基板处理方法以及基板处理系统与流程

本发明涉及一种在腔室内通过超临界状态的处理流体处理基板的技术，尤其涉及一种用超临界处理流体处理被液膜覆盖的基板的技术。

背景技术：

1、在半导体基板、显示装置用玻璃基板等各种基板的处理工序中包含通过各种处理流体处理基板的表面的工序。使用药液或者冲洗液等液体作为处理流体的处理从以往就广泛进行，但近年来使用超临界流体的处理也被实用化。尤其在表面形成有微细图案的基板的处理中，表面张力比液体低的超临界流体进入至图案的间隙的深处。因此，能够高效地进行处理，并且能够降低干燥时因表面张力引起的图案倒塌的发生风险。

2、例如，在专利文献1中记载了一种基板处理装置，其通过超临界流体置换附着于基板的液体来进行基板的干燥处理。更具体而言，在专利文献1中详细记载了使用二氧化碳作为超临界处理流体且使用ipa(isopropyl alcohol；异丙醇)作为置换的置换对象液的情况下的干燥处理的流程。在该技术中，为了防止基板表面的干燥，基板在盛满ipa的状态下被容纳于腔室，接下来腔室内充满处理流体而升压。在腔室内超过该处理流体的临界压力以及临界温度的状态被维持一定期间后，腔室内被减压，一系列处理结束。另外，在专利文献2中记载了同样的超临界干燥处理中的减压时的压力控制。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2020-191479号公报

6、专利文献2：日本特开2018-152479号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、为了使超临界干燥处理工艺更有效率，在各个过程即升压、超临界状态的维持、减压的各过程中，需要实现处理时间的缩短。关于超临界状态以及减压过程中的进行管理已在专利文献1、2中进行了详细研究，但并未详细记载从处理流体的导入到到达超临界状态为止的升压过程。

3、为了使升压过程良好且有效率地进行，需要通过处理流体高效地置换附着于基板的液体。然而，用于该目的的手段并未记载于专利文献1、2中。另外，若为了缩短处理时间而仅提高升压速度，则液体的置换不能充分进行而会残留于基板上，也有可能对之后的处理带来影响。

4、用于解决课题的手段

5、本发明鉴于上述课题而提出，其目的在于，提供一种在腔室内通过超临界状态的处理流体处理基板的技术，能够通过成为超临界状态前的处理流体良好地进行液体的置换。

6、本发明的一实施方式，一种基板处理方法，在腔室内通过超临界状态的处理流体处理基板，其中，所述基板处理方法具有以下工序：在保持为大致水平姿势的所述基板的表面形成由包含超精细气泡的液体所形成的液膜的工序；向容纳形成有所述液膜的所述基板的所述腔室内导入非超临界状态的所述处理流体，并对所述处理流体进行加压而使所述处理流体达到超临界状态，通过所述处理流体置换所述基板的表面的所述液体的工序；对所述腔室内进行减压，使变为超临界状态的所述处理流体气化而向所述腔室外排出的工序。

7、在此，本发明中提及的超精细气泡(以下有时简称为“ufb”)是指粒径为1μm以下的气泡，该气泡的粒径更优选为0.1μm以下。关于气泡的粒径，能够由该气泡的粒径分布中的中央值或者最大值而代表性地表示。关于形成气泡的气体，能够为与形成液膜的液体所包含的成分相同组成的气体或者从外部导入的不同组成的气体。

8、添加了ufb的液体具有以下那样的效果。首先，因微细的气泡崩解时的冲击使分子间力降低，从而液体的表面张力降低。由此，液体的流动性提高，且例如液体的传热性提高。另外，由于粒径小也会进入微小的间隙，具有使彼此附着的物质间剥离的作用。如此，ufb的添加具有改善液体的性状的效果。

9、这些作用也可以用于基板处理。即，能够提高液体对基板的清洗作用，尤其对表面形成有微细图案的基板而言，该效果是显著的。然而，如上述般的ufb的添加对液体的性状改善效果比较缓慢。因此，短时间的处理中未必能发挥高的效果。

10、在本发明中，由包含ufb的液体所形成的液膜来覆盖容纳于用于进行超临界处理的腔室的基板的表面。另外，通过将非超临界状态的处理流体导入腔室内并进行加压，从而最终处理流体达到超临界状态。此时，达到超临界状态的高压力也被施加至液体以及该液体所包含的ufb，ufb在液体中进一步收缩并在短时间内崩解。即，通过利用加压使ufb在液体中压碎，即使在短时间内也能够获得液体的表面张力降低、清洗作用的提高、传热性的提高等效果。

11、因此，在处理流体达到超临界状态的加压过程中，流动性提高的液体容易从基板表面脱离，从而促进处理流体所进行的置换。而且，此时能够去除残留附着于基板表面或者混入处理流体的杂质等。另外，气泡因加压而收缩并进入图案的内部，由此，上述效果对形成有微细图案的基板也有效。

12、如上述般，根据本发明，通过包含ufb的液体形成覆盖基板的液膜，并对该液膜进行加压，由此，能够在短时间内获得ufb对液体的性状改善效果。因此，也能够将包含ufb的液体合适地应用于基板处理。在超临界处理中，能够提高利用处理流体置换附着于基板的液体时的效率，并且能够提高液体的杂质去除效果，而且也能够缩短加压工序的所需时间。

13、另外，本发明的另一实施方式，一种基板处理系统，通过超临界状态的处理流体处理基板，其中，所述基板处理系统具有：液膜形成部，在保持为大致水平姿势的所述基板的表面形成由包含超精细气泡的液体所形成的液膜；腔室，容纳形成有所述液膜的所述基板；以及流体供给部，向所述腔室内供给非超临界状态的所述处理流体，对所述处理流体进行加压而使所述处理流体达到超临界状态。

14、在如此构成的发明中，在被搬运至用于使用超临界处理流体进行处理的腔室的基板形成由包含ufb的液体所形成的液膜。因此，根据上述原理，液体中的ufb被加压从而改善液体的性状，从而能够良好地进行处理流体对液体的置换以及之后的超临界处理。

15、发明效果

16、如以上般，在本发明中，将表面被含有ufb的液体覆盖的基板容纳于腔室内，向腔室内导入处理流体并进行加压而使所述处理流体达到超临界状态。因此，能够在短时间内获得基于ufb的液体的性状改善效果，并且能够良好地进行处理流体对液体的置换以及之后的超临界处理。

17、本发明的上述以及其他目的与新颖的特征将在参照说明书附图阅读下面的详细说明中变得更清楚。然而，附图仅用于解说，并不限定本发明的范围。

技术特征：

1.一种基板处理方法，在腔室内通过超临界状态的处理流体处理基板，其中，

2.如权利要求1所述的基板处理方法，其中，

3.如权利要求1所述的基板处理方法，其中，

4.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理方法，其中，

5.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法，其中，

6.一种基板处理系统，通过超临界状态的处理流体处理基板，其中，所述基板处理系统具有：

7.如权利要求6所述的基板处理系统，其中，

8.如权利要求6或7所述的基板处理系统，其中，

9.如权利要求8所述的基板处理系统，其中，

技术总结本发明的基板处理方法以及基板处理系统，在保持为大致水平姿势的基板的表面形成由包含超精细气泡的液体所形成的液膜，向容纳形成有液膜的基板的腔室内导入非超临界状态的处理流体，并对处理流体进行加压而使处理流体达到超临界状态，通过处理流体置换基板表面的液体，对腔室内进行减压，使变为超临界状态的处理流体气化而向腔室外排出。在腔室内通过超临界状态的处理流体处理基板的技术中，能够通过成为超临界状态前的处理流体良好地进行液体的置换。技术研发人员：墨周武,石津岳明,前田智明受保护的技术使用者：株式会社斯库林集团技术研发日：技术公布日：2024/9/29