基板處理方法以及基板處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對基板進(jìn)行處理的基板處理方法以及基板處理裝置。成為處理對象的基板例如包括半導(dǎo)體晶片、液晶顯示裝置用基板、等離子體顯示器用基板、FED (FieldEmiss1n Display:場致發(fā)射顯示器)用基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
【背景技術(shù)】
[0002]日本特開2012-44144號公報公開了向在表面形成有圖案的基板供給藥液等處理液，然后使所述基板干燥的方法。在該方法中，為了一邊抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生一邊使基板干燥，將藥液、純水、溶劑、疏水化劑、以及溶劑依次向基板供給，然后使所述基板干燥。在該公報中，在基板的表面僅局部被疏水化的情況下，即使在使基板疏水化后使基板干燥，也無法抑制圖案倒塌。
[0003]圖案的高寬比(圖案的高度/圖案的寬度)越大，越容易發(fā)生圖案倒塌。為了防止圖案倒塌的發(fā)生，考慮有使圖案的側(cè)面整體疏水化的方法。但是，在該方法中，需要充分供給疏水化劑直到圖案的根部。在相鄰的2個圖案的間隔窄的情況下，2個圖案間的液體的上部比較容易被疏水化劑置換，但是不容易將該液體的底部置換為疏水化劑。因此，為了使疏水化劑遍及到圖案的根部，需要使疏水化劑的供給流量增加或使疏水化劑的供給時間增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于，一邊抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生一邊使基板干燥，并使疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方減少。
[0005]本發(fā)明的一實(shí)施方式提供一種基板處理方法，包括:
[0006]最大高度檢索工序，從多個最大高度中檢索與在應(yīng)處理的基板的表面上形成的圖案的寬度對應(yīng)的最大高度，多個最大高度分別是在圖案的某個特定的寬度下不會發(fā)生圖案倒塌的圖案的高度的最大值；
[0007]高度比較工序，判定在所述基板的表面上形成的所述圖案的高度是否大于在所述最大高度檢索工序中檢索到的所述最大高度；
[0008]疏水化工序，在所述圖案的高度大于所述最大高度的情況下，向所述基板供給疏水化劑，以便在所述圖案的側(cè)面中的除了從所述圖案的根部至所述最大高度為止的根部側(cè)區(qū)域以外的區(qū)域即頂端側(cè)區(qū)域整體形成疏水化區(qū)域，在所述圖案的側(cè)面中的所述根部側(cè)區(qū)域的至少一部分殘留非疏水化區(qū)域；
[0009]干燥前沖洗工序，在所述疏水化工序后，將表面張力比水的表面張力小的溶劑向所述基板供給，來將所述基板所保持的所述疏水化劑置換為所述溶劑；
[0010]干燥工序，在所述干燥前沖洗工序后，除去所述基板所保持的所述溶劑來使所述基板干燥。
[0011]圖案既可以是線狀的圖案，也可以是柱狀(cylinder)的圖案。在圖案為柱狀的情況下，圖案的寬度是指圖案的厚度。圖案的高度大于圖案的寬度。
[0012]當(dāng)在“在液體的表面和圖案的側(cè)面的產(chǎn)生的力的大小”與“所述邊界(力點(diǎn))至圖案的根部(作用點(diǎn))的距離”之積(力矩)增加時，容易發(fā)生圖案倒塌(參照圖7A)。在使在表面形成有圖案的基板干燥時，液體的表面從圖案的頂端向圖案的根部移動。在圖案的高度大的情況下，在液體的表面位于圖案的頂端附近時，由于從力點(diǎn)至作用點(diǎn)的距離大，所以比較大的力矩施加給圖案。但是，當(dāng)液體的表面移動到圖案的根部附近時，對圖案施加的力矩變小。因此，在使圖案的側(cè)面疏水化的情況下，如果比某個一定的高度更靠頂端側(cè)的頂端側(cè)區(qū)域被疏水化，即使從圖案的根部至該高度的根部側(cè)區(qū)域未被疏水化，也難以發(fā)生圖案倒塌。
[0013]根據(jù)該方法，預(yù)先針對大小分別不同的多個圖案的寬度測定不會發(fā)生圖案倒塌的圖案的高度的最大值(最大高度)。當(dāng)知道在應(yīng)處理的基板的表面上形成的圖案的寬度時，檢索與該寬度對應(yīng)的最大高度。并且，當(dāng)知道對應(yīng)的最大高度時，判定圖案的高度是否大于該最大高度。在圖案的高度大于最大高度的情況下，向基板供給使基板疏水化的疏水化劑。由此，在圖案的側(cè)面中的比最大高度更靠圖案的頂端側(cè)的頂端側(cè)區(qū)域整體形成疏水化區(qū)域，在圖案的側(cè)面中的從圖案的根部至最大高度為止的根部側(cè)區(qū)域的一部分或全部殘留非疏水化區(qū)域。也就是說，頂端側(cè)區(qū)域被疏水化，而根部側(cè)區(qū)域未被疏水化或僅部分被疏水化。
[0014]在將疏水化劑向基板供給后，將表面張力小于水的表面張力的溶劑向基板供給，基板所保持的疏水化劑被置換為溶劑。然后，溶劑被從基板除去，使基板干燥。此時，溶劑的液面從圖案的頂端向圖案的根部移動。如上所述，由于頂端側(cè)區(qū)域被疏水化，所以在溶劑的表面和圖案的側(cè)面的邊界位于該區(qū)域時，在所述邊界產(chǎn)生的力小，難以發(fā)生圖案倒塌。另夕卜，根部側(cè)區(qū)域雖然未被充分疏水化，但溶劑的表面和圖案的側(cè)面的邊界位于該區(qū)域時，從力點(diǎn)(所述邊界)至作用點(diǎn)(圖案的根部)的距離小，因此施加給圖案的力矩小。因此難以發(fā)生圖案倒塌。
[0015]這樣，在該方法中，由于使圖案的側(cè)面中的比最大高度更靠圖案的頂端側(cè)的頂端側(cè)區(qū)域整體疏水化，所以能夠抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生。進(jìn)而，由于在圖案的側(cè)面中的從圖案的根部至最大高度為止的根部側(cè)區(qū)域殘留非疏水化區(qū)域，所以與使圖案的整個側(cè)面疏水化的情況相比，能夠減少疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方。由此，能夠一邊抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生一邊使基板干燥，能夠減少疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方。
[0016]所述基板處理方法還可以包括加熱工序，該加熱工序與所述干燥前沖洗工序并行，對所述基板所保持的所述溶劑進(jìn)行加熱。
[0017]根據(jù)該方法，疏水化劑以及溶劑依次供給到基板上，基板所保持的溶劑被加熱。由于溶劑的溫度因加熱而上升，所以能夠有效地將疏水化劑置換為溶劑，能夠縮短從疏水化劑向溶劑的置換時間。進(jìn)而，在基板的干燥中促進(jìn)溶劑的蒸發(fā)，基板的干燥時間被縮短。進(jìn)而，由于促進(jìn)溶劑的蒸發(fā)，所以開始基板的干燥前的溶劑的膜厚減少。由此，由于應(yīng)從基板除去的溶劑的量減少，所以能夠進(jìn)一步縮短基板的干燥時間。而且，由于溶劑的表面張力因溫度的上升而下降，所以在基板的干燥中能夠進(jìn)一步減少施加給圖案的力。
[0018]所述疏水化工序可以包括:在所述圖案的高度大于所述最大高度的情況下，使向所述基板供給的所述疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方比在所述圖案的整個側(cè)面形成所述疏水化區(qū)域時的所述疏水化劑的供給流量以及供給時間減少的工序。
[0019]根據(jù)該方法，預(yù)先測定在圖案的整個側(cè)面形成疏水化區(qū)域的疏水化劑的供給流量以及供給時間。在圖案的高度大于最大高度的情況下，疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方比預(yù)先測定的疏水化劑的供給流量以及供給時間減少。相鄰的2個圖案間的液體通常從其上部開始被置換為疏水化劑。因此當(dāng)使供給流量以及供給時間中的至少一方減少時，在圖案的側(cè)面的頂端側(cè)部分形成疏水化區(qū)域，而另一方面，在圖案的側(cè)面的根部側(cè)部分殘留非疏水化區(qū)域。由此，能夠一邊抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生，一邊減少疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方。
[0020]所述疏水化工序還可以包括:在所述圖案為層疊膜且所述圖案的高度大于所述最大高度的情況下，將用于使構(gòu)成所述圖案的側(cè)面中的所述頂端側(cè)區(qū)域的至少一個膜疏水化的疏水化劑向所述基板供給的工序。
[0021]對圖案為三層結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說明。在圖案的上層膜、中間膜以及下層膜分別是Si含有膜、Si含有膜以及金屬膜，且最大高度在中間膜的范圍內(nèi)的情況下(參照圖10)，將用于使硅自身以及含有硅的化合物疏水化的硅類疏水化劑向基板供給，上層膜以及中間膜被疏水化。
[0022]在圖案的上層膜、中間膜以及下層膜分別是金屬膜、Si含有膜以及Si含有膜，且最大高度位于中間膜的范圍內(nèi)的情況下(參照圖11)，以在圖案的側(cè)面中的從圖案的根部至最大高度為止的根部側(cè)區(qū)域的至少一部分殘留非疏水化區(qū)域的方式，將硅類疏水化劑以規(guī)定的供給流量以及供給時間向基板供給，中間膜被疏水化。然后，將用于使金屬自身以及含有金屬的化合物疏水化的金屬類疏水化劑向基板供給，上層膜被疏水化。
[0023]這樣，根據(jù)該方法，根據(jù)構(gòu)成圖案的膜的種類，選擇疏水化劑的種類，將所選擇的種類的疏水化劑向基板供給。由此，在圖案的側(cè)面的頂端側(cè)部分形成疏水化區(qū)域，另一方面，在圖案的側(cè)面的根部側(cè)部分殘留非疏水化區(qū)域。因此能夠一邊抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生，一邊減少疏水化劑的供給流量以及供給時間中的至少一方。
[0024]所述基板處理方法還可以包括:在從所述疏水化工序結(jié)束起到所述干燥工序結(jié)束位置的期間，維持水不與所述基板接觸的狀態(tài)的非接觸工序。
[0025]根據(jù)該方法，在從結(jié)束向基板供給疏水化劑起到基板干燥結(jié)束為止的期間，不向基板供給水(純水等以水為主成分的液體)。因此，在該期間，維持水不與基板接觸的狀態(tài)。當(dāng)被用于使金屬膜疏水化的疏水化劑(金屬類疏水化劑)疏水化的基板與水接觸時，有時導(dǎo)致基板的疎水性大幅度降低。因此，即使在這樣疏水化劑供給到基板上的情況下，也能防止基板的疎水性大幅度下降。由此，能夠抑制或防止圖案倒塌的發(fā)生。
[0026]所述干燥前沖洗工序可以是將溫度比室溫高的所述溶劑向所述基板供給的工序。
[0027]在該情況下，在將疏水化劑向基板供給后，溫度比室溫高的溶劑供給到基板上。由于溶劑的溫度高于室溫，所以能夠有效地將疏水化劑置換為溶劑，能夠縮短從疏水化劑向溶劑的置換時間。進(jìn)而，在基板的干燥中促進(jìn)溶劑的蒸發(fā)，基板的干燥時間被縮短。進(jìn)而，由于促進(jìn)溶劑的蒸發(fā)，所以開始基板的干燥前的溶劑的膜厚減少。由此，由于應(yīng)從基板除去的溶劑的量減少，所以能夠進(jìn)一步縮短基板的干燥時間。而且，由于溶劑的表面張力因溫度的上升下降，所以能夠在基板的干燥中進(jìn)一步減少施加給圖案的力。
[0028]本發(fā)明的其他實(shí)施方式提供一種基板處理方法，包括:
[0029]確定圖案高度定的工序，該圖案高度是在應(yīng)處理的基板的表面形成的圖案的寬度下不發(fā)生圖案倒塌的高度；
[0030]疏水化工序，向所述基板供給疏水化劑，以便在所述圖案的側(cè)面中的除了從所述圖案的根部至所述最大高度為止的根部側(cè)區(qū)域以外的區(qū)域即頂端側(cè)區(qū)域整體形成疏水化區(qū)域，在所述圖案的側(cè)面中的所述根部側(cè)區(qū)域的至少一部分殘留非疏水化區(qū)域；
[0031]干燥前沖洗工序，在所述疏水化工序后，將表面張力比水的表面張力小的溶劑向所述基板供給，來將所述基板所保持的所述疏水化劑置換為所述溶劑；
[0032]干燥工序，在所述干燥前沖洗工序后，除去所述基板所保持的所述溶劑來使所述基板干燥。
[0033]所述圖案高度可以不是不會圖案倒塌的圖案的高度的最大值。也就是說，所述圖案高度既可以與所述最大高度相等，也可以與所述最大高度不同。
[0034]所述圖案可以是包括上層膜、中間膜以及下層膜的層疊圖案(例如三層結(jié)構(gòu)的圖案)。在確定所述圖案高度的工序中，可以將所述中間