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公開番号2025032736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138193
出願日2023-08-28
発明の名称基板処理方法および基板処理システム
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】湿式処理を受けた基板の表面に有機溶剤を盛った状態の基板を湿式処理装置から超臨界処理装置に搬送し、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる基板処理システムにおいて、処理流体の消費量を削減して環境負荷を軽減しながら歩留まりの向上を図る。
【解決手段】本発明に係る基板処理方法は、湿式処理装置において前記液盛り状態が作り出された後で前記基板に振動を与える第1振動付与処理、前記基板搬送装置において前記基板に振動を与える第2振動付与処理、および前記超臨界処理装置において前記基板に前記超臨界状態の前記処理流体を接触させる前に振動を前記基板に与える第3振動付与処理のうちの少なくとも1つが実行される。これによって、基板が超臨界状態の処理流体との接触までに、パターンに残留する液体が有機溶剤に混合され、残留液フリーとなる。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
パターンが形成されたパターン形成面を有し、しかも前記パターン形成面に液体が付着する基板を乾燥させる基板処理方法であって、
（ａ）湿式処理装置において、前記パターン形成面への有機溶剤の供給により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有機溶剤を盛った液盛り状態を作り出す工程と、
（ｂ）前記湿式処理装置から前記液盛り状態の前記基板を超臨界処理装置に搬送する工程と、
（ｃ）前記超臨界処理装置において、前記液盛り状態の前記パターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、前記基板を乾燥させる工程と、
（ｄ）前記パターン形成面に前記超臨界状態の前記処理流体を接触させる前に、前記液盛り状態を維持しながら前記基板に振動を付与することで、前記パターンに残留する前記液体を前記有機溶剤に混合させる工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
続きを表示（約 1,600 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（ｄ）は、前記湿式処理装置において、前記工程（ａ）を実行した後で実行される、基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）は、前記基板の周縁部を複数のチャックピンで下方から支持しつつ前記基板を水平方向から前記複数のチャックピンで挟み込んで保持した状態で実行され、
前記工程（ｂ）は、前記基板の周縁部を前記複数のチャックピンで下方から支持しつつ前記複数のチャックピンによる前記基板の挟み込みを開放した状態で実行され、
前記工程（ｄ）では、前記複数のチャックピンを、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４】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）では、前記基板を所定の回転軸線まわりに回転させながら前記パターン形成面への前記有機溶剤の供給が実行され、
前記工程（ｄ）では、前記回転軸線まわりに前記基板を回動させることで、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２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）では、基板保持部で前記基板を保持しながら前記基板への前記有機溶剤の供給が実行され、
前記工程（ｄ）では、前記基板保持部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６】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ａ）では、基板保持部で前記基板を保持しながら前記基板への前記有機溶剤の供給が実行され、
前記工程（ｄ）では、前記基板保持部および前記基板から離れて配置さ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７】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記工程（ｂ）の実行中に実行される、基板処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ－１）搬送ロボットのハンドで前記湿式処理装置から前記基板を受け取る工程と、（ｂ－２）前記基板を受け取った前記ハンドを前記超臨界処理装置に移動させる工程と、
（ｂ－３）前記ハンドから前記超臨界処理装置に渡す工程と、
を有し、
前記工程（ｄ）は前記工程（ｂ－１）の実行直後、または前記工程（ｂ－２）の実行中に実行される、基板処理方法。
【請求項９】
請求項７に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ－１）搬送ロボットのハンドで前記湿式処理装置から前記基板を受け取る工程と、（ｂ－２－１）前記基板を受け取った前記ハンドを前記超臨界処理装置の近傍の待機位置に移動させる工程と、
（ｂ－２－２）前記待機位置で前記ハンドを待機させる工程と、
（ｂ－２－３）待機位置から前記ハンドを前記超臨界処理装置に移動させる工程と、
（ｂ－３）前記ハンドから前記超臨界処理装置に渡す工程と、
を有し、
前記工程（ｄ）は前記工程（ｂ－２－１）ないし前記工程（ｂ－２－３）のいずれかの実行中に実行される、基板処理方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｄ）では、前記ハンドを往復移動させる、または前記ハンドを回動させることで、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１１】以降は省略されています）
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 2,600 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に記載の基板処理システムでは、本発明の「湿式処理装置」の一例として基板現像装置が設けられている。この基板現像装置では、当該装置内での最終処理として、リンス液により濡れている基板に対し、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）液が供給される。これにより、ＩＰＡ置換が実行され、基板の表面からリンス液が除去される。また、基板の表面にＩＰＡ液を盛った液盛り状態が作り出される。つまり、ＩＰＡ液を含む液膜がパドル状に形成される。その結果、基板の表面はＩＰＡ液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基板搬送装置により本発明の「超臨界処理装置」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２０１３－２０１３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板現像装置や基板洗浄装置などの湿式処理装置において、ＩＰＡ置換によりリンス液などの液体がパターンの内部から完全に排出されるのが望ましい。しかしながら、パターンの内底面に液体が残留することがある。このように残留する液体（以下「残留液」という）を残したまま基板を基板乾燥装置（超臨界処理装置）に搬入し、超臨界乾燥処理を実行すると、次のような問題が発生することがある。つまり、液膜を構成する液体成分と超臨界状態の処理流体との置換が不完全になりやすい。そのため、それをカバーするために、処理流体の使用量を増大させるという対応策が考えられる。しかしながら、これはランニングコストの増大を招くとともに、大きな環境負荷を社会に与えてしまう。
【０００６】
また、処理流体の使用量を増大させたとしても、パターンの内底面に残留液がそのまま残り、これがパターン倒壊の要因となることもあった。このため、残留液の存在が製品歩留まりの低下の主要因のひとつになっている。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、湿式処理を受けた基板の表面に有機溶剤を盛った状態の基板を湿式処理装置から超臨界処理装置に搬送し、超臨界状態の処理流体を用いて基板を乾燥させる基板処理システムにおいて、処理流体の消費量を削減して環境負荷を軽減しながら歩留まりの向上を図ることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一の態様は、パターンが形成されたパターン形成面を有し、しかもパターン形成面に液体が付着する基板を乾燥させる基板処理方法であって、（ａ）湿式処理装置において、パターン形成面への有機溶剤の供給により液体を有機溶剤に置換した後で、パターン形成面に有機溶剤を盛った液盛り状態を作り出す工程と、（ｂ）湿式処理装置から液盛り状態の基板を超臨界処理装置に搬送する工程と、（ｃ）超臨界処理装置において、液盛り状態のパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、基板を乾燥させる工程と、（ｄ）パターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させる前に、液盛り状態を維持しながら基板に振動を付与することで、パターンに残留する液体を有機溶剤に混合させる工程と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、この発明の他の態様は、パターンが形成されたパターン形成面を有し、しかもパターン形成面に液体が付着する基板を乾燥させる基板処理システムであって、パターン形成面への有機溶剤の供給により液体を有機溶剤に置換した後で、パターン形成面に有機溶剤を盛った液盛り状態を作り出す湿式処理装置と、液盛り状態のパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させることで、基板を乾燥させる超臨界処理装置と、湿式処理装置から超臨界処理装置へ液盛り状態の基板を搬送する基板搬送装置と、湿式処理装置において液盛り状態が作り出された後で基板に振動を与える第１振動付与処理、基板搬送装置において基板に振動を与える第２振動付与処理、および超臨界処理装置においてパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させる前に振動を基板に与える第３振動付与処理のうちの少なくとも１つが実行されるように、湿式処理装置、搬送装置および超臨界処理装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、基板のパターン形成面に付着する液体を有機溶剤に置換した後に、有機溶剤の液膜が液盛り状態（パドル状態）に形成される。ここで、パターンの内底面に液体が残留すると、この残留液が処理流体の消費増大や製品の歩留まり低下を招く要因となる。そこで、本発明では、基板のパターン形成面に超臨界状態の処理流体を接触させる前に、液盛り状態の基板に振動が付与される。これによって、パターンに残留する液体が移流拡散して有機溶剤に混合される。その結果、パターンの内底面での残留液が存在しない状態、いわゆる残留液フリーで、超臨界状態の処理流体による乾燥処理が実行される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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