JP7744156B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
Substrate processing method and substrate processing apparatusInfo
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Description
この発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。基板は、例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、有機EL(Electroluminescence)用基板、FPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板である。 This invention relates to a substrate processing method and substrate processing apparatus for processing substrates. Examples of substrates include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, organic electroluminescence (EL) substrates, flat panel display (FPD) substrates, optical display substrates, magnetic disk substrates, optical disk substrates, magneto-optical disk substrates, photomask substrates, and solar cell substrates.
特許文献1は、基板処理方法および基板処理装置を開示する。基板処理装置は、スピンベースと電動モータとノズルを備える。スピンベースは、基板を略水平姿勢で保持する。電動モータは、スピンベースを回転する。ノズルは、スピンベースに保持される基板に処理液を吐出する。処理液は、例えば、SC1である。SC1は、アンモニア水と過酸化水素水と脱イオン水の混合液である。 Patent Document 1 discloses a substrate processing method and a substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus includes a spin base, an electric motor, and a nozzle. The spin base holds a substrate in a substantially horizontal position. The electric motor rotates the spin base. The nozzle ejects a processing liquid onto the substrate held on the spin base. The processing liquid is, for example, SC1. SC1 is a mixture of ammonia water, hydrogen peroxide, and deionized water.
基板処理方法は、SC1供給工程を備える。SC1供給工程では、電動モータはスピンベースに保持される基板を回転させ、ノズルは基板にSC1を吐出する。これにより、SC1は基板に供給される。 The substrate processing method includes an SC1 supplying process. In the SC1 supplying process, an electric motor rotates a substrate held on a spin base, and a nozzle ejects SC1 onto the substrate. This causes SC1 to be supplied to the substrate.
従来の基板処理方法および基板処理装置であっても、基板を適切に処理できない場合があった。例えば、基板が基板の上面に形成されるパターンを有する場合、従来の基板処理方法および基板処理装置であっても、パターンが倒壊する場合があった。例えば、パターンが微細であるとき、従来の基板処理方法および基板処理装置であっても、パターンの倒壊を十分に抑制できない場合があった。 Even with conventional substrate processing methods and substrate processing apparatuses, there are cases where a substrate cannot be processed properly. For example, when a substrate has a pattern formed on its upper surface, even with conventional substrate processing methods and substrate processing apparatuses, the pattern may collapse. For example, when the pattern is fine, even with conventional substrate processing methods and substrate processing apparatuses, there are cases where the collapse of the pattern cannot be sufficiently prevented.
また、従来の基板処理方法および基板処理装置は、基板を回転させ、ノズルから基板に処理液を吐出する。このとき、基板に吐出された処理液の一部は、基板上からあふれてしまう。そのため、基板を処理するために多量の処理液を基板に供給する必要があった。その結果、従来方法および従来装置では、処理液の使用量は比較的に多かった。 Furthermore, conventional substrate processing methods and substrate processing apparatuses rotate the substrate and eject processing liquid onto the substrate from a nozzle. At this time, some of the processing liquid ejected onto the substrate overflows onto the substrate. This requires supplying a large amount of processing liquid to the substrate in order to process the substrate. As a result, conventional methods and apparatuses use a relatively large amount of processing liquid.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板を適切に処理できる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a substrate processing method and substrate processing apparatus that can process substrates appropriately.
本発明は、これらの知見に基づいて、さらに鋭意検討することによって得られたものであり、次のような構成をとる。すなわち、本発明は、基板を処理する基板処理方法であって、筐体内において基板を略水平姿勢で載置する載置工程と、前記筐体に第1処理ガスを供給する第1供給工程と、前記第1処理ガスを凝華させて、基板の上面を覆う第1固体膜を形成する凝華工程と、前記第1固体膜を融解させて、基板の前記上面を覆う液膜を形成する融解工程と、を備える基板処理方法である。 The present invention was developed through further intensive research based on these findings and has the following configuration. Specifically, the present invention is a substrate processing method for processing a substrate, comprising: a loading step of loading the substrate in a substantially horizontal position within a housing; a first supply step of supplying a first processing gas to the housing; a sublimation step of sublimating the first processing gas to form a first solid film that covers the upper surface of the substrate; and a melting step of melting the first solid film to form a liquid film that covers the upper surface of the substrate.
基板処理方法は、載置工程と第1供給工程を備える。載置工程では、筐体内において、基板は略水平姿勢で載置される。第1供給工程は、第1処理ガスを筐体に供給する。このため、載置工程および第1供給工程では、基板の上面は、気体と液体の間に形成される界面と接しない。以下では、気体と液体の間に形成される界面を、適宜に「気液界面」と呼ぶ。 The substrate processing method includes a placing step and a first supplying step. In the placing step, the substrate is placed in a substantially horizontal position within the housing. In the first supplying step, a first processing gas is supplied to the housing. Therefore, in the placing step and the first supplying step, the upper surface of the substrate does not come into contact with the interface formed between the gas and the liquid. Hereinafter, the interface formed between the gas and the liquid will be referred to as the "gas-liquid interface" as appropriate.
基板処理方法は、凝華工程を備える。凝華工程では、第1処理ガスは筐体内において凝華する。凝華工程では、第1処理ガスは、液体を経ずに、第1固体膜に変わる。第1固体膜は、基板の上面を覆う。したがって、凝華工程では、基板の上面は気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a sublimation process. In the sublimation process, a first process gas sublimes within the enclosure. In the sublimation process, the first process gas turns into a first solid film without passing through a liquid state. The first solid film covers the upper surface of the substrate. Therefore, in the sublimation process, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
基板処理方法は、融解工程を備える。融解工程では、第1固体膜は融解する。融解工程では、第1固体膜は液膜に変わる。液膜は、基板の上面を覆う。上述の通り、第1固体膜は、基板の上面を覆う。したがって、融解工程では、基板の上面は気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a melting process. In the melting process, the first solid film melts. In the melting process, the first solid film is transformed into a liquid film. The liquid film covers the upper surface of the substrate. As described above, the first solid film covers the upper surface of the substrate. Therefore, in the melting process, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
まとめると、載置工程と第1供給工程と凝華工程と融解工程では、基板の上面は気液界面と接しない。よって、基板処理方法は、基板の上面を保護しつつ、基板の上面に液膜を形成できる。したがって、基板処理方法は、基板を適切に処理できる。 In summary, during the placing process, first supply process, sublimation process, and melting process, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface. Therefore, the substrate processing method can form a liquid film on the upper surface of the substrate while protecting the upper surface of the substrate. Therefore, the substrate processing method can process the substrate appropriately.
さらに、基板処理方法は、第1処理ガスを凝華させて基板の上面を覆う第1固体膜を形成した後、第1固体膜を融解させて基板の上面を覆う液膜を形成する。このため、基板上から処理液があふれることを好適に抑制できる。すなわち、処理液のロスを好適に抑えることができる。よって、基板処理方法は、より少ない処理液で、液膜を効率良く形成できる。すなわち、基板処理方法は、基板を少量の処理液で処理できる。その結果、基板処理方法では、処理液の使用量は比較的に少ない。例えば、基板処理方法における処理液の使用量は、従来方法における処理液の使用量よりも少ない。 Furthermore, the substrate processing method sublimates the first processing gas to form a first solid film that covers the upper surface of the substrate, and then melts the first solid film to form a liquid film that covers the upper surface of the substrate. This effectively prevents the processing liquid from overflowing from the substrate. In other words, loss of processing liquid can be effectively reduced. Therefore, the substrate processing method can efficiently form a liquid film using less processing liquid. In other words, the substrate processing method can process substrates with a small amount of processing liquid. As a result, the substrate processing method uses a relatively small amount of processing liquid. For example, the substrate processing method uses less processing liquid than conventional methods.
上述の基板処理方法において、前記凝華工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第1処理ガスが凝華可能な圧力に保った状態で、前記第1処理ガスを冷却し、前記融解工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第1固体膜が融解可能な圧力に保った状態で、前記第1固体膜を加熱することが好ましい。凝華工程は、筐体内の気体の圧力を第1処理ガスが凝華可能な圧力に保つ。このため、第1処理ガスが凝縮することを、凝華工程は好適に抑制できる。凝華工程は、第1処理ガスを冷却する。このため、凝華工程では、第1処理ガスは好適に凝華する。融解工程は、筐体内の気体の圧力を第1固体膜が融解可能な圧力に保つ。このため、第1固体膜が昇華することを、融解工程は好適に抑制できる。融解工程は、第1固体膜を加熱する。このため、融解工程では、第1固体膜は好適に融解する。 In the above-described substrate processing method, the sublimation process preferably cools the first process gas while maintaining the gas pressure within the housing at a pressure at which the first process gas can sublimate, and the melting process preferably heats the first solid film while maintaining the gas pressure within the housing at a pressure at which the first solid film can melt. The sublimation process maintains the gas pressure within the housing at a pressure at which the first process gas can sublimate. This effectively prevents the first process gas from condensing. The sublimation process cools the first process gas, which effectively sublimates the first process gas during the sublimation process. The melting process maintains the gas pressure within the housing at a pressure at which the first solid film can melt. This effectively prevents the first solid film from sublimating. The melting process heats the first solid film, which effectively melts the first solid film during the melting process.
上述の基板処理方法において、前記凝華工程は、前記第1処理ガスが基板の前記上面上に凝華する温度まで、基板を冷却し、前記融解工程は、前記第1固体膜が融解する温度まで、前記基板を加熱することが好ましい。凝華工程は、基板を介して第1処理ガスを冷却する。凝華工程では、基板の上面は第1処理ガスと接する。よって、凝華工程は、第1固体膜を基板の上面上に効率良く形成できる。凝華工程は、第1処理ガスが基板の上面上に凝華する温度まで、基板を冷却する。よって、凝華工程は、第1処理ガスを第1固体膜に好適に凝華できる。融解工程は、基板を介して第1固体膜を加熱する。融解工程では、基板の上面は第1固体膜と接する。よって、融解工程は、液膜を効率良く形成できる。融解工程は、第1固体膜が融解する温度まで、基板を加熱する。よって、融解工程は、第1固体膜を液膜に好適に融解できる。 In the above-described substrate processing method, it is preferable that the sublimation process cools the substrate to a temperature at which the first process gas sublimes on the upper surface of the substrate, and the melting process heats the substrate to a temperature at which the first solid film melts. The sublimation process cools the first process gas via the substrate. In the sublimation process, the upper surface of the substrate comes into contact with the first process gas. Therefore, the sublimation process can efficiently form the first solid film on the upper surface of the substrate. The sublimation process cools the substrate to a temperature at which the first process gas sublimes on the upper surface of the substrate. Therefore, the sublimation process can efficiently sublimate the first process gas into the first solid film. The melting process heats the first solid film via the substrate. In the melting process, the upper surface of the substrate comes into contact with the first solid film. Therefore, the melting process can efficiently form a liquid film. The melting process heats the substrate to a temperature at which the first solid film melts. Therefore, the melting process can effectively melt the first solid film into a liquid film.
上述の基板処理方法において、前記第1処理ガスは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかを含むことが好ましい。上述の通り、液膜は、第1処理ガスに由来する。よって、液膜は、水、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、および、過酸化水素の少なくともいずれかを含む。したがって、液膜は基板を適切に処理できる。 In the above-described substrate processing method, the first processing gas preferably contains at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas. As described above, the liquid film is derived from the first processing gas. Therefore, the liquid film contains at least one of water, ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, and hydrogen peroxide. Therefore, the liquid film can properly process the substrate.
上述の基板処理方法において、前記第1処理ガスは、水蒸気であり、前記凝華工程では、前記筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも小さく、前記融解工程では、前記筐体内の前記気体の圧力は前記水の三重点の圧力よりも大きいことが好ましい。凝華工程では、筐体内の気体の圧力が水の三重点の圧力よりも小さい。よって、凝華工程では、水蒸気が凝縮することを好適に抑制できる。融解工程では、筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも大きい。よって、融解工程では、第1固体膜が昇華することを好適に抑制できる。 In the above-described substrate processing method, it is preferable that the first processing gas is water vapor, and that in the sublimation process, the gas pressure within the housing is lower than the pressure of the triple point of water, and that in the melting process, the gas pressure within the housing is higher than the pressure of the triple point of water. In the sublimation process, the gas pressure within the housing is lower than the pressure of the triple point of water. Therefore, in the sublimation process, condensation of water vapor can be suitably suppressed. In the melting process, the gas pressure within the housing is higher than the pressure of the triple point of water. Therefore, in the melting process, sublimation of the first solid film can be suitably suppressed.
上述の基板処理方法において、前記液膜を凝固させて、基板の前記上面上に第2固体膜を形成する凝固工程と、前記第2固体膜を昇華させる昇華工程と、を備えることが好ましい。 The above-described substrate processing method preferably includes a solidification step in which the liquid film is solidified to form a second solid film on the upper surface of the substrate, and a sublimation step in which the second solid film is sublimated.
基板処理方法は、凝固工程を備える。凝固工程では、液膜は凝固する。凝固工程では、液膜は第2固体膜に変わる。第2固体膜は基板の上面上に形成される。上述の通り、融解工程で形成される液膜は、基板の上面を覆う。したがって、凝固工程では、基板の上面は気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a solidification process. In the solidification process, the liquid film solidifies. In the solidification process, the liquid film transforms into a second solid film. The second solid film is formed on the upper surface of the substrate. As described above, the liquid film formed in the melting process covers the upper surface of the substrate. Therefore, in the solidification process, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
基板処理方法は、昇華工程を備える。昇華工程では、第2固体膜は昇華する。昇華工程では、第2固体膜は、液体を経ずに、基板から去る。したがって、昇華工程では、基板の上面は気液界面と接しない。第2固体膜が昇華することによって、基板Wは乾燥される。 The substrate processing method includes a sublimation process. In the sublimation process, the second solid film sublimes. In the sublimation process, the second solid film leaves the substrate without passing through a liquid. Therefore, in the sublimation process, the top surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface. The substrate W is dried as the second solid film sublimes.
まとめると、凝固工程と昇華工程では、基板の上面は気液界面と接しない。よって、基板処理方法によれば、基板の上面を好適に保護しつつ、基板を乾燥できる。したがって、基板処理方法は、基板を一層適切に処理できる。 In summary, during the solidification and sublimation processes, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface. Therefore, the substrate processing method can dry the substrate while adequately protecting the upper surface of the substrate. Therefore, the substrate processing method can process the substrate more appropriately.
上述の基板処理方法において、前記凝固工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記液膜が凝固可能な圧力に保った状態で、前記液膜を冷却し、前記昇華工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第2固体膜が昇華可能な圧力に保った状態で、前記第2固体膜を加熱することが好ましい。凝固工程は、筐体内の気体の圧力を液膜が凝固可能な圧力に保つ。このため、液膜が蒸発することを、凝固工程は好適に抑制できる。凝固工程は、液膜を冷却する。このため、凝固工程では、液膜は好適に凝固する。昇華工程は、筐体内の気体の圧力を第2固体膜が昇華可能な圧力に保つ。このため、第2固体膜が融解することを、昇華工程は好適に抑制できる。昇華工程は、第2固体膜を加熱する。このため、昇華工程では、第2固体膜は好適に昇華する。 In the above-described substrate processing method, it is preferable that the solidification process cools the liquid film while maintaining the gas pressure within the housing at a pressure at which the liquid film can solidify, and that the sublimation process heats the second solid film while maintaining the gas pressure within the housing at a pressure at which the second solid film can sublimate. The solidification process maintains the gas pressure within the housing at a pressure at which the liquid film can solidify. Therefore, the solidification process can effectively prevent the liquid film from evaporating. The solidification process cools the liquid film. Therefore, the liquid film effectively solidifies in the solidification process. The sublimation process maintains the gas pressure within the housing at a pressure at which the second solid film can sublimate. Therefore, the sublimation process can effectively prevent the second solid film from melting. The sublimation process heats the second solid film. Therefore, the second solid film effectively sublimates in the sublimation process.
上述の基板処理方法において、前記凝固工程は、前記液膜が凝固する温度まで、基板を冷却し、前記昇華工程は、前記第2固体膜が昇華する温度まで、基板を加熱することが好ましい。凝固工程は、基板を介して液膜を冷却する。凝固工程では、基板の上面は液膜と接する。よって、凝固工程は、第2固体膜を効率良く形成できる。凝固工程は、液膜が凝固する温度まで、基板を冷却する。よって、凝固工程は、液膜を好適に凝固できる。昇華工程は、基板を介して第2固体膜は加熱する。昇華工程では、基板の上面は第2固体膜と接する。よって、昇華工程は、第2固体膜を効率良く昇華する。昇華工程は、第2固体膜が昇華する温度まで、基板を加熱する。よって、昇華工程は、第2固体膜を好適に昇華できる。 In the above-described substrate processing method, it is preferable that the solidification process cools the substrate to a temperature at which the liquid film solidifies, and the sublimation process heats the substrate to a temperature at which the second solid film sublimes. The solidification process cools the liquid film via the substrate. In the solidification process, the upper surface of the substrate comes into contact with the liquid film. Therefore, the solidification process can efficiently form the second solid film. The solidification process cools the substrate to a temperature at which the liquid film solidifies. Therefore, the solidification process can efficiently solidify the liquid film. The sublimation process heats the second solid film via the substrate. In the sublimation process, the upper surface of the substrate comes into contact with the second solid film. Therefore, the sublimation process can efficiently sublimate the second solid film. The sublimation process heats the substrate to a temperature at which the second solid film sublimes. Therefore, the sublimation process can efficiently sublimate the second solid film.
上述の基板処理方法において、前記昇華工程は、前記筐体内の気体を筐体の外部に排出することが好ましい。昇華工程では、第2固体膜は一層好適に昇華する。 In the above-described substrate processing method, the sublimation step preferably involves discharging the gas inside the housing to the outside of the housing. This ensures that the second solid film is sublimated more efficiently during the sublimation step.
上述の基板処理方法において、前記第1処理ガスは、水蒸気であり、前記凝固工程では、前記筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも大きく、前記昇華工程では、前記筐体内の気体の圧力は前記水の三重点の圧力よりも小さいことが好ましい。凝固工程では、筐体内の気体の圧力が水の三重点の圧力よりも大きい。よって、凝固工程では、液膜が蒸発することを好適に抑制できる。昇華工程では、筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも小さい。よって、昇華工程では、第2固体膜が融解することを好適に抑制できる。 In the above-described substrate processing method, the first processing gas is preferably water vapor, and the gas pressure within the housing is preferably greater than the pressure at the triple point of water during the solidification process, and less than the pressure at the triple point of water during the sublimation process. During the solidification process, the gas pressure within the housing is greater than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the solidification process, evaporation of the liquid film can be effectively suppressed. During the sublimation process, the gas pressure within the housing is less than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the sublimation process, melting of the second solid film can be effectively suppressed.
上述の基板処理方法において、前記筐体に第2処理ガスを供給する第2供給工程と、を備え、前記液膜は、前記第2処理ガスを溶解することが好ましい。第2供給工程では、第2処理ガスを供給する。このため、第2供給工程では、基板の上面は気液界面と接しない。 The above-described substrate processing method preferably includes a second supply step of supplying a second process gas to the housing, and the liquid film preferably dissolves the second process gas. The second process gas is supplied in the second supply step. Therefore, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface in the second supply step.
液膜は、第2処理ガスを溶解する。よって、液膜は基板を一層適切に処理できる。 The liquid film dissolves the second process gas, allowing the liquid film to process the substrate more effectively.
上述の基板処理方法において、前記第2処理ガスは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかを含むことが好ましい。液膜が第2処理ガスを溶解した後、液膜は、水、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、および、過酸化水素の少なくともいずれかを含む。よって、液膜は基板を一層適切に処理できる。 In the above-described substrate processing method, the second processing gas preferably contains at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas. After the second processing gas is dissolved in the liquid film, the liquid film contains at least one of water, ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, and hydrogen peroxide. This allows the liquid film to process the substrate more appropriately.
上述の基板処理方法において、前記第2固体膜を帯電させる帯電工程と、を備えることが好ましい。第2固体膜を帯電させることによって、第2固体膜に含まれるパーティクルも容易に帯電させることができる。よって、第2固体膜に含まれるパーティクルを好適に除去できる。 The above-described substrate processing method preferably includes a charging step of charging the second solid film. By charging the second solid film, particles contained in the second solid film can also be easily charged. Therefore, particles contained in the second solid film can be effectively removed.
上述の基板処理方法において、帯電したパーティクルを収集する収集工程と、を備えることが好ましい。収集工程は、帯電したパーティクルを基板から好適に除去できる。 The above-described substrate processing method preferably includes a collection step of collecting charged particles. The collection step can effectively remove charged particles from the substrate.
上述の基板処理方法において、基板は、基板の前記上面に形成されるパターンを有することが好ましい。基板処理方法は、パターンを保護しつつ、基板を適切に処理できる。 In the above-described substrate processing method, the substrate preferably has a pattern formed on the upper surface of the substrate. The substrate processing method can appropriately process the substrate while protecting the pattern.
本発明は、基板処理装置であって、密閉可能な筐体と、前記筐体内に設置され、基板を略水平姿勢で載置する基板載置部と、前記筐体内に第1処理ガスを供給する第1供給部と、前記筐体内の気体の圧力を調整する圧力調整部と、前記基板載置部に載置される基板の温度を調整する温度調整部と、前記第1供給部と前記圧力調整部と前記温度調整部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1供給部から前記筐体に前記第1処理ガスを供給させ、前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、第1処理ガスを凝華させて、前記基板載置部に載置される基板の上面を覆う第1固体膜を形成し、前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記第1固体膜を融解させて、前記基板載置部に載置される基板の前記上面を覆う液膜を形成する基板処理装置である。 The present invention is a substrate processing apparatus comprising: a sealable housing; a substrate mounting section installed within the housing for mounting a substrate in a substantially horizontal position; a first supply section for supplying a first process gas into the housing; a pressure adjustment section for adjusting the pressure of the gas within the housing; a temperature adjustment section for adjusting the temperature of a substrate mounted on the substrate mounting section; and a control section for controlling the first supply section, the pressure adjustment section, and the temperature adjustment section. The control section supplies the first process gas from the first supply section to the housing, controls the pressure adjustment section and the temperature adjustment section to sublimate the first process gas and form a first solid film that covers the upper surface of the substrate mounted on the substrate mounting section, and controls the pressure adjustment section and the temperature adjustment section to melt the first solid film and form a liquid film that covers the upper surface of the substrate mounted on the substrate mounting section.
筐体は、密閉可能である。このため、圧力調整部は、筐体内の気体の圧力を好適に調整できる。 The housing is hermetically sealable. This allows the pressure adjustment unit to optimally adjust the gas pressure inside the housing.
制御部は、第1供給部を制御する。第1供給部は、第1処理ガスを筐体に供給する。第1供給部が第1処理ガスを筐体に供給するとき、基板の上面は気液界面と接しない。 The control unit controls the first supply unit. The first supply unit supplies a first process gas to the housing. When the first supply unit supplies the first process gas to the housing, the top surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
制御部は、圧力調整部と温度調整部を制御する。具体的には、圧力調整部は筐体内の気体の圧力を調整し、かつ、温度調整部は基板載置部に載置される基板の温度を調整する。これにより、第1処理ガスは凝華し、第1固体膜が形成される。すなわち、第1処理ガスは、液体を経ずに、第1固体膜に変わる。第1固体膜は、基板載置部に載置される基板の上面を覆う。よって、第1処理ガスが第1固体膜に変わるとき、基板の上面は気液界面と接しない。 The control unit controls the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit. Specifically, the pressure adjustment unit adjusts the pressure of the gas inside the housing, and the temperature adjustment unit adjusts the temperature of the substrate placed on the substrate placement unit. This causes the first process gas to sublimate and form a first solid film. In other words, the first process gas turns into the first solid film without passing through a liquid state. The first solid film covers the top surface of the substrate placed on the substrate placement unit. Therefore, when the first process gas turns into the first solid film, the top surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
制御部は、圧力調整部と温度調整部を制御する。これにより、第1固体膜は融解し、液膜が形成される。すなわち、第1固体膜は液膜に変わる。液膜は、基板載置部に載置される基板の上面を覆う。よって、第1固体膜が液膜に変わるとき、基板の上面は気液界面と接しない。 The control unit controls the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit. This causes the first solid film to melt and form a liquid film. In other words, the first solid film changes into a liquid film. The liquid film covers the top surface of the substrate placed on the substrate placement unit. Therefore, when the first solid film changes into a liquid film, the top surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
まとめると、第1処理ガスを筐体に供給し、第1処理ガスを凝華させ、かつ、第1固体膜を融解させるように、制御部は第1供給部と圧力調整部と温度調整部を制御する。このため、基板処理装置は、基板の上面が気液界面と接することなく、基板の上面上に液膜を形成できる。よって、基板処理装置は、基板の上面を保護しつつ、基板の上面に処理液を供給できる。したがって、基板処理装置は、基板を適切に処理できる。 In summary, the control unit controls the first supply unit, pressure adjustment unit, and temperature adjustment unit to supply the first process gas to the housing, sublimate the first process gas, and melt the first solid film. This allows the substrate processing apparatus to form a liquid film on the upper surface of the substrate without the upper surface of the substrate coming into contact with the gas-liquid interface. This allows the substrate processing apparatus to supply the process liquid to the upper surface of the substrate while protecting the upper surface of the substrate. This allows the substrate processing apparatus to process the substrate appropriately.
さらに、基板処理装置は、第1処理ガスを凝華させて基板の上面を覆う第1固体膜を形成し、第1固体膜を融解させて基板の上面を覆う液膜を形成する。このため、基板上から処理液があふれることを好適に抑制できる。すなわち、処理液のロスを好適に抑えることができる。よって、基板処理装置は、より少ない処理液で、液膜を効率良く形成できる。すなわち、基板処理装置は、基板を少量の処理液で処理できる。その結果、基板処理装置では、処理液の使用量は比較的に少ない。例えば、基板処理装置における処理液の使用量は、従来装置における処理液の使用量よりも少ない。 Furthermore, the substrate processing apparatus sublimes the first processing gas to form a first solid film that covers the upper surface of the substrate, and then melts the first solid film to form a liquid film that covers the upper surface of the substrate. This effectively prevents the processing liquid from overflowing from the substrate. In other words, loss of processing liquid can be effectively reduced. Therefore, the substrate processing apparatus can efficiently form a liquid film using less processing liquid. In other words, the substrate processing apparatus can process substrates with a small amount of processing liquid. As a result, the substrate processing apparatus uses a relatively small amount of processing liquid. For example, the amount of processing liquid used in the substrate processing apparatus is less than the amount of processing liquid used in conventional apparatuses.
上述した基板処理装置において、前記制御部は、前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記液膜を凝固させて、前記基板載置部に載置される基板の前記上面上に第2固体膜を形成し、前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記第2固体膜を昇華させることが好ましい。 In the above-described substrate processing apparatus, it is preferable that the control unit solidifies the liquid film by controlling the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit to form a second solid film on the upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit, and sublimates the second solid film by controlling the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit.
制御部は、圧力調整部と温度調整部を制御する。これにより、液膜は凝固し、第2固体膜が形成される。すなわち、液膜は第2固体膜に変わる。第2固体膜は、基板載置部に載置される基板の上面上に形成される。上述の通り、液膜は、基板載置部に載置される基板の上面を覆う。よって、液膜が第2固体膜に変わるとき、基板の上面は気液界面と接しない。 The control unit controls the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit. This causes the liquid film to solidify and form a second solid film. In other words, the liquid film changes into a second solid film. The second solid film is formed on the upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit. As described above, the liquid film covers the upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit. Therefore, when the liquid film changes into a second solid film, the upper surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
制御部は、圧力調整部と温度調整部を制御する。これにより、第2固体膜は昇華する。すなわち、第2固体膜は、液体を経ずに、気体に変わる。よって、第2固体膜が昇華するとき、基板の上面は気液界面と接しない。 The control unit controls the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit, which causes the second solid film to sublimate. That is, the second solid film turns into a gas without first becoming a liquid. Therefore, when the second solid film sublimates, the top surface of the substrate does not come into contact with the gas-liquid interface.
まとめると、液膜を凝固させ、かつ、第2固体膜を昇華させるように、制御部は圧力調整部と温度調整部を制御する。このため、基板処理装置は、基板の上面が気液界面と接することなく、基板の上面から第2固体膜を除去できる。よって、基板処理装置は、基板の上面を保護しつつ、基板を乾燥できる。したがって、基板処理装置は、基板を一層適切に処理できる。 In summary, the control unit controls the pressure adjustment unit and the temperature adjustment unit so as to solidify the liquid film and sublimate the second solid film. This allows the substrate processing apparatus to remove the second solid film from the top surface of the substrate without the top surface of the substrate coming into contact with the gas-liquid interface. This allows the substrate processing apparatus to dry the substrate while protecting the top surface of the substrate. This allows the substrate processing apparatus to process the substrate more appropriately.
上述した基板処理装置において、前記筐体に第2処理ガスを供給する第2供給部と、を備え、前記制御部は、前記第2供給部を制御することによって、前記筐体内に前記第2処理ガスを供給し、前記液膜に前記第2処理ガスを溶解させることが好ましい。制御部は、第2供給部を制御する。第2供給部は、第2処理ガスを筐体に供給する。第2処理ガスは液膜に溶解される。このように、基板処理装置は、基板の上面が気液界面と接することなく、液膜の成分を調整できる。よって、基板処理装置は、基板の上面を保護しつつ、基板を一層適切に処理できる。 The substrate processing apparatus described above preferably further comprises a second supply unit that supplies a second process gas to the housing, and the control unit controls the second supply unit to supply the second process gas into the housing and dissolve the second process gas in the liquid film. The control unit controls the second supply unit. The second supply unit supplies the second process gas to the housing. The second process gas is dissolved in the liquid film. In this way, the substrate processing apparatus can adjust the composition of the liquid film without the upper surface of the substrate coming into contact with the gas-liquid interface. Therefore, the substrate processing apparatus can process the substrate more appropriately while protecting the upper surface of the substrate.
上述した基板処理装置において、前記筐体内に電子を放射する電子放射部と、を備えることが好ましい。電子放射部は、第2固体膜を好適に帯電させることができる。 The above-described substrate processing apparatus preferably includes an electron emitter that emits electrons into the housing. The electron emitter can suitably charge the second solid film.
上述した基板処理装置において、前記筐体内に設置され、正電圧が印加される電極と、を備えることが好ましい。電極は、負に帯電したパーティクルを好適に収集できる。 The above-described substrate processing apparatus preferably further comprises an electrode installed within the housing and to which a positive voltage is applied. The electrode can effectively collect negatively charged particles.
本発明の基板処理方法および基板処理装置によれば、基板を適切に処理できる。 The substrate processing method and substrate processing apparatus of the present invention allow substrates to be processed appropriately.
以下、図面を参照して本発明の基板処理方法および基板処理装置を説明する。 The substrate processing method and substrate processing apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<1.基板処理装置の概要>
図1は、実施形態の基板処理装置の内部を示す平面図である。基板処理装置1は、基板Wに処理を行う。基板処理装置1が基板に行う処理は、例えば、液処理である。液処理は、基板Wに処理液を供給する。
<1. Overview of the substrate processing apparatus>
1 is a plan view showing the inside of a substrate processing apparatus according to an embodiment. The substrate processing apparatus 1 processes substrates W. The processing performed by the substrate processing apparatus 1 on the substrates is, for example, liquid processing. In the liquid processing, a processing liquid is supplied to the substrates W.
基板Wは、例えば、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、有機EL(Electroluminescence)用基板、FPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板である。基板Wは、薄い平板形状を有する。基板Wは、平面視で略円形状を有する。 Substrate W is, for example, a semiconductor wafer, a liquid crystal display substrate, an organic electroluminescence (EL) substrate, an FPD (flat panel display) substrate, an optical display substrate, a magnetic disk substrate, an optical disk substrate, a magneto-optical disk substrate, a photomask substrate, or a solar cell substrate. Substrate W has a thin, flat plate shape. Substrate W has a roughly circular shape in a plan view.
基板処理装置1は、インデクサ部3と処理ブロック7を備える。処理ブロック7はインデクサ部3に接続される。インデクサ部3は、処理ブロック7に基板Wを供給する。処理ブロック7は、基板Wに処理を行う。インデクサ部3は、処理ブロック7から基板Wを回収する。 The substrate processing apparatus 1 includes an indexer unit 3 and a processing block 7. The processing block 7 is connected to the indexer unit 3. The indexer unit 3 supplies substrates W to the processing block 7. The processing block 7 processes the substrates W. The indexer unit 3 retrieves the substrates W from the processing block 7.
本明細書では、便宜上、インデクサ部3と処理ブロック7が並ぶ方向を、「前後方向X」と呼ぶ。前後方向Xは水平である。前後方向Xのうち、処理ブロック7からインデクサ部3に向かう方向を「前方」と呼ぶ。前方と反対の方向を「後方」と呼ぶ。前後方向Xと直交する水平方向を、「幅方向Y」と呼ぶ。「幅方向Y」の一方向を適宜に「右方」と呼ぶ。右方とは反対の方向を「左方」と呼ぶ。水平方向に対して垂直な方向を「鉛直方向Z」と呼ぶ。各図では、参考として、前、後、右、左、上、下を適宜に示す。 For convenience, in this specification, the direction in which the indexer unit 3 and processing block 7 are aligned is referred to as the "front-rear direction X." The front-rear direction X is horizontal. Within the front-rear direction X, the direction from the processing block 7 toward the indexer unit 3 is referred to as the "front." The direction opposite to the front is referred to as the "rear." The horizontal direction perpendicular to the front-rear direction X is referred to as the "width direction Y." One direction in the "width direction Y" is referred to as the "right" as appropriate. The direction opposite to the right is referred to as the "left." The direction perpendicular to the horizontal direction is referred to as the "vertical direction Z." For reference, front, rear, right, left, top, and bottom are indicated in each figure as appropriate.
インデクサ部3は、複数(例えば、4つ)のキャリア載置部4を備える。各キャリア載置部4はそれぞれ、1つのキャリアCを載置する。キャリアCは、複数枚の基板Wを収容する。キャリアCは、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard Mechanical Interface)、OC(Open Cassette)である。 The indexer unit 3 has multiple (e.g., four) carrier placement units 4. Each carrier placement unit 4 places one carrier C. Each carrier C accommodates multiple substrates W. The carrier C may be, for example, a FOUP (Front Opening Unified Pod), a SMIF (Standard Mechanical Interface), or an OC (Open Cassette).
インデクサ部3は、搬送機構5を備える。搬送機構5は、キャリア載置部4の後方に配置される。搬送機構5は、基板Wを搬送する。搬送機構5は、キャリア載置部4に載置されるキャリアCにアクセス可能である。搬送機構5はハンド5aとハンド駆動部5bを備える。ハンド5aは、基板Wを支持する。ハンド駆動部5bは、ハンド5aに連結される。ハンド駆動部5bは、ハンド5aを移動させる。ハンド駆動部5bは、例えば、前後方向X、幅方向Yおよび鉛直方向Zにハンド5aを移動させる。ハンド駆動部5bは、例えば、水平面内においてハンド5aを回転させる。 The indexer unit 3 includes a transport mechanism 5. The transport mechanism 5 is disposed behind the carrier mount unit 4. The transport mechanism 5 transports substrates W. The transport mechanism 5 is accessible to carriers C mounted on the carrier mount unit 4. The transport mechanism 5 includes a hand 5a and a hand driver 5b. The hand 5a supports the substrate W. The hand driver 5b is connected to the hand 5a. The hand driver 5b moves the hand 5a. The hand driver 5b moves the hand 5a, for example, in the front-to-rear direction X, the width direction Y, and the vertical direction Z. The hand driver 5b rotates the hand 5a, for example, in a horizontal plane.
処理ブロック7は、搬送機構8を備える。搬送機構8は、基板Wを搬送する。搬送機構8と搬送機構5は、相互に、基板Wを受け渡し可能である。搬送機構8は、ハンド8aとハンド駆動部8bを備える。ハンド8aは、基板Wを支持する。ハンド駆動部8bは、ハンド8aに連結される。ハンド駆動部8bは、ハンド8aを移動させる。ハンド駆動部8bは、例えば、前後方向X、幅方向Yおよび鉛直方向Zにハンド8aを移動させる。ハンド駆動部8bは、例えば、水平面内においてハンド8aを回転させる。 The processing block 7 is equipped with a transport mechanism 8. The transport mechanism 8 transports substrates W. The transport mechanism 8 and the transport mechanism 5 can exchange substrates W with each other. The transport mechanism 8 is equipped with a hand 8a and a hand driver 8b. The hand 8a supports the substrate W. The hand driver 8b is connected to the hand 8a. The hand driver 8b moves the hand 8a. The hand driver 8b moves the hand 8a, for example, in the front-to-rear direction X, the width direction Y, and the vertical direction Z. The hand driver 8b rotates the hand 8a, for example, in a horizontal plane.
処理ブロック7は、複数の処理ユニット11を備える。処理ユニット11は、搬送機構8の側方に配置される。各処理ユニット11は、基板Wに処理を行う。 The processing block 7 includes multiple processing units 11. The processing units 11 are arranged to the side of the transport mechanism 8. Each processing unit 11 performs processing on a substrate W.
処理ユニット11は、筐体12とステージ15を備える。ステージ15は、筐体12内に設置される。ステージ15は、基板Wを載置する。基板Wは、筐体12内において、処理される。 The processing unit 11 includes a housing 12 and a stage 15. The stage 15 is installed within the housing 12. The stage 15 carries a substrate W. The substrate W is processed within the housing 12.
筐体12は、基板搬送口12aを有する。基板搬送口12aは、例えば、筐体12の側部に設けられる。基板Wは、基板搬送口12aを通過可能である。 The housing 12 has a substrate transfer opening 12a. The substrate transfer opening 12a is provided, for example, on the side of the housing 12. The substrate W can pass through the substrate transfer opening 12a.
処理ユニット11は、シャッタ14を備える。シャッタ14は、基板搬送口12aを開閉する。シャッタ14は、筐体12に取り付けられる。シャッタ14は、筐体12に対して移動可能である。シャッタ14が基板搬送口12aを開放するとき、搬送機構8は、基板搬送口12aを通じて、筐体12の内部と筐体12の外部の間で、基板Wを移動できる。 The processing unit 11 is equipped with a shutter 14. The shutter 14 opens and closes the substrate transfer opening 12a. The shutter 14 is attached to the housing 12. The shutter 14 is movable relative to the housing 12. When the shutter 14 opens the substrate transfer opening 12a, the transfer mechanism 8 can move the substrate W between the inside and outside of the housing 12 through the substrate transfer opening 12a.
図2は、基板処理装置1の制御ブロック図である。基板処理装置1は、制御部10を備える。制御部10は、搬送機構5、8と処理ユニット11を制御する。制御部10は、搬送機構5、8および処理ユニット11と、通信可能に電気的に接続される。 Figure 2 is a control block diagram of the substrate processing apparatus 1. The substrate processing apparatus 1 includes a control unit 10. The control unit 10 controls the transport mechanisms 5 and 8 and the processing unit 11. The control unit 10 is electrically connected to the transport mechanisms 5 and 8 and the processing unit 11 so as to be able to communicate with them.
制御部10は、各種処理を実行する中央演算処理装置(CPU)、演算処理の作業領域となるRAM(Random-Access Memory)、固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。制御部10は、記憶媒体に予め格納される各種の情報を有する。制御部10が有する情報は、例えば、搬送機構5、8を制御するための搬送情報である。制御部10が有する情報は、例えば、処理ユニット11を制御するための処理情報である。処理情報は、処理レシピとも呼ばれる。 The control unit 10 is realized by a central processing unit (CPU) that executes various processes, random-access memory (RAM) that provides a work area for the processes, and storage media such as a fixed disk. The control unit 10 has various types of information pre-stored in the storage media. The information held by the control unit 10 is, for example, transport information for controlling the transport mechanisms 5 and 8. The information held by the control unit 10 is, for example, processing information for controlling the processing unit 11. The processing information is also called a processing recipe.
基板処理装置1の動作例を簡単に説明する。 An example of the operation of the substrate processing apparatus 1 is briefly explained below.
インデクサ部3は、処理ブロック7に基板Wを供給する。具体的には、搬送機構5は、キャリアCから処理ブロック7の搬送機構8に基板Wを渡す。 The indexer unit 3 supplies substrates W to the processing block 7. Specifically, the transport mechanism 5 transfers the substrates W from the carrier C to the transport mechanism 8 of the processing block 7.
処理ブロック7は、インデクサ部3から、処理ユニット11に基板Wを分配する。具体的には、シャッタ14は基板搬送口12aを開放する。搬送機構8は、搬送機構5から、各処理ユニット11のステージ15に基板Wを搬送する。 The processing block 7 distributes substrates W from the indexer section 3 to the processing units 11. Specifically, the shutter 14 opens the substrate transfer opening 12a. The transport mechanism 8 transports the substrates W from the transport mechanism 5 to the stage 15 of each processing unit 11.
シャッタ14は基板搬送口12aを閉塞する。処理ユニット11は、ステージ15に載置された基板Wを処理する。処理ユニット11は、例えば、基板Wに液処理を行う。 The shutter 14 closes the substrate transfer opening 12a. The processing unit 11 processes the substrate W placed on the stage 15. The processing unit 11 performs, for example, liquid processing on the substrate W.
処理ユニット11が基板Wを処理した後、処理ブロック7は、処理ユニット11からインデクサ部3に基板Wを戻す。具体的には、シャッタ14が基板搬送口12aを開放する。搬送機構8は、ステージ15から搬送機構5に基板Wを搬送する。 After the processing unit 11 processes the substrate W, the processing block 7 returns the substrate W from the processing unit 11 to the indexer section 3. Specifically, the shutter 14 opens the substrate transfer opening 12a. The transport mechanism 8 transports the substrate W from the stage 15 to the transport mechanism 5.
インデクサ部3は、処理ブロック7から基板Wを回収する。具体的には、搬送機構5は、搬送機構8からキャリアCに基板Wを搬送する。 The indexer unit 3 retrieves substrates W from the processing block 7. Specifically, the transport mechanism 5 transports the substrates W from the transport mechanism 8 to the carrier C.
<2.処理ユニット11の構成>
図3は、処理ユニット11の構成を示す図である。図3では、基板搬送口12aとシャッタ14の図示を省略する。各処理ユニット11は、同一の構造を有する。処理ユニット11は、枚葉式に分類される。すなわち、各処理ユニット11は、一度に1枚の基板Wのみを処理する。
2. Configuration of processing unit 11
Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a processing unit 11. The substrate transfer port 12a and the shutter 14 are not shown in Fig. 3. Each processing unit 11 has the same structure. The processing units 11 are classified as single-wafer processing units. That is, each processing unit 11 processes only one substrate W at a time.
筐体12は、密閉可能である。具体的には、筐体12は、筐体12内に処理空間13を有する。筐体12は、処理空間13を区画する。ステージ15は、処理空間13に設置される。基板Wは、処理空間13内において、処理される。筐体12は、処理空間13を実質的に密閉可能である。例えば、シャッタ14が基板搬送口12aを閉塞するとき、処理空間13は実質的に密閉される。 The housing 12 is capable of being sealed. Specifically, the housing 12 has a processing space 13 therein. The housing 12 defines the processing space 13. The stage 15 is placed in the processing space 13. The substrate W is processed in the processing space 13. The housing 12 is capable of substantially sealing the processing space 13. For example, when the shutter 14 closes the substrate transfer opening 12a, the processing space 13 is substantially sealed.
ステージ15は、1枚の基板Wを載置する。ステージ15は、基板Wを略水平姿勢で載置する。ステージ15は、基板Wを支持する。基板Wがステージ15に載置されるとき、基板Wは静止する。 The stage 15 carries one substrate W. The stage 15 carries the substrate W in a substantially horizontal position. The stage 15 supports the substrate W. When the substrate W is placed on the stage 15, the substrate W is stationary.
ステージ15は、略水平な板形状を有する。ステージ15は、上面15aを有する。上面15aは、基板Wの下面と接触する。ステージ15は、例えば、処理空間13の下部に配置される。 The stage 15 has a generally horizontal plate shape. The stage 15 has an upper surface 15a. The upper surface 15a contacts the lower surface of the substrate W. The stage 15 is disposed, for example, at the bottom of the processing space 13.
基板処理装置1は、ステージ15に載置される基板Wを回転させる機構を備えない。基板Wがステージ15に載置されるとき、基板Wは回転しない。 The substrate processing apparatus 1 does not have a mechanism for rotating the substrate W placed on the stage 15. When the substrate W is placed on the stage 15, the substrate W does not rotate.
処理ユニット11は、1つ以上(例えば3つ)の供給部17a、17b、17cを備える。供給部17a-17cはそれぞれ、筐体12に連通接続される。供給部17a-17cはそれぞれ、筐体12にガスを供給する。供給部17a-17cはそれぞれ、処理空間13にガスを供給する。 The processing unit 11 includes one or more (e.g., three) supply units 17a, 17b, and 17c. Each of the supply units 17a-17c is connected to the housing 12. Each of the supply units 17a-17c supplies gas to the housing 12. Each of the supply units 17a-17c supplies gas to the processing space 13.
供給部17aが供給するガスは、水蒸気である。供給部17bが供給するガスは、アンモニアガスである。供給部17cが供給するガスは、乾燥ガスである。水蒸気、アンモニアガスおよび乾燥ガスはそれぞれ、気相である。 The gas supplied by supply unit 17a is water vapor. The gas supplied by supply unit 17b is ammonia gas. The gas supplied by supply unit 17c is dry gas. Water vapor, ammonia gas, and dry gas are each in the gas phase.
水蒸気とアンモニアガスは、基板Wを処理するために使用される。水蒸気は、例えば、脱イオン水の蒸気である。 Water vapor and ammonia gas are used to process the substrate W. The water vapor is, for example, deionized water vapor.
乾燥ガスは、筐体12内の気体の圧力を調整するために使用される。供給部17cは、筐体12内の気体の圧力を調整可能である。供給部17cは、筐体12内の気体の圧力を高めることができる。 The dry gas is used to adjust the pressure of the gas within the housing 12. The supply unit 17c can adjust the pressure of the gas within the housing 12. The supply unit 17c can increase the pressure of the gas within the housing 12.
乾燥ガスは、常温よりも低い露点を有する。露点は、例えば、約-76℃である。乾燥ガスは、例えば、空気である。乾燥ガスは、例えば、圧縮エアである。乾燥ガスは、例えば、不活性ガスである。乾燥ガスは、例えば、窒素ガスである。 The dry gas has a dew point lower than room temperature. For example, the dew point is approximately -76°C. For example, the dry gas is air. For example, the dry gas is compressed air. For example, the dry gas is an inert gas. For example, the dry gas is nitrogen gas.
なお、供給部17aは、筐体12に液体を供給しない。供給部17bも、筐体12に液体を供給しない。供給部17cも、筐体12に液体を供給しない。 Note that supply unit 17a does not supply liquid to housing 12. Supply unit 17b also does not supply liquid to housing 12. Supply unit 17c also does not supply liquid to housing 12.
供給部17aは、供給源21aに連通接続される。供給源21aは、水蒸気を供給部17aに送る。供給部17bは、供給源21bに連通接続される。供給源21bは、アンモニアガスを供給部17bに送る。供給部17cは、供給源21cに連通接続される。供給源21cは、乾燥ガスを供給部17cに送る。 Supply unit 17a is connected to supply source 21a. Supply source 21a sends water vapor to supply unit 17a. Supply unit 17b is connected to supply source 21b. Supply source 21b sends ammonia gas to supply unit 17b. Supply unit 17c is connected to supply source 21c. Supply source 21c sends dry gas to supply unit 17c.
供給源21aは、基板処理装置1の要素であってもよい。あるいは、供給源21aは、基板処理装置1の要素でなくてもよい。例えば、供給源21aは、基板処理装置1の外部に設置されるユーティリティ設備であってもよい。同様に、供給源21b、供給源21cはそれぞれ、基板処理装置1の要素であってもよいし、基板処理装置1の要素でなくてもよい。 Supply source 21a may be an element of the substrate processing apparatus 1. Alternatively, supply source 21a may not be an element of the substrate processing apparatus 1. For example, supply source 21a may be a utility facility installed outside the substrate processing apparatus 1. Similarly, supply sources 21b and 21c may each be an element of the substrate processing apparatus 1, or may not be an element of the substrate processing apparatus 1.
処理ユニット11は、1つの吹出部23を備える。吹出部23は、供給部17a-17cに連通接続される。供給部17a-17cはそれぞれ、吹出部23を通じて、筐体12にガスを供給する。 The processing unit 11 has one blow-out section 23. The blow-out section 23 is connected to the supply sections 17a-17c. The supply sections 17a-17c each supply gas to the housing 12 through the blow-out section 23.
吹出部23は、例えば、ステージ15よりも高い位置に配置される。吹出部23は、例えば、筐体12の側部に取り付けられている。あるいは、吹出部23は、筐体12の上部に取り付けられてもよい。あるいは、吹出部23は、筐体12の内部に設置されてもよい。吹出部23は、例えば、ステージ15の上方に配置されてもよい。 The blowing unit 23 is, for example, positioned higher than the stage 15. The blowing unit 23 is, for example, attached to the side of the housing 12. Alternatively, the blowing unit 23 may be attached to the top of the housing 12. Alternatively, the blowing unit 23 may be installed inside the housing 12. The blowing unit 23 may, for example, be positioned above the stage 15.
吹出部23は、例えば、ステージ15に支持される基板Wから外れた方向にガスを吹き出す。吹出部23は、例えば、略水平方向にガスを吹き出す。 The blowing unit 23 blows gas, for example, in a direction away from the substrate W supported by the stage 15. The blowing unit 23 blows gas, for example, in a substantially horizontal direction.
供給部17aの配置と構成を説明する。供給部17aの少なくとも一部は、筐体12の外部に配置される。供給部17b、17cも、供給部17aと同様に配置される。 The arrangement and configuration of supply unit 17a will be described. At least a portion of supply unit 17a is arranged outside of housing 12. Supply units 17b and 17c are arranged in the same manner as supply unit 17a.
供給部17aは、配管18aと弁19aを備える。弁19aは、配管18aに設けられる。配管18aは、供給源21aに連通接続される第1端を有する。配管18aは、吹出部23に連通接続される第2端を有する。弁19aが開くとき、供給部17aは、吹出部23を通じて筐体12に水蒸気を供給する。弁19aが閉じるとき、供給部17aは、水蒸気を筐体12に供給しない。 Supply unit 17a includes pipe 18a and valve 19a. Valve 19a is provided on pipe 18a. Pipe 18a has a first end that is connected to supply source 21a. Pipe 18a has a second end that is connected to blowout unit 23. When valve 19a is open, supply unit 17a supplies steam to housing 12 through blowout unit 23. When valve 19a is closed, supply unit 17a does not supply steam to housing 12.
同様に、供給部17bは、配管18bと弁19bを備える。弁19bは、配管18bに設けられる。配管18bは、供給源21bに連通接続される第1端を有する。配管18bは、吹出部23に連通接続される第2端を有する。弁19bが開くとき、供給部17bは、吹出部23を通じて筐体12にアンモニアガスを供給する。弁19bが閉じるとき、供給部17bは、アンモニアガスを筐体12に供給しない。 Similarly, supply unit 17b includes pipe 18b and valve 19b. Valve 19b is provided on pipe 18b. Pipe 18b has a first end that is connected to supply source 21b. Pipe 18b has a second end that is connected to blowout unit 23. When valve 19b is open, supply unit 17b supplies ammonia gas to housing 12 through blowout unit 23. When valve 19b is closed, supply unit 17b does not supply ammonia gas to housing 12.
供給部17cは、配管18cと弁19cを備える。弁19cは、配管18cに設けられる。配管18cは、供給源21cに連通接続される第1端を有する。配管18cは、吹出部23に連通接続される第2端を有する。弁19cが開くとき、供給部17cは、吹出部23を通じて筐体12に乾燥ガスを供給する。弁19cが閉じるとき、供給部17cは、乾燥ガスを筐体12に供給しない。 The supply unit 17c includes a pipe 18c and a valve 19c. The valve 19c is provided on the pipe 18c. The pipe 18c has a first end that is connected to the supply source 21c. The pipe 18c has a second end that is connected to the blowing unit 23. When the valve 19c is open, the supply unit 17c supplies dry gas to the housing 12 through the blowing unit 23. When the valve 19c is closed, the supply unit 17c does not supply dry gas to the housing 12.
処理ユニット11は、排気部25を備える。排気部25は、筐体12に連通接続される。排気部25は、筐体12内の気体を筐体12の外部に排出する。排気部25は、処理空間13の気体を筐体12の外部に排出する。 The processing unit 11 includes an exhaust section 25. The exhaust section 25 is connected to the housing 12. The exhaust section 25 exhausts gas from within the housing 12 to the outside of the housing 12. The exhaust section 25 exhausts gas from the processing space 13 to the outside of the housing 12.
排気部25は、筐体12内の気体の圧力を調整可能である。排気部25は、筐体12内の気体の圧力を低下させることができる。 The exhaust unit 25 is capable of adjusting the pressure of the gas inside the housing 12. The exhaust unit 25 can reduce the pressure of the gas inside the housing 12.
処理ユニット11は、1つの吸込部28を備える。吸込部28は、排気部25に連通接続される。排気部25は、吸込部28を通じて、筐体12内の気体を吸い込む。 The processing unit 11 has one suction section 28. The suction section 28 is connected to the exhaust section 25. The exhaust section 25 sucks gas from inside the housing 12 through the suction section 28.
吸込部28は、例えば、吹出部23よりも低い位置に配置される。吸込部28は、例えば、筐体12の側部に取り付けられている。あるいは、吸込部28は、筐体12の底部に取り付けられてもよい。 The suction section 28 is, for example, positioned lower than the blowing section 23. The suction section 28 is, for example, attached to the side of the housing 12. Alternatively, the suction section 28 may be attached to the bottom of the housing 12.
排気部25は、不図示のガス処理設備に連通接続される。処理設備は、気体を処理する。処理設備は、例えば、気体に含まれるアンモニアガスを分解し、気体からアンモニアガスを除外する。処理設備は、基板処理装置1の要素ではない。処理設備は、例えば、基板処理装置1の外部に設置されるユーティリティ設備である。 The exhaust section 25 is connected to a gas processing facility (not shown). The processing facility processes the gas. For example, the processing facility decomposes ammonia gas contained in the gas and removes the ammonia gas from the gas. The processing facility is not an element of the substrate processing apparatus 1. For example, the processing facility is utility equipment installed outside the substrate processing apparatus 1.
排気部25の配置と構成を説明する。排気部25の少なくとも一部は、筐体12の外部に配置される。 The arrangement and configuration of the exhaust unit 25 will now be described. At least a portion of the exhaust unit 25 is located outside the housing 12.
排気部25は、配管26と真空ポンプ27を備える。真空ポンプ27は、配管26に設けられる。配管26は、筐体12に連通接続される第1端を有する。配管26は、処理設備に連通接続される第2端を有する。真空ポンプ27が作動するとき、排気部25は、筐体21から気体を排出する。 The exhaust unit 25 includes a pipe 26 and a vacuum pump 27. The vacuum pump 27 is provided on the pipe 26. The pipe 26 has a first end that is connected to the housing 12. The pipe 26 has a second end that is connected to the processing equipment. When the vacuum pump 27 operates, the exhaust unit 25 exhausts gas from the housing 21.
処理ユニット11は、温度調整部31を備える。温度調整部31は、ステージ15に載置される基板Wの温度を調整する。温度調整部31は、ステージ15に支持される基板Wを、冷却し、かつ、加熱する。 The processing unit 11 includes a temperature adjustment unit 31. The temperature adjustment unit 31 adjusts the temperature of the substrate W placed on the stage 15. The temperature adjustment unit 31 cools and heats the substrate W supported on the stage 15.
温度調整部31の少なくとも一部は、筐体12内に配置されることが好ましい。 It is preferable that at least a portion of the temperature adjustment unit 31 be located within the housing 12.
温度調整部31は、冷却部32を備える。冷却部32は、ステージ15に載置される基板Wを冷却する。 The temperature adjustment unit 31 includes a cooling unit 32. The cooling unit 32 cools the substrate W placed on the stage 15.
冷却部32の構成例を説明する。冷却部32は、冷却管33を備える。冷却管33の少なくとも一部は、筐体12内に設置される。冷却管33は、ステージ15に取り付けられている。冷却管33は、ステージ15に取り付けられている。冷却管33は、例えば、ステージ15の内部に配置される。冷却管33は、さらに、筐体12の外部に延びている。冷却管33は、冷媒供給部34に連通接続される。冷媒供給部34は、筐体12の外部に設けられる。冷媒供給部34は、冷却管33に冷媒を冷却管33に送る。冷媒供給部34は、例えば、不図示のポンプを含む。冷媒は、冷却管33を流れる。さらに、冷媒供給部34は、冷却管33から冷媒を受けてもよい。言い換えれば、冷媒は、冷媒供給部34と冷却管33の間で循環してもよい。冷媒が冷却管33を流れるとき、冷媒はステージ15に支持される基板Wから熱を奪う。冷媒が冷却管33を流れるとき、冷却部32はステージ15に載置される基板Wを冷却する。冷媒は、例えば、液体窒素である。 An example configuration of the cooling unit 32 will be described. The cooling unit 32 includes a cooling pipe 33. At least a portion of the cooling pipe 33 is installed within the housing 12. The cooling pipe 33 is attached to the stage 15. The cooling pipe 33 is attached to the stage 15. The cooling pipe 33 is, for example, arranged inside the stage 15. The cooling pipe 33 further extends to the outside of the housing 12. The cooling pipe 33 is connected in communication with a refrigerant supply unit 34. The refrigerant supply unit 34 is provided outside the housing 12. The refrigerant supply unit 34 sends refrigerant to the cooling pipe 33. The refrigerant supply unit 34 includes, for example, a pump (not shown). The refrigerant flows through the cooling pipe 33. Furthermore, the refrigerant supply unit 34 may receive refrigerant from the cooling pipe 33. In other words, the refrigerant may circulate between the refrigerant supply unit 34 and the cooling pipe 33. When the coolant flows through the cooling pipe 33, it removes heat from the substrate W supported on the stage 15. When the coolant flows through the cooling pipe 33, the cooling unit 32 cools the substrate W placed on the stage 15. The coolant is, for example, liquid nitrogen.
温度調整部31は、加熱部36を備える。加熱部36は、ステージ15に載置される基板Wを加熱する。 The temperature adjustment unit 31 includes a heating unit 36. The heating unit 36 heats the substrate W placed on the stage 15.
加熱部36の構成例を説明する。加熱部36は、電気ヒータ37と電源38を備える。電気ヒータ37は、筐体12内に設置される。電気ヒータ37は、ステージ15に取り付けられる。電気ヒータ37は、例えば、ステージ15の内部に配置される。電気ヒータ37は、例えば、電熱線を含む。電源38は、電気ヒータ37に電気的に接続される。電源38は、筐体12の外部に設けられる。電源38は、電気ヒータ37に電力を供給する。電源38が電気ヒータ37に電力を供給するとき、電気ヒータ37はステージ15に支持される基板Wに熱を与える。電源38が電気ヒータ37に電力を供給するとき、加熱部36はステージ15に支持される基板Wを加熱する。 An example configuration of the heating unit 36 will be described. The heating unit 36 includes an electric heater 37 and a power supply 38. The electric heater 37 is installed within the housing 12. The electric heater 37 is attached to the stage 15. The electric heater 37 is disposed, for example, inside the stage 15. The electric heater 37 includes, for example, an electric heating wire. The power supply 38 is electrically connected to the electric heater 37. The power supply 38 is provided outside the housing 12. The power supply 38 supplies power to the electric heater 37. When the power supply 38 supplies power to the electric heater 37, the electric heater 37 applies heat to the substrate W supported on the stage 15. When the power supply 38 supplies power to the electric heater 37, the heating unit 36 heats the substrate W supported on the stage 15.
処理ユニット11は、電子放射部41を備える。電子放射部41は、筐体12内に電子を放射する。電子放射部41は、ステージ15に載置される基板Wに電子を放射する。 The processing unit 11 includes an electron emitter 41. The electron emitter 41 emits electrons into the housing 12. The electron emitter 41 emits electrons onto the substrate W placed on the stage 15.
電子放射部41の少なくとも一部は、例えば、筐体12内に配置されてもよい。あるいは、電子放射部41の全部は、筐体12の外部に配置されてもよい。 At least a portion of the electron-emitting unit 41 may be disposed within the housing 12, for example. Alternatively, the entire electron-emitting unit 41 may be disposed outside the housing 12.
電子放射部41の構成例を説明する。電子放射部41は、電子線源42と電源43を備える。電子線源42は、例えば、電子銃である。電子線源42は、例えば、不図示のフィラメントを含む。フィラメントの材質は、例えば、タングステンである。電子線源42の少なくとも一部は、筐体12内に設置されてもよい。電子線源42は、例えば、筐体12を貫通するように設けられてもよい。あるいは、電子線源42の全部は、筐体12の外部に設置されてもよい。電子線源42は、例えば、ステージ15よりも高い位置に配置される。電源43は、電子線源42に電気的に接続される。電源43は、筐体12の外部に設けられる。電源43は、電子線源42に電力を供給する。電源43が電子線源42に電力を供給するとき、電子線源42は電子を処理空間13に放射する。 An example configuration of the electron emitter 41 will be described. The electron emitter 41 includes an electron beam source 42 and a power supply 43. The electron beam source 42 is, for example, an electron gun. The electron beam source 42 includes, for example, a filament (not shown). The filament is made of, for example, tungsten. At least a portion of the electron beam source 42 may be installed within the housing 12. The electron beam source 42 may, for example, be arranged to penetrate the housing 12. Alternatively, the entire electron beam source 42 may be installed outside the housing 12. The electron beam source 42 is, for example, positioned higher than the stage 15. The power supply 43 is electrically connected to the electron beam source 42. The power supply 43 is arranged outside the housing 12. The power supply 43 supplies power to the electron beam source 42. When the power supply 43 supplies power to the electron beam source 42, the electron beam source 42 emits electrons into the processing space 13.
処理ユニット11は、収集部45を備える。収集部45は、筐体12内において負に帯電されたパーティクルを収集する。 The processing unit 11 includes a collector 45. The collector 45 collects negatively charged particles within the housing 12.
収集部45の少なくとも一部は、筐体12内に配置されることが好ましい。 It is preferable that at least a portion of the collection section 45 is disposed within the housing 12.
収集部45の構成例を説明する。収集部45は、電極46と電源47を備える。電極46は、例えば、筐体12の内部に設置されることが好ましい。電極46は、例えば、ステージ15の上方に配置される。電極46は、例えば、絶縁体で被覆された金属である。電源47は、電極46に電気的に接続される。電源47は、筐体12の外部に設けられる。電源47は、電極46に電圧を印加する。電源47は、電極46に正の電圧を印加する。電源47が電極46に正の電圧を印加するとき、電極46は、負に帯電したパーティクルを引き寄せる。 An example configuration of the collection unit 45 will be described. The collection unit 45 includes an electrode 46 and a power supply 47. The electrode 46 is preferably installed, for example, inside the housing 12. The electrode 46 is disposed, for example, above the stage 15. The electrode 46 is, for example, a metal coated with an insulator. The power supply 47 is electrically connected to the electrode 46. The power supply 47 is provided outside the housing 12. The power supply 47 applies a voltage to the electrode 46. The power supply 47 applies a positive voltage to the electrode 46. When the power supply 47 applies a positive voltage to the electrode 46, the electrode 46 attracts negatively charged particles.
処理ユニット11は、圧力センサ51を備える。圧力センサ51は、筐体12内の気体の圧力を検出する。圧力センサ51は、筐体12内に設置される。 The processing unit 11 is equipped with a pressure sensor 51. The pressure sensor 51 detects the pressure of the gas inside the housing 12. The pressure sensor 51 is installed inside the housing 12.
処理ユニット11は、温度センサ52を備える。温度センサ52は、基板Wの温度を検出する。温度センサ52は、筐体12内に設置される。温度センサ52は、例えば、ステージ15に取り付けられる。温度センサ52は、例えば、ステージ15を直接的に検出することによって、ステージ15上の基板Wの温度を間接的に検出してもよい。 The processing unit 11 is equipped with a temperature sensor 52. The temperature sensor 52 detects the temperature of the substrate W. The temperature sensor 52 is installed inside the housing 12. The temperature sensor 52 is attached to, for example, the stage 15. The temperature sensor 52 may indirectly detect the temperature of the substrate W on the stage 15, for example, by directly detecting the stage 15.
ステージ15は、本発明の基板載置部の例である。 Stage 15 is an example of a substrate placement portion of the present invention.
供給部17aは、本発明の第1供給部の例である。水蒸気は、本発明における第1処理ガスの例である。供給部17bは、本発明の第2供給部の例である。アンモニアガスは、本発明における第2処理ガスの例である。 Supply unit 17a is an example of a first supply unit in the present invention. Water vapor is an example of a first process gas in the present invention. Supply unit 17b is an example of a second supply unit in the present invention. Ammonia gas is an example of a second process gas in the present invention.
供給部17cと排気部25は、本発明の圧力調整部の例である。 The supply section 17c and the exhaust section 25 are examples of pressure adjustment sections of the present invention.
以下では、供給部17cと排気部25を区別しない場合には、適宜に「圧力調整部20」と呼ぶ。 In the following, when there is no need to distinguish between the supply section 17c and the exhaust section 25, they will be referred to as the "pressure adjustment section 20" as appropriate.
図2を参照する。制御部10は、供給部17a、17bを制御する。制御部10は、弁19a、19bを制御する。 See Figure 2. The control unit 10 controls the supply units 17a and 17b. The control unit 10 controls the valves 19a and 19b.
制御部10は、圧力調整部20を制御する。制御部10は、供給部17cと排気部25を制御する。制御部10は、弁19cと真空ポンプ27を制御する。 The control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20. The control unit 10 controls the supply unit 17c and the exhaust unit 25. The control unit 10 controls the valve 19c and the vacuum pump 27.
制御部10は、温度調整部31を制御する。制御部10は、冷却部32と加熱部36を制御する。制御部10は、冷媒供給部34と電源38を制御する。 The control unit 10 controls the temperature adjustment unit 31. The control unit 10 controls the cooling unit 32 and the heating unit 36. The control unit 10 controls the refrigerant supply unit 34 and the power source 38.
制御部10は、電子放射部41を制御する。制御部10は、電源43を制御する。 The control unit 10 controls the electron emitter 41. The control unit 10 controls the power supply 43.
制御部10は、収集部45を制御する。制御部10は、電源47を制御する。 The control unit 10 controls the collection unit 45. The control unit 10 controls the power supply 47.
制御部10は、圧力センサ51の検出結果を取得する。制御部10は、温度センサ52の検出結果を取得する。 The control unit 10 acquires the detection results of the pressure sensor 51. The control unit 10 acquires the detection results of the temperature sensor 52.
<3.処理ユニット11の動作例>
図4は、基板処理方法の手順を示すフローチャートである。基板を処理する基板処理方法は、ステップS1-S11を備える。ステップS1-11は、実質的に処理ユニット11によって実行される。制御部10の制御にしたがって、処理ユニット11は、動作する。
3. Example of operation of processing unit 11
4 is a flowchart showing the procedure of the substrate processing method. The substrate processing method for processing a substrate includes steps S1 to S11. Steps S1 to S11 are substantially performed by the processing unit 11. The processing unit 11 operates under the control of the control unit 10.
ステップS1:載置工程
上述の通り、搬送機構8によって、基板Wはステージ15に載置される。基板Wは、筐体12内において略水平姿勢で載置される。
Step S1: Placing Step As described above, the substrate W is placed on the stage 15 by the transport mechanism 8. The substrate W is placed in the housing 12 in a substantially horizontal position.
図5は、載置工程における基板Wの上面を模式的に示す図である。基板Wは、パターンRを有する。パターンRは、基板Wの上面W1に形成される。基板Wがステージ15に載置されるとき、パターンRは基板Wの上面W1に位置する。基板Wがステージ15に載置されるとき、パターンRは上方を向く。 Figure 5 is a diagram schematically showing the top surface of the substrate W in the placing process. The substrate W has a pattern R. The pattern R is formed on the top surface W1 of the substrate W. When the substrate W is placed on the stage 15, the pattern R is located on the top surface W1 of the substrate W. When the substrate W is placed on the stage 15, the pattern R faces upward.
パターンRは、凸部W2と凹部Aを有する。凸部W2は、基板Wの一部である。凸部W2は、構造体である。凸部W2は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)やシリコン窒化膜(SiN)やポリシリコン膜で構成される。凸部W2は、上方に隆起する。凹部Aは、空間である。凹部Aは、上方に開放されている。凹部Aは、凸部W2の側方に配置される。凹部Aは、凸部W2に接する。凸部W2は、凹部Aを区画する壁に相当する。 The pattern R has a protrusion W2 and a recess A. The protrusion W2 is part of the substrate W. The protrusion W2 is a structure. The protrusion W2 is made of, for example, a silicon oxide film (SiO2), a silicon nitride film (SiN), or a polysilicon film. The protrusion W2 protrudes upward. The recess A is a space. The recess A is open upward. The recess A is located to the side of the protrusion W2. The recess A contacts the protrusion W2. The protrusion W2 corresponds to a wall that defines the recess A.
さらに、図5では、パーティクル(異物)Bを示す。パーティクルBは、基板Wの上面W1に付着する。 Furthermore, Figure 5 shows particle (foreign matter) B. Particle B adheres to the upper surface W1 of the substrate W.
基板Wの上面W1は、筐体12内の気体Gと接する。 The upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the gas G within the housing 12.
載置工程では、基板Wは液体と接触しない。載置工程では、基板Wは、濡れていない。 During the placing process, the substrate W does not come into contact with liquid. During the placing process, the substrate W is not wet.
ここで、気体Gと液体の界面を適宜に気液界面と呼ぶ。載置工程では、基板Wは、気液界面と接しない。そもそも、載置工程では、気液界面は生じない。 Here, the interface between the gas G and the liquid is referred to as the gas-liquid interface. During the placement process, the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface. In fact, no gas-liquid interface occurs during the placement process.
圧力センサ51は、筐体12内の気体Gの圧力を検出する。制御部10は、圧力センサ51の検出結果を監視する。 The pressure sensor 51 detects the pressure of the gas G inside the housing 12. The control unit 10 monitors the detection results of the pressure sensor 51.
載置工程では、筐体12内の気体Gの圧力は、常圧である。ここで、常圧は、標準大気圧(1気圧、1013hPa)を含む。常圧は、例えば、0.7気圧以上で、1.3気圧以下の範囲内の気圧である。本明細書では、絶対真空を基準とした絶対圧力で、圧力を示す。 During the placement process, the pressure of the gas G within the housing 12 is atmospheric pressure. Here, atmospheric pressure includes standard atmospheric pressure (1 atmosphere, 1013 hPa). Normal pressure is, for example, a pressure in the range of 0.7 atmospheres or more and 1.3 atmospheres or less. In this specification, pressure is indicated as absolute pressure based on an absolute vacuum.
温度センサ52は、ステージ15に載置される基板Wの温度を検出する。制御部10は、温度センサ52の検出結果を監視する。 The temperature sensor 52 detects the temperature of the substrate W placed on the stage 15. The control unit 10 monitors the detection results of the temperature sensor 52.
載置工程では、ステージ15上の基板Wは、例えば、常温である。ここで、常温は、室温を含む。常温は、例えば、5℃以上で35℃以下の範囲内の温度である。常温は、例えば、10℃以上で30℃以下の範囲内の温度である。 In the placing step, the substrate W on the stage 15 is at, for example, room temperature. Here, room temperature includes room temperature. Room temperature is, for example, a temperature in the range of 5°C or higher and 35°C or lower. Room temperature is, for example, a temperature in the range of 10°C or higher and 30°C or lower.
基板Wは、ステージ15上で静止する。基板Wは、回転しない。ステップS2-S9は、基板Wが静止した状態で、実行される。 The substrate W is stationary on the stage 15. The substrate W does not rotate. Steps S2-S9 are performed while the substrate W is stationary.
ステップS2:密閉工程
筐体12が基板Wを収容した状態で、筐体12は密閉される。例えば、シャッタ14は、基板搬送口12aを閉じる。
Step S2: Sealing Step The housing 12 is sealed in a state in which the housing 12 accommodates the substrate W. For example, the shutter 14 closes the substrate transfer opening 12a.
便宜上、図5を参照する。密閉工程でも、基板Wは、気液界面と接しない。 For convenience, refer to Figure 5. Even during the sealing process, the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
ステップS3:調整工程
筐体12の気体Gの圧力は、第1圧力P1に調整される。第1圧力P1は、水蒸気が凝華可能な圧力である。
Step S3: Adjustment Step The pressure of the gas G in the housing 12 is adjusted to a first pressure P1. The first pressure P1 is a pressure at which water vapor can sublimate.
ここで、「凝華(deposition)」および「凝華する」とは、気体から、液体を経ずに、固体に変化することである。他方、「凝縮(condensation)」および「凝縮する」とは、気体から、液体に変化することである。筐体12の気体Gの圧力が第1圧力P1であるとき、水蒸気は凝縮し難い。 Here, "sublimation" and "to sublimate" refer to the change from a gas to a solid without passing through a liquid state. On the other hand, "condensation" and "to condense" refer to the change from a gas to a liquid. When the pressure of the gas G in the housing 12 is the first pressure P1, water vapor does not easily condense.
例えば、第1圧力P1は、水の三重点の圧力よりも小さい。水の三重点の圧力は、約611Paである。筐体12の気体Gの圧力が水の三重点の圧力よりも小さいとき、水蒸気(気相の水)は凝縮し難い。 For example, the first pressure P1 is less than the pressure at the triple point of water. The pressure at the triple point of water is approximately 611 Pa. When the pressure of the gas G in the housing 12 is less than the pressure at the triple point of water, water vapor (water in the gas phase) is less likely to condense.
第1圧力P1は常圧よりも小さい。このため、調整工程は、筐体12の気体Gの圧力を低下させる。調整工程は、筐体12の気体Gの圧力を、常圧から第1圧力P1に低下させる。 The first pressure P1 is lower than atmospheric pressure. Therefore, the adjustment process reduces the pressure of the gas G in the housing 12. The adjustment process reduces the pressure of the gas G in the housing 12 from atmospheric pressure to the first pressure P1.
具体的には、制御部10は、圧力調整部20を制御することによって、筐体12の気体Gの圧力を調整する。例えば、排気部25が筐体12内の気体を排出することによって、筐体12の気体Gの圧力を低下させる。制御部10が筐体12の気体Gの圧力を調整するとき、制御部10は、圧力センサ51の検出結果を参照してもよい。 Specifically, the control unit 10 adjusts the pressure of the gas G in the housing 12 by controlling the pressure adjustment unit 20. For example, the exhaust unit 25 discharges the gas inside the housing 12, thereby reducing the pressure of the gas G in the housing 12. When the control unit 10 adjusts the pressure of the gas G in the housing 12, the control unit 10 may refer to the detection results of the pressure sensor 51.
第1圧力P1は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第1圧力P1は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The first pressure P1 may be a single value or a range between two values. The first pressure P1 is preset in the processing information held by the control unit 10.
さらに、調整工程では、ステージ15に載置される基板Wは、第1温度T1に調整される。第1温度T1は、第1圧力P1の下で、水蒸気が凝華する温度である。言い換えれば、第1温度T1は、第1圧力P1の下で、水が固相で存在する温度である。 Furthermore, in the adjustment step, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a first temperature T1. The first temperature T1 is the temperature at which water vapor sublimes under the first pressure P1. In other words, the first temperature T1 is the temperature at which water exists in a solid phase under the first pressure P1.
例えば、第1温度T1は、水の三重点の温度よりも低い。水の三重点の温度は、0.01度である。 For example, the first temperature T1 is lower than the temperature of the triple point of water, which is 0.01 degrees.
第1温度T1は、常温よりも低い。このため、調整工程は、ステージ15に載置される基板Wを冷却する。調整工程は、ステージ15に載置される基板Wを、常温から第1温度T1まで冷却する。 The first temperature T1 is lower than room temperature. Therefore, the adjustment process cools the substrate W placed on the stage 15. The adjustment process cools the substrate W placed on the stage 15 from room temperature to the first temperature T1.
具体的には、制御部10は、温度調整部31を制御することによって、ステージ15に載置される基板Wの温度を調整する。例えば、冷却部32は、ステージ15に載置される基板Wを冷却する。制御部10が基板Wの温度を調整するとき、制御部10は、温度センサ52の検出結果を参照してもよい。 Specifically, the control unit 10 adjusts the temperature of the substrate W placed on the stage 15 by controlling the temperature adjustment unit 31. For example, the cooling unit 32 cools the substrate W placed on the stage 15. When the control unit 10 adjusts the temperature of the substrate W, the control unit 10 may refer to the detection results of the temperature sensor 52.
第1温度T1は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第1温度T1は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The first temperature T1 may be a single value or a range between two values. The first temperature T1 is preset in the processing information held by the control unit 10.
ステップS4、S5は、筐体12の気体Gの圧力が第1圧力P1に保たれ、かつ、ステージ15に載置される基板Wの温度が第1温度T1に保たれた状態で、実行される。 Steps S4 and S5 are performed while the pressure of the gas G in the housing 12 is maintained at a first pressure P1 and the temperature of the substrate W placed on the stage 15 is maintained at a first temperature T1.
ステップS4:第1供給工程
水蒸気が筐体12に供給される。
Step S4: First Supplying Step Steam is supplied to the housing 12.
具体的には、制御部10は供給部17aを制御する。これにより、供給部17aは、筐体12に水蒸気を供給する。 Specifically, the control unit 10 controls the supply unit 17a, which then supplies water vapor to the housing 12.
便宜上、図5を参照する。基板Wの上面W1は、筐体12内の気体Gと接する。気体Gは、水蒸気を含む。このため、基板Wの上面W1は、水蒸気と接する。 For convenience, refer to Figure 5. The upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the gas G inside the housing 12. The gas G contains water vapor. Therefore, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the water vapor.
水蒸気は、気相である。すなわち、水蒸気は液相ではない。このため、第1供給工程においても、気体Gは気相である。 Water vapor is in the gas phase. That is, water vapor is not in the liquid phase. Therefore, even in the first supply step, gas G is in the gas phase.
第1供給工程は、基板Wに液体を供給しない。 The first supply process does not supply liquid to the substrate W.
第1供給工程では、基板Wの上面W1は、液体と接触しない。このため、第1供給工程では、基板Wの上面W1は、気液界面と接しない。そもそも、第1供給工程では、気液界面は生じない。 In the first supply process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the liquid. Therefore, in the first supply process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface. In fact, no gas-liquid interface occurs in the first supply process.
ステップS5:凝華工程
水蒸気は筐体12内において凝華する。
Step S5: Sublimation Step The water vapor sublimes within the housing 12.
水蒸気が筐体12に供給された直後から、水蒸気は凝華し始める。このため、凝華工程が実行される期間は、第1供給工程が実行される期間の少なくとも一部と重なってもよい。 The water vapor begins to sublimate immediately after it is supplied to the housing 12. Therefore, the period during which the sublimation process is performed may overlap at least partially with the period during which the first supply process is performed.
図6は、凝華工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12の気体Gの圧力が第1圧力P1に保たれた状態で、水蒸気は筐体12において冷却される。水蒸気は、基板Wによって冷却される。基板Wの近傍の水蒸気は、第1温度T1まで冷却される。 Figure 6 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the sublimation process. While the pressure of the gas G in the housing 12 is maintained at a first pressure P1, the water vapor is cooled in the housing 12. The water vapor is cooled by the substrate W. The water vapor near the substrate W is cooled to a first temperature T1.
水蒸気は、液体を経ずに、第1固体膜Hに変わる。第1固体膜Hは、基板Wの上面W1に形成される。基板Wの上面W1は、第1固体膜Hと接する。 The water vapor is transformed into a first solid film H without first becoming a liquid. The first solid film H is formed on the upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W contacts the first solid film H.
第1固体膜Hは、固相である。第1固体膜Hは、氷である。第1固体膜Hは、液相でない。 The first solid film H is in a solid phase. The first solid film H is ice. The first solid film H is not in a liquid phase.
図6では、第1固体膜Hは、凸部W2の高さよりも薄い。このため、上面W1(凸部W2)は、第1固体膜Hおよび気体Gの両方と接する。 In Figure 6, the first solid film H is thinner than the height of the convex portion W2. Therefore, the upper surface W1 (convex portion W2) is in contact with both the first solid film H and the gas G.
図6は、第1固体膜Hの厚みが基板Wの上面W1にわたって均一でない場合を例示する。すなわち、図6は、第1固化膜Hの形成速度が、基板Wの上面W1において、ばらつく場合を例示する。第1固化膜の形成速度のばらつきは、例えば、基板Wの温度が基板Wの上面W1にわたってばらつくことに起因する。なお、第1固化膜Hの形成速度は、基板Wの上面W1にわたって均一であってもよい。 Figure 6 illustrates a case where the thickness of the first solid film H is not uniform across the upper surface W1 of the substrate W. That is, Figure 6 illustrates a case where the rate at which the first solidified film H is formed varies across the upper surface W1 of the substrate W. The variation in the rate at which the first solidified film is formed is caused, for example, by the temperature of the substrate W varying across the upper surface W1 of the substrate W. Note that the rate at which the first solidified film H is formed may also be uniform across the upper surface W1 of the substrate W.
第1固体膜Hは、徐々に厚くなる。 The first solid film H gradually becomes thicker.
図7は、凝華工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。図7では、第1固体膜Hは、凸部W2の高さよりも厚い。 Figure 7 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the sublimation process. In Figure 7, the first solid film H is thicker than the height of the convex portion W2.
第1固体膜Hは、基板Wの上面W1を覆う。第1固体膜Hは、基板Wの上面W1の全体を覆う。基板Wの上面W1は、第1固体膜Hと接する。但し、基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。 The first solid film H covers the upper surface W1 of the substrate W. The first solid film H covers the entire upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with the first solid film H. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the gas G.
図6、7から明らかな通り、水蒸気が第1固体膜Hに変わるとき、基板Wの上面W1は、液体と接しない。基板Wの上面W1が気液界面と接することなく、水蒸気は第1固体膜Hに変わる。したがって、凝華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。そもそも、凝華工程では、気液界面は生じない。 As is clear from Figures 6 and 7, when the water vapor turns into the first solid film H, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the liquid. The water vapor turns into the first solid film H without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface. Therefore, in the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface. In fact, no gas-liquid interface occurs in the sublimation process.
第1固化膜Hの形成速度が基板Wの上面W1においてばらつく場合であっても、凝華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 Even if the formation rate of the first solidified film H varies on the upper surface W1 of the substrate W, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface during the sublimation process.
ステップS6:融解工程
第1固体膜Hは融解する。
Step S6: Melting Step The first solid film H is melted.
融解工程では、筐体12内の気体Gの圧力は、第2圧力P2に調整される。第2圧力P2は、第1固体膜Hが融解可能な圧力である。 In the melting process, the pressure of the gas G inside the housing 12 is adjusted to a second pressure P2. The second pressure P2 is a pressure at which the first solid film H can melt.
ここで、「融解(melting)」および「融解する」とは、固体から、液体に変化することである。他方、「昇華(sublimation)」および「昇華する」とは、固体から、液体を経ずに、気体に変化することである。筐体12内の気体Gの圧力が第2圧力P2であるとき、第1固体膜Hは昇華し難い。 Here, "melting" and "melting" refer to the change from a solid to a liquid. On the other hand, "sublimation" and "sublimation" refer to the change from a solid to a gas without passing through a liquid state. When the pressure of the gas G within the housing 12 is the second pressure P2, the first solid film H is unlikely to sublime.
例えば、第2圧力P2は、水の三重点の圧力よりも大きい。筐体12の気体Gの圧力が水の三重点の圧力よりも大きいとき、氷(固相の水)は昇華し難い。 For example, the second pressure P2 is greater than the pressure at the triple point of water. When the pressure of the gas G in the housing 12 is greater than the pressure at the triple point of water, ice (solid water) is less likely to sublimate.
例えば、第2圧力P2は、常圧よりも低い。例えば、第2圧力P2は、標準大気圧よりも低い。 For example, the second pressure P2 is lower than atmospheric pressure. For example, the second pressure P2 is lower than standard atmospheric pressure.
第2圧力P2は第1圧力P1よりも大きい。このため、融解工程は、筐体12の気体Gの圧力を高める。融解工程は、筐体12の気体Gの圧力を、第1圧力P1から第2圧力P2に高める。 The second pressure P2 is greater than the first pressure P1. Therefore, the melting process increases the pressure of the gas G in the housing 12. The melting process increases the pressure of the gas G in the housing 12 from the first pressure P1 to the second pressure P2.
具体的には、制御部10は、圧力調整部20を制御することによって、筐体12の気体Gの圧力を調整する。例えば、供給部17cが筐体12に乾燥ガスを供給することによって、筐体12の気体Gの圧力を高める。 Specifically, the control unit 10 adjusts the pressure of the gas G in the housing 12 by controlling the pressure adjustment unit 20. For example, the supply unit 17c supplies dry gas to the housing 12, thereby increasing the pressure of the gas G in the housing 12.
第2圧力P2は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第2圧力P2は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The second pressure P2 may be a single value or a range between two values. The second pressure P2 is preset in the processing information held by the control unit 10.
さらに、ステージ15に載置される基板Wは、第2温度T2に調整される。ここで、筐体12内の気体Gの圧力が第2圧力P2に調整された後、ステージ15に載置される基板Wは、第2温度T2に調整されることが好ましい。第2温度T2は、第2圧力P2の下で、第1固体膜Hが融解する温度である。言い換えれば、第2温度T2は、第2圧力P2の下で、第1固体膜Hが液相で存在する温度である。 Furthermore, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a second temperature T2. Here, it is preferable that the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to the second temperature T2 after the pressure of the gas G inside the housing 12 has been adjusted to the second pressure P2. The second temperature T2 is the temperature at which the first solid film H melts under the second pressure P2. In other words, the second temperature T2 is the temperature at which the first solid film H exists in a liquid phase under the second pressure P2.
例えば、第2温度T2は、水の三重点の温度よりも高い。例えば、第2温度T2は、常温と略等しい。 For example, the second temperature T2 is higher than the triple point temperature of water. For example, the second temperature T2 is approximately equal to room temperature.
第2温度T2は、第1温度T1よりも高い。このため、融解工程は、ステージ15に載置される基板Wを加熱する。融解工程は、ステージ15に載置される基板Wを、第1温度T1から第2温度T2まで加熱する。 The second temperature T2 is higher than the first temperature T1. Therefore, the melting process heats the substrate W placed on the stage 15. The melting process heats the substrate W placed on the stage 15 from the first temperature T1 to the second temperature T2.
具体的には、制御部10は、温度調整部31を制御することによって、ステージ15に載置される基板Wの温度を調整する。例えば、加熱部36は、ステージ15に載置される基板Wを加熱する。 Specifically, the control unit 10 controls the temperature adjustment unit 31 to adjust the temperature of the substrate W placed on the stage 15. For example, the heating unit 36 heats the substrate W placed on the stage 15.
第2温度T2は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第2温度T2は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The second temperature T2 may be a single value or a range between two values. The second temperature T2 is preset in the processing information held by the control unit 10.
図8は、融解工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12の気体Gの圧力が第2圧力P2に保たれた状態で、第1固体膜Hは加熱される。第1固体膜Hは、基板Wによって加熱される。第1固体膜Hは、第2温度T2まで加熱される。 Figure 8 is a diagram schematically showing the upper surface W1 of the substrate W during the melting process. The first solid film H is heated while the pressure of the gas G in the housing 12 is maintained at the second pressure P2. The first solid film H is heated by the substrate W. The first solid film H is heated to the second temperature T2.
第1固体膜Hは、液膜Jに変わる。液膜Jは、基板Wの上面W1に形成される。基板Wの上面W1は、液膜Jと接する。 The first solid film H changes into a liquid film J. The liquid film J is formed on the upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the liquid film J.
液膜Jは、液相である。液膜Jは、処理液によって形成される。液膜Jを形成する処理液は、水である。 The liquid film J is in a liquid phase. The liquid film J is formed by a treatment liquid. The treatment liquid that forms the liquid film J is water.
図8では、第1固体膜Hの一部が、液膜Jに変わる。基板Wの上面W1は、液膜Jおよび第1固体膜Hの両方と接する。但し、基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。基板Wの上面W1は、液膜Jおよび第1固体膜Hによって覆われているからである。 In Figure 8, part of the first solid film H changes into a liquid film J. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with both the liquid film J and the first solid film H. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the gas G. This is because the upper surface W1 of the substrate W is covered by the liquid film J and the first solid film H.
図8は、液膜Jの厚みが基板Wの上面W1にわたって均一でない場合を例示する。すなわち、図8は、液膜Jの形成速度が、基板Wの上面W1において、ばらつく場合を例示する。液膜Jの形成速度のばらつきは、例えば、基板Wの温度が基板Wの上面W1にわたってばらつくことに起因する。なお、液膜Jの形成速度は、基板Wの上面W1にわたって均一であってもよい。 Figure 8 illustrates a case where the thickness of the liquid film J is not uniform across the upper surface W1 of the substrate W. That is, Figure 8 illustrates a case where the rate at which the liquid film J is formed varies across the upper surface W1 of the substrate W. The variation in the rate at which the liquid film J is formed is caused, for example, by the temperature of the substrate W varying across the upper surface W1 of the substrate W. Note that the rate at which the liquid film J is formed may also be uniform across the upper surface W1 of the substrate W.
第1固体膜Hは徐々に減少する。液膜Jは徐々に増大する。 The first solid film H gradually decreases. The liquid film J gradually increases.
図9は、融解工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。図9では、第1固体膜Hの全部が、液膜Jに変わる。 Figure 9 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the melting process. In Figure 9, the entire first solid film H is transformed into a liquid film J.
液膜Jは、基板Wの上面W1を覆う。液膜Jは、基板Wの上面W1の全体を覆う。基板Wの上面W1は、液膜Jと接する。但し、基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。 The liquid film J covers the upper surface W1 of the substrate W. The liquid film J covers the entire upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with the liquid film J. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the gas G.
図8、9から明らかな通り、第1固体膜Hから液膜Jに変わるとき、気液界面Kが生じる。気液界面Kは、液膜Jと気体Gの間に位置する。しかし、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、第1固体膜Hは液膜Jに変わる。したがって、融解工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 As is clear from Figures 8 and 9, when the first solid film H changes to a liquid film J, a gas-liquid interface K is generated. The gas-liquid interface K is located between the liquid film J and the gas G. However, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K. The first solid film H changes to a liquid film J without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, during the melting process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
液膜Jの形成速度が基板Wの上面W1においてばらつく場合であっても、融解工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 Even if the formation rate of the liquid film J varies on the upper surface W1 of the substrate W, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K during the melting process.
ステップS7:第2供給工程
アンモニアガスが筐体12に供給される。
Step S7: Second Supply Step Ammonia gas is supplied to the housing 12.
具体的には、制御部10は供給部17bを制御する。これにより、供給部17bは、筐体12にアンモニアガスを供給する。 Specifically, the control unit 10 controls the supply unit 17b, which then supplies ammonia gas to the housing 12.
図10は、第2供給工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。気体Gは、アンモニアガスを含む。アンモニアガスは気相である。すなわち、アンモニアガスは液相でない。第2供給工程においても、気体Gは気相である。 Figure 10 is a diagram schematically showing the upper surface W1 of the substrate W in the second supply step. The gas G contains ammonia gas. The ammonia gas is in the gas phase. In other words, the ammonia gas is not in the liquid phase. The gas G is also in the gas phase in the second supply step.
第2供給工程は、基板Wに液体を供給しない。 The second supply process does not supply liquid to the substrate W.
基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。基板Wの上面W1は、液膜Jに覆われているからである。第2供給工程においても、基板Wの上面W1は、液膜Jと気体Gの間の気液界面Kと接しない。 The upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas G. This is because the upper surface W1 of the substrate W is covered with the liquid film J. Even in the second supply step, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K between the liquid film J and the gas G.
液膜Jは、気体Gと接する。液膜Jは、気体Gに含まれるアンモニアガスと接する。液膜Jは、気体Gに含まれるアンモニアガスを溶解する。その結果、液膜Jは、アンモニア水を含む。アンモニア水は、水酸化アンモニウムとも言う。 The liquid film J comes into contact with the gas G. The liquid film J comes into contact with the ammonia gas contained in the gas G. The liquid film J dissolves the ammonia gas contained in the gas G. As a result, the liquid film J contains ammonia water. Ammonia water is also called ammonium hydroxide.
液膜Jがアンモニアガスを溶解した後、液膜Jはアルカリ性を有する。基板Wの上面W1はアルカリ性の液膜Jと接する。このため、基板Wの上面W1は、負のゼータ電位を有する。同様に、パーティクルBは、アルカリ性の液膜Jと接する。このため、パーティクルBは、負のゼータ電位を有する。パーティクルBが有するゼータ電位は、基板Wの上面W1が有するゼータ電位と同じ極性である。したがって、上面W1とパーティクルBは、互いに反発する。パーティクルBは上面W1から離れる。パーティクルBは液膜J中に遊離する。さらに、パーティクルBが上面W1から離れた後、パーティクルBは、上面W1に再付着し難い。このように、液膜Jは、上面W1からパーティクルBを離脱させる。 After the liquid film J dissolves the ammonia gas, the liquid film J becomes alkaline. The upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the alkaline liquid film J. Therefore, the upper surface W1 of the substrate W has a negative zeta potential. Similarly, particle B comes into contact with the alkaline liquid film J. Therefore, particle B has a negative zeta potential. The zeta potential of particle B has the same polarity as the zeta potential of the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, the upper surface W1 and particle B repel each other. Particle B moves away from the upper surface W1. Particle B becomes free in the liquid film J. Furthermore, after particle B moves away from the upper surface W1, particle B is unlikely to reattach to the upper surface W1. In this way, the liquid film J detaches particle B from the upper surface W1.
ステップS8:凝固工程
液膜Jは凝固する。
Step S8: Solidification Step The liquid film J solidifies.
凝固工程では、筐体12の気体Gの圧力は、第3圧力P3に調整される。第3圧力P3は、液膜Jが凝固可能な圧力である。 During the solidification process, the pressure of the gas G in the housing 12 is adjusted to a third pressure P3. The third pressure P3 is a pressure at which the liquid film J can solidify.
ここで、「凝固(freezing)」および「凝固する」とは、液体から固体に変化することである。他方、「蒸発(vaporization)」および「蒸発する」とは、液体から気体に変化することである。筐体12内の気体Gの圧力が第3圧力P3であるとき、液膜Jは蒸発し難い。 Here, "freezing" and "to freeze" refer to the change from a liquid to a solid. On the other hand, "vaporization" and "to evaporate" refer to the change from a liquid to a gas. When the pressure of the gas G inside the housing 12 is the third pressure P3, the liquid film J is unlikely to evaporate.
例えば、第3圧力P3は、水の三重点の圧力よりも大きい。筐体12の気体Gの圧力が水の三重点の圧力よりも大きいとき、水(液相の水)は蒸発し難い。 For example, the third pressure P3 is greater than the pressure at the triple point of water. When the pressure of the gas G in the housing 12 is greater than the pressure at the triple point of water, the water (liquid water) is less likely to evaporate.
例えば、第3圧力P3は、常圧よりも低い。例えば、第3圧力P3は、標準大気圧よりも低い。 For example, the third pressure P3 is lower than atmospheric pressure. For example, the third pressure P3 is lower than standard atmospheric pressure.
例えば、第3圧力P3は、第2圧力P2と略等しい。 For example, the third pressure P3 is approximately equal to the second pressure P2.
凝固工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、第2圧力P2から第3圧力P3に調整する。 The solidification process adjusts the pressure of the gas G within the housing 12 from the second pressure P2 to the third pressure P3.
具体的には、制御部10は、圧力調整部20を制御することによって、筐体12の気体Gの圧力を調整する。 Specifically, the control unit 10 adjusts the pressure of the gas G in the housing 12 by controlling the pressure adjustment unit 20.
第3圧力P3は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第3圧力P3は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The third pressure P3 may be a single value or a range between two values. The third pressure P3 is preset in the processing information held by the control unit 10.
さらに、ステージ15に載置される基板Wは、第3温度T3に調整される。第3温度T3は、第3圧力P3の下で、液膜Jが凝固する温度である。言い換えれば、第3温度T3は、第3圧力P3の下で、液膜Jが固相で存在する温度である。 Furthermore, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a third temperature T3. The third temperature T3 is the temperature at which the liquid film J solidifies under the third pressure P3. In other words, the third temperature T3 is the temperature at which the liquid film J exists in a solid phase under the third pressure P3.
例えば、第3温度T3は、水の三重点の温度よりも低い。例えば、第3温度T3は、第1温度T1と略等しい。 For example, the third temperature T3 is lower than the triple point temperature of water. For example, the third temperature T3 is approximately equal to the first temperature T1.
第3温度T3は、第2温度T2よりも低い。このため、凝固工程は、ステージ15に載置される基板Wを冷却する。凝固工程は、ステージ15に載置される基板Wを、第2温度T2から第3温度T3まで冷却する。 The third temperature T3 is lower than the second temperature T2. Therefore, the solidification process cools the substrate W placed on the stage 15. The solidification process cools the substrate W placed on the stage 15 from the second temperature T2 to the third temperature T3.
具体的には、制御部10は、温度調整部31を制御することによって、ステージ15に載置される基板Wの温度を、第3温度T3に調整する。例えば、冷却部32は、ステージ15に載置される基板Wを冷却する。 Specifically, the control unit 10 controls the temperature adjustment unit 31 to adjust the temperature of the substrate W placed on the stage 15 to the third temperature T3. For example, the cooling unit 32 cools the substrate W placed on the stage 15.
第3温度T3は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第3温度T3は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The third temperature T3 may be a single value or a range between two values. The third temperature T3 is preset in the processing information held by the control unit 10.
図11は、凝固工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12の気体Gの圧力が第3圧力P3に保たれた状態で、液膜Jは冷却される。液膜Jは、基板Wによって冷却される。液膜Jは、第3温度T3まで冷却される。 Figure 11 is a diagram schematically showing the upper surface W1 of the substrate W during the solidification process. The liquid film J is cooled while the pressure of the gas G in the housing 12 is maintained at the third pressure P3. The liquid film J is cooled by the substrate W. The liquid film J is cooled to a third temperature T3.
液膜Jは、第2固体膜Lに変わる。第2固体膜Lは、基板Wの上面W1に形成される。基板Wの上面W1は、第2固体膜Lと接する。 The liquid film J changes into a second solid film L. The second solid film L is formed on the upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W contacts the second solid film L.
第2固体膜Lは、固相である。 The second solid film L is a solid phase.
図11では、液膜Jの一部が、第2固体膜Lに変わる。基板Wの上面W1は、液膜Jおよび第2固体膜Lの両方と接する。但し、基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。基板Wの上面W1は、液膜Jおよび第2固体膜Lによって覆われているからである。 In Figure 11, part of the liquid film J changes into the second solid film L. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with both the liquid film J and the second solid film L. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the gas G. This is because the upper surface W1 of the substrate W is covered by the liquid film J and the second solid film L.
図11は、第2固体膜Lの厚みが基板Wの上面W1にわたって均一でない場合を例示する。すなわち、図11は、第2固体膜Lの形成速度が、基板Wの上面W1において、ばらつく場合を例示する。第2固体膜Lの形成速度のばらつきは、例えば、基板Wの温度が基板Wの上面W1にわたってばらつくことに起因する。なお、第2固体膜Lの形成速度は、基板Wの上面W1にわたって均一であってもよい。 Figure 11 illustrates a case where the thickness of the second solid film L is not uniform across the upper surface W1 of the substrate W. That is, Figure 11 illustrates a case where the formation rate of the second solid film L varies across the upper surface W1 of the substrate W. The variation in the formation rate of the second solid film L is caused, for example, by the temperature of the substrate W varying across the upper surface W1 of the substrate W. Note that the formation rate of the second solid film L may also be uniform across the upper surface W1 of the substrate W.
液膜Jは徐々に減少する。第2固体膜Lは徐々に増大する。 The liquid film J gradually decreases. The second solid film L gradually increases.
図12は、凝固工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。図12では、液膜Jの全部が、第2固体膜Lに変わる。 Figure 12 is a diagram schematically showing the upper surface W1 of the substrate W during the solidification process. In Figure 12, the entire liquid film J has been transformed into a second solid film L.
第2固体膜Lは、基板Wの上面W1を覆う。第2固体膜Lは、基板Wの上面W1の全体を覆う。基板Wの上面W1は、第2固体膜Lと接する。但し、基板Wの上面W1は、気体Gと接しない。 The second solid film L covers the upper surface W1 of the substrate W. The second solid film L covers the entire upper surface W1 of the substrate W. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with the second solid film L. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the gas G.
液膜Jは、消失する。これにより、基板Wの上面W1のゼータ電位は、消失する。パーティクルBのゼータ電位も、消失する。 The liquid film J disappears. As a result, the zeta potential of the upper surface W1 of the substrate W disappears. The zeta potential of the particle B also disappears.
図11、12から明らかな通り、液膜Jから第2固体膜Lに変わるとき、気液界面Kが生じる。気液界面Kは、液膜Jと気体Gの間に位置する。しかし、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、液膜Jは第2固体膜Lに変わる。したがって、凝固工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 As is clear from Figures 11 and 12, when the liquid film J changes into the second solid film L, a gas-liquid interface K is generated. The gas-liquid interface K is located between the liquid film J and the gas G. However, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K. The liquid film J changes into the second solid film L without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, during the solidification process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
第2固体膜Lの形成速度が基板Wの上面W1においてばらつく場合であっても、凝固工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 Even if the formation rate of the second solid film L varies on the upper surface W1 of the substrate W, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K during the solidification process.
ステップS9:帯電工程
第2固体膜Lは帯電する。
Step S9: Charging Step The second solid film L is charged.
具体的には、制御部10は、電子放射部41を制御する。これにより、電子放射部41は、第2固体膜Lに向けて、電子を放射する。 Specifically, the control unit 10 controls the electron emitter 41. This causes the electron emitter 41 to emit electrons toward the second solid film L.
図13は、帯電工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。電子放射部41は、電子Mを放射する。第2固体膜Lは、電子Mを受ける。このため、第2固体膜Lは、負に帯電する。電子Mは、第2固体膜Lの上面L1に分布する。このため、第2固体膜Lの上面L1は、負に帯電する。 Figure 13 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the charging process. The electron emitter 41 emits electrons M. The second solid film L receives the electrons M. As a result, the second solid film L becomes negatively charged. The electrons M are distributed on the upper surface L1 of the second solid film L. As a result, the upper surface L1 of the second solid film L becomes negatively charged.
ステップS10:昇華工程
第2固体膜Lは昇華する。
Step S10: Sublimation Step The second solid film L is sublimated.
昇華工程では、筐体12の気体Gの圧力を、第4圧力P4に調整する。第4圧力P4は、第2固体膜Lが昇華可能な圧力である。 In the sublimation process, the pressure of the gas G in the housing 12 is adjusted to a fourth pressure P4. The fourth pressure P4 is a pressure at which the second solid film L can be sublimated.
上述のとおり、「昇華(sublimation)」および「昇華する」とは、固体から、液体を経ずに、気体に変化することである。他方、「融解(melting)」および「融解する」とは、固体から液体に変化することである。筐体12内の気体Gの圧力が第4圧力P4であるとき、第2固体膜Lは融解し難い。 As mentioned above, "sublimation" and "to sublimate" refer to the change from a solid to a gas without passing through a liquid state. On the other hand, "melting" and "to melt" refer to the change from a solid to a liquid. When the pressure of the gas G within the housing 12 is the fourth pressure P4, the second solid film L is unlikely to melt.
例えば、第4圧力P4は、水の三重点の圧力よりも小さい。筐体12の気体Gの圧力が水の三重点の圧力よりも小さいとき、氷(固相の水)は融解し難い。 For example, the fourth pressure P4 is less than the pressure at the triple point of water. When the pressure of the gas G in the housing 12 is less than the pressure at the triple point of water, ice (solid water) is less likely to melt.
例えば、第4圧力P4は、第1圧力P1と略等しい。 For example, the fourth pressure P4 is approximately equal to the first pressure P1.
第4圧力P4は、第3圧力P3よりも低い。このため、昇華工程は、筐体12の気体Gの圧力を低下させる。昇華工程は、筐体12の気体Gの圧力を、第3圧力P3から第4圧力P4に低下させる。 The fourth pressure P4 is lower than the third pressure P3. Therefore, the sublimation process reduces the pressure of the gas G in the housing 12. The sublimation process reduces the pressure of the gas G in the housing 12 from the third pressure P3 to the fourth pressure P4.
具体的には、制御部10は、圧力調整部20を制御することによって、筐体12の気体Gの圧力を調整する。例えば、排気部25は、筐体12の気体Gの圧力を低下させる。 Specifically, the control unit 10 adjusts the pressure of the gas G in the housing 12 by controlling the pressure adjustment unit 20. For example, the exhaust unit 25 reduces the pressure of the gas G in the housing 12.
第4圧力P4は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第4圧力P4は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The fourth pressure P4 may be a single value or a range between two values. The fourth pressure P4 is preset in the processing information held by the control unit 10.
昇華工程では、筐体12内の気体を筐体12の外部に排出する。 During the sublimation process, the gas inside the housing 12 is discharged to the outside of the housing 12.
具相的には、排気部25は、筐体12の気体Gの圧力を減圧するとともに、筐体12内の気体を筐体12の外部に排出する。 Specifically, the exhaust unit 25 reduces the pressure of the gas G in the housing 12 and exhausts the gas inside the housing 12 to the outside of the housing 12.
さらに、ステージ15に載置される基板Wは、第4温度T4に調整される。第4温度T4は、第4圧力P4の下で、第2固体膜Lが昇華する温度である。言い換えれば、第4温度T4は、第4圧力P4の下で、第2固体膜Lが気相で存在する温度である。 Furthermore, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a fourth temperature T4. The fourth temperature T4 is the temperature at which the second solid film L sublimes under the fourth pressure P4. In other words, the fourth temperature T4 is the temperature at which the second solid film L exists in the gas phase under the fourth pressure P4.
例えば、第4温度T4は、水の三重点の温度よりも高い。例えば、第4温度T4は、常温と略等しい。 For example, the fourth temperature T4 is higher than the triple point temperature of water. For example, the fourth temperature T4 is approximately equal to room temperature.
例えば、第4温度T4は、第3温度T3よりも高い。この場合、昇華工程は、ステージ15に載置される基板Wを加熱する。昇華工程は、ステージ15に載置される基板Wを、第3温度T3から第4温度T4まで加熱する。 For example, the fourth temperature T4 is higher than the third temperature T3. In this case, the sublimation process heats the substrate W placed on the stage 15. The sublimation process heats the substrate W placed on the stage 15 from the third temperature T3 to the fourth temperature T4.
具体的には、制御部10は、温度調整部31を制御することによって、ステージ15に載置される基板Wの温度を、第4温度T4に調整する。例えば、加熱部36は、ステージ15に載置される基板Wを加熱する。 Specifically, the control unit 10 controls the temperature adjustment unit 31 to adjust the temperature of the substrate W placed on the stage 15 to the fourth temperature T4. For example, the heating unit 36 heats the substrate W placed on the stage 15.
第4温度T4は、1つの値であってもよいし、2つの値の間の範囲であってもよい。第4温度T4は、制御部10が有する処理情報において予め設定されている。 The fourth temperature T4 may be a single value or a range between two values. The fourth temperature T4 is preset in the processing information held by the control unit 10.
図14は、昇華工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12の気体Gの圧力が第4圧力P4に保たれた状態で、第2固体膜Lは加熱される。第2固体膜Lは、基板Wによって加熱される。第2固体膜Lは、第4温度T4まで加熱される。 Figure 14 is a diagram schematically showing the upper surface W1 of the substrate W during the sublimation process. The second solid film L is heated while the pressure of the gas G in the housing 12 is maintained at the fourth pressure P4. The second solid film L is heated by the substrate W. The second solid film L is heated to a fourth temperature T4.
第2固体膜Lは、液体を経ずに、気体に変わる。第2固体膜Lから変化した気体は、気相である。気体Gは、第2固体膜Lから変化した気体を含む。排気部25は、気体Gを、筐体12の外部に排出する。 The second solid film L changes into a gas without passing through a liquid state. The gas that changes from the second solid film L is in the gas phase. The gas G includes the gas that changes from the second solid film L. The exhaust unit 25 exhausts the gas G to the outside of the housing 12.
第2固体膜Lの上面L1は、低くなる。第2固体膜Lの上面L1が負に帯電したままで、第2固体膜Lの上面L1は低くなる。第2固体膜Lの上面L1がパーティクルBと同じ高さ位置まで低くなると、パーティクルBは負に帯電される。言い換えれば、パーティクルBが第2固体膜Lの上面L1に露出するとき、パーティクルBは負に帯電される。パーティクルBが負に帯電したとき、パーティクルBと第2固体膜Lの上面L1は、互いに反発する。よって、パーティクルBは、第2固体膜Lから容易に離れる。パーティクルBは、例えば、第2固体膜Lから、筐体12内の気体G中に飛ぶ。 The upper surface L1 of the second solid film L becomes lower. While the upper surface L1 of the second solid film L remains negatively charged, the upper surface L1 of the second solid film L becomes lower. When the upper surface L1 of the second solid film L becomes lower to the same height as particle B, particle B becomes negatively charged. In other words, when particle B is exposed to the upper surface L1 of the second solid film L, particle B becomes negatively charged. When particle B becomes negatively charged, particle B and the upper surface L1 of the second solid film L repel each other. Therefore, particle B easily separates from the second solid film L. Particle B, for example, flies from the second solid film L into the gas G inside the housing 12.
図14では、第2固体膜Lの一部が、昇華する。基板Wの上面W1は、第2固体膜Lおよび気体Gの両方と接する。但し、基板Wの上面W1は、液体と接しない。 In Figure 14, a portion of the second solid film L sublimes. The upper surface W1 of the substrate W is in contact with both the second solid film L and the gas G. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the liquid.
図14は、第2固体膜Lの厚みが基板Wの上面W1にわたって均一でない場合を例示する。すなわち、図14は、第2固体膜Lの昇華速度が、基板Wの上面W1において、ばらつく場合を例示する。第2固体膜Lの昇華速度のばらつきは、例えば、基板Wの温度が基板Wの上面W1にわたってばらつくことに起因する。なお、第2固体膜Lの昇華速度は、基板Wの上面W1にわたって均一であってもよい。 Figure 14 illustrates a case where the thickness of the second solid film L is not uniform across the upper surface W1 of the substrate W. That is, Figure 14 illustrates a case where the sublimation rate of the second solid film L varies across the upper surface W1 of the substrate W. The variation in the sublimation rate of the second solid film L is caused, for example, by the temperature of the substrate W varying across the upper surface W1 of the substrate W. Note that the sublimation rate of the second solid film L may also be uniform across the upper surface W1 of the substrate W.
図15は、昇華工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。図15では、第2固体膜Lの全部が、昇華する。 Figure 15 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the sublimation process. In Figure 15, the entire second solid film L is sublimated.
第2固体膜Lが液体に変化することなく、第2固体膜Lは基板Wから除去される。第2固体膜Lが液体に変化することなく、基板Wは乾燥される。 The second solid film L is removed from the substrate W without changing into a liquid. The substrate W is dried without changing into a liquid.
基板Wの上面W1は、気体Gと接する。但し、基板Wの上面W1は、液体と接しない。 The upper surface W1 of the substrate W is in contact with the gas G. However, the upper surface W1 of the substrate W is not in contact with the liquid.
図14、15から明らかな通り、第2固体膜Lが気体に変わるとき、基板Wの上面W1は液体と接しない。基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、第2固体膜Lは昇華する。このため、昇華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。そもそも、昇華工程では、気液界面は生じない。 As is clear from Figures 14 and 15, when the second solid film L turns into gas, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the liquid. The second solid film L sublimes without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, during the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface. To begin with, no gas-liquid interface occurs during the sublimation process.
第2固体膜Lの昇華速度が基板Wの上面W1においてばらつく場合であっても、昇華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 Even if the sublimation rate of the second solid film L varies on the upper surface W1 of the substrate W, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface during the sublimation process.
ステップS11:収集工程
収集部45は、帯電したパーティクルBを収集する。
Step S11: Collection Step The collection unit 45 collects the charged particles B.
収集工程は、昇華工程と並行して実行されることが好ましい。収集工程が実行される期間は、昇華工程が実行される期間の少なくとも一部と重なることが好ましい。例えば、収集工程は、昇華工程と同時に始まる。 The collection step is preferably carried out in parallel with the sublimation step. The period during which the collection step is carried out preferably overlaps with at least a portion of the period during which the sublimation step is carried out. For example, the collection step begins simultaneously with the sublimation step.
具体的には、制御部10は、収集部45を制御する。これにより、電極46は、正の電位を有する。 Specifically, the control unit 10 controls the collection unit 45, which causes the electrode 46 to have a positive potential.
図14を参照する。電極46は、帯電したパーティクルBを引き寄せる。電極46は、第2固体膜Lから露出したパーティクルBを引き寄せる。パーティクルBは、電極Bに向かって移動する。パーティクルBは、例えば、上方に移動する。 Refer to Figure 14. Electrode 46 attracts charged particle B. Electrode 46 attracts particle B exposed from second solid film L. Particle B moves toward electrode B. Particle B moves, for example, upward.
図15を参照する。第2固体膜Lに含まれる全てのパーティクルBは、電極46に収集される。第2固体膜Lに含まれる全てのパーティクルBは、基板Wから除去される。 Refer to Figure 15. All particles B contained in the second solid film L are collected on the electrode 46. All particles B contained in the second solid film L are removed from the substrate W.
<4.実施形態の効果>
基板処理方法は、載置工程を備える。載置工程では、筐体12内において、基板Wは略水平姿勢で載置される。載置工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。
4. Effects of the embodiment
The substrate processing method includes a placing step in which the substrate W is placed in a substantially horizontal position in the housing 12. In the placing step, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
基板処理方法は、第1供給工程を備える。第1供給工程は、水蒸気を筐体12に供給する。第1供給工程では、基板Wの上面W1は、水蒸気と接する。水蒸気は、気相である。すなわち、水蒸気は、液相でない。第1供給工程は、基板Wに液体を供給しない。このため、第1供給工程では、基板Wの上面W1は、液体と接しない。したがって、第1供給工程では、基板Wの上面W1は、気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a first supply process. In the first supply process, water vapor is supplied to the housing 12. In the first supply process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the water vapor. The water vapor is in the gas phase. That is, the water vapor is not in the liquid phase. In the first supply process, no liquid is supplied to the substrate W. Therefore, in the first supply process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the liquid. Therefore, in the first supply process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
基板処理方法は、凝華工程を備える。凝華工程では、水蒸気は筐体12内において凝華する。これにより、凝華工程は第1固体膜Hを形成する。第1固体膜Hは、基板Wの上面W1を覆う。凝華工程では、水蒸気は、液体を経ずに、第1固体膜Hに変わる。凝華工程では、基板Wの上面W1は、第1固体膜Hと接する。第1固体膜Hは、固相である。すなわち、第1固体膜Hは、液相でない。このため、水蒸気が第1固体膜Hに変わるとき、基板Wの上面W1は、液体と接しない。よって、基板Wの上面W1が気液界面と接することなく、水蒸気は第1固体膜Hに凝華(変化)する。したがって、凝華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a sublimation process. In the sublimation process, water vapor sublimes within the housing 12. This forms a first solid film H. The first solid film H covers the upper surface W1 of the substrate W. In the sublimation process, water vapor changes into the first solid film H without first becoming a liquid. In the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the first solid film H. The first solid film H is in a solid phase. That is, the first solid film H is not in a liquid phase. Therefore, when the water vapor changes into the first solid film H, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with a liquid. Therefore, the water vapor sublimes (changes) into the first solid film H without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface. Therefore, in the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
基板処理方法は、融解工程を備える。融解工程では、第1固体膜Hは融解する。これにより、融解工程は液膜Jを形成する。液膜Jは、基板Wの上面W1を覆う。融解工程では、第1固体膜Hは、液膜Jに変わる。融解工程では、基板Wの上面W1は、液膜Jと接する。液膜Jは、液相である。上述の通り、凝華工程で形成される第1固体膜Hは、基板Wの上面W1を覆う。このため、第1固体膜Hが液膜Jに変わるとき、基板Wの上面W1は気体Gと接しない。よって、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、第1固体膜Hは液膜Jに融解する。したがって、融解工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 The substrate processing method includes a melting process. In the melting process, the first solid film H melts. As a result, the melting process forms a liquid film J. The liquid film J covers the upper surface W1 of the substrate W. In the melting process, the first solid film H changes into the liquid film J. In the melting process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the liquid film J. The liquid film J is in a liquid phase. As described above, the first solid film H formed in the sublimation process covers the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, when the first solid film H changes into the liquid film J, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas G. Therefore, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K, and the first solid film H melts into the liquid film J. Therefore, in the melting process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
まとめると、載置工程と第1供給工程と凝華工程と融解工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。このため、液膜Jの表面張力は、基板Wの上面W1に実質的に作用しない。よって、基板Wの上面W1を保護しつつ、基板Wの上面W1に液膜Jを形成できる。言い換えれば、基板Wの上面W1を保護しつつ、基板Wの上面W1に処理液を供給できる。したがって、基板処理方法は、基板Wを適切に処理できる。 In summary, during the placing step, first supply step, sublimation step, and melting step, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the surface tension of the liquid film J does not substantially act on the upper surface W1 of the substrate W. As a result, the liquid film J can be formed on the upper surface W1 of the substrate W while protecting the upper surface W1 of the substrate W. In other words, the processing liquid can be supplied to the upper surface W1 of the substrate W while protecting the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, the substrate processing method can process the substrate W appropriately.
なお、仮に、ノズルが基板Wの上面W1に処理液を吐出する従来技術では、基板Wの上面W1が処理液と接触し始める時、基板Wは気液界面と接する。すなわち、従来技術では、基板Wが気液界面と接する瞬間が生じる。この瞬間、処理液の表面張力が基板Wの上面W1に作用する。よって、従来技術では、基板Wの上面W1は、比較的に大きな力を受ける。 In the case of conventional technology in which a nozzle ejects processing liquid onto the upper surface W1 of the substrate W, when the upper surface W1 of the substrate W begins to come into contact with the processing liquid, the substrate W comes into contact with the gas-liquid interface. In other words, in the case of conventional technology, there is a moment when the substrate W comes into contact with the gas-liquid interface. At this moment, the surface tension of the processing liquid acts on the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, in the case of conventional technology, the upper surface W1 of the substrate W is subjected to a relatively large force.
基板処理方法は、水蒸気を凝華させて基板Wの上面W1を覆う第1固体膜Hを形成した後、第1固体膜Hを融解させて基板Wの上面W1を覆う液膜Jを形成する。このため、基板W上から処理液があふれることを好適に抑制できる。すなわち、処理液のロスを好適に抑えることができる。よって、基板処理方法は、より少ない処理液で、液膜Jを効率良く形成できる。すなわち、基板処理方法は、基板Wを少量の処理液で処理できる。その結果、基板処理方法では、処理液の使用量は比較的に少ない。例えば、基板処理方法における処理液の使用量は、従来方法における処理液の使用量よりも少ない。 The substrate processing method sublimates water vapor to form a first solid film H that covers the upper surface W1 of the substrate W, and then melts the first solid film H to form a liquid film J that covers the upper surface W1 of the substrate W. This effectively prevents the processing liquid from overflowing from the substrate W. In other words, loss of processing liquid can be effectively reduced. Therefore, the substrate processing method can efficiently form the liquid film J using less processing liquid. In other words, the substrate processing method can process the substrate W with a small amount of processing liquid. As a result, the substrate processing method uses a relatively small amount of processing liquid. For example, the substrate processing method uses less processing liquid than conventional methods.
凝華工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、水蒸気が凝華可能な第1圧力P1に保つ。このため、水蒸気が凝縮することを、凝華工程は好適に抑制できる。 The sublimation process maintains the pressure of the gas G within the housing 12 at a first pressure P1 at which water vapor can sublimate. Therefore, the sublimation process can effectively suppress condensation of water vapor.
凝華工程は、水蒸気を冷却する。このため、凝華工程では、水蒸気は好適に凝華する。 The sublimation process cools the water vapor. Therefore, the water vapor sublimes properly during the sublimation process.
融解工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、第1固体膜Hが融解可能な第2圧力P2に保つ。このため、第1固体膜Hが昇華することを、融解工程は好適に抑制できる。 The melting process maintains the pressure of the gas G inside the housing 12 at a second pressure P2 at which the first solid film H can melt. Therefore, the melting process can effectively prevent the first solid film H from sublimating.
融解工程は、第1固体膜Hを加熱する。このため、融解工程では、第1固体膜Hは好適に融解する。 The melting process heats the first solid film H. Therefore, the first solid film H melts favorably during the melting process.
凝華工程は、基板Wを冷却する。このため、凝華工程は、基板Wを介して水蒸気を冷却する。凝華工程では、基板Wの上面W1は水蒸気と接する。よって、凝華工程は、第1固体膜Hを効率良く形成できる。 The sublimation process cools the substrate W. Therefore, the sublimation process cools the water vapor through the substrate W. During the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the water vapor. Therefore, the sublimation process can efficiently form the first solid film H.
凝華工程は、水蒸気が基板Wの上面W1上に凝華する第1温度T1まで、基板Wを冷却する。よって、凝華工程は、水蒸気を第1固体膜Hに好適に凝華(変化)できる。 The sublimation process cools the substrate W to a first temperature T1 at which water vapor sublimes onto the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, the sublimation process can effectively sublimate (transform) the water vapor into a first solid film H.
融解工程は、基板Wを加熱する。このため、融解工程は、基板Wを介して第1固体膜Hを加熱する。融解工程では、基板Wの上面W1は第1固体膜Hと接する。よって、融解工程は、液膜Jを効率良く形成できる。 The melting process heats the substrate W. Therefore, the melting process heats the first solid film H through the substrate W. During the melting process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the first solid film H. Therefore, the melting process can efficiently form the liquid film J.
融解工程は、第1固体膜Hが融解する第2温度T2まで、基板Wを加熱する。よって、融解工程は、第1固体膜Hを液膜Jに好適に融解できる。 The melting process heats the substrate W to a second temperature T2 at which the first solid film H melts. Therefore, the melting process can effectively melt the first solid film H into a liquid film J.
凝華工程では、筐体12内の気体Gの圧力は水の三重点の圧力よりも小さい。よって、凝華工程では、水蒸気が凝縮することを好適に抑制できる。 During the sublimation process, the pressure of gas G within the housing 12 is lower than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the sublimation process, condensation of water vapor can be effectively suppressed.
融解工程では、筐体12内の気体Gの圧力は水の三重点の圧力よりも大きい。よって、融解工程では、第1固体膜Hが昇華することを好適に抑制できる。 During the melting process, the pressure of the gas G inside the housing 12 is greater than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the melting process, sublimation of the first solid film H can be effectively suppressed.
基板処理方法は、調整工程を備える。調整工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、第1圧力P1に調整する。調整工程は、基板Wの温度を、第1温度T1に調整する。調整工程は、凝華工程の前に実行される。このため、凝華工程を円滑に開始できる。よって、基板処理方法に要する時間を短縮できる。 The substrate processing method includes an adjustment process. In the adjustment process, the pressure of the gas G inside the housing 12 is adjusted to a first pressure P1. In the adjustment process, the temperature of the substrate W is adjusted to a first temperature T1. The adjustment process is performed before the sublimation process. This allows the sublimation process to start smoothly. This reduces the time required for the substrate processing method.
調整工程は、第1供給工程の前に実行される。このため、第1供給工程が開始した直後に、凝華工程を開始できる。よって、基板処理方法に要する時間を一層短縮できる。 The adjustment process is performed before the first supply process. This allows the sublimation process to begin immediately after the first supply process begins. This further reduces the time required for the substrate processing method.
基板処理方法は、凝固工程を備える。凝固工程では、液膜Jは凝固する。これにより、凝固工程は、第2固体膜Lを形成する。第2固体膜Lは基板Wの上面W1上に形成される。凝固工程では、液膜Jは第2固体膜Lに変わる。凝固工程では、基板Wの上面W1は、第2固体膜Lと接する。第2固体膜Lは、固相である。上述の通り、融解工程で形成される液膜Jは、基板Wの上面W1を覆う。このため、液膜Jが第2固体膜Lに変わるとき、基板Wの上面W1は気体Gと接しない。よって、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、液膜Jは凝固する。したがって、凝固工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 The substrate processing method includes a solidification process. In the solidification process, the liquid film J solidifies. As a result, a second solid film L is formed in the solidification process. The second solid film L is formed on the upper surface W1 of the substrate W. In the solidification process, the liquid film J changes into the second solid film L. In the solidification process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the second solid film L. The second solid film L is in a solid phase. As described above, the liquid film J formed in the melting process covers the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, when the liquid film J changes into the second solid film L, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas G. Therefore, the liquid film J solidifies without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, in the solidification process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
基板処理方法は、昇華工程を備える。昇華工程では、第2固体膜Lは昇華する。昇華工程では、第2固体膜Lは、液体を経ずに、気相に変わる。このため、第2固体膜Lが昇華するとき、基板Wの上面W1は液体と接しない。よって、基板Wの上面W1が気液界面と接することなく、第1固体膜Lは昇華する。したがって、昇華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 The substrate processing method includes a sublimation process. In the sublimation process, the second solid film L sublimes. In the sublimation process, the second solid film L changes into a gas phase without passing through a liquid state. Therefore, when the second solid film L sublimes, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the liquid. Therefore, the first solid film L sublimes without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface. Therefore, in the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
第2固体膜Lが昇華することによって、第2固体膜は基板Wから去る。第2固体膜Lが昇華することによって、基板Wは乾燥される。 As the second solid film L sublimes, it leaves the substrate W. As the second solid film L sublimes, the substrate W is dried.
まとめると、凝固工程と昇華工程では、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。よって、基板処理方法によれば、基板Wの上面W1を好適に保護しつつ、基板を乾燥できる。したがって、基板処理方法は、基板Wを一層適切に処理できる。 In summary, during the solidification and sublimation processes, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface. Therefore, the substrate processing method can dry the substrate while suitably protecting the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, the substrate processing method can process the substrate W more appropriately.
凝固工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、液膜Jが凝固可能な第3圧力P3に保つ。このため、液膜Jが蒸発することを、凝固工程は好適に抑制できる。 The solidification process maintains the pressure of the gas G inside the housing 12 at a third pressure P3 at which the liquid film J can solidify. Therefore, the solidification process can effectively prevent the liquid film J from evaporating.
凝固工程は、液膜Jを冷却する。このため、凝固工程では、液膜Jは好適に凝固する。 The solidification process cools the liquid film J. Therefore, the liquid film J solidifies appropriately during the solidification process.
昇華工程は、筐体12内の気体Gの圧力を、第2固体膜Lが昇華可能な第4圧力P4に保つ。このため、第2固体膜Lが融解することを、昇華工程は好適に抑制できる。 The sublimation process maintains the pressure of the gas G within the housing 12 at a fourth pressure P4 at which the second solid film L can sublimate. Therefore, the sublimation process can effectively prevent the second solid film L from melting.
昇華工程は、第2固体膜Lを加熱する。このため、昇華工程では、第2固体膜Lは好適に昇華する。 The sublimation process heats the second solid film L. Therefore, the second solid film L sublimes effectively during the sublimation process.
凝固工程は、基板を冷却する。このため、凝固工程は、基板Wを介して液膜Jを冷却する。凝固工程では、基板Wの上面W1は液膜Jと接する。よって、凝固工程は、第2固体膜Lを効率良く形成できる。 The solidification process cools the substrate. Therefore, the solidification process cools the liquid film J through the substrate W. During the solidification process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the liquid film J. Therefore, the solidification process can efficiently form the second solid film L.
凝固工程は、液膜Jが凝固する第3温度T3まで、基板Wを冷却する。よって、凝固工程は、液膜Jを好適に凝固できる。 The solidification process cools the substrate W to a third temperature T3 at which the liquid film J solidifies. Therefore, the solidification process can effectively solidify the liquid film J.
昇華工程は、基板Wを加熱する。このため、昇華工程は、基板Wを介して第2固体膜Lを加熱する。昇華工程では、基板Wの上面W1は第2固体膜Lと接する。よって、昇華工程は、第2固体膜Lを効率良く昇華できる。 The sublimation process heats the substrate W. Therefore, the sublimation process heats the second solid film L through the substrate W. During the sublimation process, the upper surface W1 of the substrate W comes into contact with the second solid film L. Therefore, the sublimation process can efficiently sublimate the second solid film L.
昇華工程は、第2固体膜Lが昇華する第4温度T4まで、基板Wを加熱する。よって、昇華工程は、第2固体膜Lを好適に昇華できる。 The sublimation process heats the substrate W to a fourth temperature T4 at which the second solid film L sublimes. Therefore, the sublimation process can effectively sublimate the second solid film L.
昇華工程は、筐体12内の気体Gを筐体12の外部に排出する。このため、昇華工程では、第2固体膜Lは一層好適に昇華する。昇華工程では、第2固体膜Lを基板Wから一層好適に除去できる。 The sublimation process exhausts the gas G inside the housing 12 to the outside of the housing 12. Therefore, the second solid film L sublimes more efficiently during the sublimation process. The second solid film L can be more efficiently removed from the substrate W during the sublimation process.
凝固工程では、筐体12内の気体Gの圧力は水の三重点の圧力よりも大きい。よって、凝固工程では、液膜Jが蒸発することを好適に抑制できる。 During the solidification process, the pressure of the gas G inside the housing 12 is greater than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the solidification process, evaporation of the liquid film J can be effectively suppressed.
昇華工程では、筐体12内の気体Gの圧力は水の三重点の圧力よりも小さい。よって、昇華工程では、第2固体膜Lが融解することを好適に抑制できる。 During the sublimation process, the pressure of the gas G inside the housing 12 is lower than the pressure at the triple point of water. Therefore, during the sublimation process, melting of the second solid film L can be effectively suppressed.
基板処理方法は、第2供給工程を備える。第2供給工程は、アンモニアガスを供給する。アンモニアガスは気相である。このため、第2供給工程では、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。よって、第2供給工程は、基板Wの上面W1を好適に保護しつつ、筐体12にアンモニアガスを供給できる。 The substrate processing method includes a second supply step. The second supply step supplies ammonia gas. Ammonia gas is in a gas phase. Therefore, in the second supply step, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the second supply step can supply ammonia gas to the housing 12 while suitably protecting the upper surface W1 of the substrate W.
液膜Jは、アンモニアガスを溶解する。このため、液膜Jは、水蒸気のみならずアンモニアガスにも由来する。よって、液膜Jは基板Wを一層適切に処理できる。 The liquid film J dissolves ammonia gas. Therefore, the liquid film J is derived not only from water vapor but also from ammonia gas. Therefore, the liquid film J can process the substrate W more appropriately.
基板処理方法は、帯電工程を備える。帯電工程は、第2固体膜Lを帯電させる。このため、第2固体膜Lに含まれるパーティクルBを容易に帯電させることができる。具体的には、昇華工程においてパーティクルBが第2固体膜Lから露出するとき、パーティクルBを容易に帯電させることができる。 The substrate processing method includes a charging step. In the charging step, the second solid film L is charged. This makes it possible to easily charge particles B contained in the second solid film L. Specifically, when particles B are exposed from the second solid film L during the sublimation step, the particles B can be easily charged.
帯電工程では、第2固体膜Lは負に帯電する。このため、パーティクルBも負に帯電する。よって、静電反発が、負に帯電した第2固体膜Lと、負に帯電したパーティクルBの間に生じる。したがって、パーティクルBを好適に除去できる。 In the charging process, the second solid film L is negatively charged. As a result, the particles B are also negatively charged. As a result, electrostatic repulsion occurs between the negatively charged second solid film L and the negatively charged particles B. Therefore, the particles B can be effectively removed.
基板処理方法は、収集工程を備える。収集工程は、帯電したパーティクルBを収集する。このため、収集工程は、帯電したパーティクルBを基板Wから好適に除去できる。 The substrate processing method includes a collection process. The collection process collects charged particles B. Therefore, the collection process can effectively remove charged particles B from the substrate W.
基板Wは、パターンRを有する。パターンRは、基板Wの上面W1に形成される。上述の通り、基板処理方法は、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、基板Wを処理する。よって、パターンRは気液界面Kと接しない。したがって、基板処理方法は、パターンRを保護しつつ、基板Wを適切に処理できる。例えば、基板処理方法は、パターンRが倒壊することを好適に抑制しつつ、パターンRに処理液を供給できる。例えば、基板処理方法は、凸部W2が倒壊することを好適に抑制しつつ、パターンRに処理液を供給できる。 The substrate W has a pattern R. The pattern R is formed on the upper surface W1 of the substrate W. As described above, the substrate processing method processes the substrate W without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the pattern R does not come into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the substrate processing method can appropriately process the substrate W while protecting the pattern R. For example, the substrate processing method can supply a processing liquid to the pattern R while preferably preventing the pattern R from collapsing. For example, the substrate processing method can supply a processing liquid to the pattern R while preferably preventing the convex portion W2 from collapsing.
基板処理装置1は、筐体12と圧力調整部20を備える。圧力調整部20は、筐体12内の気体Gの圧力を調整する。筐体12は密閉可能である。このため、圧力調整部20は、筐体12内の気体Gの圧力を好適に調整できる。 The substrate processing apparatus 1 includes a housing 12 and a pressure adjustment unit 20. The pressure adjustment unit 20 adjusts the pressure of the gas G within the housing 12. The housing 12 is hermetically sealed. This allows the pressure adjustment unit 20 to appropriately adjust the pressure of the gas G within the housing 12.
基板処理装置1は、ステージ15と供給部17aと温度調整部31と制御部10を備える。ステージ15は、筐体12内に設置される。ステージ15は基板Wを略水平姿勢で載置する。供給部17aは、筐体12内に水蒸気を供給する。温度調整部31はステージ15に載置される基板Wの温度を調整する。制御部10は、供給部17aと供給部17cと排気部25と温度調整部31を制御する。 The substrate processing apparatus 1 includes a stage 15, a supply unit 17a, a temperature adjustment unit 31, and a control unit 10. The stage 15 is installed within a housing 12. A substrate W is placed on the stage 15 in a substantially horizontal position. The supply unit 17a supplies water vapor into the housing 12. The temperature adjustment unit 31 adjusts the temperature of the substrate W placed on the stage 15. The control unit 10 controls the supply unit 17a, the supply unit 17c, the exhaust unit 25, and the temperature adjustment unit 31.
制御部10は、供給部17aから筐体12に水蒸気を供給させる。供給部17aが水蒸気を筐体12に供給するとき、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 The control unit 10 controls the supply unit 17a to supply water vapor to the housing 12. When the supply unit 17a supplies water vapor to the housing 12, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
制御部10は、圧力調整部20と温度調整部31を制御することによって、水蒸気を凝華させて、ステージ15に載置される基板Wの上面W1を覆う第1固体膜Hを形成する。よって、水蒸気が第1固体膜Hに変わるとき、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 The control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20 and the temperature adjustment unit 31 to sublimate the water vapor and form a first solid film H that covers the upper surface W1 of the substrate W placed on the stage 15. Therefore, when the water vapor turns into the first solid film H, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
制御部10は、圧力調整部20と温度調整部31を制御することによって、前記第1固体膜を融解させて、ステージ15に載置される基板Wの上面W1を覆う液膜Jを形成する。よって、第1固体膜Hが液膜Jに変わるとき、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 The control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20 and the temperature adjustment unit 31 to melt the first solid film and form a liquid film J that covers the upper surface W1 of the substrate W placed on the stage 15. Therefore, when the first solid film H changes into the liquid film J, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
まとめると、水蒸気を筐体12に供給し、水蒸気を凝華させ、かつ、第1固体膜Hを融解させるように、制御部10は供給部17aと圧力調整部20と温度調整部31を制御する。このため、基板処理装置1は、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、基板Wの上面W1上に液膜Jを形成できる。したがって、基板処理装置1は、基板Wを適切に処理できる。 In summary, the control unit 10 controls the supply unit 17a, pressure adjustment unit 20, and temperature adjustment unit 31 to supply water vapor to the housing 12, sublimate the water vapor, and melt the first solid film H. As a result, the substrate processing apparatus 1 can form a liquid film J on the upper surface W1 of the substrate W without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can process the substrate W appropriately.
基板処理装置1は、水蒸気を凝華させて基板Wの上面W1を覆う第1固体膜Hを形成し、第1固体膜Hを融解させて基板Wの上面W1を覆う液膜Jを形成する。このため、基板W上から処理液があふれることを好適に抑制できる。すなわち、処理液のロスを好適に抑えることができる。よって、基板処理装置1は、より少ない処理液で、液膜Jを効率良く形成できる。すなわち、基板処理装置1は、基板Wを少量の処理液で処理できる。その結果、基板処理装置1では、処理液の使用量は比較的に少ない。例えば、基板処理装置1における処理液の使用量は、従来装置における処理液の使用量よりも少ない。 The substrate processing apparatus 1 sublimes water vapor to form a first solid film H that covers the upper surface W1 of the substrate W, and then melts the first solid film H to form a liquid film J that covers the upper surface W1 of the substrate W. This effectively prevents the processing liquid from overflowing from the substrate W. In other words, loss of processing liquid can be effectively reduced. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can efficiently form the liquid film J using less processing liquid. In other words, the substrate processing apparatus 1 can process the substrate W with a small amount of processing liquid. As a result, the substrate processing apparatus 1 uses a relatively small amount of processing liquid. For example, the amount of processing liquid used in the substrate processing apparatus 1 is less than the amount of processing liquid used in conventional apparatuses.
制御部10は、圧力調整部20と温度調整部31を制御することによって、液膜Jを凝固させて、ステージ15に載置される基板Wの上面W1上に第2固体膜Lを形成する。よって、液膜Jが第2固体膜Hに変わるとき、基板Wの上面W1は気液界面Kと接しない。 The control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20 and the temperature adjustment unit 31 to solidify the liquid film J and form a second solid film L on the upper surface W1 of the substrate W placed on the stage 15. Therefore, when the liquid film J turns into the second solid film H, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface K.
制御部10は、圧力調整部20と温度調整部31を制御することによって、第2固体膜Lを昇華させる。よって、第2固体膜Lが昇華するとき、基板Wの上面W1は気液界面と接しない。 The control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20 and the temperature adjustment unit 31 to sublimate the second solid film L. Therefore, when the second solid film L sublimes, the upper surface W1 of the substrate W does not come into contact with the gas-liquid interface.
まとめると、液膜Jを凝固させ、かつ、第2固体膜Lを昇華させるように、制御部10は圧力調整部20と温度調整部31を制御する。このため、基板処理装置1は、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、基板Wの上面W1から第2固体膜Lを除去できる。よって、基板処理装置1は、基板Wの上面W1を保護しつつ、基板Wを乾燥できる。したがって、基板処理装置1は、基板Wを一層適切に処理できる。 In summary, the control unit 10 controls the pressure adjustment unit 20 and the temperature adjustment unit 31 so as to solidify the liquid film J and sublimate the second solid film L. As a result, the substrate processing apparatus 1 can remove the second solid film L from the upper surface W1 of the substrate W without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. This allows the substrate processing apparatus 1 to dry the substrate W while protecting the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can process the substrate W more appropriately.
基板処理装置1は、供給部17bを備える。供給部17bは、筐体12にアンモニアガスを供給する。制御部10は、供給部17bを制御することによって、筐体12内にアンモニアガスを供給し、液膜Jにアンモニアガスを溶解させる。このように、基板処理装置1は、基板Wの上面W1が気液界面Kと接することなく、液膜Jの成分を調整できる。よって、基板処理装置1は、基板Wの上面W1を保護しつつ、基板Wを一層適切に処理できる。 The substrate processing apparatus 1 is equipped with a supply unit 17b. The supply unit 17b supplies ammonia gas to the housing 12. The control unit 10 controls the supply unit 17b to supply ammonia gas into the housing 12 and dissolve the ammonia gas in the liquid film J. In this way, the substrate processing apparatus 1 can adjust the composition of the liquid film J without the upper surface W1 of the substrate W coming into contact with the gas-liquid interface K. Therefore, the substrate processing apparatus 1 can process the substrate W more appropriately while protecting the upper surface W1 of the substrate W.
温度調整部31は、ステージ15に取り付けられる。よて、温度調整部31は、ステージ15に載置される基板Wの温度を好適に調整できる。 The temperature adjustment unit 31 is attached to the stage 15. As a result, the temperature adjustment unit 31 can optimally adjust the temperature of the substrate W placed on the stage 15.
基板処理装置1は、電子放射部41を備える。電子放射部41は、筐体12内に電子を放射する。よって、第2固体膜Hを好適に帯電させることができる。 The substrate processing apparatus 1 includes an electron emitter 41. The electron emitter 41 emits electrons into the housing 12. This allows the second solid film H to be suitably charged.
基板処理装置1は、電極46を備える。電極46は、筐体12内に設置される。電極46は、正電圧が印加される。よって、電極46は、負に帯電したパーティクルBを好適に収集できる。 The substrate processing apparatus 1 includes an electrode 46. The electrode 46 is installed within the housing 12. A positive voltage is applied to the electrode 46. Therefore, the electrode 46 can effectively collect negatively charged particles B.
本発明は、実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments described above and can be modified as follows:
(1)実施形態では、凝華工程では、1つの種類のガス(水蒸気)が凝華した。但し、これに限られない。例えば、凝華工程では、複数種類のガスが凝華してもよい。例えば、凝華工程では、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかが、凝華してもよい。本変形実施形態によれば、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかに由来する液膜Jを形成できる。 (1) In the embodiment, one type of gas (water vapor) is sublimated in the sublimation process. However, this is not limited to this. For example, multiple types of gas may be sublimated in the sublimation process. For example, at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas may be sublimated in the sublimation process. According to this modified embodiment, a liquid film J derived from at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas can be formed.
例えば、水蒸気に由来する液膜Jによれば、基板Wにリンス処理を行うことができる。アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、および、トリメチルアミンガスの少なくともいずれかに由来する液膜Jによれば、基板Wに洗浄処理を行うことができる。例えば、液膜Jによって、基板Wの上面W1からパーティクルBを好適に除去できる。過酸化水素ガスに由来する液膜Jによれば、基板Wに酸化処理を行うことができる。例えば、液膜Jによって、基板Wの上面W1を酸化させることができる。 For example, a liquid film J derived from water vapor can be used to rinse the substrate W. A liquid film J derived from at least one of ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, and trimethylamine gas can be used to clean the substrate W. For example, the liquid film J can effectively remove particles B from the upper surface W1 of the substrate W. A liquid film J derived from hydrogen peroxide gas can be used to oxidize the substrate W. For example, the upper surface W1 of the substrate W can be oxidized by the liquid film J.
複数種類のガスが凝華する場合、複数種類のガスは同時に凝華してもよいし、同時に凝華しなくもよい。例えば、複数種類のガスが凝華する場合、複数種類のガスは、同じ凝華工程で凝華してもよい。あるいは、複数種類のガスはそれぞれ、互いに異なる凝華工程で、凝華してもよい。 When multiple types of gases are sublimated, the multiple types of gases may or may not be sublimated simultaneously. For example, when multiple types of gases are sublimated, the multiple types of gases may be sublimated in the same sublimation process. Alternatively, the multiple types of gases may each be sublimated in a different sublimation process.
2つの変形実施形態を説明する。 Two alternative embodiments are described.
(1-1)図16は、変形実施形態の基板処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、実施形態と同じステップについては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。変形実施形態の基板処理方法は、ステップS4-S6の点で、実施形態の基板処理方法と異なる。 (1-1) Figure 16 is a flowchart showing the steps of a substrate processing method according to a modified embodiment. Note that steps that are the same as those in the embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted. The substrate processing method according to the modified embodiment differs from the substrate processing method according to the embodiment in steps S4-S6.
第1供給工程(ステップS4)では、水蒸気とアンモニアガスが筐体12に供給される。例えば、水蒸気とアンモニアガスは、同時に筐体12に供給される。このため、筐体12内の気体Gは、水蒸気とアンモニアガスを含む。 In the first supply process (step S4), water vapor and ammonia gas are supplied to the housing 12. For example, water vapor and ammonia gas are supplied to the housing 12 simultaneously. Therefore, the gas G in the housing 12 contains water vapor and ammonia gas.
具体的には、供給部17aと供給部17bがそれぞれ、水蒸気とアンモニアガスを筐体12に供給してもよい。あるいは、水蒸気とアンモニアガスの混合ガスを筐体12に供給するように、供給部17aの構成を変更してもよい。 Specifically, supply unit 17a and supply unit 17b may supply water vapor and ammonia gas, respectively, to housing 12. Alternatively, the configuration of supply unit 17a may be modified so that it supplies a mixed gas of water vapor and ammonia gas to housing 12.
凝華工程(ステップS5)では、水蒸気とアンモニアガスが凝華して、第1固体膜Hになる。 In the sublimation process (step S5), the water vapor and ammonia gas sublimate to form a first solid film H.
凝華工程では、筐体12の気体Gの圧力は、第1圧力P1に調整される。凝華工程では、ステージ15に載置される基板Wは、第1温度T1に調整される。ここで、凝華させるガスの種類に応じて、第1圧力P1と第1温度T1は、適宜に選択、変更される。例えば、第1圧力P1は、水蒸気およびアンモニアガスが凝華可能な圧力である。例えば、第1温度T1は、第1圧力P1の下で、水蒸気およびアンモニアガスが凝華する温度である。 During the sublimation process, the pressure of the gas G in the housing 12 is adjusted to a first pressure P1. During the sublimation process, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a first temperature T1. Here, the first pressure P1 and the first temperature T1 are selected and changed appropriately depending on the type of gas to be sublimated. For example, the first pressure P1 is a pressure at which water vapor and ammonia gas can sublimate. For example, the first temperature T1 is a temperature at which water vapor and ammonia gas sublimate under the first pressure P1.
融解工程(ステップS6)では、第1固体膜Hが融解して、液膜Jになる。液膜Jは、水蒸気とアンモニアガスに由来する処理液で形成される。すなわち、液膜Jは、アンモニア水を含む。このため、融解工程は、液膜Jを用いて、基板Wに洗浄処理を行うことができる。例えば、融解工程は、基板Wの上面W1からパーティクルBを離すことができる。 In the melting process (step S6), the first solid film H melts to form a liquid film J. The liquid film J is formed from a processing liquid derived from water vapor and ammonia gas. In other words, the liquid film J contains ammonia water. Therefore, the melting process can perform a cleaning process on the substrate W using the liquid film J. For example, the melting process can remove particles B from the upper surface W1 of the substrate W.
融解工程では、筐体12の気体Gの圧力は、第2圧力P2に調整される。融解工程では、ステージ15に載置される基板Wは、第2温度T2に調整される。ここで、第2圧力P2と第2温度T2は、第1固体膜Hの成分に応じて、適宜に選択、変更される。 During the melting process, the pressure of the gas G in the housing 12 is adjusted to a second pressure P2. During the melting process, the substrate W placed on the stage 15 is adjusted to a second temperature T2. Here, the second pressure P2 and the second temperature T2 are selected and changed appropriately depending on the composition of the first solid film H.
同様に、凝固工程における第3圧力P3および第3温度T3も、液膜Jの成分に応じて、適宜に選択、変更される。昇華工程における第4圧力P4および第4温度T4も、第2固体膜Lの成分に応じて、適宜に選択、変更される。 Similarly, the third pressure P3 and third temperature T3 in the solidification process are selected and changed appropriately depending on the components of the liquid film J. The fourth pressure P4 and fourth temperature T4 in the sublimation process are selected and changed appropriately depending on the components of the second solid film L.
本変形実施形態では、第2供給工程(ステップS7)を省略してもよい。 In this modified embodiment, the second supply process (step S7) may be omitted.
本変形実施形態では、供給部17aおよび供給部17bは、本発明の第1供給部の例である。水蒸気およびアンモニアガスは、本発明における第1処理ガスの例である。 In this modified embodiment, supply unit 17a and supply unit 17b are examples of the first supply unit of the present invention. Water vapor and ammonia gas are examples of the first process gas of the present invention.
(1-2)図17は、変形実施形態の基板処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、実施形態と同じステップについては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。変形実施形態の基板処理方法は、ステップS4-S6の点で、実施形態の基板処理方法と異なる。 (1-2) Figure 17 is a flowchart showing the steps of a substrate processing method according to a modified embodiment. Note that steps that are the same as those in the embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted. The substrate processing method according to the modified embodiment differs from the substrate processing method according to the embodiment in steps S4-S6.
変形実施形態の基板処理方法は、ステップS4に代えて、ステップS4a、S4bを備える。変形実施形態の基板処理方法は、ステップS5に代えて、ステップS5a、S5bを備える。 In a modified embodiment, the substrate processing method includes steps S4a and S4b instead of step S4. In a modified embodiment, the substrate processing method includes steps S5a and S5b instead of step S5.
ステップS4aの第1供給工程では、水蒸気が筐体12に供給される。 In the first supply process of step S4a, water vapor is supplied to the housing 12.
ステップS5aの凝華工程では、水蒸気が凝華する。 In the sublimation process of step S5a, water vapor is sublimated.
図18は、ステップS5aの凝固工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12内の気体Gに含まれる水蒸気は、液体を経ずに、第1固体膜Haに変わる。 Figure 18 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the solidification process of step S5a. The water vapor contained in the gas G within the housing 12 turns into a first solid film Ha without first becoming a liquid.
ステップS4bの第1供給工程では、アンモニアガスが筐体12に供給される。 In the first supply process of step S4b, ammonia gas is supplied to the housing 12.
ステップS5aの凝華工程の後に、ステップS5bの凝華工程が実行される。ステップS5bの凝華工程では、アンモニアガスが凝華する。 After the sublimation process of step S5a, the sublimation process of step S5b is carried out. In the sublimation process of step S5b, ammonia gas is sublimated.
図19は、ステップS5bの凝固工程における基板Wの上面W1を模式的に示す図である。筐体12内の気体Gに含まれるアンモニアガスは、液体を経ずに、第1固体膜Hbに変わる。第1固体膜Hbは、第1固体膜Ha上に積層される。第1固体膜Haと第2固体膜Hbの全体は、基板Wの上面W1を覆う。 Figure 19 is a schematic diagram showing the upper surface W1 of the substrate W during the solidification process of step S5b. The ammonia gas contained in the gas G within the housing 12 is transformed into a first solid film Hb without passing through a liquid state. The first solid film Hb is layered on the first solid film Ha. The first solid film Ha and the second solid film Hb entirely cover the upper surface W1 of the substrate W.
このように、水蒸気は先に凝華する。水蒸気が凝華した後に、アンモニアガスは凝華する。なお、アンモニアガスが先に凝華し、その後、水蒸気が凝華してもよい。 In this way, water vapor condenses first. After the water vapor condenses, ammonia gas condenses. However, ammonia gas may condense first, followed by water vapor.
融解工程(ステップS6)では、第1固体膜Haおよび第1固体膜Hbの全体が融解して、液膜Jになる。液膜Jは、水蒸気とアンモニアガスに由来する処理液で形成される。すなわち、液膜Jは、アンモニア水を含む。このため、融解工程は、液膜Jを用いて、基板Wに洗浄処理を行うことができる。例えば、融解工程は、基板Wの上面W1からパーティクルBを離すことができる。 In the melting process (step S6), the first solid film Ha and the first solid film Hb are entirely melted to form a liquid film J. The liquid film J is formed from a processing liquid derived from water vapor and ammonia gas. In other words, the liquid film J contains ammonia water. Therefore, the melting process can perform a cleaning process on the substrate W using the liquid film J. For example, the melting process can separate particles B from the upper surface W1 of the substrate W.
本変形実施形態では、第2供給工程(ステップS7)を省略してもよい。 In this modified embodiment, the second supply process (step S7) may be omitted.
本変形実施形態では、供給部17aおよび供給部17bは、本発明の第1供給部の例である。水蒸気およびアンモニアガスは、本発明における第1処理ガスの例である。 In this modified embodiment, supply unit 17a and supply unit 17b are examples of the first supply unit of the present invention. Water vapor and ammonia gas are examples of the first process gas of the present invention.
(2)実施形態では、第2供給工程では、1つの種類のガス(アンモニアガス)が液膜Jに溶解した。但し、これに限られない。例えば、第2供給工程では、複数種類のガスが凝華してもよい。例えば、第2供給工程では、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかが、液膜Jに溶解してもよい。本変形実施形態によれば、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかに由来する液膜Jを形成できる。 (2) In the embodiment, one type of gas (ammonia gas) was dissolved in the liquid film J in the second supply process. However, this is not limited to this. For example, multiple types of gases may be sublimated in the second supply process. For example, in the second supply process, at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas may be dissolved in the liquid film J. According to this modified embodiment, a liquid film J derived from at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas can be formed.
複数種類のガスが液膜Jに溶解する場合、複数種類のガスは同時に液膜Jに溶解してもよいし、同時に液膜Jに溶解しなくてもよい。例えば、複数種類のガスが液膜Jに溶解する場合、複数種類のガスは、同じ第2供給工程で、液膜Jに溶解してもよい。あるいは、複数種類のガスはそれぞれ、互いに異なる第2供給工程で、液膜Jに溶解してもよい。 When multiple types of gases dissolve in the liquid film J, the multiple types of gases may or may not dissolve in the liquid film J simultaneously. For example, when multiple types of gases dissolve in the liquid film J, the multiple types of gases may be dissolved in the liquid film J in the same second supply step. Alternatively, the multiple types of gases may each be dissolved in the liquid film J in a different second supply step.
2つの変形実施形態を説明する。 Two alternative embodiments are described.
(2-1)図20は、変形実施形態にかかる処理ユニット11の構成を示す図である。なお、実施形態と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。 (2-1) Figure 20 is a diagram showing the configuration of a processing unit 11 according to a modified embodiment. Note that the same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed descriptions will be omitted.
処理ユニット11は、供給部17a-17cに加えて、供給部17dを備える。供給部17dも、筐体12に連通接続される。供給部17dは、筐体12にガスを供給する。供給部17dが供給するガスは、過酸化水素ガスである。過酸化水素ガスは、気相である。 In addition to supply units 17a-17c, processing unit 11 also includes supply unit 17d. Supply unit 17d is also connected to housing 12. Supply unit 17d supplies gas to housing 12. The gas supplied by supply unit 17d is hydrogen peroxide gas. The hydrogen peroxide gas is in the gas phase.
供給部17dは、供給源21dに連通接続される。供給源21dは、過酸化水素ガスを供給部17dに送る。供給源21dは、基板処理装置1の要素であってもよいし、基板処理装置1の要素でなくてもよい。 Supply unit 17d is connected to supply source 21d. Supply source 21d sends hydrogen peroxide gas to supply unit 17d. Supply source 21d may or may not be an element of substrate processing apparatus 1.
供給部17dは、吹出部23に連通接続される。 The supply unit 17d is connected to the blowing unit 23.
供給部17dは、配管18dと弁19dを備える。弁19dは、配管18dに設けられる。配管18dは、供給源21dに連通接続される第1端を有する。配管18dは、吹出部23に連通接続される第2端を有する。弁19dが開くとき、供給部17dは、吹出部23を通じて筐体12に過酸化水素ガスを供給する。弁19dが閉じるとき、供給部17dは、過酸化水素ガスを筐体12に供給しない。 Supply unit 17d includes pipe 18d and valve 19d. Valve 19d is provided on pipe 18d. Pipe 18d has a first end that is connected to supply source 21d. Pipe 18d has a second end that is connected to blowout unit 23. When valve 19d is open, supply unit 17d supplies hydrogen peroxide gas to housing 12 through blowout unit 23. When valve 19d is closed, supply unit 17d does not supply hydrogen peroxide gas to housing 12.
便宜上、図4を参照する。なお、実施形態と同じステップについては詳細な説明を省略する。本変形実施形態の基板処理方法は、ステップS7の点で、実施形態の基板処理方法と異なる。 For convenience, reference will be made to Figure 4. Detailed explanations of steps that are the same as those in the embodiment will be omitted. The substrate processing method of this modified embodiment differs from the substrate processing method of the embodiment in step S7.
第2供給工程(ステップS7)では、アンモニアガスと過酸化水素ガスが筐体12に供給される。例えば、アンモニアガスと過酸化水素ガスは、同時に筐体12に供給される。このため、筐体12内の気体Gは、アンモニアガスと過酸化水素ガスを含む。 In the second supply process (step S7), ammonia gas and hydrogen peroxide gas are supplied to the housing 12. For example, ammonia gas and hydrogen peroxide gas are supplied to the housing 12 simultaneously. Therefore, the gas G in the housing 12 contains ammonia gas and hydrogen peroxide gas.
具体的には、供給部17bと供給部17dがそれぞれ、アンモニアガスと過酸化水素ガスを筐体12に供給する。 Specifically, supply unit 17b and supply unit 17d supply ammonia gas and hydrogen peroxide gas, respectively, to housing 12.
第2供給工程(ステップS7)では、液膜Jは、アンモニアガスと過酸化水素ガスを溶解する。その結果、液膜Jは、アンモニア水と過酸化水素水を含む。液膜Jがアンモニア水を含むので、液膜Jは、基板Wに洗浄処理を行うことができる。例えば、液膜Jは、基板Wの上面W1からパーティクルBを好適に除去できる。液膜Jが過酸化水素水を含むので、液膜Jは、基板Wに酸化処理を行うことができる。例えば、液膜Jは、基板Wの上面W1を酸化させることができる。 In the second supply process (step S7), the liquid film J dissolves ammonia gas and hydrogen peroxide gas. As a result, the liquid film J contains ammonia water and hydrogen peroxide water. Because the liquid film J contains ammonia water, the liquid film J can perform a cleaning process on the substrate W. For example, the liquid film J can effectively remove particles B from the upper surface W1 of the substrate W. Because the liquid film J contains hydrogen peroxide water, the liquid film J can perform an oxidation process on the substrate W. For example, the liquid film J can oxidize the upper surface W1 of the substrate W.
本変形実施形態では、供給部17bおよび供給部17dは、本発明の第2供給部の例である。アンモニアガスおよび過酸化水素ガスは、本発明における第2処理ガスの例である。 In this modified embodiment, supply unit 17b and supply unit 17d are examples of the second supply unit of the present invention. Ammonia gas and hydrogen peroxide gas are examples of the second process gas of the present invention.
(2-2)図21は、変形実施形態の基板処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、実施形態と同じステップについては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。変形実施形態の基板処理方法は、ステップS7に代えて、ステップS7a、S7bを備える。 (2-2) Figure 21 is a flowchart showing the steps of a substrate processing method according to a modified embodiment. Note that steps that are the same as those in the embodiment are given the same reference numerals and detailed explanations will be omitted. The substrate processing method according to the modified embodiment includes steps S7a and S7b instead of step S7.
ステップS7aの第2供給工程では、過酸化水素ガスが筐体12に供給される。ステップS7aの第2供給工程では、液膜Jは、過酸化水素ガスを融解する。その結果、液膜Jは、過酸化水素水を含む。液膜Jが過酸化水素水を含むので、液膜Jは、基板Wに酸化処理を行うことができる。例えば、液膜Jは、基板Wの上面W1を酸化させることができる。 In the second supply process of step S7a, hydrogen peroxide gas is supplied to the housing 12. In the second supply process of step S7a, the liquid film J dissolves the hydrogen peroxide gas. As a result, the liquid film J contains aqueous hydrogen peroxide. Because the liquid film J contains aqueous hydrogen peroxide, the liquid film J can perform an oxidation process on the substrate W. For example, the liquid film J can oxidize the upper surface W1 of the substrate W.
ステップS7aの第2供給工程の後に、ステップS7bの第2供給工程は実行される。ステップS7bの第2供給工程では、アンモニアガスが筐体12に供給される。ステップS7bの第2供給工程では、液膜Jは、アンモニアガスを融解する。その結果、液膜Jは、過酸化水素水に加えて、アンモニア水を含む。液膜Jがアンモニア水を含むので、液膜Jは、さらに、基板Wに洗浄処理を行うことができる。例えば、液膜Jは、基板Wの上面W1からパーティクルBを好適に除去できる。 After the second supply process of step S7a, the second supply process of step S7b is performed. In the second supply process of step S7b, ammonia gas is supplied to the housing 12. In the second supply process of step S7b, the liquid film J dissolves the ammonia gas. As a result, the liquid film J contains ammonia water in addition to hydrogen peroxide water. Because the liquid film J contains ammonia water, the liquid film J can further perform a cleaning process on the substrate W. For example, the liquid film J can effectively remove particles B from the upper surface W1 of the substrate W.
このように、過酸化水素ガスは先に液膜Jに溶解される。過酸化水素ガスが液膜Jに溶解される後に、アンモニアガスは液膜Jに溶解される。なお、アンモニアガスが先に液膜Jに溶解され、その後、過酸化水素ガスが液膜Jに溶解されてもよい。 In this way, hydrogen peroxide gas is first dissolved in the liquid film J. After hydrogen peroxide gas is dissolved in the liquid film J, ammonia gas is dissolved in the liquid film J. Alternatively, ammonia gas may be dissolved in the liquid film J first, and then hydrogen peroxide gas may be dissolved in the liquid film J.
本変形実施形態では、供給部17bおよび供給部17dは、本発明の第2供給部の例である。アンモニアガスおよび過酸化水素ガスは、本発明における第2処理ガスの例である。 In this modified embodiment, supply unit 17b and supply unit 17d are examples of the second supply unit of the present invention. Ammonia gas and hydrogen peroxide gas are examples of the second process gas of the present invention.
(3)実施形態では、第2供給工程を備えた。但し、これに限られない。第2供給工程を省略してもよい。例えば、図16または図17に示す変形実施形態のように、第2供給工程を省略してもよい。 (3) In the embodiment, a second supply process is provided. However, this is not limited to this. The second supply process may be omitted. For example, as in the modified embodiment shown in FIG. 16 or FIG. 17, the second supply process may be omitted.
(4)実施形態では、第1供給工程の前に調整工程は実行される。但し、これに限られない。例えば、第1供給工程の後に調整工程は実行されてもよい。例えば、第1供給工程の後で、かつ、凝華工程の前に調整工程は実行されてもよい。 (4) In this embodiment, the adjustment process is performed before the first supply process. However, this is not limited to this. For example, the adjustment process may be performed after the first supply process. For example, the adjustment process may be performed after the first supply process and before the sublimation process.
(5)実施形態では、基板処理方法は調整工程を備えた。但し、これに限られない。調整工程を省略してもよい。例えば、第1供給工程および昇華工程のいずれかが、調整工程と同等の動作を実行してもよい。例えば、第1供給工程において、筐体12の気体Gの圧力とステージ15に載置される基板Wの温度を調整してもよい。例えば、昇華工程において、筐体12の気体Gの圧力とステージ15に載置される基板Wの温度を調整してもよい。 (5) In the embodiment, the substrate processing method includes an adjustment step. However, this is not limited to this. The adjustment step may be omitted. For example, either the first supply step or the sublimation step may perform an operation equivalent to the adjustment step. For example, in the first supply step, the pressure of the gas G in the housing 12 and the temperature of the substrate W placed on the stage 15 may be adjusted. For example, in the sublimation step, the pressure of the gas G in the housing 12 and the temperature of the substrate W placed on the stage 15 may be adjusted.
(6)実施形態では、凝固工程は、液膜Jの蒸発を抑制しつつ、液膜Jを凝固させる。ただし、これに限られない。例えば、凝固工程は、液膜Jの一部のみが蒸発することを許容してもよい。例えば、液膜Jが水とアンモニアを含む場合、アンモニアが蒸発することを許容し、かつ、水が蒸発することを抑制しつつ、液膜Jを凝固させてもよい。 (6) In an embodiment, the solidification process solidifies the liquid film J while suppressing evaporation of the liquid film J. However, this is not limited to this. For example, the solidification process may allow only a portion of the liquid film J to evaporate. For example, if the liquid film J contains water and ammonia, the liquid film J may be solidified while allowing the ammonia to evaporate and suppressing the evaporation of the water.
(7)実施形態では、収集工程を備えた。但し、これに限られない。収集工程を省略してもよい。例えば、図17、21に示すように、基板処理方法は、収集工程を備えて無くてもよい。帯電工程のみでも、負に帯電した第2固体膜Lと、負に帯電したパーティクルBの間に斥力を発生させることができる。このため、パーティクルBを第2固体膜Lから飛散させることができる。このため、収集工程を省略しても、基板WからパーティクルBを好適に除去できる。 (7) In the embodiment, a collection step is included. However, this is not limited to this. The collection step may be omitted. For example, as shown in Figures 17 and 21, the substrate processing method does not have to include the collection step. The charging step alone can generate a repulsive force between the negatively charged second solid film L and the negatively charged particles B. This allows the particles B to be scattered from the second solid film L. Therefore, even if the collection step is omitted, the particles B can be suitably removed from the substrate W.
(8)実施形態では、帯電工程を備えた。但し、これに限られない。帯電工程を省略してもよい。例えば、図21に示すように、基板処理方法は、帯電工程を備えて無くてもよい。例えば、基板処理方法が基板Wに行う処理に応じて、帯電工程を適宜に省略してもよい。例えば、基板処理方法が基板Wに酸化処理を行う場合、帯電工程を省略してもよい。例えば、基板処理方法が基板Wに洗浄処理を行わない場合、帯電工程を省略してもよい。 (8) In the embodiment, a charging step is provided. However, this is not limited to this. The charging step may be omitted. For example, as shown in FIG. 21 , the substrate processing method does not have to include a charging step. For example, the charging step may be omitted as appropriate depending on the processing performed on the substrate W by the substrate processing method. For example, if the substrate processing method performs an oxidation processing on the substrate W, the charging step may be omitted. For example, if the substrate processing method does not perform a cleaning processing on the substrate W, the charging step may be omitted.
(9)実施形態では、供給部17aは水蒸気を筐体12に供給した。但し、これに限られない。例えば、供給部17aは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかを、筐体12に供給してもよい。供給部17bについても、供給部17aと同様に変更してもよい。 (9) In the embodiment, the supply unit 17a supplies water vapor to the housing 12. However, this is not limited to this. For example, the supply unit 17a may supply at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas to the housing 12. The supply unit 17b may also be modified in the same manner as the supply unit 17a.
(10)実施形態では、供給部17aは1つの種類のガスを筐体12に供給した。但し、これに限られない。例えば、供給部17aは、2種以上のガスを含む混合ガスを、筐体12に供給してもよい。例えば、供給部17aは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくとも2つ以上を含む混合ガスを、筐体12に供給してもよい。供給部17bについても、供給部17aと同様に変更してもよい。 (10) In the embodiment, the supply unit 17a supplies one type of gas to the housing 12. However, this is not limited to this. For example, the supply unit 17a may supply a mixed gas containing two or more types of gas to the housing 12. For example, the supply unit 17a may supply a mixed gas containing at least two or more of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas to the housing 12. The supply unit 17b may also be modified in the same manner as the supply unit 17a.
(11)実施形態では、供給部17a、17b、17cはともに、共通の吹出部23に連通接続された。但し、これに限られない。供給部17a、17b、17cはそれぞれ、互いに異なる吹出部に連通接続されてもよい。 (11) In the embodiment, the supply units 17a, 17b, and 17c are all connected in communication with the common blowing unit 23. However, this is not limited to this. The supply units 17a, 17b, and 17c may each be connected in communication with a different blowing unit.
(12)実施形態では、温度調整部31の具体的な構成を例示した。例えば、温度調整部31は、冷却管33と電気ヒータ37と備えた。但し、これに限られない。温度調整部31の構成を適宜に変更してもよい。例えば、温度調整部31は、発熱および吸熱するペルチエ素子を備えてもよい。例えば、温度調整部31は、発熱および吸熱する熱電素子を備えてもよい。 (12) In the embodiment, a specific configuration of the temperature adjustment unit 31 is exemplified. For example, the temperature adjustment unit 31 includes a cooling pipe 33 and an electric heater 37. However, this is not limited to this. The configuration of the temperature adjustment unit 31 may be changed as appropriate. For example, the temperature adjustment unit 31 may include a Peltier element that generates and absorbs heat. For example, the temperature adjustment unit 31 may include a thermoelectric element that generates and absorbs heat.
(13)実施形態では、基板Wは、基板Wの上面W1に形成されるパターンRを有した。但し、これに限られない。例えば、基板Wは、パターンRを有しなくてもよい。例えば、パターンRは、基板Wの上面W1に形成されていなくてもよい。例えば、基板Wは、パターンRが形成されていない上面W1を有してもよい。これらの変形実施形態においても、上述した基板処理方法および基板処理装置1は、基板Wの上面W1を保護しつつ、基板Wの上面W1に液膜Jを形成できる。したがって、これらの変形実施形態においても、基板処理方法および基板処理装置1によって、基板Wを適切に処理できる。 (13) In the embodiment, the substrate W had a pattern R formed on the upper surface W1 of the substrate W. However, this is not limited to this. For example, the substrate W may not have a pattern R. For example, the pattern R may not be formed on the upper surface W1 of the substrate W. For example, the substrate W may have an upper surface W1 on which no pattern R is formed. Even in these modified embodiments, the substrate processing method and substrate processing apparatus 1 described above can form a liquid film J on the upper surface W1 of the substrate W while protecting the upper surface W1 of the substrate W. Therefore, even in these modified embodiments, the substrate W can be appropriately processed by the substrate processing method and substrate processing apparatus 1.
(14)実施形態および上記(1)から(13)で説明した各変形実施形態については、さらに各構成を他の変形実施形態の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。 (14) The embodiment and each of the modified embodiments described above in (1) to (13) may be further modified as appropriate by replacing or combining each configuration with the configuration of another modified embodiment.
1 … 基板処理装置
10 … 制御部
11 … 処理ユニット
12 … 筐体
13 … 処理空間
15 … ステージ(基板載置部)
17a … 供給部(第1供給部/第2供給部)
17b … 供給部(第2供給部)
17c … 供給部(圧力調整部)
20 … 圧力調整部
25 … 排気部(圧力調整部)
31 … 温度調整部
32 … 冷却部
36 … 加熱部
41 … 電子放射部
43 … 電子線源
45 … 収集部
46 … 電極
P1 … 第1圧力(第1処理ガスが凝華可能な圧力)
P2 … 第2圧力(第1固体膜が融解可能な圧力)
P3 … 第3圧力(液膜が凝固可能な圧力)
P4 … 第4圧力(第2固体膜が昇華可能な圧力)
T1 … 第1温度(第1圧力の下で、第1処理ガスが凝華する温度)
T2 … 第2温度(第2圧力の下で、第1固体膜Hが融解する温度)
T3 … 第3温度(第3圧力の下で、液膜が凝固する温度)
T4 … 第4温度(第4圧力の下で、第2固体膜が昇華する温度)
A … 凹部
B … パーティクル
G … 筐体内の気体
H … 第1固体膜
J … 液膜
K … 気液界面
L … 第2固体膜
R … パターン
W … 基板
W1 … 基板の上面
W2 … 凸部
REFERENCE SIGNS LIST 1 ... substrate processing apparatus 10 ... control section 11 ... processing unit 12 ... housing 13 ... processing space 15 ... stage (substrate placement section)
17a... Supply section (first supply section/second supply section)
17b... Supply section (second supply section)
17c: Supply section (pressure adjusting section)
20: Pressure adjusting section 25: Exhaust section (pressure adjusting section)
31: Temperature adjusting unit 32: Cooling unit 36: Heating unit 41: Electron emitting unit 43: Electron beam source 45: Collecting unit 46: Electrode P1: First pressure (pressure at which the first processing gas can be sublimated)
P2: Second pressure (pressure at which the first solid film can melt)
P3: Third pressure (pressure at which the liquid film can solidify)
P4: Fourth pressure (pressure at which the second solid film can sublimate)
T1: First temperature (temperature at which the first process gas sublimes under the first pressure)
T2: Second temperature (temperature at which the first solid film H melts under the second pressure)
T3: Third temperature (temperature at which the liquid film solidifies under the third pressure)
T4: fourth temperature (the temperature at which the second solid film sublimes under the fourth pressure)
A: recess B: particle G: gas inside the housing H: first solid film J: liquid film K: gas-liquid interface L: second solid film R: pattern W: substrate W1: upper surface of substrate W2: protrusion
Claims (18)
筐体内において基板を略水平姿勢で載置する載置工程と、
前記筐体に第1処理ガスを供給する第1供給工程と、
前記第1処理ガスを凝華させて、基板の上面を覆う第1固体膜を形成する凝華工程と、
前記第1固体膜を融解させて、基板の前記上面を覆う液膜を形成する融解工程と、
前記液膜を凝固させて、基板の前記上面上に第2固体膜を形成する凝固工程と、
前記第2固体膜を昇華させる昇華工程と、
を備える基板処理方法。 A substrate processing method for processing a substrate, comprising:
a placing step of placing the substrate in a substantially horizontal position within the housing;
a first supply step of supplying a first processing gas to the housing;
a sublimation step of sublimating the first process gas to form a first solid film covering an upper surface of the substrate;
a melting step of melting the first solid film to form a liquid film covering the top surface of the substrate;
solidifying the liquid film to form a second solid film on the upper surface of the substrate;
a sublimation step of sublimating the second solid film;
A substrate processing method comprising:
前記凝華工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第1処理ガスが凝華可能な圧力に保った状態で、前記第1処理ガスを冷却し、
前記融解工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第1固体膜が融解可能な圧力に保った状態で、前記第1固体膜を加熱する
基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
the sublimation step includes cooling the first process gas while maintaining a gas pressure in the housing at a pressure at which the first process gas can be sublimated;
the melting step comprises heating the first solid film while maintaining a pressure of the gas in the housing at a pressure at which the first solid film can be melted.
前記凝華工程は、前記第1処理ガスが基板の前記上面上に凝華する温度まで、基板を冷却し、
前記融解工程は、前記第1固体膜が融解する温度まで、前記基板を加熱する
基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1,
the sublimation step includes cooling the substrate to a temperature at which the first process gas sublimes onto the upper surface of the substrate;
The substrate processing method, wherein the melting step includes heating the substrate to a temperature at which the first solid film melts.
前記第1処理ガスは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかを含む
基板処理方法。 4. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate processing method, wherein the first processing gas contains at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas.
前記第1処理ガスは、水蒸気であり、
前記凝華工程では、前記筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも小さく、
前記融解工程では、前記筐体内の前記気体の圧力は前記水の三重点の圧力よりも大きい
基板処理方法。 5. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
the first process gas is water vapor;
In the sublimation step, the pressure of the gas in the housing is lower than the pressure of the triple point of water,
In the melting step, the pressure of the gas in the housing is greater than the pressure of the triple point of water.
前記凝固工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記液膜が凝固可能な圧力に保った状態で、前記液膜を冷却し、
前記昇華工程は、前記筐体内の気体の圧力を前記第2固体膜が昇華可能な圧力に保った状態で、前記第2固体膜を加熱する
基板処理方法。 6. The substrate processing method according to claim 1 ,
the solidifying step includes cooling the liquid film while maintaining the gas pressure in the housing at a pressure at which the liquid film can be solidified;
the sublimation step comprises heating the second solid film while maintaining a pressure of the gas in the housing at a pressure at which the second solid film can be sublimated.
前記凝固工程は、前記液膜が凝固する温度まで、基板を冷却し、
前記昇華工程は、前記第2固体膜が昇華する温度まで、基板を加熱する
基板処理方法。 7. The substrate processing method according to claim 1 ,
The solidifying step includes cooling the substrate to a temperature at which the liquid film solidifies;
The substrate processing method, wherein the sublimation step includes heating the substrate to a temperature at which the second solid film sublimes.
前記昇華工程は、前記筐体内の気体を筐体の外部に排出する
基板処理方法。 8. A substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The sublimation step includes discharging the gas inside the housing to the outside of the housing.
前記第1処理ガスは、水蒸気であり、
前記凝固工程では、前記筐体内の気体の圧力は水の三重点の圧力よりも大きく、
前記昇華工程では、前記筐体内の気体の圧力は前記水の三重点の圧力よりも小さい
基板処理方法。 9. A substrate processing method according to claim 1, further comprising:
the first process gas is water vapor;
In the solidification step, the pressure of the gas in the housing is greater than the pressure of the triple point of water,
In the sublimation step, the pressure of the gas inside the housing is lower than the pressure of the triple point of water.
前記筐体に第2処理ガスを供給する第2供給工程と、
を備え、
前記液膜は、前記第2処理ガスを溶解する
基板処理方法。 10. A substrate processing method according to claim 1, further comprising:
a second supply step of supplying a second process gas to the housing;
Equipped with
The liquid film dissolves the second process gas.
前記第2処理ガスは、水蒸気、アンモニアガス、メチルアミンガス、ジメチルアミンガス、トリメチルアミンガス、および、過酸化水素ガスの少なくともいずれかを含む
基板処理方法。 11. The substrate processing method according to claim 10 ,
The substrate processing method, wherein the second processing gas contains at least one of water vapor, ammonia gas, methylamine gas, dimethylamine gas, trimethylamine gas, and hydrogen peroxide gas.
前記第2固体膜を帯電させる帯電工程と、
を備える
基板処理方法。 12. A substrate processing method according to claim 1 , comprising:
a charging step of charging the second solid film;
A substrate processing method comprising:
帯電したパーティクルを収集する収集工程と、
を備える
基板処理方法。 13. A substrate processing method according to claim 1, further comprising:
a collecting step of collecting the charged particles;
A substrate processing method comprising:
基板は、基板の前記上面に形成されるパターンを有する
基板処理方法。 14. A substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate has a pattern formed on the top surface of the substrate.
密閉可能な筐体と、
前記筐体内に設置され、基板を略水平姿勢で載置する基板載置部と、
前記筐体内に第1処理ガスを供給する第1供給部と、
前記筐体内の気体の圧力を調整する圧力調整部と、
前記基板載置部に載置される基板の温度を調整する温度調整部と、
前記第1供給部と前記圧力調整部と前記温度調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1供給部から前記筐体に前記第1処理ガスを供給させ、
前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、第1処理ガスを凝華させて、前記基板載置部に載置される基板の上面を覆う第1固体膜を形成し、
前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記第1固体膜を融解させて、前記基板載置部に載置される基板の前記上面を覆う液膜を形成し、
前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記液膜を凝固させて、前記基板載置部に載置される基板の前記上面上に第2固体膜を形成し、
前記圧力調整部と前記温度調整部を制御することによって、前記第2固体膜を昇華させる
基板処理装置。 A substrate processing apparatus,
a sealable housing;
a substrate placement section that is installed within the housing and that places a substrate in a substantially horizontal position;
a first supply unit that supplies a first processing gas into the housing;
a pressure adjusting unit that adjusts the pressure of the gas inside the housing;
a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
a control unit that controls the first supply unit, the pressure adjustment unit, and the temperature adjustment unit;
Equipped with
The control unit
supplying the first processing gas from the first supply unit to the housing;
by controlling the pressure adjusting unit and the temperature adjusting unit, the first process gas is sublimated to form a first solid film that covers an upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit;
by controlling the pressure adjusting unit and the temperature adjusting unit, the first solid film is melted to form a liquid film that covers the upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit ;
solidifying the liquid film by controlling the pressure adjusting unit and the temperature adjusting unit to form a second solid film on the upper surface of the substrate placed on the substrate placement unit;
The second solid film is sublimated by controlling the pressure adjusting unit and the temperature adjusting unit.
Substrate processing equipment.
前記筐体に第2処理ガスを供給する第2供給部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第2供給部から前記筐体に前記第2処理ガスを供給させ、前記液膜に前記第2処理ガスを溶解させる
基板処理装置。 16. The substrate processing apparatus according to claim 15 ,
a second supply unit that supplies a second process gas to the housing;
Equipped with
The control unit
the second process gas is supplied from the second supply unit to the housing, and the second process gas is dissolved in the liquid film.
前記筐体内に電子を放射する電子放射部と、
を備え、
前記制御部は、前記電子放射部によって前記第2固体膜を負に帯電させる
基板処理装置。 17. The substrate processing apparatus according to claim 15 ,
an electron emitting unit that emits electrons into the housing;
Equipped with
The control unit causes the electron emission unit to negatively charge the second solid film.
前記筐体内に設置され、正電圧が印加される電極と、
を備える
基板処理装置。
18. The substrate processing apparatus according to claim 17 ,
an electrode installed in the housing and to which a positive voltage is applied;
A substrate processing apparatus comprising:
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