一种基板处理方法和基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基板处理方法，包括：处理液膜形成工序，向基板的图案形成面供给含有升华性物质的处理液，在所述图案形成面形成处理液膜；温度保持工序，将形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的温度范围内；薄膜化工序，在所述处理液膜的温度处于所述温度范围内的期间使所述处理液膜变薄；凝固工序，在所述温度保持工序之后，使通过所述薄膜化工序变薄的所述处理液膜在所述图案形成面上凝固而形成所述升华性物质的凝固体；以及升华工序，使所述凝固体升华而从所述图案形成面去除所述凝固体。

【技术实现步骤摘要】
一种基板处理方法和基板处理装置
本专利技术涉及基板处理方法和基板处理装置。成为处理对象的基板的例子包括半导体晶片、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板，以及液晶显示装置、等离子显示器和有机EL(Electroluminescence：场致发光)显示装置等的FPD(FlatPanelDisplay：平板显示器)用的基板等。
技术介绍
在半导体装置的製造工序中，实施湿式的基板处理。例如，有时在通过干式蚀刻工序等形成有具有凹凸的细微的图案的基板的表面(图案形成面)存在反应副产物即蚀刻残渣。此外，有时在图案形成面附着有金属杂质、有机污染物质等。为了将这些物质去除，实施用药液的药液处理。作为药液，使用蚀刻液、清洗液等。此外，在药液处理之后，进行用冲洗液去除药液的冲洗处理。作为冲洗液，使用去离子水等。然后，进行通过去除冲洗液来使基板干燥的干燥处理。近年来，随着在基板的图案形成面形成的凹凸状的图案的细微化，有图案的凸部的高宽比(凸部的高度与宽度之比)变大的倾向。因此，在干燥处理时，有时因受到作用于进入到图案的凸部间的凹部的冲洗液的液面(冲洗液与冲洗液之上的气体之间的边界)的表面张力而相邻的凸部彼此靠近并倒塌。例如已知有如下方法：在将通过干燥、化学性变化等能够变化为固体的溶液向基板的图案形成面供给，且使其变化成固体来形成支撑图案的支撑材料后，使形成的支撑材料从固相不经由液相地变化为气相来去除支撑材料(参照美国专利申请公开第2013/008868号说明书)。根据该方法，由于能够排除液体的表面张力的影响，因此能够一边抑制图案倒塌，一边使基板的图案形成面干燥。作为形成支撑材料的材料，例如可以使用常温下的蒸汽压高且从固相不经由液相地变化为气相的、具有所谓的升华性的物质(以下有时记载为“升华性物质”)。在使用升华性物质的方法中，将含有升华性物质的处理液向基板的图案形成面供给来形成处理液膜，使形成的处理液膜在图案形成面上凝固来形成凝固体。接着，通过将形成的凝固体用作图案的凸部的支撑材料来一边抑制凸部倒塌，一边使凝固体升华来去除凝固体，能够使基板的图案形成面干燥。在将含有升华性物质的处理液向基板的图案形成面供给来形成处理液膜时，优选使基板的转速变大，借助离心力来去除剩余的处理液。这是因为，将处理液膜的膜厚尽可能地变薄，来缩短形成凝固体及升华去除凝固体所需的时间。但是，处理液膜越随着基板的旋转而高速旋转，升华性物质就越容易从处理液膜的液面气化。然后，由于升华性物质在气化时夺取气化热，因此处理液膜的温度降低促使处理液膜的凝固。这种不期望的伴随气化的凝固现象的进行速度低于在形成处理液膜之后执行的期望的凝固工序中的凝固现象。因此，因处理液膜凝固而在形成于基板的图案形成面的凝固体中容易残留有内部应力(变形)，从而凝固体的内部应力变大而成为图案倒塌的原因。此外，由于从处理液的供给工序起处理液膜已经开始凝固，因此有经由凝固工序在基板的图案形成面形成的凝固体的最终膜厚变大的倾向。凝固体的膜厚变得过大，也成为在凝固体中残留的内部应力变大而图案倒塌的一个原因。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供能够一边抑制图案的倒塌，一边使基板的图案形成面干燥的基板处理方法和基板处理装置。本专利技术的一实施方式一种基板处理方法，包括：处理液膜形成工序，向基板的图案形成面供给含有升华性物质的处理液，在所述图案形成面形成处理液膜；温度保持工序，将形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的温度范围内；薄膜化工序，在所述处理液膜的温度处于所述温度范围内的期间使所述处理液膜变薄；凝固工序，在所述温度保持工序之后，使通过所述薄膜化工序变薄的所述处理液膜在所述图案形成面上凝固而形成所述升华性物质的凝固体；以及升华工序，使所述凝固体升华而从所述图案形成面去除所述凝固体。根据该方法，在温度保持工序中，通过将处理液膜的温度保持在上述的温度范围内，抑制处理液膜凝固，能够将凝固工序前的处理液膜维持为液相。例如，即使在处理液膜形成工序中处理液膜产生局部性凝固，也能够在温度保持工序中再熔融而成为液态。此外，在之后的薄膜化工序中，处理液膜的温度处于上述的温度范围内，在处理液膜不产生凝固的期间，通过使处理液膜变薄，能够降低在凝固工序中形成的凝固体的膜厚。因此，在凝固工序中，能够使作用于基板的图案形成面的内部应力尽可能小，而且能够形成膜厚被适当地调整了的凝固体。因此，根据该方法，通过在之后的升华工序中使凝固体升华来去除凝固体，能够一边抑制图案的倒塌，一边使基板的图案形成面干燥。所述处理液膜形成工序包括形成扩展至所述图案形成面的周缘的所述处理液膜的工序。而且，所述薄膜化工序包括去除薄膜化工序，在所述去除薄膜化工序中，通过在停止供给所述处理液之后从所述图案形成面去除构成所述处理液膜的所述处理液的一部分来使所述处理液膜变薄。根据该方法，通过去除构成扩展至图案形成面的周缘的处理液膜的处理液的一部分，使处理液膜薄膜化。因此，能够将处理液可靠地布满整个图案形成面，并且，能够适当地降低在凝固工序中形成的凝固体的膜厚。在本专利技术的一实施方式中，所述去除薄膜化工序包括基板旋转工序，在所述基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板旋转。因此，通过借助因基板的旋转而产生的离心力从图案形成面上去除处理液的一部分的简单的方法，能够使处理液膜薄膜化。在本专利技术的一实施方式中，所述处理液膜形成工序包括核形成工序，在所述核形成工序中，将小于所述基板的直径的处理液核作为所述处理液膜形成于包括所述图案形成面的中心的规定区域。而且，所述薄膜化工序包括扩大薄膜化工序，在所述扩大薄膜化工序中，使所述处理液核扩展至所述图案形成面的周缘使所述处理液核变薄，以使所述处理液膜变薄。根据该方法，通过将形成于包括图案形成面的中心的规定区域的处理液核扩展至图案形成面的周缘来形成扩展至图案形成面的周缘的薄的处理液膜。因此，能够适当地降低在凝固工序中形成的凝固体的膜厚。而且，由于只要将薄地扩展至图案形成面的周缘的程度的量的处理液向图案形成面供给即可，因此能够降低用于形成凝固体所使用的处理液的量。在本专利技术的一实施方式中，所述扩大薄膜化工序包括基板旋转工序，在所述基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板旋转。因此，通过借助因基板的旋转而产生的离心力使处理液核薄地扩展的简单的方法，能够使处理液膜薄膜化。在本专利技术的一实施方式中，所述核形成工序包括第一基板旋转工序，在所述第一基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板以第一转速旋转。而且，所述扩大薄膜化工序包括第二基板旋转工序，在所述第二基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板以高于所述第一转速的速度即第二转速旋转。根据该方法，在形成处理液核时，使基板以较低的速度即第一转速旋转。因此，作用于图案形成面上的处理液的离心力较小。因此，能够一边抑制处理液向基板的周缘扩展，一边形成向规定区域均匀地扩展的处理液核。另一方面，在将处理液核扩展至周缘时，使基板以较高的速度即第二转速旋转。因此，作用于图案形成面上的处理液的离心力较大。因此，能够将处理液快速地扩展至基板的周缘。在本专利技术的一实施方式中，在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板处理方法，其中，包括：处理液膜形成工序，向基板的图案形成面供给含有升华性物质的处理液，在所述图案形成面形成处理液膜；温度保持工序，将形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的温度范围内；薄膜化工序，在所述处理液膜的温度处于所述温度范围内的期间使所述处理液膜变薄；凝固工序，在所述温度保持工序之后，使通过所述薄膜化工序变薄的所述处理液膜在所述图案形成面上凝固而形成所述升华性物质的凝固体；以及升华工序，使所述凝固体升华而从所述图案形成面去除所述凝固体。

【技术特征摘要】
2017.09.22 JP 2017-182551;2018.01.11 JP 2018-002991.一种基板处理方法，其中，包括：处理液膜形成工序，向基板的图案形成面供给含有升华性物质的处理液，在所述图案形成面形成处理液膜；温度保持工序，将形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的温度范围内；薄膜化工序，在所述处理液膜的温度处于所述温度范围内的期间使所述处理液膜变薄；凝固工序，在所述温度保持工序之后，使通过所述薄膜化工序变薄的所述处理液膜在所述图案形成面上凝固而形成所述升华性物质的凝固体；以及升华工序，使所述凝固体升华而从所述图案形成面去除所述凝固体。2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，所述处理液膜形成工序包括形成扩展至所述图案形成面的周缘的所述处理液膜的工序，所述薄膜化工序包括去除薄膜化工序，在所述去除薄膜化工序中，通过在停止供给所述处理液之后从所述图案形成面去除构成所述处理液膜的所述处理液的一部分来使所述处理液膜变薄。3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，所述去除薄膜化工序包括基板旋转工序，在所述基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板旋转。4.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，所述处理液膜形成工序包括核形成工序，在所述核形成工序中，将小于所述基板的直径的处理液核作为所述处理液膜形成于包括所述图案形成面的中心的规定区域，所述薄膜化工序包括扩大薄膜化工序，在所述扩大薄膜化工序中，通过使所述处理液核扩展至所述图案形成面的周缘使所述处理液核变薄，以使所述处理液膜变薄。5.根据权利要求4所述的基板处理方法，其中，所述扩大薄膜化工序包括基板旋转工序，在所述基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板旋转。6.根据权利要求4所述的基板处理方法，其中，所述核形成工序包括第一基板旋转工序，在所述第一基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板以第一转速旋转，所述扩大薄膜化工序包括第二基板旋转工序，在所述第二基板旋转工序中，将所述基板保持为水平并使所述基板以高于所述第一转速的速度即第二转速旋转。7.根据权利要求4或5所述的基板处理方法，其中，在所述扩大薄膜化工序开始之前，所述基板处理方法还包括停止供给所述处理液的停止供给处理液工序。8.根据权利要求4或5所述的基板处理方法，其中，所述基板处理方法还包括处理液补充工序，在所述处理液补充工序中，通过在所述扩大薄膜化工序的执行中继续向所述图案形成面供给所述处理液，来向所述处理液膜补充所述处理液。9.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述温度保持工序还包括调温介质供给工序，在所述调温介质供给工序中，通过向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给调温介质，经由所述基板调节形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度。10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其中，所述凝固工序包括基板冷却工序，在所述基板冷却工序中，通过向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给冷介质，经由该基板将所述处理液膜冷却至所述升华性物质的凝固点以下的温度，所述调温介质供给工序包括：第一热介质供给工序，将在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的第一温度的第一热介质向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给；第二热介质供给工序，在所述第一热介质供给工序之后执行，将在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的、高于所述第一热介质的温度的第二热介质向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给。11.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述凝固工序包括基板冷却工序，在所述基板冷却工序中，通过向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给冷介质，经由该基板将所述处理液膜冷却至所述升华性物质的凝固点以下的温度。12.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述温度保持工序包括加热器调温工序，在所述加热器调温工序中，利用从具有与所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面相对的相对面的加热器单元向所述基板传递的热，来调节所述处理液的温度。13.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述温度保持工序包括热介质供给工序，在所述热介质供给工序中，通过热介质供给单元向所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面供给热介质，所述凝固工序包括冷介质供给工序，在所述冷介质供给工序中，通过冷介质供给单元向所述基板的背面供给冷介质，所述基板处理方法还包括如下工序：通过控制停止利用所述热介质供给单元供给热介质的停止时刻和开始利用所述冷介质供给单元供给冷介质的开始时刻中的至少一者，来调整用于所述薄膜化工序的薄膜化期间，由此，控制薄膜化工序后的所述处理液膜的膜厚。14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，所述热介质供给单元构成为经由热介质路径将所述热介质向所述基板的背面供给，所述冷介质供给单元构成为经由冷介质路径将所述冷介质向所述基板的背面供给，停止向所述热介质路径供给所述热介质的停止时刻或开始向所述冷介质路径供给所述冷介质的开始时刻是停止向所述图案形成面供给所述处理液以后的时刻。15.根据权利要求14所述的基板处理方法，其中，所述热介质路径和所述冷介质路径至少在局部共用配管。16.根据权利要求9所述的基板处理方法，其中，所述凝固工序包括基板冷却工序，在所述基板冷却工序中，通过使热从所述基板向冷却单元传递，经由所述基板将所述处理液膜冷却至所述升华性物质的凝固点以下的温度，所述冷却单元具有与所述基板中的与所述图案形成面相反侧的背面相对的相对面。17.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述温度保持工序比所述处理液膜形成工序更早开始。18.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述处理液包含作为溶质的所述升华性物质和溶剂，所述温度保持工序包括将形成于所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持为小于所述溶剂的沸点的工序。19.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述基板处理方法还包括前处理液供给工序，在所述前处理液供给工序中，向所述图案形成面供给与所述处理液混合的前处理液，在所述前处理液供给工序之后执行所述处理液膜形成工序。20.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述基板处理方法还包括结露防止工序，所述结露防止工序与所述升华工序并行执行，防止在所述图案形成面中产生结露。21.根据权利要求20所述的基板处理方法，其中，所述结露防止工序包括向所述图案形成面供给非活性气体的工序。22.根据权利要求21所述的基板处理方法，其中，所述非活性气体是温度高于室温的高温非活性气体。23.根据权利要求20所述的基板处理方法，其中，所述结露防止工序包括环境气体阻断工序，在所述环境气体阻断工序中，阻断所述图案形成面的附近的空间的环境气体。24.根据权利要求20所述的基板处理方法，其中，所述结露防止工序包括除湿工序，在所述除湿工序中，对所述基板的周围的环境气体进行除湿。25.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，所述基板处理方法还包括升华促进工序，所述升华促进工序与所述升华工序并行执行，促进所述凝固体升华。26.根据权利要求25所述的基板处理方法，其中，所述升华促进工序包括减压工序，在所述减压工序中，对所述图案形成面的附近的空间进行减压。27.根据权利要求25所述的基板处理方法，其中，所述升华促进工序包括旋转升华促进工序，在所述旋转升华促进工序中，通过使所述基板旋转来促进所述凝固体升华。28.根据权利要求25所述的基板处理方法，其中，所述升华促进工序包括环境气体加热工序，在所述环境气体加热工序中，对所述图案形成面的附近的环境气体进行加热。29.一种基板处理装置，该基板处理装置用于权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，该基板处理装置包括：处理液供给单元，向所述基板的所述图案形成面供给含有所述升华性物质的所述处理液；温度保持单元，将形成于所述基板的所述图案形成面的所述处理液膜的温度保持在所述升华性物质的熔点以上且小于所述升华性物质的沸点的温度；薄膜化单元，使所述处理液膜变薄；凝固单元，使所述处理液膜在所述图案形成面上凝固来形成所述凝固体；升华单元，使所述凝固体升华来从所述图案形成面去除所述凝固体；以及控制器，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥谷学，髙桥弘明，尾辻正幸，阿部博史，前田主悦，中井仁司，佐佐木悠太，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：日本,JP