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公開番号2025032735
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138192
出願日2023-08-28
発明の名称基板処理方法および基板処理装置
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250305BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理方法および基板処理装置において、乾燥時間の短縮を図る。
【解決手段】処理チャンバに処理流体を供給して前記処理チャンバを大気圧から亜臨界状態となる第1圧力に昇圧する工程中に、液膜に処理流体の一部が混合される。これにより、液膜の表面張力が小さくなり、液膜を構成する混合液(=有機溶媒+処理流体)の一部が基板から垂れ落ちて液膜の膜厚が薄くなる。ここで、表面張力が小さくなった段階で基板に振動を与えることで、基板から混合液の一部が追加的に垂れ落ちて液膜はさらに薄膜化される。この薄膜化処理の後で、超臨界状態の処理流体による基板乾燥が実行される。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理方法であって、
（ａ）前記基板を処理チャンバに収容する工程と、
（ｂ）前記処理チャンバに処理流体を供給して前記処理チャンバを大気圧から亜臨界状態となる第１圧力に昇圧する工程と、
（ｃ）前記第１圧力に昇圧された前記処理チャンバに前記処理流体を供給して前記処理チャンバを前記超臨界状態となる第２圧力に昇圧する工程と、
（ｄ）前記工程（ｂ）の開始から前記処理チャンバが前記超臨界状態となるまでの昇圧期間内において前記基板に振動を付与することで、前記液盛り状態を維持しつつ前記液膜の膜厚を減少させる工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）は、
（ａ－１）支持トレイに設けられた複数の支持ピンで前記基板の周縁部を下方から支持した後で、前記複数の支持ピンによる前記基板の支持を継続しつつ前記複数の支持ピンを前記基板に向けて移動させることで、前記基板を水平方向から前記複数の支持ピンで挟み込んで保持する工程と、
（ａ－２）前記複数の支持ピンで前記基板を保持したまま前記支持トレイを前記処理チャンバ内に移動させる工程と、
を有し、
前記工程（ｄ）では、前記複数の支持ピンを、前記基板の挟み込みを行う挟み込み位置と、前記挟み込み位置から離間した開放位置との間で、往復移動させることで、前記基板への前記振動の付与が実行される、基板処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）は、
（ａ－３）支持トレイに前記基板を載置する工程と、
（ａ－４）前記基板を載置した状態で前記支持トレイを前記処理チャンバ内に移動させる工程と、
を有し、
前記工程（ｄ）では、前記支持トレイに取り付けられた振動子を作動させることで、前記基板への前記振動の付与が実行される、基板処理方法。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）は、
（ａ－３）支持トレイに前記基板を載置する工程と、
（ａ－４）前記基板を載置した状態で前記支持トレイを前記処理チャンバ内に移動させる工程と、
を有し、
前記工程（ｄ）では、前記処理チャンバに取り付けられた超音波振動子を作動させることで、前記基板への前記振動の付与が実行される、基板処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｄ）での前記基板への前記振動の付与は、前記亜臨界状態で実行される、基板処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理方法であって、
前記基板の表面は、パターンが形成されたパターン形成面であり、
前記工程（ａ）を実行する前に、液体が付着している前記パターン形成面への前記有機溶剤の供給により前記パターン形成面に付着する前記液体を前記有機溶剤に置換した後で、前記パターン形成面に前記液膜を形成する液膜形成工程が実行され、
前記工程（ｄ）では、前記基板への前記振動の付与により、前記液膜の薄膜化と並行し、前記パターンに残留する前記液体が前記有機溶剤に混合される、基板処理方法。
【請求項７】
有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理装置であって、
前記基板を収容する処理チャンバと、
前記処理チャンバに処理流体を供給する流体供給部と、
前記処理チャンバに収容された前記基板に振動を付与する振動付与部と、
大気圧状態の前記処理チャンバへの前記処理流体の供給により前記処理チャンバを亜臨界状態となる第１圧力を経由して前記超臨界状態となる第２圧力に昇圧するように前記流体供給部を制御するとともに、前記処理流体の供給の開始から前記処理チャンバが前記超臨界状態となるまでの昇圧期間内において前記基板に振動を付与することで、前記処理チャンバが大気圧から前記第１圧力に昇圧される間に前記基板に振動を付与するように前記振動付与部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理チャンバ内で基板を乾燥させる技術に関するものであり、特に液膜で覆われた基板を超臨界状態の処理流体で処理するプロセスに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体基板、表示装置用ガラス基板等の各種基板の処理工程には、基板の表面を各種の処理流体によって処理するものが含まれる。処理流体として薬液やリンス液などの液体を用いる湿式処理が従来から広く行われている。近年では、当該湿式処理後の基板を乾燥させるために、超臨界状態の処理流体を用いた処理も実用化されている。特に、微細パターンが形成されたパターン形成面を有する基板の乾燥処理においては、有益である。というのも、超臨界状態の処理流体は、液体に比べて表面張力が低く、パターンの隙間の奥まで入り込むという特性を有しているからである。当該処理流体を用いることで、効率よく乾燥処理を行うことが可能である。また、乾燥時において表面張力に起因するパターン倒壊の発生リスクを低減させることも可能である。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の基板処理装置では、本発明の「有機溶媒」の一例であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール：isopropylalcohol）で形成された液膜を有する基板を超臨界状態の二酸化炭素（処理流体）で乾燥している。当該液膜はＩＰＡを基板の表面に液盛り状態に盛ったものである。そのため、基板の表面はＩＰＡで濡れた状態で維持される。そして、液盛り状態が維持されたまま基板は本発明の「基板処理装置」の一例に相当する基板乾燥装置に搬送され、超臨界状態の処理流体による乾燥処理が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１０３６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記基板処理装置では、処理チャンバ内が超臨界状態の処理流体で満たされることで、基板を覆うＩＰＡが超臨界状態の処理流体により置換される。基板の表面から遊離したＩＰＡは処理流体に溶け込んだ状態で処理流体と共に処理チャンバから排出される。こうして、基板は超臨界乾燥処理を受ける。したがって、超臨界乾燥処理に要する時間を短縮するためには、超臨界状態の処理流体と接触する前に液膜を薄肉化することが有益であると考えられる。しかしながら、従来において、上記アプローチによる処理時間の短縮を図ったものはなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理方法および基板処理装置において、乾燥時間の短縮を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の態様は、有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理方法であって、（ａ）基板を処理チャンバに収容する工程と、（ｂ）処理チャンバに処理流体を供給して処理チャンバを大気圧から亜臨界状態となる第１圧力に昇圧する工程と、（ｃ）第１圧力に昇圧された処理チャンバに処理流体を供給して処理チャンバを超臨界状態となる第２圧力に昇圧する工程と、（ｄ）工程（ｂ）の開始から処理チャンバが超臨界状態となるまでの昇圧期間内において基板に振動を付与することで、液盛り状態を維持しつつ液膜の膜厚を減少させる工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明の他の態様は、有機溶剤の液膜が液盛り状態で表面に形成された基板を超臨界状態の処理流体により乾燥させる基板処理装置であって、基板を収容する処理チャンバと、処理チャンバに処理流体を供給する流体供給部と、処理チャンバに収容された基板に振動を付与する振動付与部と、大気圧状態の処理チャンバへの処理流体の供給により処理チャンバを亜臨界状態となる第１圧力を経由して超臨界状態となる第２圧力に昇圧するように流体供給部を制御するとともに、処理流体の供給の開始から処理チャンバが超臨界状態となるまでの昇圧期間内において基板に振動を付与することで、処理チャンバが大気圧から第１圧力に昇圧される間に基板に振動を付与するように振動付与部を制御する制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、処理チャンバに処理流体を供給して昇圧している昇圧期間に、液膜に処理流体が溶解して液膜の表面張力が低下する。したがって、液膜の一部が基板から流れ落ちて液膜の膜厚はある程度薄くなる。ここで、当該昇圧期間内に振動が基板に付与されることで膜厚の減少量が大幅に増大し、薄膜化が促進される。その後で、薄膜化された液膜に対して超臨界状態の処理流体が接触し、これによって基板が乾燥される。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、本発明によれば、昇圧期間内における基板への振動の付与によって、乾燥時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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