ポリマー液の混合液の液膜を前記基板の表面に形成する混合液膜形成工程を含む、請求項2に記載の基板処理方法。
  5.  前記混合液膜形成工程が、前記基板の表面への前記第1ポリマー液の供給と前記基板の表面への前記第2ポリマー液の供給とを同時に実行する工程を含む、請求項4に記載の基板処理方法。
  6.  前記混合液膜形成工程が、前記基板の表面に向けて前記第1ポリマー液を供給する第1ポリマー液供給工程と、前記第1ポリマー液供給工程の後、前記基板の表面に向けて前記第2ポリマー液を供給して前記基板の表面に前記混合液の液膜を形成する第2ポリマー液供給工程とを含む、請求項4に記載の基板処理方法。
  7.  前記固体形成処理が、前記塗布膜に対する加熱処理を含み、
     前記第2ポリマーが、熱硬化性樹脂である、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8.  前記固体形成処理が、前記塗布膜への光照射処理を含み、
     前記第2ポリマーが、光硬化性樹脂である、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  9.  前記固化膜に表面に剥離液を供給することによって、前記固化膜を前記基板の表面から剥離して、前記固化膜を前記基板の表面から除去する固化膜除去工程をさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  10.  前記エッチング停止工程において、前記第2ポリマーよりも前記剥離液に対する溶解性が高い溶解成分を含有する前記固化膜が形成され、
     前記固化膜除去工程において供給される前記剥離液によって、前記固化膜中の前記溶解成分が溶解される、請求項9に記載の基板処理方法。
  11.  前記エッチング工程において、前記基板の表層部がエッチングされることによってエッチング残渣が形成され、
     前記エッチング停止工程において形成される前記固化膜によって前記エッチング残渣が保持され、
     前記固化膜除去工程が、前記エッチング残渣が前記固化膜に保持された状態で、前記固化膜とともに前記エッチング残渣を除去する工程を含む、請求項9または10に記載の基板処理方法。
  12.  エッチング機能を有する第1ポリマーおよび固体形成機能を有する第2ポリマーを含有する塗布膜を基板の表面に形成する塗布膜形成ユニットと、
     前記基板の表面上の前記塗布膜中の前記第2ポリマーを固化または硬化させて固化膜を形成する固体形成処理を行う固体形成ユニットと、
     前記基板の表面に向けて前記固化膜を前記基板の表面から剥離する剥離液を供給する剥離液供給ユニットと、
     前記塗布膜形成ユニット、前記固体形成ユニットおよび前記剥離液供給ユニットを制御するコントローラとを含み、
     前記コントローラが、前記塗布膜形成ユニットによって基板の表面に塗布膜を形成し、前記塗布膜中の前記第1ポリマーによって前記基板の表層部をエッチングするエッチング工程と、前記固体形成ユニットによる前記固体形成処理によって前記塗布膜中の前記第2ポリマーを硬化させて前記塗布膜を固化膜に変化させることによって、前記基板の表層部のエッチングを停止させるエッチング停止工程と、前記固化膜に表面に剥離液を供給することによって、前記固化膜を前記基板の表面から剥離して、前記固化膜を前記基板の表面から除去する固化膜除去工程とを実行するようにプログラムされている、基板処理装置。
     
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