KR102881152B1 - 기판 처리 방법과 처리액 평가 방법 - Google Patents

기판 처리 방법과 처리액 평가 방법

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KR102881152B1
KR102881152B1 KR1020247022927A KR20247022927A KR102881152B1 KR 102881152 B1 KR102881152 B1 KR 102881152B1 KR 1020247022927 A KR1020247022927 A KR 1020247022927A KR 20247022927 A KR20247022927 A KR 20247022927A KR 102881152 B1 KR102881152 B1 KR 102881152B1
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Abstract

본 발명은, 기판 처리 방법과 처리액 평가 방법에 관한 것이다. 기판 처리 방법은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 형성된다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 계수 (K) 는, 임계값 (TH) 이하이다.

Description

기판 처리 방법과 처리액 평가 방법
본 발명은, 기판 처리 방법과 처리액 평가 방법에 관한 것이다. 기판은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 유기 EL (Electroluminescence) 용 기판, FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판이다.
특허문헌 1 은, 기판 처리 방법을 개시한다. 구체적으로는, 특허문헌 1 의 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과, 고화막 형성 공정과, 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액을 기판에 공급한다. 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 기판 상의 처리액으로부터 용매를 증발시킨다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막을 기판 상에 형성한다. 고화막은 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막을 승화시킨다. 고화막은, 액체를 거치지 않고, 기체로 변화한다. 고화막의 승화에 의해, 기판은 건조된다.
일본 공개특허공보 2021-9988호
종래의 기판 처리 방법이어도, 기판을 적절히 처리할 수 없는 경우가 있었다. 예를 들어, 종래의 기판 처리 방법이어도, 기판에 형성되는 패턴이 도괴되는 경우가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기판을 적절히 처리할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 제 1 의 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 처리액을 적절히 평가할 수 있는 처리액 평가 방법을 제공하는 것을 제 2 의 목적으로 한다.
본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다. 즉, 본 발명은, 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과, 기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과, 상기 고화막을 승화시키는 승화 공정을 구비하고, 하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 가 임계값 이하인 기판 처리 방법이다.
K ＝ γLG＋γGW－γLW
단,
K : 계수
γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
기판 처리 방법은, 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액이 기판에 공급된다. 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 상의 처리액으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막이 기판 상에 형성된다. 고화막은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막은 승화된다. 고화막의 승화에 의해, 기판은 건조된다.
계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 계수 (K) 는, 임계값 이하이다. 계수 (K) 가 임계값 이하인 것을, 적절히 「제 1 조건」이라고 부른다. 기판과 처리액과 고화막은, 제 1 조건을 만족한다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액은 기판으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판에 형성되는 패턴이 바람직하게 보호된 상태로, 기판은 건조된다.
이상과 같이, 본 기판 처리 방법에 의하면, 기판은 적절히 건조된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 임계값은, 미리 설정되는 정수인 것이 바람직하다. 제 1 조건은 간소하다. 따라서, 제 1 조건을 만족하도록 기판 처리 방법을 관리하는 것은 용이하다. 따라서, 본 기판 처리 방법을 실행하는 것은 용이하다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 임계값은 17 mN/m 인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는 17 mN/m 이하인 것이 바람직하다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 있어서 한층 원활하게 확장된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 임계값은, 변수인 것이 바람직하다. 제 1 조건을 한층 적절히 설정할 수 있다. 따라서, 기판을 한층 적절히 처리할 수 있다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 임계값은, 상기 패턴의 애스펙트비에 의존하는 변수인 것이 바람직하다. 패턴의 애스펙트비에 따라, 제 1 조건은 한층 적절히 설정된다. 따라서, 패턴의 애스펙트비에 관계없이, 기판은 한층 적절히 처리된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 애스펙트비가 커짐에 따라서, 상기 임계값은 작아지는 것이 바람직하다. 애스펙트비가 커질수록, 패턴은 한층 용이하게 도괴된다. 임계값이 작아질수록, 고화막은 기판 상에 있어서 한층 원활하게 확장된다. 따라서, 임계값이 작아질수록, 패턴은 한층 확실하게 보호된다. 따라서, 애스펙트비가 큰 경우라도, 패턴은 바람직하게 보호된다. 애스펙트비에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는, 상기 기판의 표면의 상태에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는, 상기 처리액 공급 공정 및 상기 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 상기 기판의 표면의 상태에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다. 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 기판의 표면의 상태에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 따라서, 계수 (K) 가 설정될 때, 기판의 표면의 상태는 바람직하게 고려된다. 따라서, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 처리액 공급 공정 및 상기 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 상기 기판의 표면의 상태에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 적절히 설정된다. 따라서, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 적절히 설정된다. 따라서, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 표면이 소수성을 가질 때의 상기 기판의 표면 자유 에너지를, 제 1 표면 자유 에너지로 하고, 상기 기판의 표면이 친수성을 가질 때의 상기 기판의 표면 자유 에너지를, 제 2 표면 자유 에너지로 하고, 상기 처리액 공급 공정에 있어서 상기 기판의 상기 표면이 상기 소수성을 가질 때, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 제 1 표면 자유 에너지에 기초하여 설정되고, 상기 처리액 공급 공정에 있어서 상기 기판의 상기 표면이 상기 친수성을 가질 때, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 제 2 표면 자유 에너지에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 처리액 공급 공정에 있어서 기판의 표면이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 처리액 공급 공정에 있어서 기판의 표면이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 정리하면, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 표면이 소수성을 가질 때의 상기 기판의 표면 자유 에너지를, 제 1 표면 자유 에너지로 하고, 상기 기판의 표면이 친수성을 가질 때의 상기 기판의 표면 자유 에너지를, 제 2 표면 자유 에너지로 하고, 상기 고화막 형성 공정에 있어서 상기 기판의 상기 표면이 상기 소수성을 가질 때, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 제 1 표면 자유 에너지에 기초하여 설정되고, 상기 고화막 형성 공정에 있어서 상기 기판의 상기 표면이 상기 친수성을 가질 때, 상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 제 2 표면 자유 에너지에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판의 표면이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판의 표면이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 정리하면, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
본 발명은, 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과, 기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과, 상기 고화막을 승화시키는 승화 공정과, 하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 가 임계값보다 클 때, 상기 처리액 공급 공정 전에 상기 기판의 표면을 개질하는 개질 공정을 구비하는 기판 처리 방법이다.
K ＝ γLG＋γGW－γLW
단,
K : 계수
γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
기판 처리 방법은, 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액이 기판에 공급된다. 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 상의 처리액으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막이 기판 상에 형성된다. 고화막은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막은 승화된다. 고화막의 승화에 의해, 기판은 건조된다.
또한, 기판 처리 방법은 개질 공정을 구비한다. 개질 공정은, 계수 (K) 가 임계값보다 클 때에 실행된다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 개질 공정은, 처리액 공급 공정 전에 실행된다. 개질 공정은, 기판의 표면을 개질한다. 계수 (K) 가 임계값보다 클 때, 개질 공정에서 기판의 표면이 개질된 후, 처리액 공급 공정에서 처리액이 기판에 공급된다. 따라서, 계수 (K) 가 임계값보다 클 때라도, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액은 기판으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판에 형성되는 패턴이 바람직하게 보호된 상태로, 기판은 건조된다.
이상과 같이, 본 기판 처리 방법에 의하면, 기판은 적절히 건조된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 개질 공정에 의해, 상기 계수 (K) 는 감소하는 것이 바람직하다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 한층 바람직하게 형성된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 개질 공정에 의해, 상기 계수 (K) 는 상기 임계값보다 낮은 값으로 감소하는 것이 바람직하다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 한층 바람직하게 형성된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 개질 공정에서는, 상기 기판의 상기 표면을 친수성 및 소수성 중 어느 것으로 개질하는 것이 바람직하다. 개질 공정에서는, 기판의 표면을 유연하게 개질할 수 있다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 한층 바람직하게 형성된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 개질 공정에서는, 상기 기판의 상기 표면을, 소수성으로 개질하는 것이 바람직하다. 개질 공정에서는, 기판의 표면을 바람직하게 개질할 수 있다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 한층 바람직하게 형성된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 가 상기 임계값 이하일 때, 상기 개질 공정은 실행되지 않는 것이 바람직하다. 기판 처리 방법에 필요로 하는 시간을 효과적으로 단축할 수 있다. 계수 (K) 가 임계값 이하일 때, 개질 공정이 실행되지 않아도, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 바람직하게 형성된다. 따라서, 계수 (K) 가 임계값 이하여도, 기판은 적절히 처리된다.
본 발명은, 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 에 기초하여, 승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 선택하는 선택 공정과, 상기 선택 공정에 의해 선택된 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과, 기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과, 상기 고화막을 승화시키는 승화 공정을 구비하는 기판 처리 방법이다.
K ＝ γLG＋γGW－γLW
단,
K : 계수
γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
기판 처리 방법은, 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 선택 공정과 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 선택 공정에서는, 처리액을 선택한다. 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 처리액 공급 공정에서는, 선택 공정에서 선택된 처리액이 기판에 공급된다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 상의 처리액으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막이 기판 상에 형성된다. 고화막은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막은 승화된다. 고화막의 승화에 의해, 기판은 건조된다.
여기서, 선택 공정에서는, 계수 (K) 에 기초하여 처리액을 선택한다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 이 때문에, 선택 공정에서는, 처리액은 적절히 선택된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막은 기판 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액은 기판으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판에 형성되는 패턴이 바람직하게 보호된 상태로, 기판은 건조된다.
이상과 같이, 본 기판 처리 방법에 의하면, 기판은 적절히 건조된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 선택 공정에서는, 상기 계수 (K) 를 임계값 이하로 되게 하는 상기 처리액을 선택하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 선택 공정에서는, 상기 계수 (K) 가 임계값 이하인 것을 만족하는 상기 처리액을 선택하는 것이 바람직하다. 선택 공정에서는, 처리액은 한층 적절히 선택된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는, 상기 기판의 표면의 상태에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 선택 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 따라 처리액은 선택된다. 선택 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 처리액은 적절히 선택된다. 따라서, 처리액 공급 공정, 고화막 형성 공정 및 승화 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다.
상기 서술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는, 상기 처리액 공급 공정 및 상기 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 상기 기판의 표면의 상태에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 처리액 공급 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다. 고화막 형성 공정에 있어서의 기판의 표면의 상태에 관계없이, 기판은 적절히 처리된다.
또, 본 발명은, 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 처리액을 평가하는 처리액 평가 방법로서, 상기 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함하고, 상기 용매가 상기 처리액으로부터 증발함으로써, 상기 처리액은 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막이 되고, 상기 처리액 평가 방법은, 하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 를 취득하는 취득 공정과, 상기 계수 (K) 에 기초하여, 상기 처리액을 평가하는 평가 공정을 구비하는 처리액 평가 방법이다.
K ＝ γLG＋γGW－γLW
단,
K : 계수
γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
처리액 평가 방법은, 처리액을 평가하기 위한 것이다. 처리액은, 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 것이다. 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 용매가 처리액으로부터 증발함으로써, 처리액은 고화막이 된다. 고화막은, 승화성 물질을 포함한다. 처리액 평가 방법은, 취득 공정과 평가 공정을 구비한다. 취득 공정은, 계수 (K) 를 취득한다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 평가 공정은, 계수 (K) 에 기초하여 처리액을 평가한다. 따라서, 처리액은, 기판의 처리의 품질의 관점에서, 바람직하게 평가된다.
이상과 같이, 본 처리액 평가 방법에 의하면, 처리액은 적절히 평가된다. 본 처리액 평가 방법은, 처리액의 선택에 도움이 된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 취득 공정에서는, 상기 기판의 표면의 상태에 따라, 상기 계수 (K) 를 취득하는 것이 바람직하다. 취득 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 취득된다. 따라서, 평가 공정에서는, 기판의 표면의 상태를 고려하여, 처리액은 평가된다. 평가 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 처리액은 적절히 평가된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 는, 상기 기판의 표면이 소수성을 가질 때의 제 1 계수와, 상기 기판의 표면이 친수성을 가질 때의 제 2 계수를 포함하고, 상기 취득 공정에서는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수를 취득하고, 상기 평가 공정에서는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수에 기초하여, 상기 처리액을 평가하는 것이 바람직하다. 취득 공정에서는, 제 1 계수와 제 2 계수를 취득한다. 제 1 계수는, 기판의 표면이 소수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 제 2 계수는, 기판의 표면이 친수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 평가 공정에서는, 제 1 계수에 기초하여 처리액은 평가된다. 평가 공정에서는, 제 2 계수에 기초하여 처리액은 평가된다. 따라서, 평가 공정에서는, 기판의 표면의 상태를 고려하여, 처리액이 평가된다. 평가 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 처리액은 적절히 평가된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 취득 공정은, 소수성의 표면을 갖는 제 1 기판과 친수성의 표면을 갖는 제 2 기판을 준비하는 제 1 공정과, 상기 제 1 기판에 기초하여 상기 계수 (K) 를 취득하는 제 2 공정과, 상기 제 2 기판에 기초하여 상기 계수 (K) 를 취득하는 제 3 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 취득 공정에서는, 기판의 표면의 상태에 관계없이, 계수 (K) 가 적절히 취득된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 취득 공정에서는, 상기 기판의 표면의 상태와 상기 처리액의 조성에 기초하여, 상기 계수 (K) 를 취득하는 것이 바람직하다. 취득 공정에서는, 계수 (K) 는 적절히 취득된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 취득 공정에서는, 미리 설정되는 상기 계수 (K) 에 관한 정보로부터, 상기 계수 (K) 를 선택하는 것이 바람직하다. 취득 공정에서는, 계수 (K) 는 용이하게 취득된다.
상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 평가 공정에서는, 상기 계수 (K) 를 임계값 이하로 되게 하는 상기 처리액을, 제 1 클래스로 분류하고, 또한 상기 계수 (K) 를 상기 임계값보다 크게 되게 하는 상기 처리액을, 제 2 클래스로 분류하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 상기 서술한 처리액 평가 방법에 있어서, 상기 계수 (K) 가 임계값 이하인 것을 제 1 조건으로 하고, 상기 평가 공정에서는, 상기 제 1 조건을 만족하는 상기 처리액을 제 1 클래스로 분류하고, 또한 상기 제 1 조건을 만족하지 않는 상기 처리액을 제 2 클래스로 분류하는 것이 바람직하다. 평가 공정에서는, 처리액은, 계수 (K) 에 기초하여, 제 1 클래스 및 제 2 클래스 중 어느 것으로 분류된다. 따라서, 평가 공정에서는, 처리액은 명료하게 평가된다.
본 발명의 기판 처리 방법에 의하면, 기판은 적절히 처리된다. 본 발명의 처리액 평가 방법에 의하면, 처리액은 적절히 평가된다.
도 1 은, 기판의 일부를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 제 1 실시형태의 기판 처리 장치의 내부를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 기판 처리 장치의 제어 블록도이다.
도 4 는, 처리 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 제 1 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판을 모식적으로 나타내는 확대도이다.
도 9 는, 승화 공정에 있어서의 기판을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 10 은, 승화 공정에 있어서의 기판을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 11 은, 제 1 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 12 는, 각 실시예에 있어서의 계수와 평균 도괴율을 나타내는 표이다.
도 13 은, 각 실시예에 있어서의 계수와 평균 도괴율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14 는, 제 2 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 15 는, 제 3 실시형태의 처리 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16 은, 제 3 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 17 은, 제 4 실시형태의 처리액 평가 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 기판 처리 방법과 처리액 평가 방법을 설명한다.
＜1. 제 1 실시형태＞
＜1-1. 기판＞
기판 (W) 은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 유기 EL (Electroluminescence) 용 기판, FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판이다. 기판 (W) 은, 얇은 평판 형상을 갖는다. 기판 (W) 은, 평면에서 봤을 때에 대략 원 형상을 갖는다.
도 1 은, 기판 (W) 의 일부를 모식적으로 나타내는 도면이다. 기판 (W) 은, 패턴 (P) 을 갖는다. 패턴 (P) 은, 기판 (W) 의 표면 (WS) 에 형성된다. 패턴 (P) 은, 예를 들어, 요철 형상을 갖는다.
패턴 (P) 은, 예를 들어 복수의 볼록부 (A) 를 갖는다. 볼록부 (A) 는, 기판 (W) 의 일부이다. 볼록부 (A) 는, 구조체이다. 볼록부 (A) 는, 예를 들어 단결정 실리콘막, 실리콘산화막 (SiO2), 실리콘질화막 (SiN) 및 폴리실리콘막 중 적어도 어느 것으로 구성된다. 각 볼록부 (A) 는, 예를 들면 상방으로 융기한다. 복수의 볼록부 (A) 는, 예를 들어 측방에 배열된다. 복수의 볼록부 (A) 는, 서로 떨어져 있다.
볼록부 (A) 는, 오목부 (B) 를 구획한다. 오목부 (B) 는, 공간이다. 오목부 (B) 는, 서로 이웃하는 2 개의 볼록부 (A) 의 사이에 위치한다. 오목부 (B) 는, 예를 들면 상방으로 개방되어 있다.
＜1-2. 기판 처리 장치의 개요＞
도 2 은, 제 1 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 의 내부를 나타내는 평면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (W) 에 처리를 실시한다. 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 처리는, 건조 처리를 포함한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 인덱서부 (3) 와 처리 블록 (7) 을 구비한다. 처리 블록 (7) 은 인덱서부 (3) 에 접속된다. 인덱서부 (3) 는, 처리 블록 (7) 에 기판 (W) 을 공급한다. 처리 블록 (7) 은, 기판 (W) 에 처리를 실시한다. 인덱서부 (3) 는, 처리 블록 (7) 으로부터 기판 (W) 을 회수한다.
본 명세서에서는, 편의상, 인덱서부 (3) 와 처리 블록 (7) 이 나열되는 방향을 「전후 방향 (X)」이라고 부른다. 전후 방향 (X) 은 수평이다. 전후 방향 (X) 중, 처리 블록 (7) 에서 인덱서부 (3) 를 향하는 방향을 「전방」이라고 부른다. 전방과 반대의 방향을 「후방」이라고 부른다. 전후 방향 (X) 과 직교하는 수평 방향을, 「폭 방향 (Y)」이라고 부른다. 「폭 방향 (Y)」의 일 방향을 적절히 「우방」이라고 부른다. 우방과는 반대의 방향을 「좌방」이라고 부른다. 수평 방향에 대해 수직인 방향을 「연직 방향 (Z)」이라고 부른다. 각 도면에서는, 참고로서 전, 후, 우, 좌, 상, 하를 적절히 나타낸다.
인덱서부 (3) 는, 복수 (예를 들어, 4 개) 의 캐리어 재치부 (4) 를 구비한다. 각 캐리어 재치부 (4) 는 각각 1 개의 캐리어 (C) 를 재치한다. 캐리어 (C) 는, 복수 장의 기판 (W) 을 수용한다. 캐리어 (C) 는, 예를 들어, FOUP (Front Opening Unified Pod), SMIF (Standard Mechanical Interface), 또는 OC (Open Cassette) 이다.
인덱서부 (3) 는, 반송 기구 (5) 를 구비한다. 반송 기구 (5) 는, 캐리어 재치부 (4) 의 후방에 배치된다. 반송 기구 (5) 는, 기판 (W) 을 반송한다. 반송 기구 (5) 는, 캐리어 재치부 (4) 에 재치되는 캐리어 (C) 에 액세스하도록 구성된다.
반송 기구 (5) 는 핸드 (5a) 와 핸드 구동부 (5b) 를 구비한다. 핸드 (5a) 는, 기판 (W) 을 지지한다. 핸드 구동부 (5b) 는, 핸드 (5a) 에 연결된다. 핸드 구동부 (5b) 는, 핸드 (5a) 를 이동시킨다. 핸드 구동부 (5b) 는, 예를 들어, 전후 방향 (X), 폭 방향 (Y) 및 연직 방향 (Z) 으로 핸드 (5a) 를 이동시킨다. 핸드 구동부 (5b) 는, 예를 들어, 수평면 내에 있어서 핸드 (5a) 를 회전시킨다.
처리 블록 (7) 은, 반송 기구 (8) 를 구비한다. 반송 기구 (8) 는, 기판 (W) 을 반송한다. 반송 기구 (8) 는, 반송 기구 (5) 로부터 기판 (W) 을 받고, 또한, 반송 기구 (5) 에 기판 (W) 을 건네도록 구성된다.
반송 기구 (8) 는, 핸드 (8a) 와 핸드 구동부 (8b) 를 구비한다. 핸드 (8a) 는, 기판 (W) 을 지지한다. 핸드 구동부 (8b) 는, 핸드 (8a) 에 연결된다. 핸드 구동부 (8b) 는, 핸드 (8a) 를 이동시킨다. 핸드 구동부 (8b) 는, 예를 들어, 전후 방향 (X), 폭 방향 (Y) 및 연직 방향 (Z) 으로 핸드 (8a) 를 이동시킨다. 핸드 구동부 (8b) 는, 예를 들어, 수평면 내에 있어서 핸드 (8a) 를 회전시킨다.
처리 블록 (7) 은, 복수의 처리 유닛 (11) 을 구비한다. 처리 유닛 (11) 은, 반송 기구 (8) 의 측방에 배치된다. 각 처리 유닛 (11) 은, 기판 (W) 에 처리를 실시한다.
각 처리 유닛 (11) 은, 기판 유지부 (13) 를 구비한다. 기판 유지부 (13) 는, 기판 (W) 을 유지한다.
반송 기구 (8) 는, 각 처리 유닛 (11) 에 액세스하도록 구성된다. 반송 기구 (8) 는, 기판 유지부 (13) 에 기판 (W) 을 건네고, 또한, 기판 유지부 (13) 로부터 기판 (W) 을 취하도록 구성된다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 제어 블록도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 제어부 (10) 를 구비한다. 제어부 (10) 는, 반송 기구 (5, 8) 와 처리 유닛 (11) 과 통신 가능하게 접속된다. 제어부 (10) 는, 반송 기구 (5, 8) 와 처리 유닛 (11) 을 제어한다.
제어부 (10) 는, 각종 처리를 실행하는 중앙 연산 처리 장치 (CPU), 연산 처리의 작업 영역이 되는 RAM (Random-Access Memory), 고정 디스크 등의 기억 매체 등에 의해 실현되고 있다. 제어부 (10) 는, 기억 매체에 미리 격납되는 각종 정보를 갖는다. 제어부 (10) 가 갖는 정보는, 예를 들어 반송 조건 정보와 처리 조건 정보를 포함한다. 반송 조건 정보는, 반송 기구 (5, 8) 에 의한 기판 (W) 의 반송에 관한 조건을 규정한다. 처리 조건 정보는, 처리 유닛 (11) 에 있어서의 기판 (W) 의 처리에 관한 조건을 규정한다. 처리 조건 정보는, 처리 레시피라고도 불린다.
기판 처리 장치 (1) 의 동작예를 간단하게 설명한다.
인덱서부 (3) 는, 처리 블록 (7) 에 기판 (W) 을 공급한다. 구체적으로는, 반송 기구 (5) 는, 캐리어 (C) 로부터 처리 블록 (7) 의 반송 기구 (8) 로 기판 (W) 을 건네준다.
반송 기구 (8) 는, 처리 유닛 (11) 에 기판 (W) 을 분배한다. 구체적으로는, 반송 기구 (8) 는, 반송 기구 (5) 로부터, 각 처리 유닛 (11) 의 기판 유지부 (13) 로 기판 (W) 을 반송한다.
처리 유닛 (11) 은, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지된 기판 (W) 을 처리한다. 처리 유닛 (11) 은, 예를 들어, 기판 (W) 에 건조 처리를 실시한다.
처리 유닛 (11) 이 기판 (W) 을 처리한 후, 반송 기구 (8) 는, 각 처리 유닛 (11) 으로부터 기판 (W) 을 회수한다. 구체적으로는, 반송 기구 (8) 는, 각 기판 유지부 (13) 로부터 기판 (W) 을 취한다. 그리고, 반송 기구 (8) 는, 반송 기구 (5) 에 기판 (W) 을 건네준다.
인덱서부 (3) 는, 처리 블록 (7) 으로부터 기판 (W) 을 회수한다. 구체적으로는, 반송 기구 (5) 는, 반송 기구 (8) 로부터 캐리어 (C) 로 기판 (W) 을 반송한다.
＜1-3. 처리 유닛 (11) 의 구성＞
도 4 는, 처리 유닛 (11) 의 구성을 나타내는 도면이다. 각 처리 유닛 (11) 은, 동일한 구조를 갖는다. 처리 유닛 (11) 은, 매엽식으로 분류된다. 즉, 각 처리 유닛 (11) 은, 한 번에 1 장의 기판 (W) 만을 처리한다.
처리 유닛 (11) 은, 케이스체 (12) 를 구비한다. 케이스체 (12) 는, 대략 박스 형상을 갖는다. 기판 (W) 은, 케이스체 (12) 의 내부에 있어서, 처리된다.
케이스체 (12) 의 내부는, 예를 들어 상온으로 유지된다. 이 때문에, 기판 (W) 은, 예를 들면, 상온의 환경하에서 처리된다. 여기서, 상온은, 실온을 포함한다. 상온은, 예를 들어, 5 ℃ 이상이고 35 ℃ 이하의 범위 내의 온도이다. 상온은, 예를 들어, 10 ℃ 이상이고 30 ℃ 이하의 범위 내의 온도이다. 상온은, 예를 들어, 15 ℃ 이상이고 25 ℃ 이하의 범위 내의 온도이다.
케이스체 (12) 의 내부는, 예를 들어 상압으로 유지된다. 이 때문에, 기판 (W) 은, 예를 들면, 상압의 환경하에서 처리된다. 여기서, 상압은, 표준 대기압 (1 기압, 101325 Pa) 을 포함한다. 상압은, 예를 들어, 0.7 기압 이상이고, 1.3 기압 이하의 범위 내의 기압이다. 본 명세서에서는, 절대 진공을 기준으로 한 절대 압력으로, 압력을 나타낸다.
상기 서술한 기판 유지부 (13) 는, 케이스체 (12) 의 내부에 설치된다. 기판 유지부 (13) 는, 1 장의 기판 (W) 을 유지한다. 기판 유지부 (13) 는, 기판 (W) 을 대략 수평 자세로 유지한다.
기판 유지부 (13) 는, 기판 유지부 (13) 가 유지하는 기판 (W) 의 하방에 위치한다. 기판 유지부 (13) 는, 기판 (W) 의 하면 및 기판 (W) 의 둘레 가장자리부 중 적어도 어느 것과 접촉한다. 기판 (W) 의 하면은, 기판 (W) 의 백 사이드라고도 불린다. 기판 유지부 (13) 는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 과 접촉하지 않는다. 여기서, 상면 (WS1) 은, 상방을 향한다. 상면 (WS1) 은, 표면 (WS) 의 일부이다.
처리 유닛 (11) 은, 회전 구동부 (14) 를 구비한다. 회전 구동부 (14) 의 적어도 일부는, 케이스체 (12) 의 내부에 설치된다. 회전 구동부 (14) 는, 기판 유지부 (13) 에 연결된다. 회전 구동부 (14) 는, 기판 유지부 (13) 를 회전시킨다. 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 은, 기판 유지부 (13) 와 일체로 회전한다. 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 은, 예를 들어, 회전 축선 (D) 둘레로 회전한다. 회전 축선 (D) 은, 예를 들어, 기판 (W) 의 중심을 통과한다. 회전 축선 (D) 은, 예를 들어, 연직 방향 (Z) 으로 연장된다.
처리 유닛 (11) 은, 공급부 (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f) 를 구비한다. 공급부 (15a - 15f) 는 각각, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에, 액체 또는 기체를 공급한다. 구체적으로는, 공급부 (15a - 15f) 는 각각, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에, 액체 또는 기체를 공급한다.
공급부 (15a) 는, 처리액 (L) 을 공급한다. 공급부 (15b) 는, 약액을 공급한다. 공급부 (15c) 는, 세정액을 공급한다. 공급부 (15d) 는, 린스액을 공급한다. 공급부 (15e) 는, 치환액을 공급한다. 공급부 (15f) 는, 건조 가스를 공급한다.
공급부 (15a) 에 의해 공급되는 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다.
승화성 물질은, 승화성을 갖는다. 「승화성」이란, 단체, 화합물 혹은 혼합물이, 액체를 거치지 않고, 고체에서 기체, 또는 기체에서 고체로 상 전이하는 특성이다. 승화성 물질은, 상온에 있어서, 0.1 Pa 이상의 증기압을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 승화성 물질은, 시클로헥사논옥심, 장뇌, 피나콜린옥심, 아세토페논옥심, 시클로펜타논옥심, 4-tert부틸페놀, 4-니트로톨루엔, 및 ε-카프로락탐 중 적어도 어느 것을 포함한다. 예를 들어, 승화성 물질은, 시클로헥사논옥심만으로 이루어진다. 예를 들면, 승화성 물질은, 장뇌만으로 이루어진다.
용매는, 상온에 있어서 액체이다. 용매는, 승화성 물질을 용해시킨다. 이 때문에, 처리액 (L) 중의 승화성 물질은, 용매에 용해되어 있다. 즉, 처리액 (L) 은, 용매와, 용매에 용해된 승화성 물질을 포함한다. 승화성 물질은, 처리액 (L) 의 용질에 상당한다. 용매는, 상온에 있어서 비교적 높은 증기압을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상온에 있어서의 용매의 증기압은, 상온에 있어서의 승화성 물질의 증기압보다 높은 것이 바람직하다. 용매는, 예를 들어, 유기 용제이다. 용매는, 예를 들어, 알코올이다. 용매는, 예를 들어, 이소프로필알코올 (IPA), 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소부탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 1-에톡시-2-프로판올 (PGEE), 아세톤, 및 1-부탄올 중 적어도 어느 것을 포함한다. 예를 들어, 용매는 이소프로필알코올만으로 이루어진다. 예를 들면, 용매는 메탄올만으로 이루어진다.
처리액 (L) 은, 예를 들어, 승화성 물질과 용매만으로 이루어진다. 예를 들어, 처리액 (L) 은, 시클로헥사논옥심과 이소프로필알코올만으로 이루어진다. 예를 들면, 처리액 (L) 은, 장뇌와 메탄올만으로 이루어진다.
처리액 (L) 은, 기판 (W) 을 건조시키기 위해서 이용된다. 처리액 (L) 은, 기판 (W) 을 건조시키는 것을 보조하는 기능을 갖는다. 이 때문에, 처리액 (L) 은, 「건조 보조액」이라고 불려도 된다.
공급부 (15b) 에 의해 공급되는 약액은, 예를 들어, 에칭액이다. 에칭액은, 예를 들어, 불화수소산 (HF) 및 버퍼드 불산 (BHF) 중 적어도 어느 것을 포함한다.
공급부 (15c) 에 의해 공급되는 세정액은, 예를 들면, SC1 이다. SC1 은, 암모니아와 과산화수소와 탈이온수의 혼합액이다. SC1 은, 「APM」또는 「ammonia hydrogen peroxide mixture」라고도 불린다.
공급부 (15d) 에 의해 공급되는 린스액은, 예를 들어, 탈이온수 (DIW) 이다.
공급부 (15e) 에 의해 공급되는 치환액은, 예를 들어, 유기 용제이다. 치환액은, 예를 들어, 이소프로필알코올 (IPA) 이다.
공급부 (15f) 에 의해 공급되는 건조 가스는, 상온보다 낮은 이슬점을 갖는 것이 바람직하다. 건조 가스는, 상온에서는, 결로되지 않는 것이 바람직하다. 건조 가스는, 에어, 및 불활성 가스 중 적어도 어느 것을 포함한다. 에어는, 예를 들어, 압축 에어이다. 불활성 가스는, 예를 들어, 질소 가스이다.
공급부 (15a) 는, 노즐 (16a) 을 구비한다. 동일하게, 공급부 (15b - 15f) 는 각각, 노즐 (16b - 16f) 을 구비한다. 노즐 (16a) 은, 처리액 (L) 을 토출한다. 노즐 (16b) 은, 약액을 토출한다. 노즐 (16c) 은, 세정액을 토출한다. 노즐 (16d) 은, 린스액을 토출한다. 노즐 (16e) 은, 치환액을 토출한다. 노즐 (16f) 은, 건조 가스를 토출한다.
노즐 (16a - 16f) 은 각각, 케이스체 (12) 의 내부에 설치된다. 노즐 (16a - 16f) 은 각각, 처리 위치와 대기 위치로 이동 가능하다. 처리 위치는, 예를 들어, 기판 유지부 (13) 에 유지되는 기판 (W) 의 상방의 위치이다. 대기 위치는, 예를 들어, 기판 유지부 (13) 에 유지되는 기판 (W) 의 상방으로부터 벗어난 위치이다.
처리액 (L) 은, 케이스체 (12) 의 내부에 있어서 사용된다. 상기 서술한 바와 같이, 케이스체 (12) 의 내부는, 예를 들어 상온으로 유지된다. 이 때문에, 처리액 (L) 은, 예를 들면 상온의 환경하에서 사용된다. 케이스체 (12) 의 내부는, 예를 들어 상압으로 유지된다. 이 때문에, 처리액 (L) 은, 예를 들면, 상압의 환경하에서 사용된다. 약액, 세정액, 린스액, 치환액 및 건조 가스도 각각, 예를 들어, 상온 및 상압의 환경하에서 사용된다.
공급부 (15a) 는, 배관 (17a) 과 밸브 (18a) 를 구비한다. 배관 (17a) 은, 노즐 (16a) 에 접속된다. 밸브 (18a) 는, 배관 (17a) 에 형성된다. 밸브 (18a) 가 개방될 때, 노즐 (16a) 은 처리액 (L) 을 토출한다. 밸브 (18a) 가 폐쇄될 때, 노즐 (16a) 은 처리액 (L) 을 토출하지 않는다. 동일하게, 공급부 (15b - 15f) 는 각각, 배관 (17b - 17f) 과 밸브 (18b - 18f) 를 구비한다. 배관 (17b - 17f) 은 각각, 노즐 (16b - 16f) 에 접속된다. 밸브 (18b - 18f) 는 각각, 배관 (17b - 17f) 에 형성된다. 밸브 (18b - 18f) 는 각각, 약액, 세정액, 린스액, 치환액 및 건조 가스의 토출을 제어한다.
배관 (17a) 의 적어도 일부는, 케이스체 (12) 의 외부에 형성되어도 된다. 배관 (17b - 17f) 도, 배관 (17a) 과 동일하게 배치되어도 된다. 밸브 (18a) 는, 케이스체 (12) 의 외부에 형성되어도 된다. 밸브 (18b - 18f) 도, 밸브 (18a) 와 동일하게 배치되어도 된다.
공급부 (15a) 는, 공급원 (19a) 에 접속된다. 공급원 (19a) 은, 예를 들어, 배관 (17a) 에 접속된다. 공급원 (19a) 은, 공급부 (15a) 에 처리액 (L) 을 보낸다. 동일하게, 공급부 (15b - 15f) 는 각각, 공급원 (19b - 19f) 에 접속된다. 공급원 (19b - 19f) 은 각각, 예를 들면, 배관 (17b - 17f) 에 접속된다. 공급원 (19b) 은, 공급부 (15b) 에 약액을 보낸다. 공급원 (19c) 은, 공급부 (15c) 에 세정액을 보낸다. 공급원 (19d) 은, 공급부 (15d) 에 린스액을 보낸다. 공급원 (19e) 은, 공급부 (15e) 에 치환액을 보낸다. 공급원 (19f) 은, 공급부 (15f) 에 건조 가스를 보낸다.
공급원 (19a) 은, 케이스체 (12) 의 외부에 형성된다. 동일하게, 공급원 (19b - 19f) 은 각각, 케이스체 (12) 의 외부에 형성된다.
공급원 (19a) 은, 복수의 처리 유닛 (11) 에 대하여, 처리액 (L) 을 공급해도 된다. 혹은, 공급원 (19a) 은, 1 개의 처리 유닛 (11) 에만, 처리액 (L) 을 공급해도 된다. 공급원 (19b - 19f) 에 대해서도 동일하다.
공급원 (19a) 은, 기판 처리 장치 (1) 의 요소여도 된다. 예를 들어, 공급원 (19a) 은, 기판 처리 장치 (1) 의 내부에 설치되어도 된다. 혹은, 공급원 (19a) 은, 기판 처리 장치 (1) 의 요소가 아니어도 된다. 예를 들어, 공급원 (19a) 은, 기판 처리 장치 (1) 의 외부에 설치되어도 된다. 동일하게, 공급원 (19b - 19f) 은 각각, 기판 처리 장치 (1) 의 요소여도 된다. 혹은, 공급원 (19b - 19f) 은 각각, 기판 처리 장치 (1) 의 요소가 아니어도 된다.
처리 유닛 (11) 은, 추가로, 도시가 생략된 컵을 구비해도 된다. 컵은, 케이스체 (12) 의 내부에 설치된다. 컵은, 기판 유지부 (13) 의 측방에 배치된다. 컵은, 기판 유지부 (13) 의 외방을 둘러싼다. 컵은, 기판 유지부 (13) 에 유지되는 기판 (W) 으로부터 비산된 액체를 받아낸다.
도 3 을 참조한다. 제어부 (10) 는, 회전 구동부 (14) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 공급부 (15a - 15f) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 밸브 (18a - 18f) 를 제어한다.
제어부 (10) 는, 예를 들어 공급원 (19a) 과 통신 가능하게 접속된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 공급원 (19a) 을 제어한다.
＜1-4. 공급원 (19a) 의 구성＞
도 4 를 참조한다. 공급원 (19a) 은, 생성부 (20) 를 구비한다. 생성부 (20) 는, 처리액 (L) 을 생성한다. 생성부 (20) 는, 처리액 (L) 을 보관한다.
생성부 (20) 는, 조 (21) 와 공급부 (22a, 22b) 를 구비한다. 공급부 (22a) 는, 승화성 물질을 조 (21) 에 공급한다. 공급부 (22b) 는, 용매를 조 (21) 에 공급한다. 승화성 물질과 용매는, 조 (21) 에 있어서 혼합된다. 처리액 (L) 은, 조 (21) 에 있어서 생성된다. 처리액 (L) 은, 조 (21) 에 있어서 저류된다.
구체적으로는, 공급부 (22a) 는, 배관 (23a) 과 밸브 (24a) 를 구비한다. 배관 (23a) 은, 조 (21) 에 접속된다. 밸브 (24a) 는, 배관 (23a) 에 형성된다. 밸브 (24a) 가 개방될 때, 공급부 (22a) 는 조 (21) 에 승화성 물질을 공급한다. 밸브 (24a) 가 폐쇄될 때, 공급부 (22a) 는 조 (21) 에 승화성 물질을 공급하지 않는다. 동일하게, 공급부 (22b) 는, 배관 (23b) 과 밸브 (24b) 를 구비한다. 배관 (23b) 은, 조 (21) 에 접속된다. 밸브 (24b) 는, 배관 (23b) 에 형성된다. 밸브 (24b) 는, 조 (21) 에 대한 용매의 공급을 제어한다.
공급부 (22a) 는, 공급원 (25a) 에 접속된다. 공급원 (25a) 은, 예를 들어, 배관 (23a) 에 접속된다. 공급원 (25a) 은, 공급부 (22a) 에 승화성 물질을 보낸다. 동일하게, 공급부 (22b) 는, 공급원 (25b) 에 접속된다. 공급원 (25b) 은, 예를 들어, 배관 (23b) 에 접속된다. 공급원 (25b) 은, 공급부 (22b) 에 용매를 보낸다.
공급원 (19a) 은, 송액부 (26) 를 구비한다. 송액부 (26) 는, 생성부 (20) 로부터 공급부 (15a) 에 처리액 (L) 을 보낸다. 송액부 (26) 는, 예를 들어 배관 (27) 과 펌프 (28) 와 필터 (29) 와 이음매 (30) 를 구비한다. 배관 (27) 은, 조 (21) 에 접속된다. 펌프 (28) 는, 배관 (27) 에 형성된다. 필터 (29) 는, 배관 (27) 에 형성된다. 이음매 (30) 는, 배관 (27) 에 접속된다. 이음매 (30) 는, 또한, 배관 (17a) 에 접속된다.
펌프 (28) 는, 배관 (27) 을 통하여, 조 (21) 로부터 배관 (17a) 에 처리액 (L) 을 보낸다. 필터 (29) 는, 배관 (27) 을 흐르는 처리액 (L) 을 여과한다. 필터 (29) 는, 처리액 (L) 으로부터 이물질을 제거한다.
도 3 을 참조한다. 제어부 (10) 는, 생성부 (20) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 공급부 (22a, 22b) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 밸브 (24a, 24b) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 송액부 (26) 를 제어한다. 제어부 (10) 는, 펌프 (28) 를 제어한다.
＜1-5. 공급원 (19a) 및 처리 유닛 (11) 의 제 1 동작예＞
도 4, 5 를 참조한다. 도 5 은, 제 1 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 도 5 는, 제 1 동작예의 순서를 나타낸다. 제 1 동작예에서는, 기판 처리 방법은, 스텝 S1 과 스텝 S11 - S18 을 구비한다. 스텝 S1 은, 공급원 (19a) 에 의해 실행된다. 스텝 S11 - S18 은, 실질적으로 처리 유닛 (11) 에 의해 실행된다. 스텝 S1 은, 스텝 S11 - S18 과 병행하여 실행된다. 공급원 (19a) 및 처리 유닛 (11) 은, 제어부 (10) 의 제어에 따라 동작한다.
스텝 S1 : 처리액 생성 공정
처리액 (L) 이 생성된다.
생성부 (20) 는, 조 (21) 에서 처리액 (L) 을 생성한다. 생성부 (20) 는, 조 (21) 에 처리액 (L) 을 저류한다.
스텝 S11 : 회전 개시 공정
기판 (W) 은 회전을 개시한다.
기판 유지부 (13) 는, 기판 (W) 을 유지한다. 기판 (W) 은, 대략 수평 자세로 유지된다. 회전 구동부 (14) 는, 기판 유지부 (13) 를 회전시키기 시작한다. 기판 (W) 은, 기판 유지부 (13) 와 일체로 회전한다. 스텝 S12 - S17 에서는, 기판 (W) 은, 예를 들어, 계속해서 회전한다.
스텝 S12 : 약액 공급 공정
약액이 기판 (W) 에 공급된다.
공급부 (15b) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 약액을 공급한다. 약액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 예를 들어, 약액은, 기판 (W) 을 에칭한다. 예를 들어, 약액은, 기판 (W) 으로부터 자연 산화막을 제거한다. 그리고, 공급부 (15b) 는, 기판 (W) 에 대한 약액의 공급을 정지한다.
약액이 불화수소산인 경우, 약액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 을 수소로 종단한다. 예를 들면, 수소는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 위치하는 원자 (예를 들면, 실리콘 원자) 와 결합한다. 이 때문에, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성으로 개질된다.
스텝 S13 : 제 1 린스액 공급 공정
린스액이 기판 (W) 에 공급된다.
공급부 (15c) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 린스액을 공급한다. 린스액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 린스액은, 기판 (W) 으로부터 약액을 제거한다. 기판 (W) 상의 약액은, 린스액으로 치환된다. 그리고, 공급부 (15c) 는, 기판 (W) 에 대한 린스액의 공급을 정지한다.
린스액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 수소에 의해 종단되어 있다. 이 때문에, 제 1 린스액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성을 갖는다.
스텝 S14 : 치환액 공급 공정
치환액이 기판 (W) 에 공급된다.
공급부 (15d) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 치환액을 공급한다. 치환액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 치환액은, 기판 (W) 으로부터 린스액을 제거한다. 기판 (W) 상의 린스액은, 치환액으로 치환된다. 그리고, 공급부 (15d) 는, 기판 (W) 에 대한 치환액의 공급을 정지한다.
치환액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 수소에 의해 종단되어 있다. 이 때문에, 치환액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성을 가진다.
스텝 S15 : 처리액 공급 공정
처리액 공급 공정에서는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성을 갖는다. 처리액 (L) 이, 기판 (W) 에 공급된다.
송액부 (26) 는, 생성부 (20) 로부터 공급부 (15a) 에 처리액 (L) 을 공급한다. 공급부 (15a) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 처리액 (L) 을 공급한다. 처리액 (L) 은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 처리액 (L) 은, 기판 (W) 으로부터 치환액을 제거한다. 기판 (W) 상의 치환액은, 처리액 (L) 으로 치환된다. 그리고, 송액부 (26) 는, 공급부 (15a) 에 대한 처리액 (L) 의 공급을 정지한다. 공급부 (15a) 는, 기판 (W) 에 대한 처리액 (L) 의 공급을 정지한다.
도 6 은, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 기판 (W) 이 기판 유지부 (13) 에 유지될 때, 패턴 (P) 은 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 위치한다. 기판 (W) 이 기판 유지부 (13) 에 유지될 때, 패턴 (P) 은 상방을 향한다.
기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 액막 (M) 을 형성한다. 액막 (M) 은, 기판 (W) 상에 위치한다. 액막 (M) 은, 상면 (WS1) 상에 위치한다. 액막 (M) 은, 상면 (WS1) 을 덮는다.
패턴 (P) 은, 처리액 (L) 과 접한다. 볼록부 (A) 는, 처리액 (L) 과 접한다.
패턴 (P) 의 전부는, 액막 (M) 에 침지된다. 볼록부 (A) 의 전부는, 액막 (M) 에 침지된다. 액막 (M) 은, 상면 (M1) 을 갖는다. 상면 (M1) 은, 패턴 (P) 보다 높은 위치에 위치한다. 상면 (M1) 은, 볼록부 (A) 보다 높은 위치에 위치한다. 오목부 (B) 는, 액막 (M) 으로 채워진다. 오목부 (B) 의 전부는, 액막 (M) 만으로 채워진다.
또한, 치환액은, 이미, 처리액 (L) 에 의해, 기판 (W) 으로부터 제거되었다. 이 때문에, 치환액은, 기판 (W) 상에 존재하지 않는다. 치환액은, 오목부 (B) 에 남지 않는다.
액막 (M) 은, 기체 (J) 와 접한다. 상면 (M1) 은, 기체 (J) 와 접한다. 패턴 (P) 은, 기체 (J) 와 접하지 않는다. 패턴 (P) 은, 기체 (J) 에 노출되지 않는다. 볼록부 (A) 는, 기체 (J) 와 접하지 않는다. 볼록부 (A) 는, 기체 (J) 에 노출되지 않는다. 기체 (J) 는, 케이스체 (12) 내의 분위기에 상당한다.
처리액 공급 공정에서는, 또한, 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정해도 된다. 예를 들어, 공급부 (15a) 가 처리액 (L) 을 기판 (W) 에 공급하면서, 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정해도 된다. 예를 들면, 공급부 (15a) 가 처리액 (L) 의 공급을 정지한 후에, 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정해도 된다. 예를 들어, 기판 (W) 의 회전 속도를 조절함으로써, 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정해도 된다. 예를 들어, 기판 (W) 의 회전 시간을 조절함으로써, 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정해도 된다. 상면 (M1) 의 높이 위치를 조정하는 것은, 액막 (M) 의 두께를 조정하는 것에 상당한다.
처리액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 수소에 의해 종단되어 있다. 이 때문에, 처리액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성을 가진다.
스텝 S16 : 고화막 형성 공정
고화막 형성 공정에서는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 소수성을 갖는다. 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발된다. 고화막이 기판 (W) 상에 형성된다. 고화막은 승화성 물질을 포함한다.
도 7 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 상기 서술한 바와 같이, 용매는, 비교적으로 높은 증기압을 갖는다. 이 때문에, 용매는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터, 원활하게 증발한다. 용매는, 액체로부터 기체로 원활하게 변화한다.
용매가 처리액 (L) 으로부터 증발함에 따라, 처리액 (L) 중의 용매의 양은 감소한다. 처리액 (L) 중의 용매의 양이 감소함에 따라, 처리액 (L) 중의 승화성 물질의 농도는 증가한다. 머지않아, 처리액 (L) 중의 승화성 물질은 석출되기 시작한다. 승화성 물질은, 처리액 (L) 으로부터 석출되기 시작한다. 승화성 물질은, 처리액 (L) 의 용질로부터 고체로 변한다. 고체의 승화성 물질은, 고화막 (G) 을 구성한다. 즉, 고화막 (G) 은, 고체의 승화성 물질에 상당한다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다. 고화막 (G) 은, 용매를 포함하지 않는다. 고화막 (G) 은, 고체이다. 이와 같이, 용매가 처리액 (L) 으로부터 증발하고, 또한, 승화성 물질이 처리액 (L) 으로부터 석출됨으로써, 처리액 (L) 은 고화막 (G) 으로 변한다. 처리액 (L) 이 고화막 (G) 으로 변함으로써, 처리액 (L) 은 감소한다. 처리액 (L) 이 고화막 (G) 으로 변함으로써, 액막 (M) 은 얇아진다.
고화막 (G) 은, 기판 (W) 상에 형성된다.
용매는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터, 더 증발한다. 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 증대된다. 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 성장한다. 기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 더 감소한다. 액막 (M) 은, 더 얇아진다.
최종적으로, 용매의 전부는, 기판 (W) 으로부터 제거된다. 처리액 (L) 의 전부는, 기판 (W) 으로부터 소실된다. 액막 (M) 의 전부는, 기판 (W) 으로부터 소실된다. 액체는 기판 (W) 상에 존재하지 않는다. 패턴 (P) 은, 액체와 접촉하지 않는다. 볼록부 (A) 는, 액체와 접촉하지 않는다.
고화막 (G) 은 기판 (W) 의 상면 (WS1) 을 덮는다. 상면 (WS1) 은, 고화막 (G) 과 접촉한다. 패턴 (P) 은, 고화막 (G) 과 접촉한다. 패턴 (P) 은, 고화막 (G) 에 지지된다. 볼록부 (A) 는, 고화막 (G) 과 접촉한다. 볼록부 (A) 는, 고화막 (G) 에 지지된다. 오목부 (B) 는, 고화막 (G) 으로 채워진다. 오목부 (B) 의 전부는, 고화막 (G) 만으로 채워진다.
도 8 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타내는 확대도이다. 고화막 (G) 의 성장에 대해서, 다시 설명한다.
고화막 (G) 이 성장할 때, 고화막 (G) 과 처리액 (L) 은, 기판 (W) 상에 동시에 존재한다. 기판 (W) 과 처리액 (L) 은, 서로 접한다. 기판 (W) 과 고화막 (G) 은, 서로 접한다. 고화막 (G) 과 처리액 (L) 은, 서로 접한다. 제 1 계면과 제 2 계면과 제 3 계면이 동시에 형성된다. 제 1 계면은, 처리액 (L) 과 기판 (W) 사이의 계면이다. 제 2 계면은, 고화막 (G) 과 기판 (W) 사이의 계면이다. 제 3 계면은, 처리액 (L) 과 고화막 (G) 사이의 계면이다.
제 1 계면은, 계면 자유 에너지 γLW 를 갖는다. 제 2 계면은, 계면 자유 에너지 γGW 를 갖는다. 제 3 계면은, 계면 자유 에너지 γLG 를 갖는다.
여기서, 계면 자유 에너지 γLW, γGW, γLG 에 의해, 계수 (K) 를 정의한다. 구체적으로는, 식 (1) 에 의해, 계수 (K) 를 정의한다.
K ＝ γLG＋γGW－γLW … (1)
본 발명자들은, 계수 (K) 에 대해서, 이하의 사항을 지견하였다. 계수 (K) 가 낮을수록, 승화성 물질은 기판 (W) 의 표면 (WS) 상에 석출되기 쉽다. 계수 (K) 가 낮을수록, 고화막 (G) 은 표면 (WS) 과 접촉하기 쉽다. 계수 (K) 가 낮을수록, 고화막 (G) 은 표면 (WS) 상을 확장시키기 쉽다. 계수 (K) 가 낮을수록, 고화막 (G) 은 표면 (WS) 을 따라 연장되기 쉽다. 예를 들면, 계수 (K) 가 낮을수록, 고화막 (G) 은, 표면 (WS) 상에 있어서, 방향 (Ua, Ub) 으로 연장되기 쉽다. 계수 (K) 는, 기판 (W) 상에 있어서의 고화막 (G) 의 확장 용이함을 나타내는 지표이다.
상기 서술한 바와 같이, 계수 (K) 가 낮은 경우, 고화막 형성 공정에서는 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 있어서 확장되기 쉽다. 이 때문에, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 신속하게 확장된다. 고화막 (G) 은 오목부 (B) 에 있어서도 신속하게 확장된다. 고화막 (G) 의 신속한 확장은, 용매의 증발을 촉진한다. 고화막 (G) 의 신속한 확장은, 처리액 (L) 의 감소를 촉진한다. 따라서, 용매는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 신속하게 증발한다. 기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 신속하게 감소한다. 따라서, 고화막 형성 공정의 종료시까지는, 용매의 전부는 기판 (W) 으로부터 확실하게 제거된다. 고화막 형성 공정의 종료시까지는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 의 전부는 확실하게 소실된다.
제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 취득하도록 구성된다. 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로, 계수 (K) 를 취득해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 를 판독 출력한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 를 선택한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 를 산출한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 를 받는다.
계수 (K) 는, 예를 들어 미리 설정된다. 계수 (K) 는, 예를 들어 실험이나 해석에 기초하여 설정된다. 계수 (K) 는, 예를 들어 제어부 (10) 의 기억 매체에 격납된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 기억 매체에 기억되는 계수 (K) 를 판독 출력한다.
복수의 계수 (K) 는, 예를 들어 처리액 (L) 의 조성에 따라 설정된다. 복수의 계수 (K) 는, 예를 들면 복수의 고화막 (G) 의 조성에 따라 설정된다. 복수의 계수 (K) 는, 예를 들면, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 복수의 계수 (K) 는, 예를 들어 복수의 처리 조건 정보마다 설정된다. 제어부 (10) 는, 복수의 계수 (K) 로부터, 1 개의 계수 (K) 를 선택해도 된다.
여기서, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태란, 예를 들면, 기판 (W) 과 물 사이의 친화성이다. 표면 (WS) 의 상태란, 예를 들면 표면 (WS) 과 물 사이의 친화성이다.
제어부 (10) 는, 예를 들면 처리액 (L) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 를 산출해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들면 고화막 (G) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 를 산출해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 계수 (K) 를 산출해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 계수 (K) 를 산출해도 된다. 여기서, 제어부 (10) 는, 처리 조건 정보에 기초하여, 처리액 (L) 의 조성 및 고화막 (G) 의 조성 중 적어도 어느 것을 특정해도 된다. 제어부 (10) 는, 처리액 (L) 의 조성에 기초하여 고화막 (G) 의 조성을 특정해도 된다. 제어부 (10) 는, 약액의 조성 및 세정액의 조성에 기초하여, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 추정해도 된다. 제어부 (10) 는, 처리 조건 정보에 기초하여 약액의 조성 및 세정액의 조성을 특정해도 된다.
예를 들면, 제어부 (10) 는, 기판 처리 장치 (1) 의 내부 기기로부터, 계수 (K) 를 받아도 된다. 기판 처리 장치 (1) 의 내부 기기는, 예를 들면, 입력부 (도시하지 않음) 이다. 사용자는, 입력부를 개재하여, 제어부 (10) 에 계수 (K) 를 부여해도 된다. 예를 들면, 제어부 (10) 는, 기판 처리 장치 (1) 의 외부 기기로부터, 계수 (K) 를 받아도 된다. 기판 처리 장치 (1) 의 외부 기기는, 예를 들면, 호스트 컴퓨터이다.
제어부 (10) 는 계수 (K) 를 감시하도록 구성된다. 이로써, 기판 (W) 에 대한 처리의 품질을 감시할 수 있다.
제어부 (10) 는 계수 (K) 를 관리하도록 구성된다. 이로써, 기판 (W) 에 대한 처리의 품질을 관리할 수 있다.
예를 들어, 제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 이하로 제어한다.
여기서, 임계값 (TH) 은, 예를 들어 미리 설정된다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 정수이다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 실험이나 해석에 기초하여 설정된다.
제어부 (10) 는, 임계값 (TH) 을 취득하도록 구성된다. 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로, 임계값 (TH) 을 취득해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 판독 출력한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 선택한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 산출한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 받는다.
임계값 (TH) 은, 예를 들어 미리 설정된다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 실험이나 해석에 기초하여 설정된다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 제어부 (10) 의 기억 매체에 격납된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 기억 매체에 기억되는 임계값 (TH) 을 판독 출력한다.
스텝 S17 : 승화 공정
고화막 (G) 은 승화한다. 기판 (W) 은 건조된다.
공급부 (15f) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 건조 가스를 공급한다. 건조 가스는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 건조 가스는, 고화막 (G) 에 공급된다. 고화막 (G) 은, 건조 가스에 노출된다. 이 때문에, 고화막 (G) 은 원활하게 승화한다. 고화막 (G) 은, 액체를 거치지 않고, 기체로 변화한다. 고화막 (G) 의 승화에 의해, 고화막 (G) 은 기판 (W) 으로부터 제거된다. 그리고, 공급부 (15f) 는, 고화막 (G) 에 대한 건조 가스의 공급을 정지한다.
도 9 는, 승화 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 고화막 (G) 이 승화함에 따라, 고화막 (G) 은 감소한다. 고화막 (G) 이 승화함에 따라, 고화막 (G) 은 얇아진다.
패턴 (P) 은, 기체 (J) 에 노출되기 시작한다. 볼록부 (A) 는, 기체 (J) 에 노출되기 시작한다. 기체 (J) 는 오목부 (B) 에 들어가기 시작한다.
또한, 고화막 (G) 이 승화할 때, 고화막 (G) 은 액체로 변화하지 않는다. 이 때문에, 승화 공정에서는, 액체는, 기판 (W) 상에 생성되지 않는다. 따라서, 승화 공정에서는, 패턴 (P) 은, 유의한 힘을 받지 않는다. 승화 공정에서는, 볼록부 (A) 는, 유의한 힘을 받지 않는다. 유의한 힘은, 예를 들어 액체의 표면 장력이다.
도 10 은, 승화 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 10 은, 예를 들면, 승화 공정의 종료시에 있어서의 기판 (W) 을 모식적으로 나타낸다. 최종적으로, 고화막 (G) 의 전부는, 기판 (W) 으로부터 제거된다. 액체는, 기판 (W) 상에 존재하지 않는다. 패턴 (P) 의 전부는, 기체 (J) 에 노출된다. 볼록부 (A) 의 전부는, 기체 (J) 에 노출된다. 오목부 (B) 의 전부는, 기체 (J) 만으로 채워진다. 기판 (W) 은, 건조된다.
상기 서술한 처리액 공급 공정, 고화막 형성 공정 및 승화 공정에 있어서의 처리는, 건조 처리의 예이다.
스텝 S18 : 회전 정지 공정
기판 (W) 은 회전을 정지한다.
회전 구동부 (14) 는, 기판 유지부 (13) 의 회전을 정지한다. 기판 (W) 은, 기판 유지부 (13) 와 일체로 정지한다. 기판 (W) 은, 정지 (靜止) 한다. 처리 유닛 (11) 은, 기판 (W) 에 대한 처리를 종료한다.
＜1-6. 공급원 (19a) 및 처리 유닛 (11) 의 제 2 동작예＞
도 4, 11 을 참조한다. 도 11 은, 제 1 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 도 11 는, 제 2 동작예의 순서를 나타낸다. 제 2 동작예에서는, 기판 처리 방법은, 스텝 S1 과 스텝 S11 - S18 을 구비한다. 또한, 도 11 은, 편의상, 스텝 S1 의 도시를 생략한다. 제 2 동작예에서는, 기판 처리 방법은, 또한, 스텝 S21, S22 를 구비한다. 스텝 S21, S22 는, 스텝 S13 후에 실행된다. 스텝 S21, S22 는, 스텝 S14 전에 실행된다.
스텝 S1, S11 - S18 의 동작은, 제 1 동작예와 제 2 동작예 사이에서 실질적으로 공통된다. 이 때문에, 스텝 S1, S11, S17 - S18 의 동작 설명을 생략한다. 스텝 S12, S13, S21, S22, S14, S15, S16 의 동작을 설명한다.
스텝 S12 : 약액 공급 공정
약액이 기판 (W) 에 공급된다. 약액이 불화수소산인 경우, 기판 (W) 의 표면 (WS) 은 소수성으로 개질된다.
스텝 S13 : 제 1 린스액 공급 공정
린스액이 기판 (W) 에 공급된다. 제 1 린스액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 표면 (WS) 은 소수성을 갖는다.
스텝 S21 : 세정액 공급 공정
세정액이 기판 (W) 에 공급된다.
공급부 (15d) 는, 기판 (W) 에 세정액을 공급한다. 세정액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 세정액은, 기판 (W) 으로부터 린스액을 제거한다. 기판 (W) 상의 린스액은, 세정액으로 치환된다. 예를 들면, 세정액은 기판 (W) 을 세정한다. 그리고, 공급부 (15d) 는, 기판 (W) 에 대한 세정액의 공급을 정지한다.
세정액이 SC1 인 경우, 세정액은, 상면 (WS1) 에 산화막을 형성하고, 또한, 상면 (WS1) 을 하이드록시기로 종단한다. 예를 들면, 하이드록시기는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 위치하는 원자 (예를 들면, 실리콘 원자) 와 결합한다. 이 때문에, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 친수성으로 개질된다. 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은, 소수성으로부터 친수성으로 개질된다. 예를 들어, 세정액 공급 공정의 종료시에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성은, 세정액 공급 공정의 개시시에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성보다 높다. 예를 들어, 세정액 공급 공정의 종료시에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성은, 약액 공급 공정의 종료시에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성보다 높다.
스텝 S22 : 제 2 린스액 공급 공정
린스액이 기판 (W) 에 공급된다.
공급부 (15c) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 린스액을 공급한다. 린스액은, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 에 공급된다. 린스액은, 기판 (W) 으로부터 세정액을 제거한다. 기판 (W) 상의 세정액은, 린스액으로 치환된다. 그리고, 공급부 (15c) 는, 기판 (W) 에 대한 린스액의 공급을 정지한다.
제 2 린스액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 하이드록시기에 의해 종단되어 있다. 따라서, 제 2 린스액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 친수성을 갖는다.
스텝 S14 : 치환액 공급 공정
치환액이 기판 (W) 에 공급된다. 치환액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 하이드록시기에 의해 종단되어 있다. 이 때문에, 치환액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 친수성을 갖는다.
스텝 S15 : 처리액 공급 공정
처리액 공급 공정에서는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 친수성을 갖는다. 처리액 (L) 이, 기판 (W) 에 공급된다. 처리액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 은 여전히 하이드록시기에 의해 종단되어 있다. 이 때문에, 처리액 공급 공정 후에 있어서도, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 친수성을 가진다.
스텝 S16 : 고화막 형성 공정
고화막 형성 공정에서는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은 친수성을 갖는다. 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발한다. 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 형성된다.
이상과 같이, 제 2 동작예에서는, 기판 (W) 의 상면 (WS1) 은, 소수성으로부터 친수성으로 변화한다. 제 2 동작예의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성은, 제 1 동작예의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성보다 높다. 제 2 동작예의 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성은, 제 1 동작예의 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 과 물 사이의 친화성보다 높다.
＜1-7. 계수 (K) 의 기술적 의의＞
실시예 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b 에 의해, 계수 (K) 의 기술적 의의를 설명한다. 이하에서는, 상면 (WS1) 을 적절히, 표면 (WS) 이라고 부른다.
실시예 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태와, 처리액의 조성에 관하여, 서로 상이하다.
실시예 1a 의 조건을 설명한다. 실시예 1a 에서는, 제 1 동작예의 기판 처리 방법으로 기판 (W) 은 처리된다. 구체적으로는, 실시예 1a 에서는, 약액 공급 공정과 제 1 린스액 공급 공정과 치환액 공급 공정과 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 포함하는 일련의 처리를, 기판 (W) 에 실시한다.
약액 공급 공정에서는, 약액은 불화수소산이다. 불화수소산은, 불화수소와 탈이온수의 혼합액이다. 불화수소와 탈이온수의 체적비는, 이하와 같다.
불화수소 : 탈이온수 ＝ 1 : 10 (체적비)
제 1 린스액 공급 공정에서는, 린스액은 탈이온수이다.
치환액 공급 공정에서는, 치환액은 이소프로필알코올이다.
처리액 공급 공정에서는, 처리액은, 승화성 물질과 용매로 이루어진다. 승화성 물질은, 시클로헥사논옥심이다. 용매는, 이소프로필알코올이다. 승화성 물질과 용매의 체적비는, 이하와 같다.
승화성 물질 : 용매 ＝ 1 : 40 (체적비)
고화막 형성 공정에서는, 1500 rpm 의 회전 속도로, 기판 (W) 을 회전시킨다.
승화 공정에서는, 1500 rpm 의 회전 속도로, 기판 (W) 을 회전한다. 또한, 승화 공정에서는, 건조 가스를 기판 (W) 에 공급한다. 건조 가스는 에어이다.
실시예 1a 의 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 은 소수성을 갖는다. 즉, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에 있어서의 표면 (WS) 의 상태는 소수성이다. 실시예 1a 의 첨자 「a」는, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에 있어서의 표면 (WS) 의 상태가 소수성인 것을 의미한다.
실시예 1b 의 조건을 설명한다. 실시예 1b 에서는, 제 2 동작예의 기판 처리 방법으로 기판 (W) 은 처리된다. 구체적으로는, 실시예 2 에서는, 약액 공급 공정과 제 1 린스액 공급 공정과 세정액 공급 공정과 제 2 린스액 공급 공정과 치환액 공급 공정과 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 포함하는 일련의 처리를, 기판 (W) 에 실시한다.
세정액 공급 공정에서는, 세정액은 SC1 이다. SC1 은, 암모니아와 과산화수소와 탈이온수의 혼합액이다. 암모니아와 과산화수소와 탈이온수의 체적비는, 이하와 같다.
암모니아 : 과산화수소 : 탈이온수 ＝ 1 :8 : 60 (체적비)
제 2 린스액 공급 공정에서는, 린스액은 탈이온수이다.
이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 1b 는 실시예 1a 와 동일하다.
실시예 2 의 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 은 친수성을 갖는다. 즉, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에 있어서의 표면 (WS) 의 상태는 친수성이다. 실시예 1b 의 첨자 「b」는, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정에 있어서의 표면 (WS) 의 상태가 친수성인 것을 의미한다.
실시예 2a, 2b 의 조건을 설명한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액은, 승화성 물질과 용매로 이루어진다. 승화성 물질은, 시클로헥사논옥심이다. 용매는, 메탄올이다. 승화성 물질과 용매의 체적비는, 이하와 같다.
승화성 물질 : 용매 ＝ 1 : 40 (체적비)
이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 2a 는 실시예 1a 와 동일하다. 이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 2b 는 실시예 1b 와 동일하다.
실시예 3a, 3b 의 조건을 설명한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액은, 승화성 물질과 용매로 이루어진다. 승화성 물질은, 장뇌이다. 용매는, 이소프로필알코올이다. 승화성 물질과 용매의 체적비는, 이하와 같다.
승화성 물질 : 용매 ＝ 1 : 110 (체적비)
이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 3a 는 실시예 1a 와 동일하다. 이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 3b 는 실시예 1b 와 동일하다.
실시예 4a, 4b 의 조건을 설명한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액은, 승화성 물질과 용매로 이루어진다. 승화성 물질은, 장뇌이다. 용매는, 메탄올이다. 승화성 물질과 용매의 체적비는, 이하와 같다.
승화성 물질 : 용매 ＝ 1 : 100 (체적비)
이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 4a 는 실시예 1a 와 동일하다. 이것 이외의 조건에 대해서는, 실시예 4b 는 실시예 1b 와 동일하다.
실시예 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b 에서 처리된 각 기판 (W) 은, 평균 도괴율 (E) 에 의해 평가되었다.
평균 도괴율 (E) 은, 이하와 같이 하여 구해진다. 평균 도괴율 (E) 은, 복수의 국소 도괴율 (ei) 의 평균값이다. 국소 도괴율 (ei) 은, 국소 에어리어 (Fi) 에 있어서의 도괴율이다. i 는, 1 에서 NF 까지의 임의의 자연수이다. 수 NF 는, 국소 에어리어 (Fi) 의 수이다. 수 NF 는, 2 이상의 자연수이다. 각 국소 에어리어 (Fi) 는, 기판 (W) 의 미소 영역이다. 각 국소 에어리어 (Fi) 는, 예를 들어, 주사형 전자 현미경에 의해 50,000 배로 확대된다. 관찰자는, 각 국소 에어리어 (Fi) 에 있어서의 패턴 (P) (볼록부 (A)) 을 관찰한다. 관찰자는, 각 국소 에어리어 (Fi) 에 있어서의 볼록부 (A) 를 1 개씩 관찰한다. 구체적으로는, 관찰자는, 각 볼록부 (A) 를, 도괴한 볼록부 (A) 및 도괴하지 않은 볼록부 (A) 중 어느 것으로 분류한다. 여기서, 국소 에어리어 (Fi) 에 있어서 관찰된 볼록부 (A) 의 수를, NAi 로 한다. 국소 에어리어 (Fi) 에 있어서 도괴된 볼록부 (A) 의 수를, NBi 로 한다. 수 NBi 는, 수 NAi 이하이다. 국소 도괴율 (ei) 은, 수 NAi 에 대한 수 NBi 의 비율이다. 국소 도괴율 (ei) 은, 예를 들어, 다음 식에 의해 규정된다.
ei ＝ NBi/NAi * 100 (％)
평균 도괴율 (E) 은, 각 국소 도괴율 (ei) 의 합을, 수 NF 로 나눈 값이다.
또한, 실시예 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b 에 있어서의 계수 (K) 를 취득하였다.
계수 (K) 를 취득하는 순서의 일례를 설명한다. 계수 (K) 를 취득하는 순서는, 예를 들어 준비 공정과 측정 공정과 계산 공정을 포함한다. 실시예 3a, 3b 에 있어서의 계수 (K) 를 예로 들어, 계수 (K) 를 취득하는 순서를 설명한다.
＜＜준비 공정＞＞
기판 (W) 으로서, 제 1 기판 (Wa) 과 제 2 기판 (Wb) 을 준비한다. 제 1 기판 (Wa) 은, 실시예 3a 의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모의한 것이다. 예를 들면, 제 1 기판 (Wa) 은, 약액 공급 공정과 제 1 린스액 공급 공정과 치환액 공급 공정과 스핀 건조 공정만을 포함하는 처리가 실시된 기판 (W) 이다. 여기서, 스핀 건조 공정에서는, 기판 (W) 을 회전시킴으로써, 기판 (W) 상의 액체 (예를 들어, 치환액) 를 떨쳐내어, 기판 (W) 을 건조시킨다. 제 1 기판 (Wa) 의 표면 (WS) 은, 소수성을 갖는다. 제 2 기판 (Wb) 은, 실시예 3b 의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모의한 것이다. 예를 들면, 제 2 기판 (Wb) 은, 약액 공급 공정과 제 1 린스액 공급 공정과 세정액 공급 공정과 제 2 린스액 공급 공정과 치환액 공급 공정과 스핀 건조 공정만을 포함하는 처리가 실시된 기판 (W) 이다. 제 2 기판 (Wb) 의 표면 (WS) 은, 친수성을 갖는다.
또한, 고화막 (G) 과 처리액 (L) 을 준비한다. 고화막 (G) 은, 예를 들면, 실시예 3a, 3b 의 고화막 (G) 을 모의한 것이다. 고화막 (G) 은, 예를 들면, 고체의 장뇌에 의해 구성된다. 계수 (K) 의 취득을 위해서 준비하는 고화막 (G) 은, 기판 (W) 상에 형성되어 있지 않아도 된다. 고화막 (G) 은, 예를 들면, 블록 형상 또는 판 형상을 갖는다. 처리액 (L) 은, 예를 들어, 실시예 3a, 3b 에서 사용되는 처리액이다. 처리액 (L) 은, 예를 들면, 장뇌와 이소프로필알코올로 이루어진다.
또한, 제 1 표준액 및 제 2 표준액을 준비한다. 여기서, 제 1 표준액 및 제 2 표준액에 관하여, 표면 자유 에너지 γ1, γ2, 분산 성분 γ1d, γ2d, 및 극성 성분 γ1p, γ2p 의 각 값은, 이미 알려져 있다.
γ1 : 제 1 표준액의 표면 자유 에너지
γ1d : 제 1 표준액의 표면 자유 에너지 γ1 의 분산 성분
γ1p : 제 1 표준액의 표면 자유 에너지 γ1 의 극성 성분
γ2 : 제 2 표준액의 표면 자유 에너지
γ2d : 제 2 표준액의 표면 자유 에너지 γ2 의 분산 성분
γ2p : 제 2 표준액의 표면 자유 에너지 γ2 의 극성 성분
제 1 표준액은, 예를 들면 디요오드메탄이다. 제 2 표준액은, 예를 들면, 글리세린이다.
＜＜측정 공정＞＞
접촉각 θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, θ3, θ4, θ5 를 측정하였다.
θ1a : 제 1 표준액과 제 1 기판 (Wa) 사이의 접촉각
θ1b : 제 1 표준액과 제 2 기판 (Wb) 사이의 접촉각
θ2a : 제 2 표준액과 제 1 기판 (Wa) 사이의 접촉각
θ2b : 제 2 표준액과 제 2 기판 (Wb) 사이의 접촉각
θ3 : 제 1 표준액과 고화막 (G) 사이의 접촉각
θ4 : 제 2 표준액과 고화막 (G) 사이의 접촉각
θ5 : 처리액 (L) 과 고화막 (G) 사이의 접촉각
접촉각 θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, θ3, θ4, θ5 는 각각, 예를 들어 접촉각법에 의해 측정된다. 접촉각 θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, θ3, θ4, θ5 는 각각, 예를 들어 접촉각계를 사용하여 측정된다. 접촉각 θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, θ3, θ4, θ5 는 각각, 예를 들어 상온의 환경하에서 측정된다. 접촉각 θ1a, θ1b, θ2a, θ2b, θ3, θ4, θ5 는 각각, 예를 들어 상압의 환경하에서 측정된다.
또한, 표면 자유 에너지 γL 을 측정하였다.
γL : 처리액 (L) 의 표면 자유 에너지
표면 자유 에너지 γL 은, 예를 들어, 현적법에 의해 측정된다. 표면 자유 에너지 γL 은, 예를 들어, 상온의 환경하에서 측정된다. 표면 자유 에너지 γL 은, 예를 들어, 상압의 환경하에서 측정된다.
＜＜계산 공정＞＞
측정 공정에서 측정된 값에 기초하여 계수 (K) 를 산출한다. 이하에서는, 편의상, 실시예 3a 의 계수 (K) 를 산출한다.
계수 (K) 의 산출에서는, 식 (1) 에 더하여, 식 (2) - (4) 를 사용한다.
γ ＝ γd＋γp …(2)
γAB ＝ γA-γBcosθ …(3)
γA＋γB-γAB ＝ 2(γAd·γBd)1/2＋2(γAp·γBp)1/2 …(4)
접촉각 θ1a, θ2a 에 기초하여, 표면 자유 에너지 γW 와 분산 성분 γWd 와 극성 성분 γWp 를 산출한다. 이 계산에서는, 이미 알려진 표면 자유 에너지 γ1, γ2 와 분산 성분 γ1d, γ2d 와 극성 성분 γ1p, γ2p 를 사용한다.
γW : 기판 (W) 의 표면 자유 에너지
γWd : 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 의 분산 성분
γWp : 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 의 극성 성분
이 계산에서는, 식 (2), (3), (4) 를 사용한다. 예를 들어, 식 (3), (4) 로부터 식 (5) 를 유도한다.
γB(1＋cosθ) ＝ 2(γAd·γBd)1/2＋2(γAp·γBp)1/2 …(5)
식 (5) 에 있어서, 표면 자유 에너지 γ1 을 γB 에 대입하고, 분산 성분 γ1d 를 γBd 에 대입하고, 극성 성분 γ1p 를 γBp 에 대입하고, 접촉각 θ1a 를 θ 에 대입한다. 이로써, 제 1 식을 세운다. 식 (5) 에 있어서, 표면 자유 에너지 γ2 를 γB 에 대입하고, 분산 성분 γ2d 를 γBd 에 대입하고, 극성 성분 γ2p 를 γBp 에 대입하고, 접촉각 θ2a 를 θ 에 대입한다. 이로써, 제 2 식을 세운다. 제 1 식과 제 2 식으로부터, γAd, γAp 의 각 값을 산출한다. γAd 의 값은, 분산 성분 γWd 의 값에 상당한다. γAp 의 값은, 극성 성분 γWp 의 값에 상당한다. 또한, 식 (2) 에 있어서는, 분산 성분 γWd 를 γd 에 대입하고, 극성 성분 γWp 를 γp 에 대입한다. 이로써, γ 의 값을 산출한다. γ 의 값은, 표면 자유 에너지 γW 의 값에 상당한다. 즉, 분산 성분 γWd 와 극성 성분 γWp 의 합은, 표면 자유 에너지 γW 와 동일하다.
접촉각 θ3, θ4 에 기초하여, 표면 자유 에너지 γG 와 분산 성분 γGd 와 극성 성분 γGp 를 산출한다. 이 계산에서는, 이미 알려진 표면 자유 에너지 γ1, γ2 와 분산 성분 γ1d, γ2d 와 극성 성분 γ1p, γ2p 를 사용한다.
γG : 고화막 (G) 의 표면 자유 에너지
γGd : 고화막 (G) 의 표면 자유 에너지 γG 의 분산 성분
γGp : 고화막 (G) 의 표면 자유 에너지 (γG) 의 극성 성분
이 계산에서는, 식 (2), (3), (4) 를 사용한다. 표면 자유 에너지 γG 와 분산 성분 γGd 와 극성 성분 γGp 의 산출은, 표면 자유 에너지 γW 와 분산 성분 γWd 와 극성 성분 γWp 의 산출과 유사하다.
계면 자유 에너지 γGW 를 산출한다. 이 계산에서는, 산출된 표면 자유 에너지 γG, γW 와 분산 성분 γGd, γWd 와 극성 성분 γGp, γWp 를 사용한다.
이 계산에서는, 식 (4) 를 사용한다. 예를 들어, 식 (4) 에 있어서, 표면 자유 에너지 γG, γW 를 각각 γA, γB 에 대입하고, 분산 성분 γGd, γWd 를 각각 γAd, γBd 에 대입하고, 극성 성분 γGp, γWp 를 각각 γAp, γBp 에 대입한다. 이로써, γAB 의 값을 산출한다. γAB 의 값은, 계면 자유 에너지 γGW 의 값에 상당한다.
접촉각 θ5 와 표면 자유 에너지 γL 에 기초하여, 계면 자유 에너지 γLG 를 산출한다. 이 계산에서는, 산출된 표면 자유 에너지 γG 를 사용한다.
이 계산에서는, 식 (3) 을 사용한다. 예를 들어, 식 (3) 에 있어서, 표면 자유 에너지 γG 를 γA 에 대입하고, 표면 자유 에너지 γL 을 γB 에 대입하고, 접촉각 θ5 를 θ 에 대입한다. 이로써, γAB 의 값을 산출한다. γAB 의 값은, 계면 자유 에너지 γLG 의 값에 상당한다.
표면 자유 에너지 γL 에 기초하여, 분산 성분 γLd 와 극성 성분 γLp 를 산출한다. 이 계산에서는, 산출된 표면 자유 에너지 γG 와 계면 자유 에너지 γLG 와 분산 성분 γGd 와 극성 성분 γGp 를 사용한다.
γLd : 처리액 (L) 의 표면 자유 에너지 γL 의 분산 성분
γLp : 처리액 (L) 의 표면 자유 에너지 γL 의 극성 성분
이 계산에서는, 식 (2), (4) 를 사용한다. 식 (4) 에 있어서, 표면 자유 에너지 γL 을 γA 에 대입하고, 표면 자유 에너지 γG 를 γB 에 대입하고, 계면 자유 에너지 γLG 를 γAB 에 대입하고, 분산 성분 γGd 를 γBd 에 대입하고, 극성 성분 γGp 를 γBp 에 대입한다. 이로써, 제 3 식을 세운다. 식 (2) 로부터, 제 3 식에 있어서의 γAd, γAp 는 이하의 관계를 갖는다.
γAd＋γAp ＝ γL
이 관계를 이용하여, 제 3 식으로부터 γAd, γAp 의 각 값을 산출한다. γAd 의 값은, 분산 성분 γLd 의 값에 상당한다. γAp 의 값은, 극성 성분 γLp 의 값에 상당한다.
표면 자유 에너지 γL 에 기초하여 계면 자유 에너지 γLW 를 산출한다. 이 계산에서는, 산출된 표면 자유 에너지 γW 와 분산 성분 γLd, γWd 와 극성 성분 γLp, γWp 를 사용한다.
이 계산에서는, 식 (4) 를 사용한다. 계면 자유 에너지 γLW 의 산출은, 계면 자유 에너지 γGW 의 산출과 유사하다.
마지막으로, 계수 (K) 를 산출한다. 이 계산에서는, 산출된 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 를 사용한다. 이 계산에서는, 식 (1) 을 사용한다.
이상의 순서로, 실시예 3a 의 계수 (K) 는 취득된다.
실시예 3b 의 계수 (K) 를 산출하는 경우, 상기 서술한 설명의 「접촉각 θ1a」, 「접촉각 θ1b」는 각각, 「접촉각 θ1b」, 「접촉각 θ2b」로 변한다.
접촉각 θ1a, θ1b 를 구별하지 않는 경우, 접촉각 θ1a, θ1b 를 간단히 「접촉각 θ1」이라고 부른다. 접촉각 θ2a, θ2b 를 구별하지 않는 경우, 접촉각 θ2a, θ2b 를 간단히 「접촉각 θ2」라고 부른다. 표면 자유 에너지 γW, 분산 성분 γWd, 극성 성분 γWp 는, 접촉각 θ1, θ2 에 기초하여 산출된다. 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 표면 자유 에너지 γW, 분산 성분 γWd, 극성 성분 γWp 에 기초하여 산출된다. 따라서, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 에 따라 설정된다. 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 접촉각 θ1, θ2 에 따라 설정된다.
여기서, 접촉각 θ1, θ2 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 나타내는 지표이다. 따라서, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다.
예를 들면, 접촉각 θ1, θ2 는, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 나타내는 지표이다. 따라서, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다.
예를 들면, 접촉각 θ1, θ2 는, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 나타내는 지표이기도 하다. 따라서, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다.
보다 구체적으로 설명한다. 편의상, 제 1 기판 (Wa) 의 표면 자유 에너지 γW 를, 「제 1 표면 자유 에너지 γWa」라고 부른다. 제 1 기판 (Wa) 의 표면 (WS) 은, 소수성을 갖는다. 이 때문에, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 는, 표면 WS 가 소수성을 가질 때의 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 에 상당한다. 실시예 3a 의 계수 (K) 를 취득할 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다.
편의상, 제 2 기판 (Wb) 의 표면 자유 에너지 γW 를, 「제 2 표면 자유 에너지 γWb」라고 부른다. 제 2 기판 (Wb) 의 표면 (WS) 은, 친수성을 갖는다. 제 2 표면 자유 에너지 γWb 는, 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때의 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 에 상당한다. 실시예 3b 의 계수 (K) 를 취득할 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다.
계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 에 기초하여 산출된다. 상기 서술한 바와 같이, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 접촉각 θ1, θ2 에 따라 설정된다. 접촉각 θ1, θ2 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 나타내는 지표이다. 따라서, 계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 계수 (K) 를 취득할 때, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태는 고려된다.
예를 들면, 계수 (K) 는, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 예를 들면, 계수 (K) 는, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다.
계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 에 기초하여 산출된다. 상기 서술한 바와 같이, 계면 자유 에너지 γGW, γLW 는, 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 에 따라 설정된다. 따라서, 계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 자유 에너지 γW 에 따라 설정된다. 예를 들어, 실시예 3a 의 계수 (K) 를 취득할 때, 계수 (K) 는 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 실시예 3b 의 계수 (K) 를 취득할 때, 계수 (K) 는 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다.
보다 구체적으로는, 계수 (K) 는, 실시예 3a 의 계수 (K) 와, 실시예 3b 의 계수 (K) 를 포함한다. 편의상, 실시예 3a 의 계수 (K) 를, 「제 1 계수 (Ka)」라고 부른다. 실시예 3b 의 계수 (K) 를, 「제 2 계수 (Kb)」라고 부른다. 제 1 계수 (Ka) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 제 2 계수 (Kb) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라, 계수 (K) 는 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 사이에서 전환된다. 구체적으로는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 1 계수 (Ka) 로 설정된다. 예를 들면, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 1 계수 (Ka) 로 설정된다. 예를 들면, 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 1 계수 (Ka) 로 설정된다. 한편, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 2 계수 (Kb) 로 설정된다. 예를 들면, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 2 계수 (Kb) 로 설정된다. 예를 들면, 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계수 (K) 는 제 2 계수 (Kb) 로 설정된다.
도 12 는, 각 실시예에 있어서의 계수 (K) 를 나타내는 표이다. 도 12 의 표는, 또한, 각 실시예에 있어서의 계면 자유 에너지 γLW, γGW, γLG 를 나타낸다. 도 12 의 표는, 또한, 각 실시예에 있어서의 평균 도괴율 (E) 을 나타낸다.
도 13 은, 각 실시예에 있어서의 계수 (K) 와 평균 도괴율 (E) 의 관계를 나타내는 그래프이다.
계수 (K) 는, 2.16 mN/m 에서 41.23 mN/m 까지의 값을 취한다. 또한, 「mN/m」은, 「10-3 N/m」이라고 기재되어도 된다. 계수 (K) 가 22.86 mN/m 이상일 때, 평균 도괴율 (E) 은 100 ％ 이다. 계수 (K) 가 20.99 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 78.6 ％ 이하이다. 계수 (K) 가 18.19 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 37.4 ％ 이하이다. 계수 (K) 가 17.35 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 9.95 ％ 이하이다. 계수 (K) 가 2.23 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 0.7 ％ 이하이다.
각 실시예 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b 로부터, 이하의 것이 지견된다. 계수 (K) 가 낮아짐에 따라, 평균 도괴율 (E) 은 낮아진다. 이 사실은, 계수 (K) 에 관하여 본 발명자들이 지견한 사항을 뒷받침한다. 예를 들면, 이 사실은, 「계수 (K) 가 낮을수록, 고화막 형성 공정에 있어서 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 용이하게 확장되는」것을 나타낸다.
계수 (K) 가 23 mN/m 으로부터 17 mN/m 으로 저하될 때, 평균 도괴율 (E) 은 현저하게 저하된다.
계수 (K) 가 18 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 40 ％ 이하이다. 계수 (K) 가 18 mN/m 이하일 때, 기판 (W) 은 적절한 품질로 처리된다.
계수 (K) 가 17 mN/m 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 10 ％ 이하이다. 계수 (K) 가 17 mN/m 이하일 때, 기판 (W) 은 한층 적절한 품질로 처리된다.
계수 (K) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 평균 도괴율 (E) 은 적절히 저감된다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 18 mN/m 인 것이 바람직하다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 17 mN/m 인 것이 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 계수 (K) 와 평균 도괴율 (E) 은, 서로 일정한 관계를 갖는다. 평균 도괴율 (E) 을 실제로 측정하지 않아도, 계수 (K) 로부터 평균 도괴율 (E) 을 추측하는 것이 가능하다.
계수 (K) 가 23 mN/m 이상일 때, 패턴 (P) 전부는 도괴한다. 이 이유는, 이하와 같이 추찰된다.
계수 (K) 가 높은 경우, 승화성 물질은 기판 (W) 의 표면 (WS) 상에 석출되기 어렵다. 예를 들면, 승화성 물질은, 처리액 (L) 의 벌크 부분에 석출되기 쉽다. 여기서, 벌크 부분은, 기판 (W) 과 접촉하고 있지 않은 처리액 (L) 의 부분이다. 벌크 부분은, 기판 (W) 과 처리액 (L) 사이의 계면보다 내방의 처리액 (L) 의 부분이다. 벌크 부분은, 기판 (W) 과 처리액 (L) 사이의 계면을 포함하지 않는다. 따라서, 고화막 (G) 은 기판 (W) 의 표면 (WS) 과 접촉하기 어렵다. 고화막 (G) 은 표면 (WS) 상을 확장시키기 어렵다. 고화막 (G) 은 표면 (WS) 을 따라 연장되기 어렵다.
상기 서술한 바와 같이, 계수 (K) 가 높은 경우, 고화막 형성 공정에서는 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 확장되기 어렵다. 이 때문에, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 신속하게 확장되지 않는다. 고화막 (G) 은 오목부 (B) 에 있어서도 신속하게 확장되지 않는다. 따라서, 고화막 (G) 은, 용매의 증발을 촉진하지 않는다. 고화막 (G) 은, 처리액 (L) 의 감소를 촉진하지 않는다. 따라서, 용매는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 신속하게 증발하지 않는다. 기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 신속하게 감소하지 않는다. 그 결과, 고화막 형성 공정의 종료시에 있어서도, 용매는 여전히 기판 (W) 상에 남는다. 고화막 형성 공정의 종료시에 있어서도, 처리액 (L) 은 여전히 기판 (W) 상에 남는다.
승화 공정에서는, 고화막 (G) 뿐만 아니라 처리액 (L) 도, 기판 (W) 상에 존재한다. 승화 공정에 있어서 고화막 (G) 의 전부가 승화된 후에도, 처리액 (L) 이 여전히 기판 (W) 상에 남는다. 고화막 (G) 의 전부가 승화된 후에는, 패턴 (P) 이 고화막 (G) 에 지지되어 있지 않은 상태에서, 패턴 (P) 은 처리액 (L) 으로부터 유의한 힘을 받는다. 유의한 힘은, 예컨대, 처리액 (L) 의 표면 장력이다. 그 결과, 패턴 (P) 은 도괴된다.
＜1-8. 제 1 실시형태의 효과＞
기판 처리 방법은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 형성된다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막 (G) 은 승화된다. 고화막 (G) 의 승화에 의해, 기판 (W) 은 건조된다.
계수 (K) 는, 식 (1) 에 의해 정의된다. 계수 (K) 는, 임계값 (TH) 이하이다. 계수 (K) 가 임계값 (TH) 이하인 것을, 적절히 「제 1 조건」이라고 부른다. 기판 (W) 과 처리액 (L) 과 고화막 (G) 은, 제 1 조건을 만족한다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액 (L) 은 기판 (W) 으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판 (W) 에 형성되는 패턴 (P) 이 바람직하게 보호된 상태로, 기판 (W) 은 건조된다.
이상과 같이, 제 1 실시형태의 기판 처리 방법에 의하면, 기판은 적절히 처리된다.
임계값 (TH) 은, 미리 설정되는 정수이다. 이 때문에, 제 1 조건은 간소하다. 따라서, 제 1 조건을 만족하도록 기판 처리 방법을 관리하는 것은 용이하다. 예를 들면, 제 1 조건을 만족하도록, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 관리하는 것은 용이하다. 예를 들면, 제 1 조건을 만족하도록, 처리액 (L) 의 조성, 및 고화막 (G) 의 조성을 관리하는 것은 용이하다. 따라서, 본 기판 처리 방법을 실행하는 것은 용이하다.
임계값 (TH) 은, 예를 들어 17 mN/m 이다. 바꾸어 말하면, 계수 (K) 는 17 mN/m 이하이다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 한층 원활하게 확장된다. 따라서, 패턴 (P) 은, 고화막 (G) 에 의해 바람직하게 보호된다. 따라서, 패턴 (P) 의 도괴는, 바람직하게 억제된다.
계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 이 때문에, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계수 (K) 는, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계수 (K) 는, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 이 때문에, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 따라서, 계수 (K) 가 설정될 때, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태는 바람직하게 고려된다. 따라서, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다.
계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 따라서, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다.
계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다. 따라서, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다.
처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
정리하면, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 1 표면 자유 에너지 γWa 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 제 2 표면 자유 에너지 γWb 에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에 있어서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
정리하면, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계면 자유 에너지 γGW 및 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 적절히 설정된다.
＜2. 제 2 실시형태＞
도면을 참조하여, 제 2 실시형태를 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
기판 처리 장치 (1) 의 개요, 처리 유닛 (11) 의 구성 및 공급원 (19a) 의 구성에 관해서는, 제 2 실시형태는 제 1 실시형태와 대략 동일하다. 이하에서는, 제 2 실시형태의 처리 유닛 (11) 의 동작예를 설명한다.
＜2-1. 처리 유닛 (11) 의 동작예＞
도 14 은, 제 2 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 제 2 실시형태의 기판 처리 방법은, 스텝 S1, 스텝 S11, S14 - S18 을 구비한다. 또한, 도 14 는, 편의상, 제 1 실시형태에서 설명한 스텝 S1 의 도시를 생략한다.
또한, 제 2 실시형태의 기판 처리 방법은, 스텝 S31 - S34 를 구비한다. 스텝 S31 - S34 는, 예를 들어, 스텝 S11 후에 실행된다. 스텝 S31 - S34 는, 예를 들어 스텝 S14 전에 실행된다. 스텝 S31 은 비교 공정이다. 스텝 S32 는 개질 선택 공정이다. 스텝 S33 은 소수화 공정이다. 스텝 S34 는 친수화 공정이다.
소수화 공정은, 본 발명에 있어서의 개질 공정에 상당한다. 친수화 공정은, 본 발명에 있어서의 개질 공정에 상당한다. 소수화 공정과 친수화 공정을 구별하지 않는 경우에는, 소수화 공정과 친수화 공정을 「개질 공정」으로 총칭한다.
스텝 S1, S11, S14 - S18 의 동작은, 제 1 실시형태와 제 2 실시형태의 사이에서 실질적으로 공통된다. 이 때문에, 스텝 S1, S11, S14 - S18 의 동작 설명을 생략한다. 스텝 S31 - S34 의 동작을 설명한다.
스텝 S31 : 비교 공정
계수 (K) 는 임계값 (TH) 과 비교된다.
계수 (K) 는, 식 (1) 에 의해 정의된다.
보다 상세하게는, 임계값 (TH) 과 비교되는 계수 (K) 는, 개질 공정을 실시하지 않고 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정을 실시할 때의 계수 (K) 이다. 이하에서는, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시하지 않을 때의 계수 (K) 를, 「계수 (Ki)」라고 부른다. 계수 (Ki) 는, 「초기 계수 (Ki)」라고 불려도 된다.
계수 (Ki) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 예를 들어, 계수 (Ki) 는, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시하지 않을 때의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 예를 들면, 계수 (Ki) 는, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시하지 않을 때의 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다.
제어부 (10) 는, 계수 (Ki) 를 취득하도록 구성된다. 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로, 계수 (K) 를 취득해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 계수 (Ki) 를 판독 출력한다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 계수 (Ki) 를 선택한다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 계수 (Ki) 를 산출한다. 제어부 (10) 는, 예를 들면, 계수 (Ki) 를 받는다.
예를 들어, 제어부 (10) 는, 계수 (K) 에 관한 정보를 갖는다. 계수 (K) 에 관한 정보는, 예를 들어 도 12 에 나타내는 표이다. 계수 (K) 에 관한 정보는, 예를 들어 제어부 (10) 의 기억 매체에 격납된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 에 관한 정보 중에서 계수 (Ki) 를 특정한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 계수 (K) 에 관한 정보 중에서 계수 (Ki) 를 선택한다.
제어부 (10) 는, 예를 들어, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시하지 않을 때의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 계수 (Ki) 를 취득한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시하지 않을 때의 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 계수 (Ki) 를 취득한다.
제어부 (10) 는, 임계값 (TH) 을 취득하도록 구성된다. 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로, 임계값 (TH) 을 취득해도 된다.
제어부 (10) 는, 계수 (Ki) 와 임계값 (TH) 을 비교한다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 제어부 (10) 는, 개질 공정을 실시하는 것을 결정한다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 처리는 스텝 S32 로 진행된다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 제어부 (10) 는, 개질 공정을 스킵하는 것을 결정한다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 스텝 S14 로 진행된다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 개질 공정은 실시되지 않는다.
스텝 S32 : 개질 선택 공정
개질 공정의 내용을 결정한다. 개질 공정의 내용은, 소수화와 친수화를 포함한다. 소수화와 친수화 중 어느 것을 선택한다.
제어부 (10) 는, 개질 공정을, 소수화 및 친수화 중 어느 것으로 결정한다. 소수화가 선택되었을 때, 스텝 S33 으로 진행된다. 친수화가 선택되었을 때, 스텝 S34 로 진행된다.
예를 들어, 제어부 (10) 는, 계수 (K) 에 관한 정보에 기초하여 개질 공정을 결정한다.
여기서, 제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 감소시키는 개질 공정을 지정하는 것이 바람직하다. 제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 계수 (Ki) 보다 저하시키는 개질 공정을 지정하는 것이 바람직하다. 제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 보다 낮은 값으로 저하시키는 개질 공정을 지정하는 것이 바람직하다.
스텝 S33 : 소수화 공정
기판 (W) 의 표면 (WS) 을 소수성으로 개질한다.
공급부 (15b) 는, 기판 (W) 에 불화수소산을 공급한다.
불화수소산은, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 소수성으로 개질한다.
소수화 공정은, 예를 들어, 제 1 실시형태에서 설명된 약액 공급 공정과 실질적으로 동일하다.
여기서, 소수화 공정에 의해 계수 (K) 가 감소하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 계수 (Km) 가 계수 (Ki) 보다 낮은 것이 바람직하다. 여기서, 계수 (Km) 는, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시할 때의 계수 (K) 이다. 계수 (Km) 는, 개질 공정 후에 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정을 실시할 때의 계수 (K) 이다. 계수 (Km) 는, 예를 들어, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시할 때의 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 계수 (Km) 는, 예를 들면, 처리액 공급 공정 전에 개질 공정을 실시할 때의 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 계수 (Km) 는, 「수정 계수 (Km)」라고 불려도 된다.
소수화 공정에 의해 계수 (K) 는 임계값 (TH) 보다 낮은 값으로 감소하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, 계수 (Km) 는 임계값 (TH) 보다 작은 것이 바람직하다.
스텝 S34 : 친수화 공정
기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성으로 개질한다.
공급부 (15c) 는, 기판 (W) 에 SC1 을 공급한다. SC1 은, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성으로 개질한다.
친수화 공정은, 제 1 실시형태에서 설명된 세정액 공급 공정과 실질적으로 동일하다.
여기서, 친수화 공정에 의해 계수 (K) 가 감소하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 계수 (Km) 가 계수 (Ki) 보다 낮은 것이 바람직하다.
친수화 공정에 의해 계수 (K) 는 임계값 (TH) 보다 낮은 값으로 감소하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, 계수 (Km) 가 임계값 (TH) 보다 낮은 것이 바람직하다.
＜2-2. 제 2 실시형태의 효과＞
기판 처리 방법은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 처리액 공급 공정에서는, 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 형성된다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막 (G) 은 승화된다. 고화막 (G) 의 승화에 의해, 기판 (W) 은 건조된다.
또한, 기판 처리 방법은 개질 공정을 구비한다. 개질 공정은, 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때에 실행된다. 개질 공정은, 처리액 공급 공정 전에 실행된다. 개질 공정은, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 개질한다. 개질 공정에 의해, 계수 (Ki) 는 계수 (Km) 로 변한다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 개질 공정에서 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 개질된 후, 처리액 공급 공정에서 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다. 따라서, 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때라도, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액 (L) 은 기판 (W) 으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판 (W) 에 형성되는 패턴 (P) 이 바람직하게 보호된 상태로, 기판은 건조된다.
이상과 같이, 제 2 실시형태의 본 기판 처리 방법에 의하면, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
개질 공정에 의해, 계수 (K) 는 감소한다. 구체적으로는, 계수 (Km) 는 계수 (Ki) 보다 낮다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 한층 바람직하게 형성된다.
개질 공정에 의해, 계수 (K) 는 임계값 (TH) 보다 낮은 값으로 감소한다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 한층 바람직하게 형성된다.
개질 공정에서는, 소수화 공정 및 친수화 공정 중 어느 것이 실행된다. 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성 및 소수성 중 어느 것으로 개질한다. 이 때문에, 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 유연하게 개질할 수 있다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 한층 바람직하게 형성된다.
소수화 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 소수성으로 개질한다. 이 때문에, 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 바람직하게 개질할 수 있다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 한층 바람직하게 형성된다.
친수화 공정은, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성으로 개질한다. 이 때문에, 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 바람직하게 개질할 수 있다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 한층 바람직하게 형성된다.
계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 개질 공정은 실행되지 않는다. 구체적으로는, 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 소수화 공정은 실행되지 않고, 또한 친수화 공정도 실행되지 않는다. 이 때문에, 기판 처리 방법에 필요로 하는 시간을 효과적으로 단축할 수 있다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하일 때, 개질 공정이 실행되지 않아도, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 바람직하게 형성된다. 따라서, 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 이하여도, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
＜3. 제 3 실시형태＞
제 3 실시형태의 구성과 동작예＞ 또한, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
기판 처리 장치 (1) 의 개요에 관해서는, 제 3 실시형태는 제 1 실시형태와 대략 동일하다. 이하에서는, 제 3 실시형태의 처리 유닛 (11) 의 구성을 설명한다.
＜3-1. 처리 유닛 (11) 의 구성＞
도 15 는, 제 3 실시형태의 처리 유닛 (11) 의 구성을 나타내는 도면이다. 도 15 는, 편의상, 공급원 (19a) 을 간략하게 나타낸다.
처리 유닛 (11) 은, 공급부 (15a - 15f) 에 더하여, 공급부 (15g) 를 구비한다. 공급부 (15g) 는, 기판 유지부 (13) 에 의해 유지되는 기판 (W) 에 처리액 (L) 을 공급한다.
여기서, 공급부 (15g) 가 공급하는 처리액 (L) 의 조성은, 공급부 (15a) 가 공급하는 처리액 (L) 의 조성과 상이하다. 편의상, 공급부 (15a) 가 공급하는 처리액 (L) 을, 「처리액 (L1)」이라고 부른다. 공급부 (15g) 가 공급하는 처리액 (L) 을, 「처리액 (L2)」이라고 부른다.
예를 들면, 처리액 (L1) 과 처리액 (L2) 은, 승화성 물질의 조성에 관하여, 상이하다. 예를 들면, 처리액 (L1) 과 처리액 (L2) 은, 용매의 조성에 관하여, 상이하다. 예를 들면, 처리액 (L1) 과 처리액 (L2) 은, 승화성 물질과 용매의 배합비에 관하여, 상이하다.
공급부 (15g) 는, 노즐 (16g) 과 배관 (17g) 과 밸브 (18g) 를 구비한다. 노즐 (16g) 은, 케이스체 (12) 의 내부에 설치된다. 노즐 (16g) 은, 처리액 (L2) 을 기판 (W) 에 토출한다. 배관 (17a) 은, 노즐 (16a) 에 접속된다. 밸브 (18g) 는, 배관 (17g) 에 형성된다. 밸브 (18g) 는, 처리액 (L2) 의 공급을 제어한다.
공급부 (15g) 는, 공급원 (19g) 에 접속된다. 공급원 (19g) 은, 예를 들어, 배관 (17g) 에 접속된다. 공급원 (19g) 은, 공급부 (15g) 에 처리액 (L2) 을 보낸다.
＜3-2. 처리 유닛 (11) 의 동작예＞
도 16 은, 제 3 실시형태의 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 기판 처리 방법은, 스텝 S1, S11, S14 - S18 을 구비한다. 또한, 도 16 은, 편의상, 스텝 S1 의 도시를 생략한다. 또한, 기판 처리 방법은, 스텝 S41 을 구비한다. 스텝 S41 은, 예를 들어, 스텝 S14 후에 실행된다. 스텝 S41 은, 예를 들어 스텝 S15 전에 실행된다.
스텝 S1, S11, S14 - S18 의 동작은, 제 1 실시형태와 제 3 실시형태의 사이에서 실질적으로 공통된다. 이 때문에, 스텝 S1, S11, S14, S16 - S18 의 동작 설명을 생략한다. 스텝 S41, S15 의 동작을 설명한다.
스텝 S41 : 선택 공정
처리액 (L) 을 선택한다.
제어부 (10) 는, 계수 (K) 에 기초하여 처리액 (L1) 및 처리액 (L2) 중 어느 것을 선택한다. 계수 (K) 는, 식 (1) 에 의해 정의된다.
여기서, 계수 (K) 는, 처리액 (L) 의 조성에 따라 설정된다. 예를 들면, 계수 (K) 는, 처리액 (L1) 에 기초하는 계수 (KL1) 와, 처리액 (L2) 에 기초하는 계수 (KL2) 를 포함한다.
또한, 각 계수 (KL1, KL2) 는 각각, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 예를 들면, 각 계수 (KL1, KL2) 는 각각, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 예를 들면, 각 계수 (KL1, KL2) 는 각각, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다.
제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 취득하도록 구성된다. 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로, 계수 (K) 를 취득해도 된다.
제어부 (10) 는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 이하로 되게 하는 처리액 (L) 을 지정하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 제어부 (10) 는, 계수 (K) 가 임계값 (TH) 이하인 것을 만족하는 처리액 (L) 을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 계수 (KL1) 가 임계값 (TH) 이하인 경우, 제어부 (10) 는 처리액 (L1) 을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 계수 (KL2) 가 임계값 (TH) 이하인 경우, 제어부 (10) 는 처리액 (L2) 을 선택하는 것이 바람직하다.
스텝 S15 : 처리액 공급 공정
선택 공정에 의해 선택된 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다.
선택 공정에 있어서 처리액 (L1) 이 선택된 경우, 처리액 공급 공정에서는 처리액 (L1) 이 기판 (W) 에 공급된다. 선택 공정에 있어서 처리액 (L2) 이 선택된 경우, 처리액 공급 공정에서는 처리액 (L2) 이 기판 (W) 에 공급된다.
선택 공정에 있어서 처리액 (L1) 이 선택된 경우, 처리액 공급 공정에서는 처리액 (L2) 은 기판 (W) 에 공급되지 않는다. 선택 공정에 있어서 처리액 (L2) 이 선택된 경우, 처리액 공급 공정에서는 처리액 (L1) 은 기판 (W) 에 공급되지 않는다.
＜3-3. 제 3 실시형태의 효과＞
기판 처리 방법은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 기판 처리 방법은, 선택 공정과 처리액 공급 공정과 고화막 형성 공정과 승화 공정을 구비한다. 선택 공정에서는, 처리액 (L) 을 선택한다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 처리액 공급 공정에서는, 선택 공정에서 선택된 처리액 (L) 이 기판 (W) 에 공급된다. 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 상의 처리액 (L) 으로부터 증발된다. 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 이 기판 (W) 상에 형성된다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다. 승화 공정에서는, 고화막 (G) 은 승화된다. 고화막 (G) 의 승화에 의해, 기판 (W) 은 건조된다.
여기서, 선택 공정에서는, 계수 (K) 에 기초하여 처리액 (L) 을 선택한다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 이 때문에, 선택 공정에서는, 처리액 (L) 은 적절히 선택된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 바람직하게 형성된다. 구체적으로는, 고화막 형성 공정에서는, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 원활하게 확장된다. 따라서, 고화막 형성 공정에서는, 용매는 기판 (W) 으로부터 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 처리액 (L) 은 기판 (W) 으로부터 효율적으로 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 기판 (W) 에 형성되는 패턴 (P) 이 바람직하게 보호된 상태로, 기판 (W) 은 건조된다.
이상과 같이, 제 3 실시형태의 기판 처리 방법에 의하면, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
선택 공정에서는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 이하로 되게 하는 처리액 (L) 을 선택한다. 이 때문에, 선택 공정에서는, 처리액 (L) 은 한층 적절히 선택된다.
계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 설정된다. 이 때문에, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 선택 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 처리액 (L) 은 선택된다. 선택 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 처리액 (L) 은 적절히 선택된다. 따라서, 처리액 공급 공정, 고화막 형성 공정 및 승화 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계수 (K) 는, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계수 (K) 는, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
계수 (K) 는, 처리액 (L) 의 조성에 따라 설정된다. 이 때문에, 처리액 (L) 의 조성에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 설정된다. 따라서, 선택 공정에서는, 처리액 (L) 의 조성에 따라 처리액 (L) 은 선택된다. 선택 공정에서는, 처리액 (L) 의 조성을 고려하여, 처리액 (L) 은 선택된다. 선택 공정에서는, 처리액 (L) 의 조성에 관계없이, 처리액 (L) 은 적절히 선택된다. 따라서, 처리액 공급 공정, 고화막 형성 공정 및 승화 공정에서는, 처리액 (L) 의 조성에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
＜4. 제 4 실시형태＞
도면을 참조하여, 제 4 실시형태를 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
＜4-1. 제 4 실시형태의 구성과 동작예＞
제 4 실시형태는, 처리액 (L) 을 평가하는 처리액 평가 방법에 관한 것이다. 처리액 (L) 은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 처리액 (L) 은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 의 건조 처리에 사용된다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 용매가 처리액 (L) 으로부터 증발함으로써, 처리액 (L) 은 승화성 물질을 포함하는 고화막 (G) 이 된다.
도 17 은, 제 4 실시형태의 처리액 평가 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 처리액 평가 방법은, 취득 공정과 평가 공정을 구비한다.
S51 : 취득 공정
계수 (K) 가 취득된다. 계수 (K) 는, 식 (1) 에 의해 정의된다.
계수 (K) 는, 다양한 방법으로 취득된다.
예를 들면, 계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라 취득된다.
예를 들어, 계수 (K) 는, 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 를 포함한다. 예를 들면, 취득 공정에서는, 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 는 취득된다. 여기서, 제 1 계수 (Ka) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 제 2 계수 (Kb) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때의 계수 (K) 에 상당한다. 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 는, 제 1 실시형태에서 예시된다.
예를 들면, 기판 (W) 은, 제 1 기판 (Wa) 과 제 2 기판 (Wb) 을 포함한다. 예를 들어, 취득 공정은, 제 1 공정과 제 2 공정과 제 3 공정을 포함한다. 제 1 공정에서는, 제 1 기판 (Wa) 과 제 2 기판 (Wb) 이 준비된다. 제 2 공정에서는, 제 1 기판 (Wa) 에 기초하여 계수 (K) 는 취득된다. 예를 들면, 제 2 공정에서는, 제 1 기판 (Wa) 에 기초하여 계수 (K) 는 산출된다. 제 3 공정에서는, 제 2 기판 (Wb) 에 기초하여 계수 (K) 는 취득된다. 예를 들면, 제 3 공정에서는, 제 2 기판 (Wb) 에 기초하여 계수 (K) 는 산출된다. 여기서, 제 1 기판 (Wa) 은, 소수성의 표면 (WS) 을 갖는 기판 (W) 에 상당한다. 제 2 기판 (Wb) 은, 친수성의 표면 (WS) 을 갖는 기판 (W) 에 상당한다. 제 1 기판 (Wa) 과 제 2 기판 (Wb) 은, 제 1 실시형태에서 예시된다.
예를 들면, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태와 처리액 (L) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 는 취득된다.
예를 들면, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태와 처리액 (L) 의 조성과 고화막 (G) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 는 취득된다. 여기서, 고화막 (G) 의 조성은, 처리액 (L) 의 조성으로부터 추정된다.
예를 들어, 미리 설정되는 계수 (K) 에 관한 정보로부터, 계수 (K) 는 선택된다. 미리 설정되는 계수 (K) 에 관한 정보는, 예를 들어 도 12 에 나타내는 표이다.
S52 : 평가 공정
계수 (K) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다.
예를 들어, 제 1 계수 (Ka) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다. 예를 들면, 제 2 계수 (Kb) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다.
예를 들면, 계수 (K) 에 기초하여, 처리액 (L) 을 복수의 클래스로 분류한다. 구체적으로는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 이하로 되게 하는 처리액 (L) 을, 제 1 클래스 Q1 로 분류한다. 계수 (K) 를 임계값 (TH) 보다 크게 되게 하는 처리액 (L) 을, 제 2 클래스 Q2 로 분류한다. 바꾸어 말하면, 제 1 조건을 만족하는 처리액 (L) 을 제 1 클래스 Q1 로 분류한다. 제 1 조건을 만족하지 않는 처리액 (L) 을 제 2 클래스 Q2 로 분류한다. 여기서, 제 1 조건은, 계수 (K) 가 임계값 (TH) 이하인 것이다.
도 12 를 참조한다. 도 12 의 표는, 각 처리액 (L) 의 분류를 예시한다. 임계값 (TH) 을 17 mN/m 으로 한다. 예를 들어, 실시예 1a 의 계수 (K) 는 제 1 조건을 만족한다. 이 때문에, 실시예 1a 의 처리액 (L) 은, 제 1 클래스 Q1 로 분류된다. 예를 들면, 실시예 1b 의 계수 (K) 는 제 1 조건을 만족하지 않는다. 이 때문에, 실시예 1b 의 처리액 (L) 은, 제 2 클래스 Q2 로 분류된다.
＜4-2. 제 4 실시형태의 효과＞
처리액 평가 방법은, 처리액 (L) 을 평가하기 위한 것이다. 처리액 (L) 은, 패턴 (P) 이 형성된 기판 (W) 을 처리하기 위한 것이다. 처리액 (L) 은, 승화성 물질과 용매를 포함한다. 용매가 처리액 (L) 으로부터 증발함으로써, 처리액 (L) 은 고화막 (G) 이 된다. 고화막 (G) 은, 승화성 물질을 포함한다.
처리액 평가 방법은, 취득 공정과 평가 공정을 구비한다. 취득 공정은 계수 (K) 를 취득한다. 계수 (K) 는, 계면 자유 에너지 γLG, γGW, γLW 에 의해 정의된다. 평가 공정은, 계수 (K) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다. 따라서, 처리액 (L) 은, 기판 (W) 의 처리의 품질의 관점에서, 바람직하게 평가된다.
이상과 같이, 본 처리액 평가 방법에 의하면, 처리액 (L) 은 적절히 평가된다. 본 처리액 평가 방법은, 처리액 (L) 의 선택에 도움이 된다.
예를 들어, 평균 도괴율 (E) 을 실제로 측정하지 않아도, 평균 도괴율 (E) 은 계수 (K) 에 기초하여 추측된다. 기판 (W) 에 실제로 처리액 (L) 을 공급하지 않아도, 기판 (W) 에 대한 처리액 (L) 을 사용한 처리의 품질은, 계수 (K) 에 기초하여 추측된다. 따라서, 본 처리액 평가 방법은, 처리액 (L) 의 체가름에 도움이 된다.
취득 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 따라, 계수 (K) 를 취득한다. 이 때문에, 취득 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 는 적절히 취득된다. 따라서, 평가 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 고려하여, 처리액 (L) 은 평가된다. 평가 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 처리액 (L) 은 적절히 평가된다.
계수 (K) 는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 소수성을 가질 때의 제 1 계수 (Ka) 와, 기판 (W) 의 표면 (WS) 이 친수성을 가질 때의 제 2 계수 (Kb) 를 포함한다. 취득 공정에서는, 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 를 취득한다. 평가 공정에서는, 제 1 계수 (Ka) 와 제 2 계수 (Kb) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다. 구체적으로는, 평가 공정에서는, 제 1 계수 (Ka) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다. 평가 공정에서는, 제 2 계수 (Kb) 에 기초하여 처리액 (L) 을 평가한다. 따라서, 평가 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태를 고려하여, 처리액 (L) 이 평가된다. 평가 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 처리액 (L) 은 적절히 평가된다.
취득 공정은, 제 1 공정과 제 2 공정과 제 3 공정을 구비한다. 제 1 공정에서는, 소수성의 표면 (WS) 을 가지는 제 1 기판 (Wa) 과, 친수성의 표면 (WS) 을 가지는 제 2 기판 (Wb) 을 준비한다. 제 2 공정에서는, 제 1 기판 (Wa) 에 기초하여 계수 (K) 를 취득한다. 제 3 공정에서는, 제 2 기판 (Wb) 에 기초하여 계수 (K) 를 취득한다. 이 때문에, 취득 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 관계없이, 계수 (K) 가 적절히 취득된다.
취득 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태와 처리액 (L) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 를 취득한다. 이 때문에, 취득 공정에서는, 계수 (K) 는 적절히 취득된다.
취득 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태와 처리액 (L) 의 조성과 고화막 (G) 의 조성에 기초하여 계수 (K) 를 취득한다. 이 때문에, 취득 공정에서는, 계수 (K) 는 한층 적절히 취득된다.
취득 공정에서는, 미리 설정되는 계수 (K) 에 관한 정보로부터, 계수 (K) 를 선택한다. 이 때문에, 취득 공정에서는, 계수 (K) 는 용이하게 취득된다.
평가 공정에서는, 처리액 (L) 은, 계수 (K) 에 기초하여 복수의 클래스로 분류된다. 예를 들어, 평가 공정에서는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 이하로 되게 하는 처리액 (L) 을, 제 1 클래스 Q1 로 분류한다. 예를 들어, 평가 공정에서는, 계수 (K) 를 임계값 (TH) 보다 크게 되게 하는 처리액 (L) 을, 제 2 클래스 Q2 로 분류한다. 따라서, 평가 공정에서는, 처리액 (L) 은 명료하게 평가된다.
＜5. 변형 실시형태＞
본 발명은, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 실시형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 계수 (K) 는, 예를 들면, 처리액 공급 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 계수 (K) 는, 예를 들면, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정된다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 계수 (K) 는, 예를 들면, 처리액 공급 공정 및 고화막 형성 공정 중 적어도 어느 것에 있어서의 기판 (W) 의 표면 (WS) 의 상태에 기초하여 설정되어도 된다.
(2) 임계값 (TH) 은, 정수였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 임계값 (TH) 은 변수여도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 제 1 조건을 한층 적절히 설정할 수 있다. 여기서, 제 1 조건은, 계수 (K) 가 임계값 (TH) 이하인 것이다. 따라서, 기판 (W) 을 한층 적절히 처리할 수 있다.
도 1 을 참조한다. 각 볼록부 (A) 는, 폭 (AW) 과 높이 (AH) 를 갖는다. 폭 (AW) 에 대한 높이 (AH) 의 비 (R) 는, 「볼록부 (A) 의 애스펙트비 (R)」또는 「패턴 (P) 의 애스펙트비 (R)」라고 불린다. 임계값 (TH) 은, 예를 들어 애스펙트비 (R) 에 의존하는 변수여도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 애스펙트비 (R) 에 따라, 제 1 조건은 한층 적절히 설정된다. 따라서, 애스펙트비 (R) 에 관계없이, 기판 (W) 은 한층 적절히 처리된다.
예를 들어, 애스펙트비 (R) 가 커짐에 따라서, 임계값 (TH) 은 작아져도 된다. 애스펙트비 (R) 가 커질수록, 패턴 (P) 은 한층 용이하게 도괴된다. 한편, 임계값 (TH) 이 작아질수록, 고화막 (G) 은 기판 (W) 상에 있어서 한층 원활하게 확장된다. 따라서, 임계값 (TH) 이 작아질수록, 패턴 (P) 은 한층 확실하게 보호된다. 따라서, 애스펙트비 (R) 가 큰 경우에도, 패턴 (P) 은 바람직하게 보호된다. 애스펙트비 (R) 에 관계없이, 기판 (W) 은 적절히 처리된다.
본 변형 실시형태에 있어서도, 제어부 (10) 는, 다양한 방법으로 임계값 (TH) 을 취득해도 된다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 판독 출력한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 선택한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 산출한다. 제어부 (10) 는, 예를 들어 임계값 (TH) 을 받는다.
(3) 제 1 실시형태에서는, 계수 (K) 를 취득하는 순서를 예시하였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 계수 (K) 를 취득하는 순서를, 적절히 변경해도 된다. 예를 들면, 준비 공정에 있어서, 제 1 기판 (Wa) 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모의한 것이어도 된다. 예를 들면, 준비 공정에 있어서, 제 2 기판 (Wb) 은, 고화막 형성 공정에 있어서의 기판 (W) 을 모의한 것이어도 된다. 예를 들면, 준비 공정에 있어서, 제 1 표준액의 조성 및 제 2 표준액의 조성을 적절히 변경해도 된다. 예를 들면, 측정 공정에 있어서, 처리액 (L) 과 제 1 기판 (Wa) 사이의 접촉각 θ6a 및 처리액 (L) 과 제 2 기판 (Wb) 사이의 접촉각 θ6b 를 측정해도 된다. 예를 들어, 계산 공정에 있어서, 식 (2) - (5) 이외의 식을 사용해도 된다.
(4) 도 14 를 참조한다. 제 2 실시형태의 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성 및 소수성 중 어느 것으로 개질한다. 단, 이것에 한정되지 않는다.
예를 들면, 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 소수성으로만 개질해도 된다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 제어부 (10) 는, 소수화 공정을 실시하는 것을 결정해도 된다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 처리액 공급 공정 전에 소수화 공정을 실행해도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 개질 선택 공정과 친수화 공정을 생략해도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 개질 공정은 간소화된다.
혹은, 개질 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 (WS) 을 친수성으로만 개질해도 된다. 구체적으로는, 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 제어부 (10) 는, 친수화 공정을 실시하는 것을 결정해도 된다. 계수 (Ki) 가 임계값 (TH) 보다 클 때, 처리액 공급 공정 전에 친수화 공정을 실행해도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 개질 선택 공정과 소수화 공정을 생략해도 된다. 본 변형 실시형태에서는, 개질 공정은 간소화된다.
(5) 제 2 실시형태의 기판 처리 방법에서는, 비교 공정과 개질 선택 공정은, 회전 개시 공정 후에 실행되었다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 비교 공정과 개질 선택 공정을 실행하는 타이밍을 적절히 변경해도 된다. 비교 공정과 개질 선택 공정은, 회전 개시 공정 전에 실행되어도 된다.
(6) 제 2 실시형태의 소수화 공정에서는, 불화수소산을 사용하였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 소수화 공정에서는, 불화수소산을 대신하여, 기판 (W) 의 표면을 소수성으로 개질하는 다른 소수화제를 사용해도 된다.
(7) 제 2 실시형태의 친수화 공정에서는, SC1 을 사용하였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 친수화 공정에서는, SC1 대신에, 기판 (W) 의 표면을 친수성으로 개질하는 다른 친수화제를 사용해도 된다.
(8) 도 16 을 참조한다. 제 3 실시형태의 선택 공정에 있어서, 예컨대, 계수 (KL1) 및 계수 (KL2) 의 양방이 임계값 (TH) 이하인 경우, 제어부 (10) 는, 별도의 기준에 기초하여, 처리액 (L1, L2) 중 어느 것을 선택해도 된다. 별도의 기준은, 예를 들어 건조 처리에 필요로 하는 시간, 및 처리액 (L) 의 비용 중 적어도 어느 것이다. 건조 처리에 필요로 하는 시간은, 예를 들면, 처리액 공급 공정에 필요로 하는 시간과, 고화막 형성 공정에 필요로 하는 시간과, 승화 공정에 필요로 하는 시간을 포함한다. 처리액 (L) 의 비용은, 예를 들면, 승화성 물질의 비용과, 용매의 비용을 포함한다.
(9) 도 16 을 참조한다. 제 3 실시형태의 기판 처리 방법에서는, 선택 공정은, 회전 개시 공정 및 치환액 공급 공정 후에 실행되었다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 선택 공정을 실행하는 타이밍을 적절히 변경해도 된다. 예를 들면, 선택 공정은, 치환액 공급 공정 전에 실행되어도 된다. 예를 들어, 선택 공정은, 회전 개시 공정 전에 실행되어도 된다.
(10) 제 1 - 제 3 실시형태의 고화막 형성 공정에서는, 건조 가스는 기판 (W) 에 공급되지 않았다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 고화막 형성 공정에서는, 건조 가스가 기판 (W) 에 공급되어도 된다. 고화막 형성 공정에서는, 건조 가스가 기판 (W) 상의 처리액 (L) 에 공급되어도 된다.
본 변형 실시형태에 의하면, 고화막 형성 공정에 있어서, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 건조 가스에 노출된다. 이 때문에, 고화막 형성 공정에서는, 용매는, 기판 (W) 으로부터 한층 효율적으로 제거된다. 고화막 형성 공정에서는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 은, 기판 (W) 으로부터 한층 효율적으로 소실된다. 따라서, 고화막 형성 공정의 종료시까지는, 기판 (W) 상의 처리액 (L) 의 전부는 한층 확실하게 소실된다. 따라서, 승화 공정에서는, 패턴 (P) 이 한층 바람직하게 보호된 상태로, 기판 (W) 은 건조된다.
(11) 제 1 실시형태의 기판 처리 방법은, 약액 공급 공정, 세정액 공급 공정, 제 1 린스액 공급 공정, 제 2 린스액 공급 공정, 및 치환액 공급 공정을 구비하였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 약액 공급 공정, 세정액 공급 공정, 제 1 린스액 공급 공정, 제 2 린스액 공급 공정, 및 치환액 공급 공정 중 적어도 어느 것을 생략해도 된다. 예를 들면, 약액 공급 공정, 세정액 공급 공정, 제 1 린스액 공급 공정, 제 2 린스액 공급 공정, 및 치환액 공급 공정의 전부를 생략해도 된다.
제 2, 제 3 실시형태의 기판 처리 방법은, 치환액 공급 공정을 구비하였다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 치환액 공급 공정을 생략해도 된다.
제 2 실시형태의 기판 처리 방법은, 또한, 추가 린스액 공급 공정을 포함해도 된다. 예를 들어, 개질 공정 후에, 치환 공정 전에, 추가 린스액 공급 공정을 실행해도 된다. 추가 린스액 공급 공정은, 예를 들어, 제 1 실시형태에서 설명된 제 1 린스액 공급 공정 및 제 2 린스액 공급 공정과 실질적으로 동일하다.
(12) 제 1 - 제 3 실시형태에서는, 처리액 공급 공정을 실행할 때, 액체 (예를 들어, 치환액) 가 기판 (W) 상에 존재하였다. 즉, 처리액 공급 공정에서는, 건조되어 있지 않은 상태의 기판 (W) 에 처리액 (L) 이 공급되었다. 단, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리액 공급 공정을 실행할 때, 액체 (예를 들어, 치환액) 는 기판 (W) 상에 존재하지 않아도 되다. 예를 들어, 처리액 공급 공정에서는, 건조된 상태의 기판 (W) 에 처리액 (L) 이 공급되어도 된다.
(13) 제 1 - 제 3 실시형태에 있어서, 기판 (W) 상의 패턴 (P) 은, 예를 들면, 처리 유닛 (11) 에 있어서 기판 (W) 이 처리되기 전에, 기판 (W) 에 형성되어도 된다. 혹은, 패턴 (P) 은, 예를 들어, 약액 공급 공정 (스텝 S12) 에 있어서, 기판 (W) 에 형성되어도 된다.
(14) 제 1 - 제 4 실시형태 및 상기 (1) 내지 (13) 에서 설명한 각 변형 실시형태에 대해서는, 추가로 각 구성을 다른 변형 실시형태의 구성으로 치환 또는 조합하거나 하여 적절히 변경해도 된다.
1 : 기판 처리 장치
10 : 제어부
11 : 처리 유닛
13 : 기판 유지부
15a : 공급부
15b : 공급부
15c : 공급부
K : 계수
Ka : 제 1 계수
Kb : 제 2 계수
L : 처리액
M : 액막
G : 고화막
TH : 임계값
P : 패턴
W : 기판
WS : 기판의 표면
WS1 : 기판의 상면
A : 볼록부
Wa : 제 1 기판
Wb : 제 2 기판
γLG : 처리액과 고화막의 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γGW : 고화막과 기판의 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γLW : 처리액과 기판의 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
γW : 기판의 표면 자유 에너지
γWa : 제 1 기판의 표면 자유 에너지
γWb : 제 2 기판의 표면 자유 에너지

Claims (15)

  1. 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과,
    기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과,
    상기 고화막을 승화시키는 승화 공정을 구비하고,
    하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 가 임계값 이하인 기판 처리 방법.
    K ＝ γLG＋γGW－γLW
    단,
    K : 계수
    γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값은, 미리 설정되는 정수인 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값은 17 mN/m 인 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수 (K) 는, 상기 기판의 표면의 상태에 따라 설정되는 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 계면 자유 에너지 γGW 및 상기 계면 자유 에너지 γLW 는 각각, 상기 기판의 표면의 상태에 따라 설정되는 기판 처리 방법.
  6. 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과,
    기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과,
    상기 고화막을 승화시키는 승화 공정과,
    하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 가 임계값보다 클 때, 상기 처리액 공급 공정 전에 상기 기판의 표면을 개질하는 개질 공정을 구비하는 기판 처리 방법.
    K ＝ γLG＋γGW－γLW
    단,
    K : 계수
    γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개질 공정에 의해, 상기 계수 (K) 는 감소하는 기판 처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 개질 공정에서는, 상기 기판의 상기 표면을 친수성 및 소수성 중 어느 것으로 개질하는 기판 처리 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 계수 (K) 가 상기 임계값 이하일 때, 상기 개질 공정은 실행되지 않는 기판 처리 방법.
  10. 패턴이 형성된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 에 기초하여, 승화성 물질과 용매를 포함하는 처리액을 선택하는 선택 공정과,
    상기 선택 공정에 의해 선택된 처리액을 상기 기판에 공급하는 처리액 공급 공정과,
    기판 상의 상기 처리액으로부터 상기 용매를 증발시켜, 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막을 상기 기판 상에 형성하는 고화막 형성 공정과,
    상기 고화막을 승화시키는 승화 공정을 구비하는 기판 처리 방법.
    K ＝ γLG＋γGW－γLW
    단,
    K : 계수
    γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택 공정에서는, 상기 계수 (K) 를 임계값 이하로 되게 하는 상기 처리액을 선택하는 기판 처리 방법.
  12. 패턴이 형성된 기판을 처리하기 위한 처리액을 평가하는 처리액 평가 방법으로서,
    상기 처리액은, 승화성 물질과 용매를 포함하고,
    상기 용매가 상기 처리액으로부터 증발함으로써, 상기 처리액은 상기 승화성 물질을 포함하는 고화막이 되고,
    상기 처리액 평가 방법은,
    하기 식에 의해 정의되는 계수 (K) 를 취득하는 취득 공정과,
    상기 계수 (K) 에 기초하여, 상기 처리액을 평가하는 평가 공정을 구비하는 처리액 평가 방법.
    K ＝ γLG＋γGW－γLW
    단,
    K : 계수
    γLG : 상기 처리액과 상기 고화막 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γGW : 상기 고화막과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
    γLW : 상기 처리액과 상기 기판 사이의 계면에 있어서의 계면 자유 에너지
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 취득 공정에서는, 상기 기판의 표면의 상태에 따라, 상기 계수 (K) 를 취득하는 처리액 평가 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 계수 (K) 는,
    상기 기판의 표면이 소수성을 가질 때의 제 1 계수와,
    상기 기판의 표면이 친수성을 가질 때의 제 2 계수를 포함하고,
    상기 취득 공정에서는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수를 취득하고,
    상기 평가 공정에서는, 상기 제 1 계수와 상기 제 2 계수에 기초하여, 상기 처리액을 평가하는 처리액 평가 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 평가 공정에서는, 상기 계수 (K) 를 임계값 이하로 되게 하는 상기 처리액을, 제 1 클래스로 분류하고, 또한, 상기 계수 (K) 를 상기 임계값보다 크게 되게 하는 상기 처리액을, 제 2 클래스로 분류하는 처리액 평가 방법.
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