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CN113614887A - 基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置 - Google Patents

基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置 Download PDF

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CN113614887A
CN113614887A CN202080022944.2A CN202080022944A CN113614887A CN 113614887 A CN113614887 A CN 113614887A CN 202080022944 A CN202080022944 A CN 202080022944A CN 113614887 A CN113614887 A CN 113614887A
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CN
China
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substrate
treatment
liquid
substrate processing
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CN202080022944.2A
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小林健司
佐藤雅伸
中野佑太
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Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
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Publication date
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Abstract

在基板处理方法中，对具有包含多个构造物(63)的图案PT的基板(W)进行处理。基板处理方法包括下述工序：针对多个构造物(63)执行使用非液体的规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物(63)各自的表面(62)的亲水性增大的工序(S1)；以及在使亲水性增大的工序(S1)后，向多个构造物(63)供给处理液的工序(S3)。

Description

基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置
技术领域
本发明涉及基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置。
背景技术
专利文献1中记载的基板处理装置针对基板进行有机物的除去处理。在基板的表面形成有多个微细构造物。微细构造物在基板被搬入基板处理装置之前的工序中形成。例如，通过向形成有抗蚀图案的基板供给药液以进行蚀刻处理，从而在基板的表面形成多个微细构造物。并且，在蚀刻处理后进行冲洗处理、疏水处理及干燥处理。冲洗处理为向基板供给纯水以冲刷药液的处理。干燥处理为通过使基板在水平面内旋转而使基板干燥的处理。在干燥过程中，微细构造物可能因纯水的表面张力而倒塌。
为了抑制微细构造物倒塌，在干燥处理前进行疏水处理。疏水处理为向基板的表面供给含有疏水剂的处理液，以在微细构造物的表面形成疏水膜(有机物)的处理。通过疏水处理，能够减小作用于微细构造物的纯水的表面张力，能够抑制干燥处理中的微细构造物倒塌。另一方面，疏水膜(有机物)对于半导体产品而言是不需要的。因此，希望在干燥处理后将疏水膜(有机物)除去。
因而，基板处理装置向基板照射紫外线以进行疏水膜(有机物)的除去处理。具体来说，紫外线作用于存在于基板上的疏水膜(有机物)，将疏水膜(有机物)分解除去。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-166183号公报
发明内容
然而，在专利文献1记载的基板处理装置中，仅是在进行蚀刻后向基板照射紫外线来将有机物除去。
换言之，由于在进行蚀刻后向基板照射紫外线，所以紫外线的效果不会对蚀刻造成影响。进一步换言之，由于在利用处理液进行的处理后向基板照射紫外线，所以紫外线的效果不会影响利用处理液进行的处理。
另一方面，近年来，基板上形成的图案被进一步微细化。也就是说，在基板的表面上，多个微细构造物彼此之间的空间进一步狭小化。因此，存在基板的表面张力(表面自由能)抑制处理液浸入多个微细构造物彼此之间的空间的可能性。其结果为，在基板中，可能出现处理液充分渗透的部分和处理液的渗透不充分的部分。由此，存在使用处理液的多个微细构造物的处理结果产生不均匀的可能性。
本发明是鉴于上述课题提出的，目的在于提供一种能够促进在基板中处理液浸入多个构造物彼此之间的空间的基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置。
根据本发明的一方面，在基板处理方法中，对具有包含多个构造物在内的图案的基板进行处理。基板处理方法包括下述工序：针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大的工序；以及在使亲水性增大的所述工序后，向所述多个构造物供给处理液的工序。
优选本发明的基板处理方法还包括在使亲水性增大的所述工序之前，向所述多个构造物供给从所述基板除去氧化物的除去液的工序。
在本发明的基板处理方法中，优选所述规定处理为对所述多个构造物照射紫外线的处理。
在本发明的基板处理方法中，优选所述规定处理为对所述多个构造物照射等离子体的处理。
在本发明的基板处理方法中，优选所述规定处理为对所述多个构造物供给氧或氧的同位素的处理。
在本发明的基板处理方法中，优选所述处理液将所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的空间中存在的气体溶解。
优选本发明的基板处理方法还包括下述工序：在供给所述处理液的所述工序后，向所述多个构造物供给疏水剂，与供给所述疏水剂之前相比使所述多个构造物各自的表面的疏水性增大的工序；以及在使疏水性增大的所述工序后，对所述基板进行干燥的工序。
在本发明的基板处理方法中，优选所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的距离满足规定条件。优选所述规定条件表示在使亲水性增大的所述工序之前，与所述处理液相同的处理液无法渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
在本发明的基板处理方法中，优选所述规定条件包含第1条件及第2条件。优选所述第1条件表示在使亲水性增大的所述工序之前，与所述处理液相同的处理液无法通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。优选所述第2条件表示在使亲水性增大的所述工序后，所述处理液能够通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
在本发明的基板处理方法中，优选在使亲水性增大的所述工序中，针对所述多个构造物执行所述规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自具有的凹部的表面的亲水性增大。优选所述凹部相对于所述构造物的侧壁面沿着与所述构造物延伸的方向交叉的方向凹陷。
根据本发明的另一方面，在半导体制造方法中，对具有包含多个构造物在内的图案的半导体基板进行处理，以制造作为处理后的所述半导体基板的半导体。半导体制造方法包括下述工序：针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大的工序；以及在使亲水性增大的所述工序后，向所述多个构造物供给处理液的工序。
根据本发明的又一方面，基板处理装置对具有包含多个构造物在内的图案的基板进行处理。基板处理装置包括亲水处理部和处理液供给部。亲水处理部针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大。处理液供给部在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之后，向所述多个构造物供给处理液。
优选本发明的基板处理装置还具备除去液供给部。优选除去液供给部在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，向所述多个构造物供给从所述基板除去氧化物的除去液。
在本发明的基板处理装置中，优选所述规定处理为对所述多个构造物照射紫外线的处理。
在本发明的基板处理装置中，优选所述规定处理为对所述多个构造物照射等离子体的处理。
在本发明的基板处理装置中，优选所述规定处理为对所述多个构造物供给氧或氧的同位素的处理。
在本发明的基板处理装置中，优选所述处理液将所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的空间中存在的气体溶解。
优选本发明的基板处理装置还包括疏水处理部和干燥处理部。优选疏水处理部在向所述多个构造物供给了所述处理液之后，向所述多个构造物供给疏水剂，与供给所述疏水剂之前相比使所述多个构造物各自的表面的疏水性增大。优选干燥处理部在所述多个构造物各自的表面的疏水性增大之后对所述基板进行干燥。
在本发明的基板处理装置中，优选所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的距离满足规定条件。优选所述规定条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，与所述处理液相同的处理液无法渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
在本发明的基板处理装置中，优选所述规定条件包含第1条件及第2条件。优选所述第1条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，与所述处理液相同的处理液无法通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。优选所述第2条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大了之后，所述处理液能够通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
在本发明的基板处理装置中，优选所述亲水处理部针对所述多个构造物执行所述规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自具有的凹部的表面的亲水性增大。优选所述凹部相对于所述构造物的侧壁面沿着与所述构造物延伸的方向交叉的方向凹陷。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够促进在基板中处理液浸入多个构造物彼此之间的空间的基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的基板处理装置的示意性的俯视图。
图2的(a)是示出实施方式1的基板的一例的示意性的剖视图。(b)是示出实施方式1的基板的另一例的示意性的剖视图。
图3是示出实施方式1的亲水处理装置的示意性的剖视图。
图4是示出实施方式1的处理装置的示意性的剖视图。
图5是示出实施方式1的处理液的渗透时间与接触角的关系的曲线图。
图6是示出实施方式1的基板处理方法的流程图。
图7是示出图6的工序S1的流程图。
图8是示出实施方式1的变形例的处理装置的示意性的俯视图。
图9是示出本发明的实施方式2的处理装置的示意性的剖视图。
图10是示出实施方式2的亲水处理喷嘴的示意性的剖视图。
图11是示出本发明的实施方式3的处理装置的示意性的剖视图。
图12是示出本发明的实施方式4的处理装置的示意性的剖视图。
图13是示出实施方式4的基板处理方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，在图中，对于相同或相当的部分标注同一附图标记并不进行重复说明。另外，在本发明的实施方式中，X轴、Y轴及Z轴相互正交，X轴及Y轴与水平方向平行，Z轴与铅垂方向平行。此外，为了简化附图，适当省略表示剖面的斜线。
(实施方式1)
参照图1～图7，说明本发明的实施方式1的基板处理装置100。基板处理装置100使用处理液对基板W进行处理。以下，将处理液记为“处理液LQ”。基板W例如为半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子体显示器用基板、场发射显示器(Field Emission Display：FED)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板或太阳电池用基板。基板W例如为大致圆板状。在以下的实施方式1的说明中，基板W为半导体基板。
首先，参照图1说明基板处理装置100。图1是示出基板处理装置100的示意性的俯视图。如图1所示，基板处理装置100包括分度器单元U1、处理单元U2及控制装置U3。分度器单元U1包含多个基板收容器C和分度器机械臂IR。处理单元U2包含多个处理装置200、搬送机械臂CR及交接部PS。
基板收容器C分别将多张基板W层叠收容。分度器机械臂IR从多个基板收容器C中的某一个基板收容器C取出未处理的基板W，并将基板W向交接部PS交接。然后，从基板收容器C取出的基板W被载置于交接部PS。搬送机械臂CR从交接部PS接收未处理的基板W，并将基板W搬入多个处理装置200中的某一个处理装置200。
然后，处理装置200对未处理的基板W进行处理。处理装置200为对基板W进行逐张处理的单片型。处理装置200使用处理液LQ对基板W进行处理。
在处理装置200进行处理后，搬送机械臂CR将处理完的基板W从处理装置200取出，并将基板W交接到交接部PS。然后，由处理装置200处理后的基板W被载置于交接部PS。分度器机械臂IR从交接部PS接收处理完的基板W，并将基板W收容于多个基板收容器C中的某一个基板收容器C。
控制装置U3对分度器单元U1及处理单元U2进行控制。控制装置U3包含计算机。具体来说，控制装置U3包含CPU(Central Processing Unit：中央处理器单元)这样的处理器和存储装置。存储装置存储数据及计算机程序。存储装置包含半导体存储器这样的主存储装置、半导体存储器和/或硬盘驱动器这样的辅助存储装置。存储装置也可以包含可移动介质。控制装置U3的处理器执行控制装置U3的存储装置所存储的计算机程序，对分度器单元U1及处理单元U2进行控制。
接下来，参照图2的(a)及图2的(b)来说明基板W。图2的(a)是示出基板W的一例的示意性的剖视图。在图2的(a)中，将基板W的表面的一部分放大示出。如图2的(a)所示，基板W具有基板主体61和图案PT。基板主体61由硅形成。图案PT例如为微细图案。图案PT包含多个构造物63。构造物63例如为微细构造物。
多个构造物63分别沿第1方向D1延伸。第1方向D1表示与基板主体61的表面61a交叉的方向。在实施方式1中，第1方向D1表示与基板主体61的表面61a大致正交的方向。构造物63的表面62包括侧壁面63a和顶壁面63b。
多个构造物63分别由单层或多层构成。在构造物63由单层构成的情况下，构造物63为绝缘层、半导体层或导体层。在构造物63由多层构成的情况下，构造物63既可以包含绝缘层，也可以包含半导体层，或可以包含导体层，或可以包含绝缘层、半导体层及导体层中的2层以上。
绝缘层例如为硅氧化膜或硅氮化膜。半导体层例如为多晶硅膜或非晶硅膜。导体层例如为金属膜。金属膜例如为含有钛、钨、铜及铝中的至少一者的膜。
图2的(b)是示出基板W的另一例的示意性的剖视图。在图2的(b)中，将基板W的表面的一部分放大示出。如图2的(b)所示，多个构造物63分别具有至少一个凹部65。在图2的(b)的例子中，多个构造物63分别具有多个凹部65。多个凹部65分别相对于构造物63的侧壁面63a沿与构造物63延伸的方向交叉的方向凹陷。在实施方式1中，构造物63延伸的方向与第1方向D1大致平行。具体来说，多个凹部65分别沿着第2方向D2凹陷。第2方向D2表示沿着基板主体61的表面61a的方向。具体来说，第2方向D2表示与第1方向D1交叉的方向。在实施方式1中，第2方向D2表示与第1方向D1大致正交的方向。
接下来，参照图3说明基板处理装置100中包含的亲水处理装置1。图3是示出亲水处理装置1的示意性的剖视图。亲水处理装置1相当于“亲水处理部”的一例。亲水处理装置1例如设置于图1所示的交接部PS。此外，亲水处理装置1的设置位置没有特别限定。例如，亲水处理装置1也可以取代图1所示的多个处理装置200中的1个处理装置200而包含在基板处理装置100中。
亲水处理装置1针对基板W的多个构造物63执行使用非液体的规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。亲水性表示液体向固体表面的的附着容易度。亲水性越大，则液体越容易附着于固体表面。也就是说，亲水性越大，则固体表面越容易润湿。亲水性能够由接触角CA表示。接触角CA是指在固体表面与液体及气体接触时，液体面与固体面在3相接触的边界处所成的角度。接触角CA越小，则亲水性越大。接触角CA越小，则固体的表面张力越大。亲水性越大，则固体的表面张力越大。“非液体”表示电磁波或非液体的物质。“电磁波”例如为光。“非液体的物质”例如为等离子体或气体。在本说明书中，“规定处理”表示“使用非液体的规定处理”。“使用非液体的规定处理”表示“使用了非液体的处理”。
特别是，在实施方式1中，在向基板W供给处理液LQ之前，亲水处理装置1针对基板W的多个构造物63执行规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。因此，能够在执行规定处理前使构造物63的表面62的表面张力增大。其结果为，在使用处理液LQ对基板W进行处理时，能够促进处理液LQ在基板W中浸入多个构造物63彼此之间的空间SP。
若能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP，则能够在基板W的整体范围内大致均匀地使处理液LQ快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP。因此，能够抑制使用处理液LQ的多个构造物63的处理结果产生不均匀。例如，在处理液LQ为蚀刻液的情况下，能够抑制多个构造物63的蚀刻结果产生不均匀。另外，由于能够使处理液LQ快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP，所以能够有效地利用处理液LQ对多个构造物63进行处理。例如，在处理液LQ为蚀刻液的情况下，能够有效地对多个构造物63进行蚀刻。
此外，只要使图2的(a)所示的构造物63的表面62中的至少侧壁面63a的亲水性比执行规定处理之前大即可。另外，在实施方式1中，例如，在执行规定处理前，基板W被干燥。“干燥”表示从基板W除去液体。
另外，关于图2的(b)所示的基板W，在向基板W供给处理液LQ之前，亲水处理装置1针对多个构造物63执行规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物63各自的侧壁面63a及顶壁面63b的亲水性及多个构造物63各自具有的凹部65的表面的亲水性增大。因此，在使用处理液LQ对基板W进行处理时，不仅能够促进处理液LQ在基板W中浸入多个构造物63彼此之间的空间SP，而且能够促进处理液LQ分别浸入多个凹部65。其结果为，能够使处理液LQ快速地渗透至凹部65，能够有效地利用处理液LQ对凹部65进行处理。
此外，图2的(b)所示的构造物63的表面62包含凹部65的表面。并且，只要使构造物63的表面62中的侧壁面63a的亲水性及凹部65的表面的亲水性比执行规定处理之前大即可。
在以下的说明中，有时将与执行规定处理相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大记为“亲水化”。另外，“渗透”表示处理液LQ浸入构造物63彼此之间的空间SP，并到达基板主体61的表面61a或表面61a的附近。
特别是，在实施方式1中，规定处理为向基板W的多个构造物63照射紫外线的处理。也就是说，亲水处理装置1向基板W的多个构造物63照射紫外线，与照射紫外线之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。由于紫外线的能量大于可见光线的能量，因此能够有效地使构造物63的表面62亲水化。
具体来说，如图2所示，亲水处理装置1包含紫外线照射部3、基板保持部5、收容部7、多个气体供给部10、排气部11、移动机构13及旋转机构15。
基板保持部5保持基板W。具体来说，基板保持部5一边将基板W水平保持，一边使基板W绕基板保持部5的旋转轴线AX1旋转。旋转轴线AX1与铅垂方向大致平行，并通过基板W的中心。更具体来说，基板保持部5包括旋转基座51及多个卡盘构件53。多个卡盘构件53沿着围绕旋转轴线AX1的周向设置于旋转基座51。多个卡盘构件53将基板W以水平的姿态保持。旋转基座51为大致圆板状或大致圆柱状，以水平的姿态支承多个卡盘构件53。在旋转基座51绕旋转轴线AX1旋转时，由多个卡盘构件53保持的基板W绕旋转轴线AX1旋转。
移动机构13使基板保持部5沿着铅垂方向移动。具体来说，移动机构13使基板保持部5在第1位置与第2位置之间往复移动。第1位置表示基板保持部5接近紫外线照射部3的位置。在图2中，示出位于第1位置的基板保持部5。第2位置表示基板保持部5远离紫外线照射部3的位置。第1位置为对基板W进行使用紫外线处理时的基板保持部5的位置。第2位置为进行基板W的交付时的基板保持部5的位置。移动机构13例如包含滚珠丝杠机构。
旋转机构15使基板保持部5绕旋转轴线AX1旋转。其结果为，由基板保持部5保持的基板W绕旋转轴线AX1旋转。旋转机构15例如包含马达。
紫外线照射部3与基板保持部5沿着旋转轴线AX1配置并相互对置。紫外线照射部3隔着空间SPA与基板W对置。紫外线照射部3产生紫外线。空间SPA为紫外线照射部3与基板保持部5之间的空间。紫外线照射部3向基板W的多个构造物63的表面62照射紫外线，使多个构造物63各自的表面62的亲水性比在照射紫外线之前大。作为亲水性增大的理由，认为是由于紫外线的照射而促进了构造物63的表面62的氧化。
特别是，在实施方式1中，紫外线照射部3在基板W旋转过程中向基板W的多个构造物63的表面62照射紫外线。因此，与向静止的基板W照射紫外线的情况相比，能够更均匀地向基板W的多个构造物63的表面62照射紫外线。其结果为，与照射紫外线前相比能够有效地增大基板W的多个构造物63各自的表面62的亲水性。
具体来说，紫外线照射部3包含电极33、电极35及石英玻璃板31。电极33具有大致平板状的形状。电极35具有大致板平板状的形状。另外，电极35具有多个开口351。开口351各自沿铅垂方向贯穿电极35。电极35隔着空间与电极33对置。电极35相对于电极33位于石英玻璃板31侧。石英玻璃板31设置在基板W侧。石英玻璃板31相对于紫外线具有透光性，并且具有耐热性以及耐腐蚀性。石英玻璃板31是绝缘体。
在电极33与电极35之间的空间存在放电用气体。并且，电极33与电极35之间被施加高频的高压。其结果为，放电用气体被激发而成为准分子状态。放电用气体在从准分子状态返回基态时产生紫外线。紫外线穿过电极35的开口351，进一步透射石英玻璃板31而向基板W照射。此外，亲水处理装置1包含向电极33与电极35之间施加高频的高压的高压电源。另外，紫外线照射部3只要能够照射紫外线，则紫外线照射部3的构成及形状没有特别限定。
收容部7收容基板保持部5、移动机构13及旋转机构15。并且，紫外线照射部3封堵收容部7的上部开口。因此，紫外线照射部3及收容部7作为腔室发挥功能。
具体来说，收容部7包括筒部71、侧壁部73及底部75。筒部71的下部与侧壁部73的上部连结。侧壁部73的下部与底部75连结。筒部71具有多个贯通孔71a。贯通孔71a分别贯穿筒部71并与空间SPA连通。侧壁部73具有贯通孔73a。贯通孔73a贯穿侧壁部73。
气体供给部10分别从贯通孔71a向空间SPA供给非活性气体。非活性气体例如为氮气或氩气。具体来说，气体供给部10分别包括配管91、开闭阀93及气体收容器95。气体收容器95收容向空间SPA供给的非活性气体。气体收容器95与配管91的一端连结。开闭阀93设置于配管91，切换配管91的开闭。配管91的另一端与贯通孔91a连结。排气部11将收容部7的内部的气体从贯通孔73a排气。
控制装置U3对亲水处理装置1进行控制。具体来说，控制装置U3的处理器执行控制装置U3的存储装置所存储的计算机程序，以对亲水处理装置1进行控制。
接下来，参照图4说明处理装置200。图4是示出处理装置200的示意性的剖视图。如图4所示，处理装置200在利用亲水处理装置1使基板W的多个构造物63各自的表面62的亲水性增大之后，一边使基板W旋转一边向基板W供给处理液LQ，以对基板W进行处理。具体来说，处理装置200包括腔室21、旋转卡盘23、旋转轴24、旋转马达25、喷嘴27、喷嘴移动部29、喷嘴30、多个防护部49、阀V1、阀V2、配管P1及配管P2。
腔室21具有大致箱形状。腔室21收容基板W、旋转卡盘23、旋转轴24、旋转马达25、喷嘴27、喷嘴移动部29、喷嘴30、配管P1的一部分及配管P2的一部分。
旋转卡盘23保持基板W并旋转。具体来说，旋转卡盘23一边在腔室21内将基板W水平地保持，一边使基板W绕旋转卡盘23的旋转轴线AX2旋转。
旋转卡盘23包含多个卡盘构件231及旋转基座233。多个卡盘构件231设置于旋转基座233。多个卡盘构件231将基板W以水平的姿态保持。旋转基座233为大致圆板状，以水平的姿态支承多个卡盘构件231。
旋转轴24固定于旋转基座233。另外，旋转轴24固定于旋转马达25的驱动轴。并且，旋转马达25通过使旋转轴24旋转，从而使旋转基座233绕旋转轴线AX2旋转。其结果为，由设置于旋转基座233的多个卡盘构件231保持的基板W绕旋转轴线AX2旋转。
在利用亲水处理装置1使基板W的多个构造物63各自的表面62的亲水性增大之后，喷嘴27向旋转中的基板W的多个构造物63供给处理液LQ。因此，能够有效地使处理液LQ渗透至基板W的多个构造物63彼此之间的空间SP。其结果为，能够有效地利用处理液LQ对构造物63进行处理。喷嘴27相当于“处理液供给部”的一例。
特别是，在实施方式1中，处理液LQ使多个构造物63中的彼此相邻的构造物63之间的空间SP中存在的气体溶解。其结果为，能够使处理液LQ更快速地渗透至基板W的多个构造物63彼此之间的空间SP。
处理液LQ例如为药液(例如蚀刻液)。药液例如为氢氟酸(HF)、氢氟酸硝酸(氢氟酸与硝酸(HNO3)的混合液)、稀释氢氟酸(BHF)、氟化铵、HFEG(氢氟酸与乙二醇的混合液)、磷酸(H3PO4)、硫酸、乙酸、硝酸、盐酸、稀氢氟酸(DHF)、氨水、双氧水、有机酸(例如柠檬酸、草酸)、有机碱(例如TMAH：四甲基氢氧化铵)、硫酸双氧水混合液(SPM)、氨水双氧水混合液(SC1)、盐酸双氧水混合液(SC2)、表面活性剂或防腐剂。此外，处理液LQ的种类只要能够对基板W进行处理，则没有特别限定。
喷嘴移动部29使喷嘴27在处理位置与退避位置之间移动。处理位置表示基板W的上方的位置。喷嘴27在位于处理位置时，向基板W的多个构造物63的表面62供给处理液LQ。退避位置表示与基板W相比位于基板W的径向外侧的位置。
具体来说，喷嘴移动部29包括臂291、转动轴293及喷嘴移动机构295。臂291沿大致水平方向延伸。在臂291的前端部安装有喷嘴27。臂291与转动轴293结合。转动轴293沿大致铅垂方向延伸。喷嘴移动机构295使转动轴293绕沿着大致铅垂方向的转动轴线转动，以使臂291沿着大致水平面转动。其结果为，喷嘴27沿着大致水平面移动。例如，喷嘴移动机构295包括使转动轴293绕转动轴线转动的臂摆动马达。臂摆动马达例如为伺服马达。另外，喷嘴移动机构295使转动轴293沿着大致铅垂方向升降，以使臂291升降。其结果为，喷嘴27沿着大致铅垂方向移动。例如，喷嘴移动机构295包括滚珠丝杠机构及向滚珠丝杠机构赋予驱动力的臂升降马达。臂升降马达例如为伺服马达。
配管P1向喷嘴27供给处理液LQ。阀V1切换处理液LQ向喷嘴27的供给开始和供给停止。
在使用处理液LQ对基板W进行处理之后，喷嘴30向旋转中的基板W供给冲洗液。冲洗液例如为去离子水、碳酸水、电解离子水、氢水、臭氧水或稀释浓度(例如为10ppm～100ppm左右)的盐酸水。冲洗液的种类只要能够对基板W进行冲洗，则没有特别限定。
配管P2向喷嘴30供给冲洗液。阀V2切换冲洗液向喷嘴30的供给开始和供给停止。
优选处理装置200进一步包括流体供给单元41、单元动作部43、阀V3、阀V4、配管P、配管P3及配管P4。腔室21收容流体供给单元41、单元动作部43及配管P的一部分。
流体供给单元41位于旋转卡盘23的上方。流体供给单元41包括遮挡板411、支轴413及喷嘴415。
遮挡板411例如为大致圆板状。遮挡板411的直径例如与基板W的直径大致相同。此外，遮挡板411的直径也可以比基板W的直径稍小或稍大。遮挡板411以使遮挡板411的下表面成为大致水平的方式配置。此外，遮挡板411配置为遮挡板411的中心轴线位于旋转卡盘23的旋转轴线AX2上。遮挡板411的下表面与由旋转卡盘23保持的基板W对置。遮挡板411以水平的姿态与支轴413的下端连结。
单元动作部43使流体供给单元41在接近位置与退避位置之间上升或下降。接近位置表示遮挡板411下降而隔开规定间隔与基板W的上表面接近的位置。在接近位置，遮挡板411覆盖基板W的表面以遮挡基板W的表面的上方。也就是说，在接近位置，遮挡板411与基板W的表面相对置以覆盖基板W的表面的上方。退避位置表示与接近位置相比位于上方、且遮挡板411上升而与基板W分离的位置。在图4中，遮挡板411位于退避位置。另外，单元动作部43在接近位置使流体供给单元41旋转。例如，单元动作部43包括滚珠丝杠机构及对滚珠丝杠机构赋予驱动力的升降马达。升降马达例如为伺服马达。例如，单元动作部43包括马达及将马达的旋转向流体供给单元41传递的传递机构。
流体供给单元41的喷嘴415配置在遮挡板411及支轴413的内部。喷嘴415的前端从遮挡板411的下表面露出。在喷嘴415连接有配管P。配管P经由阀V3与配管P3连接。若阀V3打开，则向喷嘴415供给疏水剂。另外，配管P经由阀V4与配管P4连接。若阀V4打开，则向喷嘴415供给有机溶剂。
在流体供给单元41位于接近位置时，若阀V3打开，则喷嘴415向旋转中的基板W的多个构造物63供给疏水剂。喷嘴415相当于“疏水处理部”的一例。
具体来说，喷嘴415向多个构造物63供给疏水剂，与供给疏水剂之前相比使多个构造物63各自的表面62的疏水性增大。
疏水性表示液体向固体表面的的附着难度。疏水性越大，则液体越难以附着于固体表面。也就是说，疏水性越大，则固体表面越不易润湿。疏水性能够由接触角CA表示。接触角CA越大，则疏水性越大。接触角CA越大，则固体的表面张力越小。疏水性越大，则固体的表面张力越小。
疏水剂例如为液体。疏水剂为硅系疏水剂或金属系疏水剂。硅系疏水剂使硅自身及含有硅的化合物疏水化。硅系疏水剂例如为硅烷偶联剂。硅烷偶联剂例如包括HMDS(六甲基二硅氮烷)、TMS(四甲基硅烷)、氟烷基氯硅烷、烷基二硅氮烷及非氯代型疏水剂中至少一者。非氯代型疏水剂例如包括二甲基甲硅烷基二甲基胺、二甲基甲硅烷基二乙基胺、六甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、双(二甲基氨基)二甲基硅烷、N，N-二甲基氨基三甲基硅烷、N-(三甲基甲硅烷基)二甲基胺及有机硅烷化合物中的至少一者。金属系疏水剂使金属自身及含有金属的化合物疏水化。金属系疏水剂例如包括具有疏水基的胺及有机硅化合物中的至少一者。
特别是，在实施方式1中，在利用喷嘴27向基板W的多个构造物63供给了处理液LQ之后，喷嘴415向多个构造物63供给疏水剂，与供给疏水剂之前相比使多个构造物63各自的表面62的疏水性增大。因此，根据实施方式1，能够减小多个构造物63各自的表面62的表面张力。其结果为，能够抑制多个构造物63因构造物63的表面张力而倒塌。
此外，在利用喷嘴415使多个构造物63各自的表面62的疏水性增大之后，旋转卡盘23通过旋转马达25而以高旋转速度旋转，对基板W进行干燥。旋转卡盘23相当于“干燥处理部”的一例。
在以下的说明中，有时将与在供给疏水剂之前相比使多个构造物63各自的表面62的疏水性增大记为“疏水化”。
另一方面，在流体供给单元41位于接近位置时，若阀V4打开，则喷嘴415向旋转中的基板W的多个构造物63供给有机溶剂。有机溶剂例如为液体。有机溶剂的表面张力小于冲洗液的表面张力。有机溶剂例如为IPA(异丙醇)或HFE(氢氟醚)。具体来说，在向基板W供给冲洗液后或向基板W供给疏水剂后，喷嘴415向基板W供给有机溶剂。
多个防护部49分别具有大致筒形状。多个防护部49分别接住从基板W排出的液体(处理液LQ、冲洗液、疏水剂或有机溶剂)。此外，防护部49对应于从基板W排出的液体的种类而设置。
控制装置U3的处理器执行控制装置U3的存储装置所存储的计算机程序，以对处理装置200进行控制。
接下来，参照图2的(a)、图2的(b)及图5，说明基板W的图案PT的优选的亲水性。图5是示出处理液LQ的渗透时间与接触角CA的关系的曲线图。在图5中，纵轴表示处理液LQ向图2的(a)或图2的(b)所示的基板W的构造物63彼此之间的空间SP的渗透时间(μ秒)。具体来说，渗透时间表示从处理液LQ附着于多个构造物63时到处理液LQ浸入空间SP并到达基板主体61的表面61a或表面61a的附近时为止时间。横轴降序表示接触角CA(度)。接触角CA表示处理液LQ的表面与构造物63的表面62所成的角度。
如图5所示，在接触角CA为θ1度以上时，处理液LQ不会渗透至构造物63彼此之间的空间SP。也就是说，θ2度表示渗透时间无限大时的接触角CA。θ1度例如为90度。也就是说，在接触角CA为90度以上时，处理液LQ不会渗透至构造物63彼此之间的空间SP。
另一方面，在接触角CA为θ2度以下时，渗透时间大致恒定且最短。因此，优选亲水处理装置1对基板W的多个构造物63执行规定处理，以使多个构造物63具有与处理液LQ的渗透时间大致恒定时的接触角CA相当的亲水性。
在实施方式1中，优选亲水处理装置1的紫外线照射部3向基板W的多个构造物63照射紫外线，以使多个构造物63具有与处理液LQ的渗透时间大致恒定时的接触角CA相当的亲水性。
θ2度表示渗透时间大致恒定时的接触角CA中最大的接触角CA。因此，优选亲水处理装置1针对基板W的多个构造物63执行规定处理，以使接触角CA成为θ2度以下。在实施方式1中，优选紫外线照射部3向基板W的多个构造物63照射紫外线，以使接触角CA为θ2度以下。例如，θ2度为70度时的渗透时间为1.1μ秒。
例如，接触角CA小于90度，优选小于70度，进一步优选小于50度。此外，进一步优选接触角CA小于30度，进一步优选小于10度，进一步优选小于5度。这是由于，接触角CA越小，则亲水性越大。
接下来，参照图2的(a)及图2的(b)，进一步说明基板W的构造物63。优选多个构造物63中的彼此相邻的构造物63之间的距离L满足规定条件(以下记为“规定条件PC”)。规定条件PC表示在利用亲水处理装置1使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大之前(即，在使亲水性增大的工序之前)，与处理液LQ相同的处理液无法渗透至彼此相邻的构造物63之间的空间SP。根据实施方式1，即使在多个构造物63为具有满足规定条件PC的狭小的距离L的多个超微细构造物的情况下，也能够通过使多个构造物63亲水化而使处理液LQ渗透至构造物63彼此之间的空间SP。
优选规定条件PC包含第1条件及第2条件。第1条件表示在利用亲水处理装置1使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大前(即，在使亲水性增大的工序之前)，与处理液LQ相同的处理液无法通过毛细管现象而渗透至彼此相邻的构造物63之间的空间SP。第2条件表示在利用亲水处理装置1使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大了之后(即，在使亲水性增大的工序之后)，处理液LQ能够通过毛细管现象而渗透至彼此相邻的构造物63之间的空间SP。具体来说，第2条件表示在利用亲水处理装置1使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大了之后(即，在使亲水性增大的工序之后)，在向多个构造物63供给处理液LQ时(即，在供给处理液LQ的工序时)，处理液LQ能够通过毛细管现象而渗透至彼此相邻的构造物63之间的空间SP。
根据实施方式1，即使在多个构造物63为具有满足第1条件的狭小的距离L的多个超微细构造物的情况下，也能够通过使多个构造物63亲水化，从而使处理液LQ渗透至构造物63彼此之间的空间SP。
多个构造物63中的彼此相邻的构造物63之间的距离L例如为3nm以下。例如，若距离L为3nm以下，则距离L满足规定条件PC(第1条件及第2条件)。多个构造物63各自的长度H例如为0.02μm以上且0.1μm以下。长度H表示沿着第1方向D1的长度。图案PT的长宽比例如为6以上且100以下。长宽比表示长度H相对于距离L的比率。另外，处理液LQ的粘度例如为1cP(厘泊)以上且70cP以下。
接下来，参照图3、图4、图6及图7说明实施方式1的基板处理方法。基板处理装置100执行基板处理方法。在基板处理方法中，对具有包括多个构造物63的图案PT的基板W进行处理。图6是示出基板处理方法的流程图。如图6所示，基板处理方法包括工序S1～工序S9。工序S1～工序S9按照基于控制装置U3的控制被执行。
如图3及图6所示，在工序S1中，亲水处理装置1在规定时间内针对基板W的多个构造物63执行使用非液体的规定处理，与在执行规定处理之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。具体来说，工序S1的详细示于图7。
图7是示出工序S1的流程图。如图7所示，工序S1包括工序S21～工序S23。
在工序S21中，搬送机械臂CR将基板W搬入亲水处理装置1。然后，基板保持部5保持基板W。进而，旋转机构15驱动基板保持部5，基板保持部5使基板W的旋转开始。
在工序S22中，紫外线照射部3在规定时间内向基板W的多个构造物63照射紫外线，与在照射紫外线前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。然后，旋转机构15使基板保持部5停止，基板保持部5使基板W的旋转停止。
在工序S23中，搬送机械臂CR将基板W从亲水处理装置1搬出。然后，亲水处理结束，处理返回图6所示的例程，进入工序S2。
如图4及图6所示，接下来，在工序S2中，搬送机械臂CR将基板W搬入处理装置200。并且，旋转卡盘23保持基板W。进而，旋转马达25驱动旋转卡盘23，旋转卡盘23使基板W开始旋转。
接下来，在工序S3中，喷嘴27向基板W的多个构造物63供给处理液LQ。也就是说，在使亲水性增大的工序S1之后且在工序S2之后，在工序S3中，喷嘴27向多个构造物63供给处理液LQ。其结果为，使用处理液LQ对基板W进行处理。
接下来，在工序S4中，喷嘴30向基板W供给冲洗液。其结果为，基板W上的处理液LQ被冲洗液冲刷，基板W被清洗。
接下来，在工序S5中，喷嘴415向基板W供给有机溶剂。其结果为，附着于基板W的冲洗液被置换为有机溶剂。在工序S5中，阀V4打开，阀V3关闭。
接下来，在工序S6中，喷嘴415向基板W供给疏水剂。其结果为，基板W被疏水化。也就是说，在供给处理液LQ的工序S3之后且在工序S4及工序S5之后，在工序S6中，喷嘴415向基板W的多个构造物63供给疏水剂，与在供给疏水剂之前相比使多个构造物63各自的表面62的疏水性增大。在工序S3中，阀V3打开，阀V4关闭。
接下来，在工序S7中，喷嘴415向基板W供给有机溶剂。其结果为，附着于基板W的疏水剂被置换为有机溶剂。在工序S7中，阀V4打开，阀V3关闭。
接下来，在工序S8中，旋转马达25驱动旋转卡盘23，使旋转卡盘23加速至高旋转速度，并将旋转卡盘23的旋转速度维持为高旋转速度。其结果为，基板W以高旋转速度旋转，附着于基板W的有机溶剂被甩掉而基板W被干燥。也就是说，在使疏水性增大的工序S6之后且在工序S7之后，在工序S8中对基板W进行干燥。若工序S8进行了规定期间，则旋转马达25停止，使旋转卡盘23的旋转停止。其结果为，基板W停止。此外，高旋转速度大于工序S3及工序S4中的旋转卡盘23的旋转速度。
接下来，在工序S9中，搬送机械臂CR将基板W从处理装置200搬出。并且处理结束。
如以上参照图6及图7所说明的那样，根据实施方式1的基板处理方法，在使用处理液LQ进行处理前将基板W的多个构造物63亲水化。因此，能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP。其结果为，处理液LQ能够快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP，以有效地利用处理液LQ对多个构造物63进行处理。例如，在处理液LQ为蚀刻液的情况下，蚀刻液快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP，能够有效地对多个构造物63进行蚀刻。
另外，在实施方式1的半导体制造方法中，使用包括工序S1～工序S9的基板处理方法对具有包括多个构造物63的图案PT的半导体基板W进行处理，制造作为处理后的半导体基板W的半导体。
此外，基板处理方法及半导体制造方法也可以不包括工序S5～工序S7。
(变形例)
参照图8说明本发明的实施方式1的变形例的基板处理装置100。变形例与参照图1～图7说明的实施方式1的主要区别在于，在变形例中，亲水处理装置1A搭载于处理装置200A。以下，主要说明变形例与实施方式1的区别。
图8是示出变形例的处理装置200A的亲水处理装置1A的示意性的俯视图。如图7所示，处理装置200A在图4所示的处理装置200的构成基础上包括亲水处理装置1A。此外，在变形例中，图1所示的基板处理装置100不具备图3所示的亲水处理装置1。
亲水处理装置1A在向基板W供给处理液LQ之前，针对基板W的多个构造物63执行使用非液体的规定处理，与在执行规定处理前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。因此，在变形例中，与实施方式1同样地，能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP，能够有效地使处理液LQ渗透至空间SP。其结果为，能够有效地对多个构造物63进行处理。
具体来说，亲水处理装置1A包括紫外线照射部3A及移动部9。紫外线照射部3A射出紫外线。紫外线照射部3A例如包括射出紫外线的灯或射出紫外线的发光二极管。紫外线照射部3A沿一定方向延伸。紫外线照射部3A的长度方向上的长度例如与基板W的直径大致相同或与基板W的半径大致相同。
紫外线照射部3A在向基板W供给处理液LQ之前，向旋转中的基板W的多个构造物63的表面62照射紫外线，与照射紫外线之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。根据变形例，能够利用能量大于可见光线的照射紫外线有效地使构造物63的表面62亲水化。
移动部9使紫外线照射部3A在处理位置与退避位置之间移动。处理位置表示基板W的上方的位置。紫外线照射部3A在位于处理位置时向基板W的多个构造物63的表面62照射紫外线。退避位置表示与基板W相比位于基板W的径向外侧的位置。具体来说，移动部9包括臂92、转动轴94及移动机构96。紫外线照射部3A安装在臂92上。臂92由转动轴94及移动机构96驱动，以沿着大致水平面转动或沿着大致铅垂方向升降。另外，臂92、转动轴94及移动机构96的构成分别与图4所示的臂291、转动轴293及喷嘴移动机构295的构成相同。
接下来，参照图6～图8说明变形例的基板处理方法及半导体制造方法。变形例的基板处理方法及半导体制造方法与图6及图7所示的实施方式1的基板处理方法及半导体制造方法相同。其中，变形例与实施方式1的区别如下。
即，在图7的工序S21中，搬送机械臂CR将基板W搬入处理装置200A。并且，使基板W的旋转开始。
接下来，在工序S22中，图8所示的紫外线照射部3A在规定时间内向旋转中的基板W的多个构造物63照射紫外线，与照射紫外线前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。然后，使基板W的旋转停止。
在变形例中，未执行工序S23。因此，若工序S22结束，则处理返回图6所示的例程。在该情况下，在变形例中，不执行工序S2，处理进入工序S4。
如以上参照图6～图8所说明的那样，在变形例中，工序S3～工序S8由处理装置200A执行。因此，不要求为了使基板W亲水化而将基板W搬出到处理装置200A的外部。其结果为，能够提高执行基板处理方法及半导体制造方法时的吞吐量。
此外，变形例的基板处理方法及半导体制造方法也可以不包括工序S5～工序S7。
(实施方式2)
参照图9及图10说明本发明的实施方式2的基板处理装置100。实施方式2与实施方式1的主要区别在于，实施方式2的处理装置200B向基板W照射等离子体以使基板W亲水化。以下，主要说明实施方式2与实施方式1的区别。
图9是示出实施方式2的处理装置200B的示意性的剖视图。如图9所示，处理装置200B在图4所示的处理装置200的构成基础上，包括亲水处理喷嘴45、喷嘴移动部47、配管P5及阀V5。此外，在实施方式2中，图1所示的基板处理装置100不具备图2所示的亲水处理装置1。
配管P5向亲水处理喷嘴45供给气体。阀V5切换气体向亲水处理喷嘴45的供给开始和供给停止。气体例如为空气、非活性气体或氧气。非活性气体例如为氮气、氩气或氦气。此外，只要能够生成等离子体，则气体的种类没有特别限定。
亲水处理喷嘴45在向基板W供给处理液LQ之前，针对基板W的多个构造物63执行使用非液体的规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。因此，在实施方式2中，与实施方式1同样地，能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP，能够有效地使处理液LQ渗透至空间SP。其结果为，能够有效地利用处理液LQ对多个构造物63进行处理。另外，实施方式2具有与实施方式1相同的效果。亲水处理喷嘴45相当于“亲水处理部”的一例。
在实施方式2中，规定处理为向多个构造物63照射等离子体的处理。此外，在实施方式2中，例如在执行规定处理前，将基板W干燥。
具体来说，亲水处理喷嘴45射出等离子体。也就是说，亲水处理喷嘴45使从配管P5供给的气体电离以生成等离子体，并将等离子体与气体一并射出。换言之，亲水处理喷嘴45使等离子体随气流射出。进一步换言之，亲水处理喷嘴45生成等离子体流并射出。
进一步具体来说，亲水处理喷嘴45在向基板W供给处理液LQ之前，向旋转中的基板W的多个构造物63的表面62照射等离子体，与照射等离子体之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。作为亲水性增大的理由，考虑到是通过等离子体的照射促进构造物63的表面62的氧化。根据实施方式2，通过照射等离子体，从而能够有效地使构造物63的表面62亲水化。
喷嘴移动部47使亲水处理喷嘴45在处理位置与退避位置之间移动。处理位置表示基板W的上方的位置。亲水处理喷嘴45在位于处理位置时，向基板W的多个构造物63的表面62照射等离子体。退避位置表示与基板W相比位于基板W的径向外侧的位置。具体来说，喷嘴移动部47包括臂471、转动轴473及移动机构475。亲水处理喷嘴45安装在臂471的前端部。臂471由转动轴473及移动机构475驱动，以沿着大致水平面转动或沿着大致铅垂方向升降。另外，臂471、转动轴473及移动机构475的构成分别与图4所示的臂291、转动轴293及喷嘴移动机构295的构成相同。
接下来，参照图10说明亲水处理喷嘴45的详细内容。图10是示出亲水处理喷嘴45的剖视图。如图10所示，亲水处理喷嘴45包括第1电极451及第2电极453。第1电极451为大致柱状。第1电极451配置在亲水处理喷嘴45内的流路FW上。从配管P5向流路FW供给气体。第2电极453为大致圆筒状。第2电极453设置于亲水处理喷嘴45的外周面。
处理装置200B还包括交流电源46。交流电源46向第1电极451与第2电极453之间施加交流电压。其结果为，从配管P5供给的气体电离，生成等离子体PM。等离子体PM与气体一并被从亲水处理喷嘴45射出。等离子体PM例如为大气压等离子体。大气压等离子体是指在大气压中产生的等离子体。第1电极451、第2电极453及交流电源46构成等离子体生成器48。此外，只要能够产生等离子体，则等离子体生成器48的构成没有特别限定。另外，只要能够向基板W照射等离子体，则等离子体生成器48的配置没有特别限定。
第1电极451及第2电极453分别由例如含有碳的树脂形成。碳例如为碳纳米管。树脂例如为氟树脂。氟树脂例如为聚四氟乙烯(4氟化)或聚三氯氟乙烯(3氟化)。通过按照这种方式构成第1电极451及第2电极453，从而能够确保导电性并提高耐药性。
接下来，参照图6、图7及图9说明实施方式2的基板处理方法及半导体制造方法。实施方式2的基板处理方法及半导体制造方法与图6及图7所示的实施方式1的基板处理方法及半导体制造方法相同。其中，实施方式2与实施方式1的区别如下。
即，在图7的工序S21中，搬送机械臂CR将基板W搬入处理装置200A。并且，使基板W的旋转开始。
接下来，在工序S22中，图9所示的亲水处理喷嘴45在规定时间内向基板W的多个构造物63照射等离子体，与照射等离子体之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。然后，使基板W的旋转停止。
此外，优选亲水处理喷嘴45向基板W的多个构造物63照射等离子体，以使多个构造物63具有与处理液LQ的渗透时间大致恒定时的接触角CA相当的亲水性(图5)。也就是说，优选亲水处理喷嘴45向基板W的多个构造物63照射等离子体，以使接触角CA为θ2度以下(图5)。
在实施方式2中，未执行工序S23。因此，在工序S22结束时，处理返回图6所示的例程。在该情况下，在实施方式2中，不执行工序S2，处理进入工序S4。
如以上参照图6、图7及图9所说明，在实施方式2中，工序S3～工序S8由处理装置200B执行。因此，不要求为了使基板W亲水化而将基板W搬出到处理装置200B的外部。其结果为，能够提高执行基板处理方法及半导体制造方法时的吞吐量。
此外，实施方式2的基板处理方法及半导体制造方法也可以不包括工序S5～工序S7。
(实施方式3)
参照图11说明本发明的实施方式3的基板处理装置100。实施方式3与实施方式2的主要区别在于，实施方式3的处理装置200C向基板W照射氧或氧的同位素以使基板W亲水化。以下，主要说明实施方式3与实施方式2的区别。
图11是示出实施方式3的处理装置200C的示意性的剖视图。如图11所示，处理装置200C取代图9所示的处理装置200B的亲水处理喷嘴45、喷嘴移动部47、配管P5及阀V5，而包括亲水处理喷嘴85、配管P6及阀V6。具体来说，流体供给单元41A包括亲水处理喷嘴85。亲水处理喷嘴85配置在遮挡板411及支轴413的内部。亲水处理喷嘴85的前端从遮挡板411的下表面露出。
在亲水处理喷嘴85连接有配管P6。阀V6切换氧向亲水处理喷嘴85的供给开始和供给停止。若阀V6打开，则向亲水处理喷嘴85供给氧(O2)或氧的同位素。此外，从配管P6向亲水处理喷嘴85供给的气体不限于氧，也可以是氧的同位素。氧的同位素例如为臭氧(O3)。此外，只要能够使基板W的构造物63的表面62氧化，则氧的同位素没有特别限定。
亲水处理喷嘴85在向基板W供给处理液LQ之前，针对基板W的多个构造物63执行使用非液体的规定处理，与执行规定处理前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。因此，在实施方式3中，与实施方式2同样地，能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP，能够有效地使处理液LQ渗透至空间SP。其结果为，能够有效地利用处理液LQ对多个构造物63进行处理。另外，实施方式3具有与实施方式2相同的效果。亲水处理喷嘴85相当于“亲水处理部”的一例。
在实施方式3中，规定处理为向多个构造物63供给氧或氧的同位素的处理。此外，在实施方式3中，例如在执行规定处理前，基板W被干燥。
具体来说，亲水处理喷嘴85在向基板W供给处理液LQ之前，向旋转中的基板W的多个构造物63的表面62供给氧或氧的同位素，与供给氧或氧的同位素之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。作为亲水性增大的理由，可考虑是通过供给氧或氧的同位素而使构造物63的表面62暴露在氧或氧的同位素中，促进构造物63的表面62的氧化。根据实施方式3，通过供给氧或氧的同位素，从而能够有效地使构造物63的表面62亲水化。
在流体供给单元41A下降，亲水处理喷嘴85位于接近位置时，若阀V6打开，则亲水处理喷嘴85向旋转中的基板W的多个构造物63供给氧或氧的同位素。基板W的上方被遮挡板411覆盖，因此能够使多个构造物63充分地暴露于氧或氧的同位素中。其结果为，能够有效地使多个构造物63的表面62亲水化。
接下来，参照图6、图7及图11说明实施方式3的基板处理方法及半导体制造方法。实施方式3的基板处理方法及半导体制造方法与参照图6及图7说明的实施方式2的基板处理方法及半导体制造方法相同。其中，实施方式3与实施方式2的区别如下。
即，在图7的工序S22中，图11所示的亲水处理喷嘴85在规定时间内向基板W的多个构造物63供给氧或氧的同位素，与供给氧或氧的同位素之前相比使多个构造物63各自的表面62的亲水性增大。
此外，优选亲水处理喷嘴85向基板W的多个构造物63供给氧或氧的同位素，以使多个构造物63具有与处理液LQ的渗透时间大致恒定时的接触角CA相当的亲水性(图5)。也就是说，优选亲水处理喷嘴85向基板W的多个构造物63供给氧或氧的同位素，以使接触角CA为θ2度以下(图5)。
(实施方式4)
参照图12及图13说明本发明的实施方式4的基板处理装置100。在实施方式4中，实施方式4与实施方式1的主要区别在于处理装置200D从基板W除去氧化物。以下，主要说明实施方式4与实施方式1的区别。
图12是示出实施方式4的处理装置200D的示意性的剖视图。如图12所示，处理装置200D在图4所示的处理装置200的构成基础上，包括喷嘴81、喷嘴移动部83、配管P7、阀V7。此外，在实施方式4中，图1所示的基板处理装置100不具备图2所示的亲水处理装置1。
配管P7向喷嘴81供给除去液。阀V7切换将除去液向喷嘴81的供给开始和供给停止。
除去液从基板W除去氧化物。例如，除去液除去在基板W的多个构造物63的表面62形成的氧化物。除去液例如从基板W除去硅氧化膜。硅氧化膜例如为自然氧化膜。除去液例如为药液。药液例如为氢氟酸(HF)、稀氢氟酸(DHF)或稀释氢氟酸(BHF)。此外，除去液的种类只要能够从基板W除去氧化物，则没有特别限定。
除去液与处理液LQ不同。在实施方式4中，处理液LQ例如为蚀刻液。蚀刻液例如为有机碱(例如TMAH：四甲基氢氧化铵)或氨水双氧水混合液(SC1)。此外，蚀刻液的种类只要能够蚀刻基板W即可，则没有特别限定。
喷嘴81在基板W的多个构造物63各自的表面62的亲水性增大之前，向基板W供给从基板W除去氧化物的除去液。喷嘴81相当于“除去液供给部”的一例。
喷嘴移动部83使喷嘴81在处理位置与退避位置之间移动。处理位置表示基板W的上方的位置。喷嘴81在位于处理位置时向基板W的多个构造物63的表面62供给除去液。退避位置表示与基板W相比位于基板W的径向外侧的位置。具体来说，喷嘴移动部83包括臂831、转动轴833及移动机构835。喷嘴81安装在臂831的前端部。臂831由转动轴833及移动机构835驱动，以沿着大致水平面转动或沿着大致铅垂方向升降。另外，臂831、转动轴833及移动机构835的构成分别与图4所示的臂291、转动轴293及喷嘴移动机构295的构成相同。
接下来，参照图12及图13说明实施方式3的基板处理方法。基板处理装置100执行基板处理方法。图13是示出基板处理方法的流程图。如图13所示，基板处理方法包括工序S31～工序S44。工序S31～工序S44按照基于控制装置U3的控制被执行。
如图12及图13所示，在工序S31中，搬送机械臂CR将基板W搬入处理装置200D。并且，使基板W的旋转开始。
接下来，在工序S32中，喷嘴81向基板W供给除去液。具体来说，在使亲水性增大的工序S36之前且在工序S33～工序S35之前，向基板W供给除去在多个构造物63的表面62形成的氧化物的除去液。其结果为，氧化物被从基板W除去。
接下来，在工序S33中，喷嘴30向基板W供给冲洗液。其结果为，基板W上的除去液被冲洗液冲刷，基板W被清洗。
接下来，在工序S34中，旋转马达25驱动旋转卡盘23，使旋转卡盘23加速至高旋转速度，并将旋转卡盘23的旋转速度维持为高旋转速度。其结果为，基板W以高旋转速度旋转，附着于基板W的冲洗液被甩掉而来清洗基板W。若工序S34进行了规定期间，则旋转马达25停止，使旋转卡盘23的旋转停止。其结果为，基板W停止。此外，高旋转速度大于工序S32及工序S33中的旋转卡盘23的旋转速度。
接下来，在工序S35中，搬送机械臂CR将基板W从处理装置200D搬出。
接下来，执行工序S36～工序S44。工序S36～工序S44分别与图6的工序S1～工序S9相同，省略说明。
如以上参照图12及图13所说明的那样，根据实施方式4的基板处理装置100，在使用处理液LQ进行处理前使基板W的多个构造物63亲水化。因此，能够促进处理液LQ浸入多个构造物63彼此之间的空间SP。其结果为，能够使处理液LQ快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP，能够有效地利用处理液LQ对多个构造物63进行处理。
特别是，由于在工序S32中将氧化物从基板W除去，因此存在在工序S32完成后，基板W的疏水性增大的可能性。因而，通过在工序S36中使基板W亲水化，能够有效地使处理液LQ渗透至构造物63彼此之间的空间SP。另外，在实施方式4中，具有与实施方式1相同的效果。
在此，例如，可能出现在基板W的一部分附着有液体(例如除去液或冲洗液)、基板W的另一部分干燥的情况。具体来说，在工序S34中进行旋转干燥后，可能出现在基板W的一部分附着有冲洗液、基板W的另一部分干燥的情况。进一步具体来说，在工序S34中进行旋转干燥后，可能出现下述情况，即，在基板W的靠近中心的区域中，冲洗液残留在构造物63彼此之间的空间SP内，而在基板W的靠近外缘的区域中，冲洗液被完全从空间SP除去。在该情况下，可能出现下述情况，即，在基板W的靠近中心的区域中，残留在空间SP中的冲洗液被置换为处理液LQ，处理液LQ渗透至空间SP内，而在基板W的靠近外缘的区域中，处理液LQ难以渗透至空间SP内。因而，在实施方式4中，通过在工序S36中使基板W的多个构造物63的表面62亲水化，能够在基板W的整体范围内大致均匀地使处理液LQ快速地渗透至多个构造物63彼此之间的空间SP中。其结果为，能够抑制使用处理液LQ的多个构造物63的处理结果产生不均匀。例如，在处理液LQ为蚀刻液的情况下，能够抑制多个构造物63的蚀刻结果产生不均匀。
另外，在实施方式4的半导体制造方法中，通过包括工序S31～工序S44的基板处理方法对具有包括多个构造物63的图案PT的半导体基板W进行处理，制造作为处理后的半导体基板W的半导体。
此外，基板处理方法及半导体制造方法也可以不包括工序S40～工序S42。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明。此外，本发明并非限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以多种方式实施。另外，上述实施方式中公开的多个构成要素能够适当改变。例如，可以将某一实施方式中示出的全部构成要素中的某个构成要素追加至其他实施方式的构成要素，也可以将某一实施方式中示出的全部构成要素中的几个构成要素从实施方式中删除。
另外，为便于理解发明，附图主要示意性地示出各构成要素，图示的各构成要素的厚度、长度、个数、间隔等为制图方便也存在与实际不同的情况。另外，上述实施方式中示出的各构成要素的构成为一例，并非特别限定，当然能够在实质上不脱离本发明的效果的范围内进行多种变更。
(1)在参照图12及图13说明的实施方式4中，处理装置200D也可以包括参照图8说明的实施方式1的变形例的亲水处理装置1A。
(2)实施方式4的处理装置200D也可以包括参照图9说明的实施方式2的亲水处理喷嘴45、喷嘴移动部47、配管P5及阀V5。
(3)实施方式4的处理装置200D也可以包括参照图11说明的实施方式3的亲水处理喷嘴85、配管P6及阀V6。
产业上的可利用性
本发明涉及基板处理方法、半导体制造方法及基板处理装置，具有产业上的可利用性。
附图标记说明
1、1A亲水处理装置(亲水处理部)
23旋转卡盘(干燥处理部)
27喷嘴(处理液供给部)
45、85亲水处理喷嘴(亲水处理部)
81喷嘴(除去液供给部)
415喷嘴(疏水处理部)
100基板处理装置
W基板。

Claims (21)

1.一种基板处理方法，其对具有包含多个构造物在内的图案的基板进行处理，所述基板处理方法的特征在于，包括下述工序：
针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大的工序；以及
在使亲水性增大的所述工序后，向所述多个构造物供给处理液的工序。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括在使亲水性增大的所述工序之前，向所述多个构造物供给从所述基板除去氧化物的除去液的工序。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物照射紫外线的处理。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物照射等离子体的处理。
5.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物供给氧或氧的同位素的处理。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述处理液将所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的空间中存在的气体溶解。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，还包括下述工序：
在供给所述处理液的所述工序后，向所述多个构造物供给疏水剂，与供给所述疏水剂之前相比使所述多个构造物各自的表面的疏水性增大的工序；以及
在使疏水性增大的所述工序后，对所述基板进行干燥的工序。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的距离满足规定条件，
所述规定条件表示在使亲水性增大的所述工序之前，与所述处理液相同的处理液无法渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
所述规定条件包含第1条件及第2条件，
所述第1条件表示在使亲水性增大的所述工序之前，与所述处理液相同的处理液无法通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间，
所述第2条件表示在使亲水性增大的所述工序后，所述处理液能够通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
在使亲水性增大的所述工序中，针对所述多个构造物执行所述规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自具有的凹部的表面的亲水性增大，
所述凹部相对于所述构造物的侧壁面沿着与所述构造物延伸的方向交叉的方向凹陷。
11.一种半导体制造方法，其对具有包含多个构造物在内的图案的半导体基板进行处理，制造作为处理后的所述半导体基板的半导体，所述半导体制造方法的特征在于，包括下述工序：
针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大的工序；以及
在使亲水性增大的所述工序后，向所述多个构造物供给处理液的工序。
12.一种基板处理装置，其对具有包含多个构造物在内的图案的基板进行处理，所述基板处理装置的特征在于，包括：
亲水处理部，其针对所述多个构造物执行使用非液体的规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自的表面的亲水性增大；以及
处理液供给部，其在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之后，向所述多个构造物供给处理液。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备除去液供给部，该除去液供给部在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，向所述多个构造物供给从所述基板除去氧化物的除去液。
14.根据权利要求12或13所述的基板处理装置，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物照射紫外线的处理。
15.根据权利要求12或13所述的基板处理装置，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物照射等离子体的处理。
16.根据权利要求12所述的基板处理装置，其特征在于，
所述规定处理为对所述多个构造物供给氧或氧的同位素的处理。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理液将所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的空间中存在的气体溶解。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，还包括：
疏水处理部，其在向所述多个构造物供给了所述处理液之后，向所述多个构造物供给疏水剂，与供给所述疏水剂之前相比使所述多个构造物各自的表面的疏水性增大；以及
干燥处理部，其在所述多个构造物各自的表面的疏水性增大之后，对所述基板进行干燥。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个构造物中的彼此相邻的构造物之间的距离满足规定条件，
所述规定条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，与所述处理液相同的处理液无法渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
20.根据权利要求19所述的基板处理装置，其特征在于，
所述规定条件包含第1条件及第2条件，
所述第1条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大之前，与所述处理液相同的处理液无法通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间，
所述第2条件表示在所述多个构造物各自的表面的亲水性增大了之后，所述处理液能够通过毛细管现象而渗透至所述彼此相邻的构造物之间的空间。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述亲水处理部针对所述多个构造物执行所述规定处理，与执行所述规定处理之前相比使所述多个构造物各自具有的凹部的表面的亲水性增大，
所述凹部相对于所述构造物的侧壁面沿着与所述构造物延伸的方向交叉的方向凹陷。
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