[go: up one dir, main page]

CN118872030A - 基板处理方法及处理液评价方法 - Google Patents

基板处理方法及处理液评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118872030A
CN118872030A CN202380027982.0A CN202380027982A CN118872030A CN 118872030 A CN118872030 A CN 118872030A CN 202380027982 A CN202380027982 A CN 202380027982A CN 118872030 A CN118872030 A CN 118872030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
coefficient
cured film
liquid
free energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202380027982.0A
Other languages
English (en)
Inventor
佐佐木悠太
塙洋祐
国枝省吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Publication of CN118872030A publication Critical patent/CN118872030A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16CCOMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
    • G16C60/00Computational materials science, i.e. ICT specially adapted for investigating the physical or chemical properties of materials or phenomena associated with their design, synthesis, processing, characterisation or utilisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基板处理方法与处理液评价方法。基板处理方法用于处理形成有图案P的基板W。基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在处理液供给步骤中,将处理液L供给至基板W。处理液L包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,溶剂自基板W上的处理液L蒸发。在固化膜形成步骤中,固化膜G形成于基板W上。固化膜G包含升华性物质。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。系数K为阈值TH以下。

Description

基板处理方法及处理液评价方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理方法及处理液评价方法。基板为例如半导体晶圆、液晶显示器用基板、有机EL(Electroluminescence:电致发光)用基板、FPD(Flat PanelDisplay:平面显示器)用基板、光显示器用基板、磁盘用基板、光盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、太阳能电池用基板。
背景技术
专利文献1揭示一种基板处理方法。具体而言,专利文献1的基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤、及升华步骤。在处理液供给步骤中,将处理液供给至基板。处理液包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,使溶剂自基板上的处理液蒸发。在固化膜形成步骤中,将固化膜形成于基板上。固化膜包含升华性物质。在升华步骤中,使固化膜升华。固化膜不经过液体变化为气体。通过固化膜的升华将基板干燥。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-9988公报
发明内容
发明所要解决的问题
即使为先前的基板处理方法,亦有无法适当处理基板的情形。例如,即使为先前的基板处理方法,亦有形成于基板的图案倒塌的情形。
本发明鉴于此种情况而完成,第1目的在于提供一种可适当处理基板的基板处理方法。另外,本发明的第2目的在于提供一种可适当评价处理液的处理液评价方法。
解决问题的技术手段
本发明为达成此种目的,采取以下的构成。即,本发明为一种基板处理方法,其处理形成有图案的基板,且具备以下步骤:处理液供给步骤,将包含升华性物质与溶剂的处理液供给至上述基板;固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;及升华步骤,使上述固化膜升华;且通过下式定义的系数K为阈值以下,
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
基板处理方法用于处理形成有图案的基板。基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在处理液供给步骤中,将处理液供给至基板。处理液包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,使溶剂自基板上的处理液蒸发。在固化膜形成步骤中,将固化膜形成于基板上。固化膜包含升华性物质。在升华步骤中,使固化膜升华。通过固化膜的升华,将基板干燥。
系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。系数K为阈值以下。将系数K为阈值以下适当称为“第1条件”。基板、处理液及固化膜满足第1条件。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜较佳形成于基板上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜在基板上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,自基板效率较佳地去除溶剂。在固化膜形成步骤中,处理液效率较佳地自基板消失。因此,在升华步骤中,在较佳地保护形成于基板的图案的状态下,将基板干燥。
如以上,根据本基板处理方法,适当处理基板。
在上述基板处理方法中,上述阈值较佳为预设的常数。第1条件较简单。由此容易以满足第1条件的方式管理基板处理方法。因此,容易执行本基板处理方法。
在上述基板处理方法中,上述阈值较佳为17mN/m。换言之,在上述基板处理方法中,上述常数K较佳为17mN/m以下。在固化膜形成步骤中,固化膜在基板上更顺利地扩张。
在上述基板处理方法中,上述阈值较佳为变量。可更适当地设定第1条件。因此,可更适当地处理基板。
在上述基板处理方法中,上述阈值较佳为依存于上述图案的纵横比的变量。根据图案的纵横比,更适当地设定第1条件。因此,不论图案的纵横比如何,皆更适当地处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为随着上述纵横比变大,上述阈值变小。纵横比越大,图案更容易倒塌。阈值越小,固化膜在基板上更顺利地扩张。因此,阈值越小,更确实地保护图案。因此,即使为纵横比较大的情形时,亦较佳地保护图案。不论纵横比如何,皆适当处理基板。
在上述基板处理方法中,上述系数K较佳为根据上述基板的表面的状态设定。不论基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为基于上述处理液供给步骤及上述固化膜形成步骤中的至少任一者的上述基板的表面的状态设定上述系数K。不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别根据上述基板的表面的状态设定。因此,不论基板的表面的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。由此,在设定系数K时,较佳考虑基板的表面的状态。因此,不论基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。
在上述基板处理方法中,较佳为分别基于上述处理液供给步骤及上述固化膜形成步骤中的至少任一者的上述基板的表面的状态,设定上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW。不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。因此,不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。因此,不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。
在上述基板处理方法中,较佳为将上述基板的表面具有疏水性时的上述基板的表面自由能设为第1表面自由能,将上述基板的表面具有亲水性时的上述基板的表面自由能设为第2表面自由能,在上述处理液供给步骤中上述基板的上述表面具有上述疏水性时,上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别基于上述第1表面自由能设定,在上述处理液供给步骤中上述基板的上述表面具有上述亲水性时,上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别基于上述第2表面自由能设定。在处理液供给步骤中基板的表面具有疏水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。在处理液供给步骤中基板的表面具有亲水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。总之,不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
在上述基板处理方法中,较佳为将上述基板的表面具有疏水性时的上述基板的表面自由能设为第1表面自由能,将上述基板的表面具有亲水性时的上述基板的表面自由能设为第2表面自由能,在上述固化膜形成步骤中上述基板的上述表面具有上述疏水性时,上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别基于上述第1表面自由能设定,在上述固化膜形成步骤中上述基板的上述表面具有上述亲水性时,上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别基于上述第2表面自由能设定。在固化膜形成步骤中基板的表面具有疏水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。在固化膜形成步骤中基板的表面具有亲水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。总之,不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
本发明为一种基板处理方法,处理形成有图案的基板,且具备以下步骤:处理液供给步骤,将包含升华性物质与溶剂的处理液供给至上述基板;固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;升华步骤,使上述固化膜升华;及改性步骤,在通过下式定义的系数K大于阈值时,在上述处理液供给步骤之前将上述基板的表面改性,
K=γLG+γGW-γLW其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
基板处理方法用于处理形成有图案的基板。基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在处理液供给步骤中,将处理液供给至基板。处理液包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,使溶剂自基板上的处理液蒸发。在固化膜形成步骤中,将固化膜形成于基板上。固化膜包含升华性物质。在升华步骤中,使固化膜升华。通过固化膜的升华,将基板干燥。
再者,基板处理方法具备改性步骤。改性步骤在系数K大于阈值时执行。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。改性步骤在处理液供给步骤之前执行。改性步骤将基板的表面改性。在系数K大于阈值时,在改性步骤中将基板的表面改性之后,在处理液供给步骤中将处理液供给至基板。因此,即使在系数K大于阈值时,在固化膜形成步骤中,固化膜亦较佳形成于基板上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜在基板上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,自基板效率较佳地去除溶剂。在固化膜形成步骤中,处理液效率较佳地自基板消失。因此,在升华步骤中,在较佳地保护形成于基板的图案的状态下,将基板干燥。
如以上,根据本基板处理方法,适当处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为通过上述改性步骤,而上述系数K减少。在固化膜形成步骤中,固化膜进而较佳地形成于基板上。
在上述基板处理方法中,较佳为通过上述改性步骤,而上述系数K减少为低于上述阈值的值。在固化膜形成步骤中,固化膜进而较佳地形成于基板上。
在上述基板处理方法中,较佳为上述改性步骤中,将上述基板的上述表面改性为亲水性及疏水性中的任一者。在改性步骤中,可灵活地将基板的表面改性。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜进而较佳地形成于基板上。
在上述基板处理方法中,较佳为上述改性步骤中,将上述基板的上述表面改性为疏水性。在改性步骤中,可较佳地将基板的表面改性。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜进而较佳地形成于基板上。
在上述基板处理方法中,较佳为在述系数K为上述阈值以下时,不执行上述改性步骤。可有效缩短基板处理方法所需的时间。在系数K为阈值以下时,即使不执行改性步骤,在固化膜形成步骤中,固化膜亦较佳地形成于基板上。因此,即使系数K为阈值以下,亦适当处理基板。
本发明为一种基板处理方法,处理形成有图案的基板,且具备以下步骤:选择步骤,基于通过下式定义的系数K,选择包含升华性物质与溶剂的处理液;处理液供给步骤,将通过上述选择步骤选择的处理液供给至上述基板;固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;及升华步骤,使上述固化膜升华,
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
基板处理方法用于处理形成有图案的基板。基板处理方法具备选择步骤、处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在选择步骤中,选择处理液。处理液包含升华性物质与溶剂。在处理液供给步骤中,将由选择步骤选择的处理液供给至基板。在固化膜形成步骤中,溶剂自基板上的处理液蒸发。在固化膜形成步骤中,将固化膜形成于基板上。固化膜包含升华性物质。在升华步骤中,固化膜升华。通过固化膜的升华,将基板干燥。
此处,在选择步骤中,基于系数K,选择处理液。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。因此,在选择步骤中,适当选择处理液。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜较佳形成于基板上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜在基板上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,自基板效率较佳地去除溶剂。在固化膜形成步骤中,处理液效率较佳地自基板消失。因此,在升华步骤中,在较佳地保护形成于基板的图案的状态下,将基板干燥。
如以上,根据本基板处理方法,适当处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为在上述选择步骤中,选择使上述系数K为阈值以下的上述处理液。换言之,在上述基板处理方法中,较佳为在上述选择步骤中,选择满足上述系数K为阈值以下的上述处理液。在选择步骤中,更适当选择处理液。
在上述基板处理方法中,较佳为根据上述基板的表面的状态,设定上述系数K。不论基板的表面的状态如何,皆适当设定系数K。因此,在选择步骤中,根据基板的表面的状态,选择处理液。在选择步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当选择处理液。因此,在处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。
在上述基板处理方法中,较佳为基于上述处理液供给步骤及上述固化膜形成步骤中的至少任一者的上述基板的表面的状态,设定上述系数K。不论处理液供给步骤的基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。不论固化膜形成步骤的基板的表面的状态如何,皆适当处理基板。
另外,本发明为一种处理液评价方法,评价用于处理形成有图案的基板的处理液,且上述处理液包含升华性物质与溶剂,通过上述溶剂自上述处理液蒸发,上述处理液成为包含上述升华性物质的固化膜,上述处理液评价方法具备:取得步骤,取得通过下式定义的系数K;及评价步骤,基于上述系数K,评价上述处理液,
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
处理液评价方法用于评价处理液。处理液用于处理形成有图案的基板。处理液包含升华性物质与溶剂。溶剂自处理液蒸发,由此处理液成为固化膜。固化膜包含升华性物质。处理液评价方法具备取得步骤与评价步骤。取得步骤取得系数K。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。评价步骤基于系数K,评价处理液。因此,自处理基板的质量的观点而言,较佳评价处理液。
如以上,根据本处理液评价方法,适当评价处理液。本处理液评价方法有助于选择处理液。
在上述处理液评价方法中,较佳为在上述取得步骤中,根据上述基板的表面的状态,取得上述系数K。在取得步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当取得系数K。因此,在评价步骤中,考虑基板的表面的状态,评价处理液。在评价步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当评价处理液。
在上述处理液评价方法中,较佳为上述系数K包含上述基板的表面具有疏水性时的第1系数、与上述基板的表面具有亲水性时的第2系数,在上述取得步骤中,取得上述第1系数与上述第2系数,在上述评价步骤中,基于上述第1系数与上述第2系数,评价上述处理液。在取得步骤中,取得第1系数与第2系数。第1系数相当于基板的表面具有疏水性时的系数K。第2系数相当于基板的表面具有亲水性时的系数K。在评价步骤中,基于第1系数,评价处理液。在评价步骤中,基于第2系数,评价处理液。因此,在评价步骤中,考虑基板的表面的状态,评价处理液。在评价步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当评价处理液。
在上述处理液评价方法中,较佳为上述取得步骤具备:第1步骤,准备具有疏水性的表面的第1基板与具有亲水性的表面的第2基板;第2步骤,基于上述第1基板取得上述系数K;及第3步骤,基于上述第2基板取得上述系数K。在取得步骤中,不论基板的表面的状态如何,皆适当取得系数K。
在上述处理液评价方法中,较佳为在上述取得步骤中,基于上述基板的表面的状态与上述处理液的组成,取得上述系数K。在取得步骤中,适当取得系数K。
在上述处理液评价方法中,较佳为在上述取得步骤中,自预设的上述系数K相关的信息,选择上述系数K。在取得步骤中,容易取得系数K。
在上述处理液评价方法中,较佳为在上述评价步骤中,将使上述系数K为阈值以下的上述处理液分类为第1类,且,将使上述系数K大于上述阈值的上述处理液分类为第2类。换言之,在上述处理液评价方法中,较佳为将上述系数K为阈值以下作为第1条件,在上述评价步骤中,将满足上述第1条件的上述处理液分类为第1类,且,将不满足上述第1条件的上述处理液分类为第2类。在评价步骤中,处理液基于系数K,被分类为第1类及第2类中的任一者。因此,在评价步骤中,明确评价处理液。
发明效果
根据本发明的基板处理方法,适当处理基板。根据本发明的处理液评价方法,适当评价处理液。
附图说明
图1是示意性地表示基板的一部分的图。
图2是表示第1实施方式的基板处理装置的内部的俯视图。
图3是基板处理装置的控制框图。
图4是表示处理单元的构成的图。
图5是表示第1实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。
图6是示意性地表示处理液供给步骤的基板的图。
图7是示意性地表示固化膜形成步骤的基板的图。
图8是示意性地表示固化膜形成步骤的基板的放大图。
图9是示意性地表示升华步骤的基板的图。
图10是示意性地表示升华步骤的基板的图。
图11是表示第1实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。
图12是表示各实施例的系数与平均倒塌率的表格。
图13是表示各实施例的系数与平均倒塌率的关系的图表。
图14是表示第2实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。
图15是表示第3实施方式的处理单元的构成的图。
图16是表示第3实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。
图17是表示第4实施方式的处理液评价方法的顺序的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的基板处理方法与处理液评价方法。
<1.第1实施方式>
<1-1.基板>
基板W为例如半导体晶圆、液晶显示器用基板、有机EL(Electroluminescence:电致发光)用基板、FPD(Flat Panel Display:平板显示器)用基板、光显示器用基板、磁盘用基板、光盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、太阳能电池用基板。基板W具有较薄的平板形状。基板W俯视下具有大致圆形状。
图1是示意性地表示基板W的一部分的图。基板W具有图案P。图案P形成于基板W的表面WS。图案P具有例如凹凸形状。
图案P具有例如复数个凸部A。凸部A为基板W的一部分。凸部A为构造体。凸部A由例如单晶硅膜、氧化硅膜(SiO2)、氮化硅膜(SiN)及多晶硅膜中的至少任一者构成。各凸部A例如向上方隆起。复数个凸部A排列于例如侧方。复数个凸部A相互分开。
凸部A划分凹部B。凹部B为空间。凹部B位于相邻的2个凸部A之间。凸部B例如向上方开放。
<1-2.基板处理装置的概要>
图2是表示第1实施方式的基板处理装置1的内部的俯视图。基板处理装置1对基板W进行处理。基板处理装置1的处理包含干燥处理。
基板处理装置1具备传载部3与处理区块7。处理区块7连接于传载部3。传载部3对处理区块7供给基板W。处理区块7对基板W进行处理。传载部3自处理区块7回收基板W。
在本说明书中,为方便起见,将传载部3与处理区块7排列的方向称为“前后方向X”。前后方向X为水平。将前后方向X中自处理区块7朝向传载部3的方向称为“前方”。将与前方相反的方向称为“后方”。将与前后方向X正交的水平方向称为“宽度方向Y”。将“宽度方向Y”的一方向适当称为“右方”。将与右方相反的方向称为“左方”。将相对于水平方向垂直的方向称为“铅垂方向Z”。在各图中,作为参考,适当表示前、后、右、左、上、下。
传载部3具备复数个(例如4个)承载器载置部4。各承载器载置部4分别载置1个承载器C。承载器C收纳复数张基板W。承载器C为例如FOUP(Front Opening Unified Pod:前开式晶圆传送盒)、SMIF(Standard Mechanical Interface:标准机械接口)、或OC(OpenCassette:开放式晶圆匣)。
传载部3具备搬送机构5。搬送机构5配置于承载器载置部4的后方。搬送机构5搬送基板W。搬送机构5以出入载置于承载器载置部4的承载器C的方式构成。
搬送机构5具备手5a与手驱动部5b。手5a支撑基板W。手驱动部5b连结于手5a。手驱动部5b使手5a移动。手驱动部5b使手5a向例如前后方向X、宽度方向Y及铅垂方向Z移动。手驱动部5b使手5a在例如水平面内旋转。
处理区块7具备搬送机构8。搬送机构8搬送基板W。搬送机构8以自搬送机构5接收基板W,且将基板W移交至搬送机构5的方式构成。
搬送机构8具备手8a与手驱动部8b。手8a支撑基板W。手驱动部8b连结于手8a。手驱动部8b使手8a移动。手驱动部8b使手8a向例如前后方向X、宽度方向Y及铅垂方向Z移动。手驱动部8b使手8a在例如水平面内旋转。
处理区块7具备复数个处理单元11。处理单元11配置于搬送机构8的侧方。各处理单元11对基板W进行处理。
各处理单元11具备基板保持部13。基板保持部13保持基板W。
搬送机构8以出入各处理单元11的方式构成。搬送机构8以将基板W移交至基板保持部13,且自基板保持部13取得基板W的方式构成。
图3是基板处理装置1的控制框图。基板处理装置1具备控制部10。控制部10与搬送机构5、8及处理单元11可通信地连接。控制部10控制搬送机构5、8与处理单元11。
控制部10通过执行各种处理的中央运算处理装置(CPU)、成为运算处理的作业区域的RAM(Random-Access Memory:随机存取存储器)、固定磁盘等存储介质等实现。控制部10具有预先存储于存储介质的各种信息。控制部10具有的信息包含例如搬送条件信息与处理条件信息。搬送条件信息规定由搬送机构5、8搬送基板W相关的条件。处理条件信息规定由处理单元11处理基板W相关的条件。处理条件信息亦称为处理规程。
简单说明基板处理装置1的动作例。
传载部3对处理区块7供给基板W。具体而言,搬送机构5将基板W自承载器C交接至处理区块7的搬送机构8。
搬送机构8对处理单元11分配基板W。具体而言,搬送机构8将基板W自搬送机构5搬送至各处理单元11的基板保持部13。
处理单元11处理由基板保持部13保持的基板W。处理单元11例如对基板W进行干燥处理。
在处理单元11处理基板W之后,搬送机构8自各处理单元11回收基板W。具体而言,搬送机构8自各基板保持部13取得基板W。然后,搬送机构8将基板W移交至搬送机构5。
传载部3自处理区块7回收基板W。具体而言,搬送机构5将基板W自搬送机构8搬送至承载器C。
<1-3.处理单元11的构成>
图4是表示处理单元11的构成的图。各处理单元11具有同一构造。处理单元11被分类为单张式。即,各处理单元11一次仅处理1张基板W。
处理单元11具备筐体12。筐体12具有大致箱形状。基板W在筐体12的内部被处理。
筐体12的内部保持为例如常温。因此,基板W在例如常温的环境的下被处理。此处,常温包含室温。常温为例如5℃以上且35℃以下的范围内的温度。常温为例如10℃以上且30℃以下的范围内的温度。常温为例如15℃以上且25℃以下的范围内的温度。
筐体12的内部保持为例如常压。因此,基板W例如在常压的环境的下被处理。此处,常压包含标准大气压(1气压、101325Pa)。常压为例如0.7气压以上且1.3气压以下的范围内的气压。在本说明书中,以将绝对真空作为基准的绝对压力表示压力。
上述基板保持部13设置于筐体12的内部。基板保持部13保持1张基板W。基板保持部13将基板W以大致水平姿势保持。
基板保持部13位于基板保持部13所保持的基板W的下方。基板保持部13与基板W的下表面及基板W的周缘部中的至少任一者接触。基板W的下表面亦称为基板W的背面。基板保持部13不与基板W的上表面WS1接触。此处,上表面WS1朝向上方。上表面WS1为表面WS的一部分。
处理单元11具备旋转驱动部14。旋转驱动部14的至少一部分设置于筐体12的内部。旋转驱动部14连结于基板保持部13。旋转驱动部14使基板保持部13旋转。通过基板保持部13保持的基板W与基板保持部13一体旋转。通过基板保持部13保持的基板W例如绕旋转轴线D旋转。旋转轴线D例如通过基板W的中心。旋转轴线D例如在铅垂方向Z延伸。
处理单元11具备供给部15a、15b、15c、15d、15e、15f。供给部15a-15f分别对通过基板保持部13保持的基板W供给液体或气体。具体而言,供给部15a-15f分别对通过基板保持部13保持的基板W的上表面WS1供给液体或气体。
供给部15a供给处理液L。供给部15b供给药液。供给部15c供给清洗液。供给部15d供给冲洗液。供给部15e供给置换液。供给部15f供给干燥气体。
通过供给部15a供给的处理液L包含升华性物质与溶剂。
升华性物质具有升华性。“升华性”为单体、化合物或混合物不经过液体,自固体相变为气体、或自气体相变为固体的特性。升华性物质较佳为在常温下具有0.1Pa以上的蒸气压。例如,升华性物质包含环己酮肟(Cyclohexanone oxime)、樟脑、频那酮肟(pinacolinoxime)、苯乙酮肟(acetophenone oxime)、环戊酮肟(Cyclopentanone oxime)、4-叔丁基苯酚(4-tert butylphenol)、4-硝基甲苯(4-nitrotoluene)、及ε-己内酰胺(ε-Caprolactam)中的至少任一者。例如,升华性物质仅包含环己酮肟。例如,升华性物质仅包含樟脑。
溶剂在常温下为液体。溶剂将升华性物质溶解。因此,处理液L中的升华性物质溶解于溶剂。即,处理液L包含溶剂、与溶解于溶剂的升华性物质。升华性物质相当于处理液L的溶质。较佳为溶剂在常温下具有相对较高的蒸气压。例如,较佳为常温下的溶剂的蒸气压高于常温下的升华性物质的蒸气压。溶剂为例如有机溶剂。溶剂为例如乙醇。溶剂包含例如异丙醇(IPA:Isopropyl Alcohol)、甲醇、乙醇、1-丙醇、异丁醇、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA,Propylene Glycol Methyl Ether Acetate)、1-乙氧基-2-丙醇(PGEE)、丙酮、及1-丁醇中的至少任一者。例如,溶剂仅包含异丙醇。例如,溶剂仅包含甲醇。
处理液L仅包含例如升华性物质与溶剂。例如,处理液L仅包含环己酮肟与异丙醇。例如,处理液L仅包含樟脑与甲醇。
处理液L用于使基板W干燥。处理液L具有辅助使基板W干燥的功能。因此,液L亦可称为“辅助液”。
通过供给部15b供给的药液为例如蚀刻液。蚀刻液包含例如氢氟酸(HF:HydroFluoric acid)及缓冲氢氟酸(BHF:Buffered Hydrofluoric Acid)中的至少任一者。
通过供给部15c供给的清洗液为例如SC1。SC1为氨、过氧化氢及去离子水的混合液。SC1称为“APM”或“过氧化氢氨混合物(ammonia hydrogen peroxide mixture)”。
通过供给部15d供给的冲洗液为例如去离子水(DIW:Deionized Water)。
通过供给部15e供给的置换液为例如有机溶剂。置换液为例如异丙醇(IPA)。
较佳为通过供给口15f供给的干燥气体具有低于常温的露点。较佳为干燥气体在常温下不结露。干燥气体包含空气、及非活性气体中的至少任一者。空气为例如压缩空气。非活性气体为例如氮气。
供给部15a具备喷嘴16a。同样地,供给部15b-15f各自具备喷嘴16b-16f。喷嘴16a喷出处理液L。喷嘴16b喷出药液。喷嘴16c喷出清洗液。喷嘴16d喷出冲洗液。喷嘴16e喷出置换液。喷嘴16f喷出干燥气体。
喷嘴16a-16f分别设置于筐体12的内部。喷嘴16a-16f分别能够移动至处理位置与待机位置。处理位置为例如保持于基板保持部13的基板W的上方的位置。待机位置为例如偏离保持于基板保持部13的基板W的上方的位置。
处理液L在筐体12的内部使用。如上所述,筐体12的内部保持为例如常温。因此,处理液L例如在常温的环境的下使用。筐体12的内部保持为例如常压。因此,处理液L例如在常压的环境下使用。药液、清洗液、冲洗液、置换液及干燥气体亦分别在例如常温及常压的环境下使用。
供给部15a具备配管17a与阀18a。配管17a连接于喷嘴16a。阀18a设置于配管17a。在阀18a打开时,喷嘴16a喷出处理液L。在阀18a关闭时,喷嘴16a不喷出处理液L。同样地,供给部15b-15f各自具备配管17b-17f与阀18b-18f。配管17b-17f分别连接于喷嘴16b-16f。阀18b-18f分别设置于配管17b-17f。阀18b-18f分别控制药液、清洗液、冲洗液、置换液及干燥气体的喷出。
配管17a的至少一部分可设置于筐体12的外部。配管17b-17f亦可与配管17a同样配置。阀18a可设置于筐体12的外部。阀18b-18f亦可与阀18a同样配置。
供给部15a连接于供给源19a。供给源19a连接于例如配管17a。供给源19a对供给部15a输送处理液L。同样地,供给部15b-15f分别连接于供给源19b-19f。供给源19b-19f分别连接于例如配管17b-17f。供给源19b对供给部15b输送药液。供给源19c对供给部15c输送清洗液。供给源19d对供给部15d输送冲洗液。供给源19e对供给部15e输送置换液。供给源19f对供给部15f输送干燥气体。
供给源19a设置于筐体12的外部。同样地,供给源19b-19f分别设置于筐体12的外部。
供给源19a可对复数个处理单元11,供给处理液L。或者,供给源19a亦可仅对1个处理单元11,供给处理液L。关于供给源19b-19f亦同样。
供给源19a可为基板处理装置1的要件。例如,供给源19a可设置于基板处理装置1的内部。或者,供给源19a亦可不为基板处理装置1的要件。例如,供给源19a可设置于基板处理装置1的外部。同样地,供给源19b-19f可分别为基板处理装置1的要件。或者,供给源19b-19f亦可分别不为基板处理装置1的要件。
处理单元11亦可进而具备未图示的杯。杯设置于筐体12的内部。杯配置于基板保持部13的侧方。杯包围基板保持部13的外侧。杯接住自保持于基板保持部13的基板W飞散的液体。
参照图3。控制部10控制旋转驱动部14。控制部10控制供给部15a-15f。控制部10控制阀18a-18f。
控制部10例如与供给源19a可通信地连接。控制部10控制例如供给源19a。
<1-4.供给源19a的构成>
参照图4。供给源19a具备生成部20。生成部20生成处理液L。生成部20保管处理液L。
生成部20具备槽21与供给部22a、22b。供给部22a将升华性物质供给至槽21。供给部22b将溶剂供给至槽21。升华性物质与溶剂在槽21中混合。在槽21中生成处理液L。处理液L贮存于槽21中。
具体而言,供给部22a具备配管23a与阀24a。配管23a连接于槽21。阀24a设置于配管23a。在阀24a打开时,供给部22a对槽21供给升华性物质。在阀24a关闭时,供给部22a不对槽21供给升华性物质。同样地,供给部22b具备配管23b与阀24b。配管23b连接于槽21。阀24b设置于配管23b。阀24b控制对槽21供给溶剂。
供给部22a连接于供给源25a。供给源25a连接于例如配管23a。供给源25a对供给部22a输送升华性物质。同样地,供给部22b连接于供给源25b。供给源25b连接于例如配管23b。供给源25b对供给部22b输送溶剂。
供给源19a具备送液部26。送液部26将处理液L自生成部20输送至供给部15a。送液部26具备例如配管27、泵28、过滤器29及接头30。配管27连接于槽21。泵28设置于配管27。过滤器29设置于配管27。接头30连接于配管27。接头30进而连接于配管17a。
泵28通过配管27,将处理液L自槽21输送至配管17a。过滤器29将流过配管27的处理液L过滤。过滤器29自处理液L去除异物。
参照图3。控制部10控制生成部20。控制部10控制供给部22a、22b。控制部10控制阀24a、24b。控制部10控制送液部26。控制部10控制泵28。
<1-5.供给源19a及处理单元11的第1动作例>
参照图4、5。图5是表示第1实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。图5表示第1动作例的顺序。在第1动作例中,基板处理方法具备步骤S1与步骤S11-S18。步骤S1由供给源19a执行。步骤S11-S18实质上由处理单元11执行。步骤S1与步骤S11-S18并行执行。供给源19a及处理单元11依照控制部10的控制进行动作。
步骤S1:处理液生成步骤
生成处理液L。
生成部20在槽21中生成处理液L。生成部20将处理液L贮存于槽21。
步骤S11:旋转开始步骤
基板W开始旋转。
基板保持部13保持基板W。基板W以大致水平姿势保持。旋转驱动部14使基板保持部13开始旋转。基板W与基板保持部13一体旋转。在步骤S12-S17中,基板W例如持续旋转。
步骤S12:药液供给步骤
将药液供给至基板W。
供给部15b对通过基板保持部13保持的基板W供给药液。药液供给至基板W的上表面WS1。例如,药液蚀刻基板W。例如,药液自基板W去除自然氧化膜。然后,供给部15b停止对基板W供给药液。
在药液为氢氟酸的情形时,药液以氢封端基板W的上表面WS1。例如,氢与位于基板W的上表面WS1的原子(例如硅原子)结合。因此,基板W的上表面WS1被改性为疏水性。
步骤S13:第1冲洗液供给步骤
将冲洗液供给至基板W。
供给部15c对通过基板保持部13保持的基板W供给冲洗液。冲洗液供给至基板W的上表面WS1。冲洗液自基板W去除药液。基板W上的药液被置换为冲洗液。然后,供给部15c停止对基板W供给冲洗液。
在冲洗液供给步骤之后,基板W依然被氢封端。因此,在第1冲洗液供给步骤之后,基板W的上表面WS1亦具有疏水性。
步骤S14:置换液供给步骤
将置换液供给至基板W。
供给部15d对通过基板保持部13保持的基板W供给置换液。置换液供给至基板W的上表面WS1。置换液自基板W去除冲洗液。基板W上的冲洗液被置换为置换液。然后,供给部15d停止对基板W供给置换液。
在置换液供给步骤之后,基板W依然由氢封端。因此,在置换液供给步骤之后,基板W的上表面WS1亦具有疏水性。
步骤S15:处理液供给步骤
在处理液供给步骤中,基板W的上表面WS1具有疏水性。处理液L供给至基板W。
送液部26将处理液L自生成部20供给至供给部15a。供给部15a对通过基板保持部13保持的基板W供给处理液L。处理液L供给至基板W的上表面WS1。处理液L自基板W去除置换液。基板W上的置换液被置换为处理液L。然后,送液部26停止对供给部15a供给处理液L。供给部15a停止对基板W供给处理液L。
图6是示意性地表示处理液供给步骤的基板W的图。在基板W保持于基板保持部13时,图案P位于基板W的上表面WS1。在基板W保持于基板保持部13时,图案P朝向上方。
基板W上的处理液L形成液膜M。液膜M位于基板W上。液膜M位于上表面WS1上。液膜M覆盖上表面WS1。
图案P与处理液L相接。凸部A与处理液L相接。
图案P的全部浸渍于液膜M。凸部A的全部浸渍于液膜M。液膜M具有上表面M1。上表面M1位于较图案P更高的位置。上表面M1位于较凸部A更高的位置。凹部B由液膜M填满。凹部B的全部仅由液膜M填满。
另外,置换液已由处理液L自基板W去除。因此,置换液不存在于基板W上。置换液不残留于凹部B。
液膜M与气体J相接。上表面M1与气体J相接。图案P不与气体J相接。图案P不暴露于气体J中。凸部A不与气体J相接。凸部A不暴露于气体J中。气体J相当于筐体12内的环境气体。
在处理液供给步骤中,可进而调整上表面M1的高度位置。例如,供给部15a可一面将处理液L供给至基板W,一面调整上表面M1的高度位置。例如,可在供给部15a停止处理液L的供给之后,调整上表面M1的高度位置。例如,可通过调节基板W的旋转速度,调整上表面M1的高度位置。例如,亦可通过调节基板W的旋转时间,调整上表面M1的高度位置。调整上表面M1的高度位置相当于调整液膜M的厚度。
在处理液供给步骤之后,基板W依然由氢封端。因此,在处理液供给步骤之后,基板W的上表面WS1具有疏水性。
步骤S16:固化膜形成步骤
在固化膜形成步骤中,基板W的上表面WS1具有疏水性。溶剂自基板W上的处理液L蒸发。固化膜形成于基板W上。固化膜包含升华性物质。
图7是示意性地表示固化膜形成步骤的基板W的图。如上所述,溶剂具有较高的蒸气压。因此,溶剂自基板W上的处理液L顺利蒸发。溶剂自液体顺利变化为气体。
随着溶剂自处理液L蒸发,处理液L中的溶剂的量减少。随着处理液L中的溶剂的量减少,处理液L中的升华性物质的浓度增加。不久,处理液L中的升华性物质开始析出。升华性物质开始自处理液L析出。升华性物质自处理液L的溶质变为固体。固体的升华性物质构成固化膜G。即,固化膜G相当于固体的升华性物质。固化膜G包含升华性物质。固化膜G不包含溶剂。固化膜G为固体。如此,溶剂自处理液L蒸发,且升华性物质自处理液L析出,由此处理液L变为固化膜G。通过处理液L变为固化膜G,处理液L减少。通过处理液L变为固化膜G,液膜M变薄。
固化膜G形成于基板W上。
溶剂进一步自基板W上的处理液L蒸发。固化膜G在基板W上增大。固化膜G在基板W上生长。基板W上的处理液L进一步减少。液膜M进一步变薄。
最终,溶剂的全部自基板W去除。处理液L的全部自基板W消失。液膜M的全部自基板W消失。液体不存在于基板W上。图案P不与液体接触。凸部A不与液体接触。
固化膜G覆盖基板W的上表面WS1。上表面WS1与固化膜G接触。图案P与固化膜G接触。图案P支撑于固化膜G。凸部A与固化膜G接触。凸部A支撑于固化膜G。凹部B由固化膜G填满。凹部B的全部仅由固化膜G填满。
图8是示意性地表示固化膜形成步骤的基板W的放大图。重新对固化膜G的生长进行说明。
在固化膜G生长时,固化膜G与处理液L同时存在于基板W上。基板W与处理液L彼此相接。基板W与固化膜G彼此相接。固化膜G与处理液L彼此相接。同时形成第1界面、第2界面及第3界面。第1界面是处理液L与基板W之间的界面。第2界面是固化膜G与基板W之间的界面。第3界面是处理液L与固化膜G之间的界面。
第1界面具有界面自由能γLW。第2界面具有界面自由能γGW。第3界面具有界面自由能γLG。
此处,通过界面自由能γLW、γGW、γLG定义系数K。具体而言,通过式(1)定义系数K。
K=γLG+γGW-γLW…(1)本发明者们针对系数K,发现以下的事项。系数K越低,升华性物质越容易在基板W的表面WS上析出。系数K越低,固化膜G越容易与表面WS接触。系数K越低,固化膜G越容易在表面WS上扩展。系数K越低,固化膜G越容易沿表面WS延伸。例如,系数K越低,固化膜G越容易在表面WS上朝方向Ua、Ub延伸。系数K是表示基板W上的固化膜G的扩展容易度的指标。
如上所述,在系数K较低的情形时,在固化膜形成步骤中固化膜G容易在基板W上扩张。因此,固化膜G在基板W上快速扩张。固化膜G在凹部B中亦快速扩张。固化膜G的快速扩张促进溶剂的蒸发。固化膜G的快速的扩张促进处理液L的减少。因此,溶剂自基板W上的处理液L快速蒸发。基板W上的处理液L快速减少。因此,在固化膜形成步骤结束之前,全部溶剂被确实自基板W去除。在固化膜形成步骤结束之前,基板W上的全部处理液L确实消失。
控制部10构成为取得系数K。控制部10亦可以各种方法取得系数K。控制部10例如读出系数K。控制部10例如选择系数K。控制部10例如算出系数K。控制部10例如接收系数K。
例如预设系数K。系数K例如基于实验或解析设定。系数K存储于例如控制部10的存储介质。控制部10例如读出存储于存储介质的系数K。
复数个系数K例如根据处理液L的组成设定。复数个系数K例如根据复数个固化膜G的组成设定。复数个系数K例如根据基板W的表面WS的状态设定。复数个系数K例如对复数个处理条件信息中的每一者设定。控制部10亦可自复数个系数K选择1个系数K。
此处,基板W的表面WS的状态为例如基板W与水之间的亲和性。表面WS的状态为例如表面WS与水之间的亲和性。
控制部10例如可基于处理液L的组成,算出系数K。控制部10例如可基于固化膜G的组成,算出系数K。控制部10例如可基于基板W的表面WS的状态,算出系数K。控制部10例如可基于处理液供给步骤及固化膜形成步骤中的至少任一者的基板W的表面WS的状态,算出系数K。此处,控制部10可基于处理条件信息,确定处理液L的组成及固化膜G的组成中的至少任一者。控制部10可基于处理液L的组成确定固化膜G的组成。控制部10可基于药液的组成及清洗液的组成,推定处理液供给步骤及固化膜形成步骤中的至少任一者的基板W的表面WS的状态。控制部10亦可基于处理条件信息,确定药液的组成及清洗液的组成。
例如,控制部10可自基板处理装置1的内部设备,接收系数K。基板处理装置1的内部设备为例如输入部(未图示)。使用者可经由输入部,对控制部10赋予系数K。例如,控制部10亦可自基板处理装置1的外部设备,接收系数K。基板处理装置1的外部设备为例如主计算机。
控制部10构成为监视系数K。由此,可监视对基板W的处理的质量。
控制部10构成为管理系数K。由此,可管理对基板W的处理质量。
例如,控制部10将系数K控制为阈值TH以下。
此处,例如预设阈值TH。阈值TH为例如常数。阈值TH基于例如实验或解析设定。
控制部10构成为取得阈值TH。控制部10亦可以各种方法,取得阈值TH。控制部10例如读出阈值TH。控制部10例如选择阈值TH。控制部10算出阈值TH。控制部10例如接收阈值TH。
例如,预设阈值TH。阈值TH基于例如实验或解析设定。阈值TH例如存储于控制部10的存储介质。控制部10例如读出存储于存储介质的阈值TH。
步骤S17:升华步骤
固化膜G升华。将基板W干燥。
供给部15f对通过基板保持部13保持的基板W供给干燥气体。干燥气体供给至基板W的上表面WS1。干燥气体供给至固化膜G。固化膜G暴露于干燥气体中。因此,固化膜G顺利升华。固化膜G不经过液体而变化为气体。通过固化膜G的升华,固化膜G自基板W去除。然后,供给部15f停止对固化膜G供给干燥气体。
图9是示意性地表示升华步骤的基板W的图。随着固化膜G升华,固化膜G减少。随着固化膜G升华,固化膜G变薄。
图案P开始暴露于气体J中。凸部A开始暴露于气体J中。气体J开始进入凹部B。
另外,在固化膜G升华时,固化膜G不变化为液体。因此,在升华步骤中,不会在基板W上产生液体。因此,在升华步骤中,图案P不受意外的力。在升华步骤中,凸部A不受意外的力。意外的力为例如液体的表面张力。
图10是示意性地表示升华步骤的基板W的图。图10示意性地表示例如升华步骤结束时的基板W。最终,全部固化膜G自基板W去除。液体不存在于基板W上。全部图案P暴露于气体J中。全部凸部A暴露于气体J中。全部凹部B仅由气体J填满。将基板W干燥。
上述的处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤的处理为干燥处理的例。
步骤S18:旋转停止步骤
基板W停止旋转。
旋转驱动部14停止基板保持部13的旋转。基板W与基板保持部13一体停止。基板W静止。处理单元11结束对基板W的处理。
<1-6.供给源19a及处理单元11的第2动作例>
参照图4、11。图11是表示第1实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。图11表示第2动作例的顺序。在第2动作例中,基板处理方法具备步骤S1与步骤S11-S18。另外,为方便起见,图11省略步骤S1的图示。在第2动作例中,基板处理方法还具备步骤S21、S22。步骤S21、S22在步骤S13之后执行。步骤S21、S22在步骤S14之前执行。
步骤S1、S11-S18的动作在第1动作例与第2动作例之间实质上共通。因此,省略步骤S1、S11、S17-S18的动作说明。说明步骤S12、S13、S21、S22、S14、S15、S16的动作。
步骤S12:药液供给步骤
将药液供给至基板W。在药液为氢氟酸的情形时,基板W的表面WS改性为疏水性。
步骤S13:第1冲洗液供给步骤
将冲洗液供给至基板W。在第1冲洗液供给步骤之后,基板W的表面WS具有疏水性。
步骤S21:清洗液供给步骤
将清洗液供给至基板W。
供给部15d对基板W供给清洗液。清洗液供给至基板W的上表面WS1。清洗液自基板W去除冲洗液。基板W上的冲洗液被置换为清洗液。例如,清洗液清洗基板W。然后,供给部15d停止对基板W供给清洗液。
在清洗液为SC1的情形时,清洗液在上表面WS1形成氧化膜,且以羟基将上表面WS1封端。例如,羟基与位于基板W的上表面WS1的原子(例如硅原子)结合。因此,基板W的上表面WS1改性为亲水性。基板W的上表面WS1自疏水性改性为亲水性。例如,清洗液供给步骤结束时的基板W与水之间的亲和性高于清洗液供给步骤开始时的基板W与水之间的亲和性。例如,清洗液供给步骤结束时的基板W与水之间的亲和性高于药液供给步骤结束时的基板W与水之间的亲和性。
步骤S22:第2冲洗液供给步骤
将冲洗液供给至基板W。
供给部15c对通过基板保持部13保持的基板W供给冲洗液。冲洗液供给至基板W的上表面WS1。冲洗液自基板W去除清洗液。基板W上的清洗液被置换为冲洗液。然后,供给部15c停止对基板W供给冲洗液。
在第2冲洗液供给步骤之后,基板W亦依然由羟基封端。因此,在第2冲洗液供给步骤之后,基板W亦具有亲水性。
步骤S14:置换液供给步骤
将置换液供给至基板W。在置换液供给步骤之后,基板W亦依然由羟基封端。因此,在置换液供给步骤之后,基板W的上表面WS1亦具有亲水性。
步骤S15:处理液供给步骤
在处理液供给步骤中,基板W的上表面WS1具有亲水性。将处理液L供给至基板W。在处理液供给步骤之后,基板W亦依然由羟基封端。因此,在处理液供给步骤之后,基板W的上表面WS1亦具有亲水性。
步骤S16:固化膜形成步骤
在固化膜形成步骤中,基板W的上表面WS1具有亲水性。溶剂自基板W上的处理液L蒸发。固化膜G形成于基板W上。
如上所述,在第2动作例中,基板W的上表面WS1自疏水性变化为亲水性。第2动作例的处理液供给步骤的基板W与水之间的亲和性高于第1动作例的处理液供给步骤的基板W与水之间的亲和性。第2动作例的固化膜形成步骤的基板W与水之间的亲和性高于第1动作例的固化膜形成步骤的基板W与水之间的亲和性。
<1-7.系数K的技术意义>
通过实施例1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b,说明系数K的技术意义。以下,将上表面WS1适当称为表面WS。
实施例1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b就基板W的表面WS的状态与处理液的组成互不相同。
说明实施例1a的条件。在实施例1a中,以第1动作例的基板处理方法处理基板W。具体而言,在实施例1a中,对基板W进行包含药液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、置换液供给步骤、处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤的一连串处理。
在药液供给步骤中,药液为氢氟酸。氢氟酸为氟化氢与去离子水的混合液。氟化氢与去离子水的体积比如下所示。
氟化氢:去离子水=1:10(体积比)
在第1冲洗液供给步骤中,冲洗液为去离子水。
在置换液供给步骤中,置换液为异丙醇。
在处理液供给步骤中,处理液包含升华性物质与溶剂。升华性物质为环己酮肟。溶剂为异丙醇。升华性物质与溶剂的体积比如下所示。
升华性物质:溶剂=1:40(体积比)
在固化膜形成步骤中,以1500rpm的旋转速度使基板W旋转。
在升华步骤中,以1500rpm的旋转速度使基板W旋转。再者,在升华步骤中,将干燥气体供给至基板W。干燥气体为空气。
在实施例1a的处理液供给步骤及固化膜形成步骤中,基板W的表面WS具有疏水性。即,处理液供给步骤及固化膜形成步骤的表面WS的状态为疏水性。实施例1a的后缀“a”意指处理液供给步骤及固化膜形成步骤的表面WS的状态为疏水性。
说明实施例1b的条件。在实施例1b中,以第2动作例的基板处理方法处理基板W。具体而言,在实施例2中,对基板W进行包含药液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、清洗液供给步骤、第2冲洗液供给步骤、置换液供给步骤、处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤的一连串处理。
在清洗液供给步骤中,清洗液为SC1。SC1为氨、过氧化氢及去离子水的混合液。氨、过氧化氢及去离子水的体积比系如以下。
氨:过氧化氢:去离子水=1:8:60(体积比)
在第2冲洗液供给步骤中,冲洗液为去离子水。
关于其以外的条件,实施例1b与实施例1a相同。
在实施例2的处理液供给步骤及固化膜形成步骤中,基板W的表面WS具有亲水性。即,处理液供给步骤及固化膜形成步骤的表面WS的状态为亲水性。实施例1b的后缀“b”意指处理液供给步骤及固化膜形成步骤的表面WS的状态为亲水性。
说明实施例2a、2b的条件。在处理液供给步骤中,处理液包含升华性物质与溶剂。升华性物质为环己酮肟。溶剂为甲醇。升华性物质与溶剂的体积比如下所示。
升华性物质:溶剂=1:40(体积比)
关于其以外的条件,实施例2a与实施例1a相同。关于其以外的条件,实施例2b与实施例1b相同。
说明实施例3a、3b的条件。在处理液供给步骤中,处理液包含升华性物质与溶剂。升华性物质为樟脑。溶剂为异丙醇。升华性物质与溶剂的体积比如下所示。
升华性物质:溶剂=1:110(体积比)
关于其以外的条件,实施例3a与实施例1a相同。关于其以外的条件,实施例3b与实施例1b相同。
说明实施例4a、4b的条件。在处理液供给步骤中,处理液包含升华性物质与溶剂。升华性物质为樟脑。溶剂为甲醇。升华性物质与溶剂的体积比如下所示。
升华性物质:溶剂=1:100(体积比)
关于其以外的条件,实施例4a与实施例1a相同。关于其以外的条件,实施例4b与实施例1b相同。
通过平均倒塌率E评价由实施例1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b处理后的各基板W。
平均倒塌率E如下那样求出。平均倒塌率E为复数个局部倒塌率ei的平均值。局部倒塌率ei为局部区域Fi的倒塌率。i为1至NF的任意的自然数。数NF为局部区域Fi的数。数NF为2以上的自然数。各局部区域Fi为基板W的微小区域。各局部区域Fi例如通过扫描型电子显微镜放大至50,000倍。观察者观察各局部区域Fi的图案P(凸部A)。观察者逐一观察各局部区域Fi的凸部A。具体而言,观察者将各凸部A分类为倒塌的凸部A及未倒塌的凸部A中的任一者。此处,将在局部区域Fi中观察到的凸部A的数设为NAi。将在局部区域Fi中倒塌的凸部A的数设为NBi。数NBi为数NAi以下。局部倒塌率ei为数NBi相对于数NAi的比例。局部倒塌率ei例如通过以下式规定。
ei=NBi/NAi*100(%)
平均倒塌率E系将各局部倒塌率ei的和除以数NF的值。
再者,取得实施例1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b的系数K。
说明取得系数K的顺序的一例。取得系数K的顺序包含例如准备步骤、测定步骤及计算步骤。以实施例3a、3b的系数K为例,说明取得系数K的顺序。
<<准备步骤>>
作为基板W,准备第1基板Wa与第2基板Wb。第1基板Wa模拟实施例3a的处理液供给步骤的基板W。例如,第1基板Wa是实施仅包含药液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、置换液供给步骤及旋转干燥步骤的处理后的基板W。此处,在旋转干燥步骤中,通过使基板W旋转,甩掉基板W上的液体(例如置换液),使基板W干燥。第1基板Wa的表面WS具有疏水性。第2基板Wb模拟实施例3b的处理液供给步骤的基板W。例如,第2基板Wb是实施仅包含药液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、清洗液供给步骤、第2冲洗液供给步骤、置换液供给步骤及旋转干燥步骤的处理后的基板W。第2基板Wb的表面WS具有亲水性。
再者,准备固化膜G与处理液L。固化膜G例如模拟实施例3a、3b的固化膜G。固化膜G由例如固体的樟脑构成。为取得系数K而准备的固化膜G也可不形成于基板W上。固化膜G具有例如块形状或板形状。处理液L为例如实施例3a、3b中使用的处理液。处理液L包含例如樟脑与异丙醇。
再者,准备第1标准液及第2标准液。此处,关于第1标准液及第2标准液,表面自由能γ1、γ2、分散成分γ1d、γ2d、及极性成分γ1p、γ2p的各值为已知。
γ1:第1标准液的表面自由能,
γ1d:第1标准液的表面自由能γ1的分散成分,
γ1p:第1标准液的表面自由能γ1的极性成分,
γ2:第2标准液的表面自由能,
γ2d:第2标准液的表面自由能γ2的分散成分,
γ2p:第1标准液的表面自由能γ2的极性成分。
第1标准液为例如二碘甲烷。第2标准液为例如甘油。
<<测定步骤>>
测定接触角θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3、θ4、θ5。
θ1a:第1标准液与第1基板Wa之间的接触角,
θ1b:第1标准液与第2基板Wb之间的接触角,
θ2a:第2标准液与第1基板Wa之间的接触角,
θ2b:第2标准液与第2基板Wb之间的接触角,
θ3:第1标准液与固化膜G之间的接触角,
θ4:第2标准液与固化膜G之间的接触角,
θ5:处理液L与固化膜G之间的接触角。
接触角θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3、θ4、θ5分别通过例如接触角法测定。接触角θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3、θ4、θ5分别使用例如接触角计测定。接触角θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3、θ4、θ5分别在例如常温的环境下测定。接触角θ1a、θ1b、θ2a、θ2b、θ3、θ4、θ5分别在例如常压的环境下测定。
再者,测定表面自由能γL。
γL:处理液L的表面自由能。
表面自由能γL例如通过悬滴法测定。表面自由能γL在例如常温的环境下测定。表面自由能γL在例如常压的环境下测定。
<<计算步骤>>
基于测定步骤中测定出的值,算出系数K。以下,为方便起见,算出实施例3a的系数K。
在算出系数K的时,除式(1)以外,还使用式(2)-(4)。
γ=γd+γp···(2)
γAB=γA-γBcosθ···(3)
γA+γB-γAB=2(γAd·γBd)1/2+2(γAp·γBp)1/2···(4)
基于接触角θ1a、θ2a,算出表面自由能γW、分散成分γWd及极性成分γWp。在该计算中,使用已知的表面自由能γ1、γ2、分散成分γ1d、γ2d及极性成分γ1p、γ2p。
γW:基板W的表面自由能,
γWd:基板W的表面自由能γW的分散成分,
γWp:基板W的表面自由能γW的极性成分。
在该计算中,使用式(2)、(3)、(4)。例如,自式(3)、(4),导出式(5)。
γB(1+cosθ)=2(γAd·γBd)1/2+2(γAp·γBp)1/2···(5)
在式(5)中,将表面自由能γ1代入γB,将分散成分γ1d代入γBd,将极性成分代入γ1p代入γBp,将接触角θ1a代入θ。由此,建立第1式。在式(5)中,将表面自由能γ2代入γB,将分散成分γ2d代入γBd,将极性成分代入γ2p代入γBp,将接触角θ2a代入θ。由此,建立第2式。自第1式与第2式,算出γAd、γAp的各值。γAd的值相当于分散成分γWd的值。γAp的值相当于极性成分γWp的值。再者,在式(2)中,将分散成分γWd代入γd,将极性成分γWp代入γp。由此,算出γ的值。γ的值相当于表面自由能γW的值。即,分散成分γWd与极性成分γWp的和与表面自由能γW相等。
基于接触角θ3、θ4,算出表面自由能γG、分散成分γGd及极性成分γGp。在该计算中,使用已知的表面自由能γ1、γ2、分散成分γ1d、γ2d及极性成分γ1p、γ2p。
γG:固化膜G的表面自由能,
γGd:固化膜G的表面自由能γG的分散成分,
γGp:固化膜G的表面自由能γG的极性成分。
在该计算中,使用式(2)、(3)、(4)。表面自由能γG、分散成分γGd及极性成分γGp的算出与表面自由能γW、分散成分γWd及极性成分γWp的算出类似。
算出界面自由能γGW。在该计算中,使用算出的表面自由能γG、γW、分散成分γGd、γWd及极性成分γGp、γWp。
在该计算中,使用式(4)。例如,在式(4)中,将表面自由能γG、γW分别代入γA、γB,将分散成分γGd、γWd分别代入γAd、γBd,将极性成分γGp、γWp分别代入γAp、γBp。由此,算出γAB的值。γAB的值相当于界面自由能γGW的值。
基于接触角θ5与表面自由能γL,算出界面自由能γLG。在该计算中,使用算出的表面自由能γG。
在该计算中,使用式(3)。例如,在式(3)中,将表面自由能γG代入γA,将表面自由能γL代入γB,将接触角θ5代入θ。由此,算出γAB的值。γAB的值相当于界面自由能γLG的值。
基于表面自由能γL,算出分散成分γLd与极性成分γLp。在该计算中,使用算出的表面自由能γG、界面自由能γLG、分散成分γGd及极性成分γGp。
γLd:处理液L的表面自由能γL的分散成分,
γLp:处理液L的表面自由能γL的极性成分。
在该计算中,使用式(2)、(4)。在式(4)中,将表面自由能γL代入γA,将表面自由能γG代入γB,将界面自由能γLG代入γAB,将分散成分γGd代入γBd,将极性成分γGp代入γBp。由此,建立第3式。自式(2),第3式的γAd、γAp具有以下的关系。
γAd+γAp=γL
利用该关系,自第3式算出γAd、γAp的各值。γAd的值相当于分散成分γLd的值。γAp的值相当于极性成分γLp的值。
基于表面自由能γL,算出界面自由能γLW。在该计算中,使用算出的表面自由能γW、分散成分γLd、γWd及极性成分γLp、γWp。
在该计算中,使用式(4)。界面自由能γLW的算出与界面自由能γGW的算出类似。
最后,算出系数K。在该计算中,使用算出的界面自由能γLG、γGW、γLW。在该计算中,使用式(1)。
依以上的顺序,取得实施例3a的系数K。
在算出实施例3b的系数K的情形时,上述说明的“接触角θ1a”、“接触角θ1b”分别变为“接触角θ1b”、“接触角θ2b”。
在不区别接触角θ1a、θ1b的情形时,将接触角θ1a、θ1b简称为“接触角θ1”。在不区别接触角θ2a、θ2b的情形时,将接触角θ2a、θ2b简称为“接触角θ2”。表面自由能γW、分散成分γWd、极性成分γWp基于接触角θ1、θ2算出。界面自由能γGW、γLW基于表面自由能γW、分散成分γWd、极性成分γWp算出。因此,界面自由能γGW、γLW根据基板W的表面自由能γW设定。界面自由能γGW、γLW根据接触角θ1、θ2设定。
此处,接触角θ1、θ2是表示基板W的表面WS的状态的指标。因此,界面自由能γGW、γLW根据基板W的表面WS的状态设定。
例如,接触角θ1、θ2是表示处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态的指标。因此,界面自由能γGW、γLW根据处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。
例如,接触角θ1、θ2亦是表示固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态的指标。因此,界面自由能γGW、γLW根据固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。
更具体地进行说明。为方便起见,将第1基板Wa的表面自由能γW称为“第1表面自由能γWa”。第1基板Wa的表面WS具有疏水性。因此,第1表面自由能γWa相当于表面WS具有疏水性时的基板W的表面自由能γW。在取得实施例3a的系数K时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第1表面自由能γWa设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第1表面自由能γWa设定。在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第1表面自由能γWa设定。
为方便起见,将第2基板Wb的表面自由能γW称为“第2表面自由能γWb”。第2基板Wb的表面WS具有亲水性。第2表面自由能γWb相当于表面WS具有亲水性时的基板W的表面自由能γW。在取得实施例3b的系数K时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第2表面自由能γWb设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第2表面自由能γWb设定。在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第2表面自由能γWb设定。
系数K基于界面自由能γGW、γLW算出。如上所述,界面自由能γGW、γLW根据接触角θ1、θ2设定。接触角θ1、θ2是表示基板W的表面WS的状态的指标。因此,系数K根据基板W的表面WS的状态设定。在取得系数K时,考虑基板W的表面WS的状态。
例如,系数K基于处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。例如,系数K基于固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。
系数K基于界面自由能γGW、γLW算出。如上所述,界面自由能γGW、γLW根据基板W的表面自由能γW设定。因此,系数K根据基板W的表面自由能γW设定。例如,在取得实施例3a的系数K时,系数K基于第1表面自由能γWa设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,系数K基于第1表面自由能γWa设定。在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,系数K基于第1表面自由能γWa设定。例如,在取得实施例3b的系数K时,系数K基于第2表面自由能γWb设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,系数K基于第2表面自由能γWb设定。在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,系数K基于第2表面自由能γWb设定。
更具体而言,系数K包含实施例3a的系数K、与实施例3b的系数K。为方便起见,将实施例3a的系数K称为“第1系数Ka”。将实施例3b的系数K称为“第2系数Kb”。第1系数Ka相当于基板W的表面WS具有疏水性时的系数K。第2系数Kb相当于基板W的表面WS具有亲水性时的系数K。根据基板W的表面WS的状态,系数K在第1系数Ka与第2系数Kb之间切换。具体而言,在基板W的表面WS具有疏水性时,系数K设定为第1系数Ka。例如,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,系数K设定为第1系数Ka。例如,在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,系数K设定为第1系数Ka。另一方面,在基板W的表面WS具有亲水性时,系数K设定为第2系数Kb。例如,在处理液供给步骤的基板W的表面WS具有亲水性时,系数K设定为第2系数Kb。例如,在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,系数K设定为第2系数Kb。
图12是表示各实施例的系数K的表格。图12的表格还表示各实施例的界面自由能γLW、γGW、γLG。图12的表格还表示各实施例的平均倒塌率E。
图13是表示各实施例的系数K与平均倒塌率E的关系的图表。
系数K取2.16mN/m至41.23mN/m的值。另外,“mN/m”亦可记载为“10-3N/m”。在系数K为22.86mN/m以上时,平均倒塌率E为100%。在系数K为20.99mN/m以下时,平均倒塌率E为78.6%以下。在系数K为18.19mN/m以下时,平均倒塌率E为37.4%以下。在系数K为17.35mN/m以下时,平均倒塌率E为9.95%以下。在系数K为2.23mN/m以下时,平均倒塌率E为0.7%以下。
自各实施例1a、1b、2a、2b、3a、3b、4a、4b发现以下情况。随着系数K变低,平均倒塌率E变低。该事实证实本发明者们就系数K发现的事项。例如,该事实显示“系数K越低,在固化膜形成步骤中固化膜G越容易在基板W上扩张”。
在系数K自23mN/m下降至17mN/m时,平均倒塌率E显著下降。
在系数K为18mN/m以下时,平均倒塌率E为40%以下。在系数K为18mN/m以下时,以适当的质量处理基板W。
在系数K为17mN/m以下时,平均倒塌率E为10%以下。在系数K为17mN/m以下时,以更适当的质量处理基板W。
在系数K为阈值TH以下时,平均倒塌率E适当降低。阈值TH较佳为例如18mN/m。阈值TH较佳为例如17mN/m。
如上所述,系数K与平均倒塌率E彼此具有一定关系。即使实际上不测定平均倒塌率E,亦可自系数K推测平均倒塌率E。
在系数K为23mN/m以上时,图案P全部倒塌。其理由如下推测。
在系数K较高的情形时,升华性物质不易在基板W的表面WS上析出。例如,升华性物质容易在处理液L的主体部分析出。此处,主体部分是未与基板W接触的处理液L的部分。主体部分是较基板W与处理液L之间的界面更内侧的处理液L的部分。主体部分不包含基板W与处理液L之间的界面。因此,固化膜不易与基板W的表面WS接触。固化膜G不易在表面WS上扩展。固化膜G不易沿表面WS延伸。
如上所述,在系数K较高的情形时,在固化膜形成步骤中固化膜G不易在基板W上扩张。因此,固化膜G不在基板W上快速扩张。固化膜G在凹部B中亦不会快速扩张。因此,固化膜G不会促进溶剂的蒸发。固化膜G不会促进处理液L的减少。因此,溶剂不自基板W上的处理液L快速蒸发。基板W上的处理液L不会快速减少。其结果,在固化膜形成步骤的结束时,溶剂亦依然残留于基板W上。在固化膜形成步骤结束时,处理液L亦依然残留于基板W上。
在升华步骤中,不仅固化膜G,处理液L亦存在于基板W上。在升华步骤中固化膜G全部升华之后,处理液L亦依然残留于基板W上。在固化膜G全部升华之后,在固化膜P未支撑于固化膜G的状态下,图案P自处理液L受到刻意的力。刻意的力系例如处理液L的表面张力。其结果,图案P倒塌。
<1-8.第1实施方式的效果>
基板处理方法用于处理形成有图案P的基板W。基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在处理液供给步骤中,处理液L供给至基板W。处理液L包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,溶剂自基板W上的处理液L蒸发。在固化膜形成步骤中,固化膜G形成于基板W上。固化膜G包含升华性物质。在升华步骤中,固化膜G升华。通过固化膜G的升华,基板W干燥。
系数K由式(1)定义。系数K为阈值TH以下。将系数K为阈值TH以下适当称为“第1条件”。基板W、处理液L及固化膜G满足第1条件。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G较佳形成于基板W上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜G在基板W上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,自基板W效率较佳地去除溶剂。在固化膜形成步骤中,处理液L自基板W效率较佳地消失。因此,升华步骤中,在较佳地保护形成于基板W的图案P的状态下,将基板W干燥。
如以上,根据第1实施方式的基板处理方法,适当处理基板。
阈值TH为预设的常数。因此,第1条件简单。因此,容易以满足第1条件的方式管理基板处理方法。例如,容易以满足第1条件的方式,管理处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态。例如,容易以满足第1条件的方式,管理处理液L的组成、及固化膜G的组成。因此,容易执行本基板处理方法。
阈值TH为例如17mN/m。换言之,系数K为17mN/m以下。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G在基板W上更顺利地扩张。因此,通过固化膜G较佳地保护图案P。因此,适当地抑制图案P的倒塌。
系数K根据基板W的表面WS的状态设定。因此,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
系数K基于处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
系数K基于固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。因此,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
界面自由能γGW及界面自由能γLW分别根据基板W的表面WS的状态设定。因此,不论基板W的表面WS的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。因此,在设定系数K时,适当地考虑到基板W的表面WS的状态。因此,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。
界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。由此,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。
界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。因此,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。
在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第1表面自由能γWa设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第2表面自由能γWb设定。因此,在处理液供给步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
总之,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第1表面自由能γWa设定。因此,在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有疏水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,界面自由能γGW及界面自由能γLW分别基于第2表面自由能γWb设定。因此,在固化膜形成步骤中基板W的表面WS具有亲水性时,分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
总之,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆分别适当设定界面自由能γGW及界面自由能γLW。
<2.第2实施方式>
参照附图,说明第2实施方式。另外,通过对于与第1实施方式相同的构成附加同一附图标记省略详细的说明。
关于基板处理装置1的概要、处理单元11的构成及供给源19a的构成,第2实施方式与第1实施方式大致相同。以下,说明第2实施方式的处理单元11的动作例。
<2-1.处理单元11的动作例>
图14是表示第2实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。第2实施方式的基板处理方法具备步骤S1、步骤S11、S14-S18。另外,为方便起见,图14省略第1实施方式所说明的步骤S1的图示。
再者,第2实施方式的基板处理方法具备步骤S31-S34。步骤S31-S34在例如步骤S11之后执行。步骤S31-S34在例如步骤S14之前执行。步骤S31为比较步骤。步骤S32为改性选择步骤。步骤S33为疏水化步骤。步骤S34为亲水化步骤。
疏水化步骤相当于本发明的改性步骤。亲水化步骤相当于本发明的改性步骤。在不区分疏水化步骤与亲水化步骤的情形时,将疏水化步骤与亲水化步骤总称为“改性步骤”。
步骤S1、S11、S14-S18的动作在第1实施方式与第2实施方式之间实质上共通。因此,省略步骤S1、S11、S14-S18的动作说明。说明步骤S31-S34的动作。
步骤S31:比较步骤
比较系数K与阈值TH。
系数K由式(1)定义。
更详细而言,与阈值TH比较的系数K是未进行改性步骤而进行处理液供给步骤及固化膜形成步骤时的系数K。以下,将处理液供给步骤之前未进行改性步骤时的系数K称为“系数Ki”。系数Ki亦可称为“初始系数Ki”。
系数Ki根据基板W的表面WS的状态设定。例如,系数Ki基于处理液供给步骤之前未进行改性步骤时的处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。例如,系数Ki基于处理液供给步骤之前未进行改性步骤时的固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。
控制部10构成为取得系数Ki。控制部10亦可以各种方法,取得系数K。控制部10读出例如系数Ki。控制部10选择例如系数Ki。控制部10算出例如系数Ki。控制部10接收例如系数Ki。
例如,控制部10具有关于系数K的信息。关于系数K的信息为例如图12所示的表格。关于系数K的信息存储于例如控制部10的存储介质。控制部10自例如关于系数K的信息中确定系数Ki。控制部10自例如关于系数K的信息中选择系数Ki。
控制部10基于例如处理液供给步骤之前未进行改性步骤时的处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态,取得系数Ki。控制部10基于例如处理液供给步骤之前未进行改性步骤时的固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态,取得系数Ki。
控制部10构成为取得阈值TH。控制部10亦可以各种方法,取得阈值TH。
控制部10比较系数Ki与阈值TH。在系数Ki大于阈值TH时,控制部10决定进行改性步骤。在系数Ki大于阈值TH时,前进至步骤S32。在系数Ki为阈值TH以下时,控制部10决定跳过改性步骤。在系数Ki为阈值TH以下时,前进至步骤S14。在系数Ki为阈值TH以下时,不进行改性步骤。
步骤S32:改性选择步骤
决定改性步骤的内容。改性步骤的内容包含疏水化与亲水化。选择疏水化与亲水化中的任一者。
控制部10决定改性步骤为疏水化及亲水化中的任一者。在选择疏水化时,前进至步骤S33。在选择亲水化时,前进至步骤S34。
例如,控制部10基于关于系数K的信息,决定改性步骤。
此处,控制部10较佳为指定使系数K减少的改性步骤。控制部10较佳为指定使系数K低于系数Ki的改性步骤。控制部10较佳为指定使系数K降低为低于阈值TH的值的改性步骤。
步骤S33:疏水化步骤
将基板W的表面WS改性为疏水性。
供给部15b对基板W供给氢氟酸。
氢氟酸将基板W的表面WS改性为疏水性。
疏水化步骤与例如第1实施方式所说明的药液供给步骤实质上相同。
此处,较佳为通过疏水化步骤而系数K减少。
具体而言,较佳为系数Km低于系数Ki。此处,系数Km是处理液供给步骤之前进行改性步骤时的系数K。系数Km系改性步骤之后进行处理液供给步骤及固化膜形成步骤时的系数K。系数Km基于例如处理液供给步骤之前进行改性步骤时的处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。系数Km基于例如处理液供给步骤之前进行改性步骤时的固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。系数Km亦可称为“修正系数Km”。
进而较佳为通过疏水化步骤而系数K减少为低于阈值TH的值。具体而言,较佳为系数Km小于阈值TH。
步骤S34:亲水化步骤
将基板W的表面WS改性为亲水性。
供给部15c对基板W供给SC1。SC1将基板W的表面WS改性为亲水性。
亲水化步骤与第1实施方式所说明的清洗液供给步骤实质上相同。
此处,较佳为通过亲水化步骤而系数K减少。具体而言,较佳为系数Km低于系数Ki。
进而较佳为通过亲水化步骤而系数K减少为低于阈值TH的值。具体而言,较佳为系数Km低于阈值TH。
<2-2.第2实施方式的效果>
基板处理方法用于处理形成有图案P的基板W。基板处理方法具备处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在处理液供给步骤中,将处理液L供给至基板W。处理液L包含升华性物质与溶剂。在固化膜形成步骤中,溶剂自基板W上的处理液L蒸发。在固化膜形成步骤中,固化膜G形成于基板W上。固化膜G包含升华性物质。在升华步骤中,固化膜G升华。通过固化膜G的升华,基板W干燥。
再者,基板处理方法具备改性步骤。改性步骤在系数Ki大于阈值TH时执行。改性步骤在处理液供给步骤之前执行。改性步骤将基板W的表面WS改性。通过改性步骤,系数Ki变为系数Km。在系数Ki大于阈值TH时,由改性步骤将基板W的表面WS改性之后,由处理液供给步骤将处理液L供给至基板W。因此,即使在系数Ki大于阈值TH时,在固化膜形成步骤中,固化膜G亦较佳地形成于基板W上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜G在基板W上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,溶剂自基板W效率较佳地去除。在固化膜形成步骤中,处理液L自基板W效率较佳地消失。因此,在升华步骤中,在较佳地保护形成于基板W的图案P的状态下,将基板干燥。
如上所述,根据第2实施方式的本基板处理方法,适当处理基板W。
通过改性步骤,系数K减少。具体而言,系数Km低于系数Ki。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G更佳地形成于基板W上。
通过改性步骤,系数K减少为低于阈值TH的值。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G更佳地形成于基板W上。
在改性步骤中,执行疏水化步骤及亲水化步骤中的任一者。在改性步骤中,将基板W的表面WS改性为亲水性及疏水性中的任一者。因此,在改性步骤中,可灵活改性基板W的表面WS。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G更佳地形成于基板W上。
在疏水化步骤中,将基板W的表面WS改性为疏水性。因此,在改性步骤中,可较佳地将基板W的表面WS改性。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G更佳地形成于基板W上。
亲水化步骤将基板W的表面WS改性为亲水性。因此,在改性步骤中,可较佳地将基板W的表面WS改性。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G更佳地形成于基板W上。
在系数Ki为阈值TH以下时,不执行改性步骤。具体而言,在系数Ki为阈值TH以下时,不执行疏水化步骤,且亦不执行亲水化步骤。因此,可有效缩短基板处理方法所需的时间。在系数Ki为阈值TH以下时,即使不执行改性步骤,在固化膜形成步骤中,固化膜G亦较佳地形成于基板W上。因此,即使系数Ki为阈值TH以下,亦适当处理基板W。
<3.第3实施方式>
参照附图,说明第3实施方式。另外,通过针对与第1实施方式相同的构成附加同一附图标记省略详细的说明。
关于基板处理装置1的概要,第3实施方式与第1实施方式大致相同。以下,说明第3实施方式的处理单元11的构成。
<3-1.处理单元11的构成>
图15是表示第3实施方式的处理单元11的构成的图。为方便起见,图15简略表示供给源19a。
处理单元11除供给部15a-15f以外,还具备供给部15g。供给部15g对通过基板保持部13保持的基板W供给处理液L。
此处,供给部15g供给的处理液L的组成与供给部15a供给的处理液L的组成不同。为方便起见,将供给部15a供给的处理液L称为“处理液L1”。将供给部15g供给的处理液L称为“处理液L2”。
例如,处理液L1与处理液L2就升华性物质的组成不同。例如,处理液L1与处理液L2就溶剂的组成不同。例如,处理液L1与处理液L2就升华性物质与溶剂的调配比不同。
供给部15g具备喷嘴16g、配管17g及阀18g。喷嘴16g设置于筐体12的内部。喷嘴16g将处理液L2喷出至基板W。配管17g连接于喷嘴16g。阀18g设置于配管17g。阀18g控制处理液L2的供给。
供给部15g连接于供给源19g。供给源19g连接于例如配管17g。供给源19g对供给部15g输送处理液L2。
<3-2.处理单元11的动作例>
图16是表示第3实施方式的基板处理方法的顺序的流程图。基板处理方法具备步骤S1、S11、S14-S18。另外,为方便起见,图16省略步骤S1的图示。再者,基板处理方法具备步骤S41。步骤S41在例如步骤S14之后执行。步骤S41在例如步骤S15之前执行。
步骤S1、S11、S14-S18的动作在第1实施方式与第3实施方式之间实质上共通。因此,省略步骤S1、S11、S14、S16-S18的动作说明。说明步骤S41、S15的动作。
步骤S41:选择步骤
选择处理液L。
控制部10基于系数K,选择处理液L1及处理液L2中的任一者。系数K通过式(1)定义。
此处,系数K根据处理液L的组成设定。例如,系数K包含基于处理液L1的系数KL1、与基于处理液L2的系数KL2。
再者,各系数KL1、KL2分别根据基板W的表面WS的状态设定。例如,各系数KL1、KL2分别基于处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。例如,各系数KL1、KL2分别基于固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。
控制部10构成为取得系数K。控制部10可以各种方法,取得系数K。
较佳为控制部10指定使系数K为阈值TH以下的处理液L。换言之,较佳为控制部10选择满足系数K为阈值TH以下的处理液L。例如,在系数KL1为阈值TH以下的情形时,较佳为控制部10选择处理液L1。例如,在系数KL2为阈值TH以下的情形时,较佳为控制部10选择处理液L2。
步骤S15:处理液供给步骤
将通过选择步骤选择的处理液L供给至基板W。
在选择步骤中选择处理液L1的情形时,在处理液供给步骤中将处理液L1供给至基板W。在选择步骤中选择处理液L2的情形时,在处理液供给步骤中将处理液L2供给至基板W。
在选择步骤中选择处理液L1的情形时,在处理液供给步骤中不将处理液L2供给至基板W。在选择步骤中选择处理液L2的情形时,在处理液供给步骤中不将处理液L1供给至基板W。
<3-3.第3实施方式的效果>
基板处理方法用于处理形成有图案P的基板W。基板处理方法具备选择步骤、处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤。在选择步骤中,选择处理液L。处理液L包含升华性物质与溶剂。在处理液供给步骤中,将由选择步骤选择的处理液L供给至基板W。在固化膜形成步骤中,溶剂自基板W上的处理液L蒸发。在固化膜形成步骤中,固化膜G形成于基板W上。固化膜G包含升华性物质。在升华步骤中,固化膜G升华。通过固化膜G的升华,将基板W干燥。
此处,在选择步骤中,基于系数K,选择处理液L。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。因此,在选择步骤中,适当选择处理液L。因此,在固化膜形成步骤中,固化膜G较佳地形成于基板W上。具体而言,在固化膜形成步骤中,固化膜G在基板W上顺利扩张。因此,在固化膜形成步骤中,将溶剂自基板W效率较佳地去除。在固化膜形成步骤中,处理液L自基板W效率较佳地消失。因此,在升华步骤中,在较佳地保护形成于基板W的图案P的状态下,将基板W干燥。
如上所述,根据第3实施方式的基板处理方法,适当处理基板W。
在选择步骤中,选择使系数K为阈值TH以下的处理液L。因此,在选择步骤中,更适当选择处理液L。
系数K根据基板W的表面WS的状态设定。因此,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当设定系数K。因此,在选择步骤中,根据基板W的表面WS的状态,选择处理液L。在选择步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当选择处理液L。因此,在处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
系数K基于处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
系数K基于固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。因此,不论固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态如何,皆适当处理基板W。
系数K根据处理液L的组成设定。因此,不论处理液L的组成如何,皆适当设定系数K。因此,在选择步骤中,根据处理液L的组成,选择处理液L。在选择步骤中,考虑处理液L的组成,选择处理液L。在选择步骤中,不论处理液L的组成如何,皆适当选择处理液L。因此,在处理液供给步骤、固化膜形成步骤及升华步骤中,不论处理液L的组成如何,皆适当处理基板W。
<4.第4实施方式>
参照附图,说明第4实施方式。另外,通过对与第1实施方式相同的构成附加同一附图标记省略详细的说明。
<4-1.第4实施方式的构成与动作例>
第4实施方式涉及评价处理液L的处理液评价方法。处理液L用于处理形成有图案P的基板W。处理液L使用于形成有图案P的基板W的干燥处理。处理液L包含升华性物质与溶剂。溶剂自处理液L蒸发,由此处理液L成为包含升华性物质的固化膜G。
图17是表示第4实施方式的处理液评价方法的顺序的流程图。处理液评价方法具备取得步骤与评价步骤。
S51:取得步骤
取得系数K。系数K通过式(1)定义。
以各种方法取得系数K。
例如,系数K根据基板W的表面WS的状态取得。
例如,系数K包含第1系数Ka与第2系数Kb。例如,在取得步骤中,取得第1系数Ka与第2系数Kb。此处,第1系数Ka相当于基板W的表面WS具有疏水性时的系数K。第2系数Kb相当于基板W的表面WS具有亲水性时的系数K。第1系数Ka与第2系数Kb在第1实施方式中予以例示。
例如,基板W包含第1基板Wa与第2基板Wb。例如,取得步骤包含第1步骤、第2步骤及第3步骤。在第1步骤中,准备第1基板Wa与第2基板Wb。在第2步骤中,基于第1基板Wa,取得系数K。例如,在第2步骤中,基于第1基板Wa,算出系数K。在第3步骤中,基于第2基板Wb,取得系数K。例如,在第3步骤中,基于第2基板Wb,算出系数K。此处,第1基板Wa相当于具有疏水性的表面WS的基板W。第2基板Wb相当于具有亲水性的表面WS的基板W。第1基板Wa与第2基板Wb在第1实施方式中予以例示。
例如,基于基板W的表面WS的状态与处理液L的组成,取得系数K。
例如,基于基板W的表面WS的状态、处理液L的组成及固化膜G的组成,取得系数K。此处,自处理液L的组成推定固化膜G的组成。
例如,自预定的系数K相关的信息,选择系数K。预定的系数K相关的信息为例如图12所示的表格。
S52:评价步骤
基于系数K,评价处理液L。
例如,基于第1系数Ka,评价处理液L。例如,基于第2系数Kb,评价处理液L。
例如,基于系数K,将处理液L分类为复数个类。具体而言,将使系数K为阈值TH以下的处理液L分类为第1类Q1。将使系数K大于阈值TH的处理液L分类为第2类Q2。换言之,将满足第1条件的处理液L分类为第1类Q1。将不满足第1条件的处理液L分类为第2类Q2。此处,第1条件为系数K为阈值TH以下。
参照图12。图12的表格例示各处理液L的分类。将阈值TH设为17mN/m。例如,实施例1a的系数K满足第1条件。因此,将实施例1a的处理液L分类为第1类Q1。例如,实施例1b的系数K不满足第1条件。因此,实施例1b的处理液L分类为第2类Q2。
<4-2.第4实施方式的效果>
处理液评价方法用于评价处理液L。处理液L用于处理形成有图案P的基板W。处理液L包含升华性物质与溶剂。溶剂自处理液L蒸发,由此处理液L成为固化膜G。固化膜G包含升华性物质。
处理液评价方法具备取得步骤与评价步骤。取得步骤取得系数K。系数K通过界面自由能γLG、γGW、γLW定义。评价步骤基于系数K,评价处理液L。由此,自基板W的处理的质量的观点而言,较佳评价处理液L。
如以上,根据本处理液评价方法,适当评价处理液L。本处理液评价方法有助于选择处理液L。
例如,即使不实际测定平均倒塌率E,亦基于系数K推测平均倒塌率E。即使实际上不对基板W供给处理液L,亦基于系数K推测对基板W使用处理液L的处理质量。因此,本处理液评价方法有助于处理液L的分选。
在取得步骤中,根据基板W的表面WS的状态,取得系数K。因此,在取得步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当取得系数K。因此,在评价步骤中,考虑基板W的表面WS的状态,评价处理液L。在评价步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当评价处理液L。
系数K包含基板W的表面WS具有疏水性时的第1系数Ka、与基板W的表面WS具有亲水性时的第2系数Kb。在取得步骤中,取得第1系数Ka与第2系数Kb。在评价步骤中,基于第1系数Ka与第2系数Kb,评价处理液L。具体而言,在评价步骤中,基于第1系数Ka,评价处理液L。在评价步骤中,基于第2系数Kb,评价处理液L。因此,在评价步骤中,考虑基板W的表面WS的状态,评价处理液L。在评价步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当评价处理液L。
取得步骤具备第1步骤、第2步骤及第3步骤。在第1步骤中,准备具有疏水性的表面WS的第1基板Wa、与具有亲水性的表面WS的第2基板Wb。在第2步骤中,基于第1基板Wa取得系数K。在第3步骤中,基于第2基板Wb取得系数K。因此,在取得步骤中,不论基板W的表面WS的状态如何,皆适当取得系数K。
在取得步骤中,基于基板W的表面WS的状态与处理液L的组成,取得系数K。因此,在取得步骤中,适当取得系数K。
在取得步骤中,基于基板W的表面WS的状态、处理液L的组成及固化膜G的组成,取得系数K。因此,在取得步骤中,更适当取得系数K。
在取得步骤中,自预设的系数K相关的信息,选择系数K。因此,在取得步骤中,容易取得系数K。
在评价步骤中,处理液L基于系数K,分类为复数个类。例如,在评价步骤中,将使系数K为阈值TH以下的处理液L分类为第1类Q1。例如,在评价步骤中,将使系数K大于阈值TH的处理液L分类为第2类Q2。因此,在评价步骤中,明确评价处理液L。
<5.变形实施方式>
本发明不限于第1、第2、第3、第4实施方式,可如下述那样变形实施。
(1)系数K基于例如处理液供给步骤的基板W的表面WS的状态设定。系数K基于例如固化膜形成步骤的基板W的表面WS的状态设定。但,不限于此。系数K亦可基于例如处理液供给步骤及固化膜形成步骤中的至少任一者的基板W的表面WS的状态设定。
(2)阈值TH为常数。但,不限于此。例如,阈值TH亦可为变量。在本变形实施方式中,可更适当设定第1条件。此处,第1条件为系数K为阈值TH以下。因此,可更适当处理基板W。
参照图1。各凸部A具有宽度AW与高度AH。高度AH相对于宽度AW的比R称为“凸部A的纵横比R”或“图案P的纵横比R”。阈值TH亦可为例如依存于纵横比R的变量。在本变形实施方式中,根据纵横比R,更适当设定第1条件。因此,不论纵横比R如何,皆更适当处理基板W。
例如,随着纵横比R变大,阈值TH亦可变小。纵横比R越大,图案P越更容易倒塌。另一方面,阈值TH越小,固化膜G在基板W上越顺利扩张。因此,阈值TH越小,越确实地保护图案P。因此,即使在纵横比R较大的情形时,亦较佳地保护图案P。不论纵横比R如何,皆适当处理基板W。
在本变形实施方式中,控制部10亦可以各种方法,取得阈值TH。控制部10读出例如阈值TH。控制部10选择例如阈值TH。控制部10算出例如阈值TH。控制部10接收例如阈值TH。
(3)在第1实施方式中,例示取得系数K的顺序。但,不限于此。可适当变更取得系数K的顺序。例如,在准备步骤中,第1基板Wa可模拟固化膜形成步骤的基板W。例如,在准备步骤中,第2基板Wb可模拟固化膜形成步骤的基板W。例如,在准备步骤中,可适当变更第1标准液的组成及第2标准液的组成。例如,在测定步骤中,可测定处理液L与第1基板Wa之间的接触角θ6a及处理液L与第2基板Wb之间的接触角θ6b。例如,在计算步骤中,亦可使用式(2)-(5)以外的式。
(4)参照图14。在第2实施方式的改性步骤中,将基板W的表面WS改性为亲水性及疏水性中的任一者。但,不限于此。
例如,在改性步骤中,可将基板W的表面WS仅改性为疏水性。在系数Ki大于阈值TH时,控制部10可决定进行疏水化步骤。在系数Ki大于阈值TH时,可在处理液供给步骤之前执行疏水化步骤。在本变形实施方式中,亦可省略改性选择步骤与亲水化步骤。在本变形实施方式,将改性步骤简化。
或者,在改性步骤中,可将基板W的表面WS仅改性为亲水性。具体而言,在系数Ki大于阈值TH时,控制部10可决定进行亲水化步骤。在系数Ki大于阈值TH时,可在处理液供给步骤之前执行亲水化步骤。在本变形实施方式中,亦可省略改性选择步骤与疏水化步骤。在本变化实施方式,将改性步骤简化。
(5)在第2实施方式的基板处理方法中,比较步骤与改性选择步骤在旋转开始步骤之后执行。但,不限于此。可适当变更执行比较步骤与改性选择步骤的时序。比较步骤与改性选择步骤亦可在旋转开始步骤之前执行。
(6)在第2实施方式的疏水化步骤中,使用氢氟酸。但,不限于此。在疏水化步骤中,亦可取代氢氟酸,使用将基板W的表面改性为疏水性的其他疏水化剂。
(7)在第2实施方式的亲水化步骤中,使用SC1。但,不限定于此。在亲水化步骤中,亦可取代SC1,使用将基板W的表面改性为亲水性的其他亲水化剂。
(8)参照图16。在第3实施方式的选择步骤中,例如系数KL1及系数KL2的两者为阈值TH以下的情形时,控制部10亦可基于另外的基准,选择处理液L1、L2中的任一者。另外的基准为例如干燥处理所需的时间、及处理液L的成本中的至少任一者。干燥处理所需的时间包含例如处理液供给步骤所需的时间、固化膜形成步骤所需的时间、及升华步骤所需的时间。处理液L的成本包含例如升华性物质的成本、与溶剂的成本。
(9)参照图16。在第3实施方式的基板处理方法中,选择步骤在旋转开始步骤及置换液供给步骤之后执行。但,不限于此。可适当变更执行选择步骤的时序。例如,选择步骤可在置换液供给步骤之前执行。例如,选择步骤亦可在旋转开始步骤之前执行。
(10)在第1-第3实施方式的固化膜形成步骤中,干燥气体不供给至基板W。但,不限于此。在固化膜形成步骤中,亦可将干燥气体供给至基板W。在固化膜形成步骤中,亦可将干燥气体供给至基板W上的处理液L。
根据本变形实施方式,在固化膜形成步骤中,基板W上的处理液L曝露于干燥气体中。因此,在固化膜形成步骤中,将溶剂自基板W效率更佳地去除。在固化膜形成步骤中,基板W上的处理液L自基板W效率更佳地消失。由此,在固化膜形成步骤的结束时之前,基板W上的处理液L全部更确实地消失。因此,在升华步骤中,在更佳地保护图案P的状态下,将基板W干燥。
(11)第1实施方式的基板处理方法具备药液供给步骤、清洗液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、第2冲洗液供给步骤、及置换液供给步骤。但,不限于此。例如,可省略药液供给步骤、清洗液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、第2冲洗液供给步骤、及置换液供给步骤中的至少任一者。例如,亦可省略药液供给步骤、清洗液供给步骤、第1冲洗液供给步骤、第2冲洗液供给步骤、及置换液供给步骤的全部。
第2、第3实施方式的基板处理方法具备置换液供给步骤。但,不限于此。例如,亦可省略置换液供给步骤。
第2实施方式的基板处理方法可还包含追加冲洗液供给步骤。例如,可在改性步骤之后且置换步骤之前,执行追加冲洗液供给步骤。追加冲洗液供给步骤与例如第1实施方式中说明的第1冲洗液供给步骤及第2冲洗液供给步骤实质上相同。
(12)在第1-第3实施方式中,执行处理液供给步骤时,液体(例如置换液)存在于基板W上。即,在处理液供给步骤中,对未干燥的状态的基板W供给处理液L。但,不限于此。例如,在执行处理液供给步骤时,液体(例如置换液)可不存在于基板W上。例如,在处理液供给步骤中,亦可对干燥的状态的基板W供给处理液L。
(13)在第1-第3实施方式中,基板W上的图案P可在例如在处理单元11中处理基板W之前,形成于基板W。或者,图案P亦可在例如药液供给步骤(步骤S12)中,形成于基板W。
(14)对于第1-第4实施方式及上述(1)至(13)中说明的各变化实施方式,亦可还将各构成置换或组合为其他变化实施方式的构成等而适当变更。
【附图标记的说明】
1:基板处理装置
10:控制部
11:处理单元
13:基板保持部
15a:供给部
15b:供给部
15c:供给部
K:系数
Ka:第1系数
Kb:第2系数
L:处理液
M:液膜
G:固化膜
TH:阈值
P:图案
W:基板
WS:基板的表面
WS1:基板的上表面
A:凸部
Wa:第1基板
Wb:第2基板
γLG:处理液与固化膜之间的界面的界面自由能
γGW:固化膜与基板之间的界面的界面自由能
γLW:处理液与基板之间的界面的界面自由能
γW:基板的表面自由能
γWa:第1基板的表面自由能
γWb:第2基板的表面自由能

Claims (15)

1.一种基板处理方法,处理形成有图案的基板,其中,具备:
处理液供给步骤,将包含升华性物质与溶剂的处理液供给至上述基板;
固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;及
升华步骤,使上述固化膜升华;且
通过下式定义的系数K为阈值以下,
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
2.如权利要求1所述的基板处理方法,其中,
上述阈值为预设的常数。
3.如权利要求1所述的基板处理方法,其中,
上述阈值为17mN/m。
4.如权利要求1所述的基板处理方法,其中,
上述系数K根据上述基板的表面的状态设定。
5.如权利要求1所述的基板处理方法,其中,
上述界面自由能γGW及上述界面自由能γLW分别根据上述基板的表面的状态设定。
6.一种基板处理方法,处理形成有图案的基板,其中,具备:
处理液供给步骤,将包含升华性物质与溶剂的处理液供给至上述基板;
固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;
升华步骤,使上述固化膜升华;及
改性步骤,在通过下式定义的系数K大于阈值时,在上述处理液供给步骤之前将上述基板的表面改性,
K=γLG+γGW-γLW
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
7.如权利要求6所述的基板处理方法,其中,
通过上述改性步骤,上述系数K减少。
8.如权利要求6所述的基板处理方法,其中,
在上述改性步骤中,将上述基板的上述表面改性为亲水性及疏水性中的任一者。
9.如权利要求6所述的基板处理方法,其中,
在上述系数K为上述阈值以下时,不执行上述改性步骤。
10.一种基板处理方法,处理形成有图案的基板,其中,具备:
选择步骤,基于通过下式定义的系数K,选择包含升华性物质与溶剂的处理液;
处理液供给步骤,将通过上述选择步骤选择的处理液供给至上述基板;
固化膜形成步骤,使上述溶剂自基板上的上述处理液蒸发,将包含上述升华性物质的固化膜形成于上述基板上;及
升华步骤,使上述固化膜升华。
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
11.如权利要求10所述的基板处理方法,其中,
在上述选择步骤中,选择使上述系数K为阈值以下的上述处理液。
12.一种处理液评价方法,评价用于处理形成有图案的基板的处理液,其中,
上述处理液包含升华性物质与溶剂,
通过上述溶剂自上述处理液蒸发,上述处理液成为包含上述升华性物质的固化膜,且
上述处理液评价方法具备:
取得步骤,取得通过下式定义的系数K;及
评价步骤,基于上述系数K,评价上述处理液,
K=γLG+γGW-γLW
其中,
K:系数,
γLG:上述处理液与上述固化膜之间的界面的界面自由能,
γGW:上述固化膜与上述基板之间的界面的界面自由能,
γLW:上述处理液与上述基板之间的界面的界面自由能。
13.如权利要求12所述的处理液评价方法,其中,
在上述取得步骤中,根据上述基板的表面的状态,取得上述系数K。
14.如权利要求12所述的处理液评价方法,其中,
上述系数K包含:
上述基板的表面具有疏水性时的第1系数;及
上述基板的表面具有亲水性时的第2系数;且
在上述取得步骤中,取得上述第1系数与上述第2系数,
在上述评价步骤中,基于上述第1系数与上述第2系数,评价上述处理液。
15.如权利要求12所述的处理液评价方法,其中,
在上述评价步骤中,将使上述系数K为阈值以下的上述处理液分类为第1类,且,将使上述系数K大于上述阈值的上述处理液分类为第2类。
CN202380027982.0A 2022-03-17 2023-03-14 基板处理方法及处理液评价方法 Pending CN118872030A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022042569A JP2023136723A (ja) 2022-03-17 2022-03-17 基板処理方法と処理液評価方法
JP2022-042569 2022-03-17
PCT/JP2023/009827 WO2023176824A1 (ja) 2022-03-17 2023-03-14 基板処理方法と処理液評価方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118872030A true CN118872030A (zh) 2024-10-29

Family

ID=88023863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202380027982.0A Pending CN118872030A (zh) 2022-03-17 2023-03-14 基板处理方法及处理液评价方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4495979A1 (zh)
JP (1) JP2023136723A (zh)
KR (1) KR20240122501A (zh)
CN (1) CN118872030A (zh)
TW (1) TWI843298B (zh)
WO (1) WO2023176824A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7286359B2 (ja) * 2018-06-22 2023-06-05 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法、基板処理装置、および乾燥前処理液
JP7163248B2 (ja) * 2019-05-29 2022-10-31 株式会社Screenホールディングス 昇華性物質含有液の製造方法、基板乾燥方法、および基板処理装置
JP7393210B2 (ja) * 2019-06-28 2023-12-06 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023136723A (ja) 2023-09-29
TWI843298B (zh) 2024-05-21
TW202338953A (zh) 2023-10-01
KR20240122501A (ko) 2024-08-12
WO2023176824A1 (ja) 2023-09-21
EP4495979A1 (en) 2025-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11417513B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN107818912B (zh) 基板处理方法及基板处理装置
JP2020004948A (ja) 基板処理方法、基板処理装置、および乾燥前処理液
JP7393210B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US10971353B2 (en) Method for dehydrating semiconductor structure and dehydrating method of the same
US20240379447A1 (en) Method for forming a semiconductor structure using dehydrating chemical, and method for forming a semiconductor structure
KR102682999B1 (ko) 기판 처리 방법
US20240290635A1 (en) Substrate treating method, substrate treating apparatus, treatment liquid, and treatment liquid evaluation method
CN118872030A (zh) 基板处理方法及处理液评价方法
US20240120212A1 (en) Substrate treating method, substrate treating apparatus and substrate treating liquid
US20240339317A1 (en) Substrate treating method and treatment liquid
US20240218302A1 (en) Substrate treating method and treatment liquid
US20240290636A1 (en) Substrate treating method, substrate treating apparatus, and treatment liquid
WO2023008529A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
US20230272973A1 (en) Substrate processing liquid, substrate processing method, and substrate processing apparatus
KR102585601B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
EP4421850A1 (en) Substrate processing method and substrate processing device
WO2025079461A1 (ja) 基板処理方法、基板処理装置及び基板処理液
WO2025047017A1 (ja) 基板処理方法と基板処理装置と処理液

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination