衬底处理方法、衬底处理装置及干燥前处理液制造方法及图纸

本发明专利技术涉及衬底处理方法、衬底处理装置及干燥前处理液。向形成有图案的衬底的表面供给干燥前处理液，所述干燥前处理液为包含不经液体即变化为气体的升华性物质和与升华性物质互溶的溶剂的溶液。然后，从衬底的表面上的干燥前处理液中蒸发溶剂，由此在衬底的表面上形成包含升华性物质的凝固体。然后，通过使凝固体升华，从而将所述凝固体从衬底的表面除去。凝固体的厚度相对于图案的高度的比例乘以一百而得到的值超过76且小于219。

Substrate treatment method, substrate treatment device and drying pretreatment solution

【技术实现步骤摘要】
衬底处理方法、衬底处理装置及干燥前处理液相关申请的交叉引用本申请主张基于2018年6月22日提出的日本专利申请2018-119092号、和2019年3月18日提出的日本专利申请2019-050214号的优先权，这些申请的全部内容通过参照援引入本文中。
本专利技术涉及对衬底进行处理的衬底处理方法及衬底处理装置、以及在使衬底的表面干燥前向衬底的表面供给的干燥前处理液。成为处理对象的衬底包括例如半导体晶圆、液晶显示装置、有机EL(electroluminescence，电致发光)显示装置等FPD(FlatPanelDisplay，平板显示装置)用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、光磁盘用衬底、光掩模用衬底、陶瓷衬底、太阳能电池用衬底等。
技术介绍
在半导体器件、液晶显示装置等的制造工序中，对半导体晶圆、液晶显示装置用玻璃衬底等衬底进行根据需要的处理。在这样的处理中，包括将药液、漂洗液等处理液向衬底供给。供给处理液后，将处理液从衬底除去，使衬底干燥。在一片一片地处理衬底的单片式衬底处理装置中，进行下述旋转干燥：通过衬底的高速旋转将附着于衬底上的液体除去，由此使衬底干燥。在衬底的表面形成有图案的情况下使衬底干燥时，存在下述情况：由附着于衬底上的处理液的表面张力引起的力施加于图案，图案倒塌。作为其对策，采取了下述方法：将IPA(异丙醇)等表面张力低的液体供给至衬底，或者将使液体与图案的接触角接近90度的疏水剂供给至衬底。然而，即使使用IPA、疏水剂，使图案倒塌的倒塌力也无法成为零，因此，根据图案的强度，有时即使实施这些对策也无法充分地防止图案的倒塌。近年来，作为防止图案倒塌的技术，升华干燥受到关注。例如JP2012-243869A中公开了实施升华干燥的衬底处理方法及衬底处理装置。JP2012-243869A中记载的升华干燥中，向衬底的上表面供给升华性物质的溶液，衬底上的DIW被置换为升华性物质的溶液。然后，使升华性物质的溶剂干燥，从而使升华性物质析出。由此，在衬底的上表面上形成由固态的升华性物质形成的膜。在JP2012-243869A的0028段中，有下述记载：“就由升华性物质形成的膜的膜厚“t”而言，只要充分地覆盖图案的凸状部101即可，优选尽可能地薄。”。在由固态的升华性物质形成的膜形成后，对衬底进行加热。由此，衬底上的升华性物质升华，从衬底除去。
技术实现思路
通常而言，与通过衬底的高速旋转将液体除去的旋转干燥、使用IPA的IPA干燥等以往的干燥方法相比，升华干燥的图案倒塌率低。然而，若图案的强度极低，则存在即使实施升华干燥也无法充分地防止图案倒塌的情况。根据本申请的专利技术人的研究可知，其原因之一为包含升华性物质的凝固体的厚度。JP2012-243869A中仅有“就由升华性物质形成的膜的膜厚“t”而言，只要充分地覆盖图案的凸状部101即可，优选尽可能地薄。”这样的记载，并未对由升华性物质形成的膜的厚度进行充分地考虑。本专利技术的目的之一在于提供能够减少通过升华干燥使衬底干燥时产生的图案倒塌的衬底处理方法、衬底处理装置及干燥前处理液。本专利技术的一个实施方式提供衬底处理方法，其包括下述工序：干燥前处理液供给工序，向形成有图案的衬底的表面供给干燥前处理液，所述干燥前处理液为包含不经液体即变化为气体的升华性物质和与上述升华性物质互溶的溶剂的溶液；凝固体形成工序，通过从上述衬底的表面上的上述干燥前处理液中蒸发上述溶剂，从而在上述衬底的表面上形成包含上述升华性物质的凝固体；和升华工序，通过使上述凝固体升华，从而将上述凝固体从上述衬底的表面除去，上述衬底处理方法中，上述凝固体的厚度相对于上述图案的高度的比例乘以一百而得到的值超过76且小于219。根据此方法，向形成有图案的衬底的表面供给包含相当于溶质的升华性物质和溶剂的干燥前处理液。然后，从干燥前处理液中蒸发溶剂。由此，在衬底的表面上形成包含升华性物质的凝固体。然后，使衬底上的凝固体不经液体即变化为气体。由此，凝固体从衬底的表面除去。因此，与旋转干燥等以往的干燥方法相比，能够使图案的倒塌率降低。从干燥前处理液中蒸发溶剂时，在衬底的表面上形成包含升华性物质的凝固体。将凝固体的厚度相对于图案的高度的比例乘以一百而得到的值定义为嵌入率时，形成了凝固体的时间点的嵌入率超过76且小于219。嵌入率在该范围外时，根据图案的强度，图案的倒塌数增加。相反，嵌入率在该范围内时，即使图案的强度低，也能够减少图案的倒塌数。因此，即使图案的强度低，也能够降低图案的倒塌率。上述实施方式中，可以向上述衬底处理方法中增加以下特征中的至少一个。上述升华性物质包含樟脑及萘中的至少一种。上述溶剂包含IPA(异丙醇)、丙酮、及PGEE(丙二醇单乙基醚)中的至少一种。上述溶剂为IPA，上述干燥前处理液中的上述升华性物质的质量百分比浓度超过0.62且小于2.06。上述溶剂为丙酮，上述干燥前处理液中的上述升华性物质的质量百分比浓度超过0.62且为0.96以下。上述溶剂为PGEE，上述干燥前处理液中的上述升华性物质的质量百分比浓度超过3.55且为6.86以下。上述干燥前处理液供给工序中向上述衬底的表面供给的上述干燥前处理液为包含下述物质的溶液：含有疏水基团的上述升华性物质；上述溶剂；及含有疏水基团和亲水基团、且亲水性高于上述升华性物质的吸附物质。根据此方法，向形成有图案的衬底的表面供给除包含升华性物质及溶剂外还包含吸附物质的干燥前处理液。然后，从干燥前处理液中蒸发溶剂。由此，在衬底的表面上形成包含升华性物质的凝固体。然后，使衬底上的凝固体不经液体即变化为气体。由此，凝固体从衬底的表面除去。因此，与旋转干燥等以往的干燥方法相比，能够降低图案的倒塌率。升华性物质为分子中包含疏水基团的物质。吸附物质为分子中包含疏水基团和亲水基团的物质。吸附物质的亲水性高于升华性物质的亲水性。图案的表面为亲水性及疏水性中的任一者、或者图案的表面包含亲水性的部分和疏水性的部分时，干燥前处理液中的吸附物质均吸附于图案的表面。具体而言，图案的表面为亲水性时，干燥前处理液中的吸附物质的亲水基团附着于图案的表面，干燥前处理液中的升华性物质的疏水基团附着于吸附物质的疏水基团上。由此，介由吸附物质，升华性物质被保持于图案的表面。图案的表面为疏水性时，至少升华性物质的疏水基团附着于图案的表面。因此，图案的表面为亲水性及疏水性中的任一者、或者图案的表面包含亲水性的部分和疏水性的部分时，在溶剂蒸发前升华性物质均被保持于图案的表面或其附近。在升华性物质为亲水性、且图案的表面为亲水性的情况下，升华性物质被静电引力吸引至图案的表面。另一方面，在升华性物质为疏水性、且图案的表面为亲水性的情况下，这样的引力弱或者未产生，因此升华性物质难以附着于图案的表面。此外，认为在升华性物质为疏水性、且图案的表面为亲水性、同时图案的间隔极窄的情况下，图案之间未进入有充分量的升华性物质。这些现象在升华性物质为亲水性、且图案的表面为疏水性的情况下也发生。在图案的表面或其附近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.衬底处理方法，其包括下述工序：/n干燥前处理液供给工序，向形成有图案的衬底的表面供给干燥前处理液，所述干燥前处理液为包含不经液体即变化为气体的升华性物质和与所述升华性物质互溶的溶剂的溶液；/n凝固体形成工序，通过从所述衬底的表面上的所述干燥前处理液中蒸发所述溶剂，从而在所述衬底的表面上形成包含所述升华性物质的凝固体；和/n升华工序，通过使所述凝固体升华，从而将所述凝固体从所述衬底的表面除去，/n所述凝固体的厚度相对于所述图案的高度的比例乘以一百而得到的值超过76且小于219。/n

【技术特征摘要】
20180622 JP 2018-119092;20190318 JP 2019-0502141.衬底处理方法，其包括下述工序：
干燥前处理液供给工序，向形成有图案的衬底的表面供给干燥前处理液，所述干燥前处理液为包含不经液体即变化为气体的升华性物质和与所述升华性物质互溶的溶剂的溶液；
凝固体形成工序，通过从所述衬底的表面上的所述干燥前处理液中蒸发所述溶剂，从而在所述衬底的表面上形成包含所述升华性物质的凝固体；和
升华工序，通过使所述凝固体升华，从而将所述凝固体从所述衬底的表面除去，
所述凝固体的厚度相对于所述图案的高度的比例乘以一百而得到的值超过76且小于219。


2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述升华性物质包含樟脑及萘中的至少一种。


3.如权利要求1或2所述的衬底处理方法，其中，所述溶剂包含IPA(异丙醇)、丙酮、及PGEE(丙二醇单乙基醚)中的至少一种。


4.如权利要求3所述的衬底处理方法，其中，
所述溶剂为IPA，
所述干燥前处理液中的所述升华性物质的质量百分比浓度超过0.62且小于2.06。


5.如权利要求3所述的衬底处理方法，其中，
所述溶剂为丙酮，
所述干燥前处理液中的所述升华性物质的质量百分比浓度超过0.62且为0.96以下。


6.如权利要求3所述的衬底处理方法，其中，
所述溶剂为PGEE，
所述干燥前处理液中的所述升华性物质的质量百分比浓度超过3.55且为6.86以下。


7.如权利要求1或2所述的衬底处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木悠太，尾辻正幸，藤原直澄，加藤雅彦，山口佑，高桥弘明，
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