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KR20210129219A - 기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20210129219A
KR20210129219A KR1020217032424A KR20217032424A KR20210129219A KR 20210129219 A KR20210129219 A KR 20210129219A KR 1020217032424 A KR1020217032424 A KR 1020217032424A KR 20217032424 A KR20217032424 A KR 20217032424A KR 20210129219 A KR20210129219 A KR 20210129219A
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KR
South Korea
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substrate
liquid
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treatment
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KR1020217032424A
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KR102638633B1 (ko
Inventor
겐지 고바야시
마사노부 사토
유타 나카노
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

기판 처리 방법에 있어서, 복수의 구조물(63)을 포함하는 패턴(PT)을 가지는 기판(W)이 처리된다. 기판 처리 방법은, 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 하는 공정(S1)과, 친수성을 크게 하는 공정(S1)보다 뒤에, 복수의 구조물(63)을 향해 처리액을 공급하는 공정(S3)을 포함한다.

Description

기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치
본 발명은, 기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재되어 있는 기판 처리 장치는, 기판에 대하여 유기물의 제거 처리를 행한다. 기판의 표면에는 복수의 미세 구조물이 형성되어 있다. 미세 구조물은 기판 처리 장치에 기판이 반입되기 전의 공정에서 형성된다. 예를 들면, 레지스트 패턴이 형성된 기판에 대하여 약액을 공급하여 에칭 처리를 행함으로써, 기판의 표면에 복수의 미세 구조물이 형성된다. 그리고, 에칭 처리 후에는, 린스 처리, 발수화 처리, 및 건조 처리가 행해진다. 린스 처리는 기판에 대하여 순수를 공급하여 약액을 씻어내는 처리이다. 건조 처리는 기판을 수평면에서 회전시킴으로써, 기판을 건조시키는 처리이다. 건조 도중에는, 순수의 표면 장력에 기인하여 미세 구조물이 도괴될 수 있다.
미세 구조물의 도괴를 억제하기 위하여, 건조 처리 전에 발수화 처리가 행해진다. 발수화 처리는 발수제를 포함하는 처리액을 기판의 표면에 공급하여 미세 구조물의 표면에 발수막(유기물)을 형성하는 처리이다. 발수화 처리에 의해, 미세 구조물에 작용하는 순수의 표면 장력을 저감할 수 있어, 건조 처리에 있어서의 미세 구조물의 도괴를 억제할 수 있다. 한편, 발수막(유기물)은 반도체 제품으로서는 불필요하다. 따라서, 건조 처리 후에 발수막(유기물)의 제거가 바람직하다.
이에, 기판 처리 장치는, 기판에 대하여 자외선을 조사하여, 발수막(유기물)의 제거 처리를 행한다. 구체적으로는, 자외선이 기판에 존재하는 발수막(유기물)에 작용하여, 발수막(유기물)이 분해되어 제거된다.
일본국 특허공개 2018-166183호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 기판 처리 장치에서는, 에칭 후에 기판에 자외선을 조사하여, 유기물을 제거하고 있는 것에 지나지 않는다.
바꾸어 말하면, 에칭 후에 기판에 자외선을 조사하고 있기 때문에, 자외선의 효과는 에칭에 영향을 주지 않는다. 더욱 바꾸어 말하면, 처리액에 의한 처리 후에 기판에 자외선을 조사하고 있기 때문에, 자외선의 효과는 처리액에 의한 처리에 영향을 주지 않는다.
한편, 근년, 기판에 형성되는 패턴은, 더욱 미세화되어 있다. 즉, 기판의 표면에 있어서, 복수의 미세 구조물의 상호 간의 공간이, 더욱 협소화되어 있다. 따라서, 처리액이 복수의 미세 구조물의 상호 간의 공간에 침입하는 것을, 기판의 표면 장력(표면 자유 에너지)이 억제할 가능성이 있다. 그 결과, 기판에 있어서, 처리액이 충분히 침투한 부분과, 처리액의 침투가 충분하지 않은 부분이 발생할 수 있다. 따라서, 처리액에 의한 복수의 미세 구조물의 처리 결과에, 불균일이 발생할 가능성이 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 기판에 있어서 처리액이 복수의 구조물의 상호 간의 공간에 침입하는 것을 촉진할 수 있는 기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 기판 처리 방법에 있어서, 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 기판이 처리된다. 기판 처리 방법은, 상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 하는 공정과, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에, 상기 기판으로부터 산화물을 제거하는 제거액을, 상기 복수의 구조물을 향해 공급하는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 자외선을 조사하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 플라즈마를 조사하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리액은, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 존재하는 기체를 용해하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 상기 처리액을 공급하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 소수화제를 공급하여, 상기 소수화제의 공급 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성을 크게 하는 공정과, 소수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 기판을 건조하는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 거리는, 소정 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 소정 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 소정 조건은, 제1 조건 및 제2 조건을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에는, 모세관 현상에 의해서는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는 것이 바람직하다. 상기 제2 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에는, 모세관 현상에 의해 상기 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 있는 것을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 친수성을 크게 하는 상기 공정에서는, 상기 복수의 구조물에 대하여 상기 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각이 가지는 오목부의 표면의 친수성을 크게 하는 것이 바람직하다. 상기 오목부는, 상기 구조물의 측벽면에 대하여, 상기 구조물이 연장되는 방향과 교차하는 방향을 따라 패여 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 반도체 제조 방법에 있어서, 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 반도체 기판을 처리하여, 처리 후의 상기 반도체 기판인 반도체가 제조된다. 반도체 제조 방법은, 상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 하는 공정과, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 기판을 처리한다. 기판 처리 장치는, 친수 처리부와, 처리액 공급부를 구비한다. 친수 처리부는, 상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 한다. 처리액 공급부는, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 제거액 공급부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 제거액 공급부는, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에, 상기 기판으로부터 산화물을 제거하는 제거액을, 상기 복수의 구조물을 향해 공급하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 자외선을 조사하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 플라즈마를 조사하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 처리인 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리액은, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 존재하는 기체를 용해하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 소수 처리부와, 건조 처리부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 소수 처리부는, 상기 처리액이 상기 복수의 구조물을 향해 공급되었을 때보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 소수화제를 공급하여, 상기 소수화제의 공급 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성을 크게 하는 것이 바람직하다. 건조 처리부는, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 상기 기판을 건조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 거리는, 소정 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 소정 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 소정 조건은, 제1 조건 및 제2 조건을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에는, 모세관 현상에 의해서는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는 것이 바람직하다. 상기 제2 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 된 후에는, 모세관 현상에 의해 상기 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 있는 것을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 친수 처리부는, 상기 복수의 구조물에 대하여 상기 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각이 가지는 오목부의 표면의 친수성을 크게 하는 것이 바람직하다. 상기 오목부는, 상기 구조물의 측벽면에 대하여, 상기 구조물이 연장되는 방향과 교차하는 방향을 따라 패여 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 기판에 있어서 처리액이 복수의 구조물의 상호 간의 공간에 침입하는 것을 촉진할 수 있는 기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 2(a)는, 실시 형태 1에 따른 기판의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 2(b)는, 실시 형태 1에 따른 기판의 다른 예를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3은, 실시 형태 1에 따른 친수 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는, 실시 형태 1에 따른 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 5는, 실시 형태 1에 따른 처리액의 침투 시간과 접촉각의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 실시 형태 1에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 도 6의 공정 S1을 나타내는 플로차트이다.
도 8은, 실시 형태 1의 변형예에 따른 처리 장치를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 10은, 실시 형태 2에 따른 친수 처리 노즐을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 실시 형태 3에 따른 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 실시 형태 4에 따른 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 13은, 실시 형태 4에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 플로차트이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙여 설명을 반복하지 않는다. 또, 본 발명의 실시 형태에 있어서, X축, Y축, 및 Z축은 서로 직교하고, X축 및 Y축은 수평 방향에 평행이며, Z축은 연직 방향에 평행이다. 또한, 도면의 간략화를 위해서, 단면을 나타내는 사선을 적절히 생략한다.
(실시 형태 1)
도 1~도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 기판 처리 장치(100)는 처리액에 의해 기판(W)을 처리한다. 이하, 처리액을 「처리액(LQ)」이라고 기재한다. 기판(W)은, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display：FED)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 또는, 태양전지용 기판이다. 기판(W)은, 예를 들면, 대략 원판형상이다. 이하의 실시 형태 1의 설명에서는, 기판(W)은 반도체 기판이다.
우선, 도 1을 참조하여 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 도 1은, 기판 처리 장치(100)를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 인덱서 유닛(U1)과, 처리 유닛(U2)과, 제어 장치(U3)를 구비한다. 인덱서 유닛(U1)은, 복수의 기판 수용기(C)와, 인덱서 로봇(IR)을 포함한다. 처리 유닛(U2)은, 복수의 처리 장치(200)와, 반송 로봇(CR)과, 수도부(受渡部)(PS)를 포함한다.
기판 수용기(C) 각각은, 복수 장의 기판(W)을 적층하여 수용한다. 인덱서 로봇(IR)은, 복수의 기판 수용기(C) 중 어느 하나의 기판 수용기(C)로부터 미처리의 기판(W)을 취출(取出)하고, 기판(W)을 수도부(PS)에 건넨다. 그리고, 수도부(PS)에는, 기판 수용기(C)로부터 취출된 기판(W)이 재치(載置)된다. 반송 로봇(CR)은, 수도부(PS)로부터 미처리의 기판(W)을 수취하고, 복수의 처리 장치(200) 중 어느 하나의 처리 장치(200)에 기판(W)을 반입한다.
그리고, 처리 장치(200)는, 미처리의 기판(W)을 처리한다. 처리 장치(200)는, 기판(W)을 1장씩 처리하는 매엽형이다. 처리 장치(200)는 처리액(LQ)에 의해 기판(W)을 처리한다.
처리 장치(200)에 의한 처리 후에, 반송 로봇(CR)은, 처리 완료된 기판(W)을 처리 장치(200)로부터 취출하고, 기판(W)을 수도부(PS)에 건넨다. 그리고, 수도부(PS)에는, 처리 장치(200)로 처리된 기판(W)이 재치된다. 인덱서 로봇(IR)은, 수도부(PS)로부터 처리 완료된 기판(W)을 수취하고, 복수의 기판 수용기(C) 중 어느 하나의 기판 수용기(C)에 기판(W)을 수용한다.
제어 장치(U3)는, 인덱서 유닛(U1) 및 처리 유닛(U2)을 제어한다. 제어 장치(U3)는 컴퓨터를 포함한다. 구체적으로는, 제어 장치(U3)는, CPU(Central Processing Unit)와 같은 프로세서와, 기억 장치를 포함한다. 기억 장치는, 데이터 및 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 기억 장치는, 반도체 메모리와 같은 주기억 장치와, 반도체 메모리 및/또는 하드 디스크 드라이브와 같은 보조 기억 장치를 포함한다. 기억 장치는, 리무벌 미디어를 포함하고 있어도 된다. 제어 장치(U3)의 프로세서는, 제어 장치(U3)의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 인덱서 유닛(U1) 및 처리 유닛(U2)을 제어한다.
다음에, 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여, 기판(W)을 설명한다. 도 2(a)는, 기판(W)의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 2(a)에서는, 기판(W)의 표면의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)은, 기판 본체(61)와, 패턴(PT)을 가진다. 기판 본체(61)는, 실리콘에 의해 형성된다. 패턴(PT)은, 예를 들면, 미세 패턴이다. 패턴(PT)은, 복수의 구조물(63)을 포함한다. 구조물(63)은, 예를 들면, 미세 구조물이다.
복수의 구조물(63) 각각은, 제1 방향(D1)을 따라 연장되어 있다. 제1 방향(D1)은, 기판 본체(61)의 표면(61a)에 대하여 교차하는 방향을 나타낸다. 실시 형태 1에서는, 제1 방향(D1)은, 기판 본체(61)의 표면(61a)에 대하여 대략 직교하는 방향을 나타낸다. 구조물(63)의 표면(62)은, 측벽면(63a)과, 천정벽면(63b)을 가진다.
복수의 구조물(63) 각각은, 단층 또는 복수층에 의해 구성된다. 구조물(63)이 단층에 의해 구성되는 경우, 구조물(63)은, 절연층, 반도체층, 또는, 도체층이다. 구조물(63)이 복수층에 의해 구성되는 경우, 구조물(63)은, 절연층을 포함해도 되고, 반도체층을 포함해도 되고, 도체층을 포함해도 되고, 절연층과 반도체층과 도체층 중 2 이상을 포함해도 된다.
절연층은, 예를 들면, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이다. 반도체층은, 예를 들면, 폴리실리콘막, 또는, 아몰퍼스 실리콘막이다. 도체층은, 예를 들면, 금속막이다. 금속막은, 예를 들면, 티탄, 텅스텐, 구리, 및, 알루미늄 중 적어도 1개를 포함하는 막이다.
도 2(b)는, 기판(W)의 다른 예를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 2(b)에서는, 기판(W)의 표면의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 복수의 구조물(63) 각각은, 적어도 1개의 오목부(65)를 가진다. 도 2(b)의 예에서는, 복수의 구조물(63) 각각은 복수의 오목부(65)를 가진다. 복수의 오목부(65) 각각은, 구조물(63)의 측벽면(63a)에 대하여, 구조물(63)이 연장되는 방향과 교차하는 방향을 따라 패여 있다. 실시 형태 1에서는, 구조물(63)이 연장되는 방향은, 제1 방향(D1)과 대략 평행이다. 구체적으로는, 복수의 오목부(65) 각각은, 제2 방향(D2)을 따라 패여 있다. 제2 방향(D2)은, 기판 본체(61)의 표면(61a)을 따른 방향을 나타낸다. 구체적으로는, 제2 방향(D2)은, 제1 방향(D1)에 대하여 교차하는 방향을 나타낸다. 실시 형태 1에서는, 제2 방향(D2)은, 제1 방향(D1)에 대하여 대략 직교하는 방향을 나타낸다.
다음에, 도 3을 참조하여, 기판 처리 장치(100)에 포함되는 친수 처리 장치(1)를 설명한다. 도 3은, 친수 처리 장치(1)를 나타내는 모식적 단면도이다. 친수 처리 장치(1)는, 「친수 처리부」의 일례에 상당한다. 친수 처리 장치(1)는, 예를 들면, 도 1에 나타내는 수도부(PS)에 설치된다. 또한, 친수 처리 장치(1)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 친수 처리 장치(1)는, 도 1에 나타내는 복수의 처리 장치(200) 중 1개의 처리 장치(200) 대신에, 기판 처리 장치(100)에 포함되어 있어도 된다.
친수 처리 장치(1)는, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 친수성이란, 고체 표면에 대한 액체의 부착의 용이함의 정도를 나타낸다. 친수성이 클수록, 액체는 고체 표면에 부착되기 쉽다. 즉, 친수성이 클수록, 고체 표면이 젖기 쉽다. 친수성은, 접촉각(CA)에 의해 나타낼 수 있다. 접촉각(CA)이란, 고체 표면이 액체 및 기체와 접촉하고 있을 때에, 3상이 접촉하는 경계에 있어서 액체면이 고체면과 이루는 각도를 말하는 것이다. 접촉각(CA)이 작을수록, 친수성은 크다. 접촉각(CA)이 작을수록, 고체의 표면 장력은 크다. 친수성이 클수록, 고체의 표면 장력은 크다. 「비액체」는, 전자파, 또는, 액체가 아닌 물질을 나타낸다. 「전자파」는, 예를 들면, 광이다. 「액체가 아닌 물질」은, 예를 들면, 플라즈마, 또는, 기체이다. 본 명세서에서는, 「소정 처리」는, 「비액체에 의한 소정 처리」를 나타낸다. 「비액체에 의한 소정 처리」는, 「비액체를 사용한 처리」를 나타낸다.
특히, 실시 형태 1에서는, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 친수 처리 장치(1)는, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 따라서, 소정 처리의 실행 전보다, 구조물(63)의 표면(62)의 표면 장력을 크게 할 수 있다. 그 결과, 기판(W)을 처리액(LQ)에 의해 처리할 때에, 기판(W)에 있어서 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있다.
처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있으면, 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에, 기판(W)의 전체에 걸쳐 대략 균일하게 처리액(LQ)을 신속하게 침투시킬 수 있다. 따라서, 처리액(LQ)에 의한 복수의 구조물(63)의 처리 결과에, 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 처리액(LQ)이 에칭액인 경우, 복수의 구조물(63)의 에칭 결과에, 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 처리액(LQ)을 신속하게 침투시킬 수 있으므로, 처리액(LQ)에 의해 복수의 구조물(63)을 효과적으로 처리할 수 있다. 예를 들면, 처리액(LQ)이 에칭액인 경우, 복수의 구조물(63)을 효과적으로 에칭할 수 있다.
또한, 도 2(a)에 나타내는 구조물(63)의 표면(62) 중, 적어도 측벽면(63a)의 친수성이, 소정 처리의 실행 전보다 크게 되어 있으면 된다. 또, 실시 형태 1에서는, 예를 들면, 소정 처리의 실행 전에는, 기판(W)은 건조되어 있다. 「건조」는, 기판(W)으로부터 액체가 제거되어 있는 것을 나타낸다.
또, 도 2(b)에 나타내는 기판(W)에 관해서는, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 친수 처리 장치(1)는, 복수의 구조물(63)에 대하여 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 측벽면(63a) 및 천정벽면(63b)의 친수성과, 복수의 구조물(63) 각각이 가지는 오목부(65)의 표면의 친수성을 크게 한다. 따라서, 기판(W)을 처리액(LQ)에 의해 처리할 때에, 기판(W)에 있어서 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있을 뿐만 아니라, 처리액(LQ)이 복수의 오목부(65) 각각에 침입하는 것을 촉진할 수 있다. 그 결과, 오목부(65)에 처리액(LQ)을 신속하게 침투시킬 수 있어, 처리액(LQ)에 의해 오목부(65)를 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 도 2(b)에 나타내는 구조물(63)의 표면(62)은, 오목부(65)의 표면을 포함한다. 그리고, 구조물(63)의 표면(62) 중, 측벽면(63a)의 친수성과 오목부(65)의 표면의 친수성이, 소정 처리의 실행 전보다 크게 되어 있으면 된다.
이하의 설명에서는, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 하는 것을, 「친수화」라고 기재하는 경우가 있다. 또, 「침투」는, 처리액(LQ)이 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하여, 기판 본체(61)의 표면(61a) 또는 표면(61a)의 근방에 도달하는 것을 나타낸다.
특히, 실시 형태 1에서는, 소정 처리는, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하는 처리이다. 즉, 친수 처리 장치(1)는, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하여, 자외선의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 자외선의 에너지는, 가시광선의 에너지보다 크기 때문에, 구조물(63)의 표면(62)을 효과적으로 친수화할 수 있다.
구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 친수 처리 장치(1)는, 자외선 조사부(3)와, 기판 유지부(5)와, 수용부(7)와, 복수의 기체 공급부(10)와, 배기부(11)와, 이동 기구(13)와, 회전 기구(15)를 포함한다.
기판 유지부(5)는 기판(W)을 유지한다. 구체적으로는, 기판 유지부(5)는, 기판(W)을 수평으로 유지하면서, 기판 유지부(5)의 회전축선(AX1) 둘레로 기판(W)을 회전시킨다. 회전축선(AX1)은 연직 방향에 대략 평행이며, 기판(W)의 중심을 지난다. 더욱 구체적으로는, 기판 유지부(5)는, 스핀 베이스(51)와, 복수의 척 부재(53)를 포함한다. 복수의 척 부재(53)는, 회전축선(AX1) 둘레의 둘레 방향을 따라, 스핀 베이스(51)에 설치된다. 복수의 척 부재(53)는 기판(W)을 수평인 자세로 유지한다. 스핀 베이스(51)는, 대략 원판형상 또는 대략 원기둥형상이며, 수평인 자세로 복수의 척 부재(53)를 지지한다. 스핀 베이스(51)가, 회전축선(AX1) 둘레로 회전하면, 복수의 척 부재(53)에 유지된 기판(W)이 회전축선(AX1) 둘레로 회전한다.
이동 기구(13)는 기판 유지부(5)를 연직 방향을 따라 이동시킨다. 구체적으로는, 이동 기구(13)는, 제1 위치와 제2 위치 사이에서, 기판 유지부(5)를 왕복 이동시킨다. 제1 위치는, 기판 유지부(5)가 자외선 조사부(3)에 근접한 위치를 나타낸다. 도 2에서는, 제1 위치에 위치하는 기판 유지부(5)를 도시하고 있다. 제2 위치는, 기판 유지부(5)가 자외선 조사부(3)로부터 먼 위치를 나타낸다. 제1 위치는, 자외선을 이용한 처리를 기판(W)에 대하여 행할 때의 기판 유지부(5)의 위치이다. 제2 위치는, 기판(W)의 주고받음을 행할 때의 기판 유지부(5)의 위치이다. 이동 기구(13)는, 예를 들면, 볼나사 기구를 포함한다.
회전 기구(15)는, 회전축선(AX1) 둘레로 기판 유지부(5)를 회전시킨다. 그 결과, 기판 유지부(5)에 유지된 기판(W)이, 회전축선(AX1) 둘레로 회전한다. 회전 기구(15)는, 예를 들면, 모터를 포함한다.
자외선 조사부(3)와 기판 유지부(5)는, 회전축선(AX1)을 따라 배치되고, 서로 대향하고 있다. 자외선 조사부(3)는, 공간(SPA)을 사이에 두고, 기판(W)과 대향한다. 자외선 조사부(3)는 자외선을 발생시킨다. 공간(SPA)은, 자외선 조사부(3)와 기판 유지부(5) 사이의 공간이다. 자외선 조사부(3)는, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 자외선을 조사하여, 자외선의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 친수성이 크게 되는 이유로서, 자외선의 조사에 의해 구조물(63)의 표면(62)의 산화가 촉진되는 것을 생각할 수 있다.
특히, 실시 형태 1에서는, 자외선 조사부(3)는, 기판(W)의 회전 중에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 자외선을 조사한다. 따라서, 정지해 있는 기판(W)에 자외선을 조사하는 경우와 비교하여, 보다 균일하게 자외선을 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 조사할 수 있다. 그 결과, 기판(W)의 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을, 자외선의 조사 전보다 효과적으로 크게 할 수 있다.
구체적으로는, 자외선 조사부(3)는, 전극(33)과, 전극(35)과, 석영 유리판(31)을 포함한다. 전극(33)은 대략 평판형상의 형상을 가지고 있다. 전극(35)은 대략 평판형상의 형상을 가지고 있다. 또, 전극(35)은 복수의 개구(351)를 가진다. 개구(351) 각각은 연직 방향으로 전극(35)을 관통한다. 전극(35)은, 공간을 사이에 두고 전극(33)과 대향한다. 전극(35)은, 전극(33)에 대하여 석영 유리판(31) 측에 위치하고 있다. 석영 유리판(31)은 기판(W) 측에 설치되어 있다. 석영 유리판(31)은, 자외선에 대하여 투광성을 가짐과 더불어, 내열성 또한 내식성을 가지고 있다. 석영 유리판(31)은 절연체이다.
전극(33)과 전극(35) 사이의 공간에는 방전용 가스가 존재하고 있다. 그리고, 전극(33)과 전극(35) 사이에는 높은 주파수의 고전압이 인가된다. 그 결과, 방전용 가스가 여기되어 엑시머 상태가 된다. 방전용 가스는 엑시머 상태로부터 기저 상태로 되돌아올 때에 자외선을 발생시킨다. 자외선은 전극(35)의 개구(351)를 통과하고, 추가로 석영 유리판(31)을 투과하여 기판(W)에 조사된다. 또한, 친수 처리 장치(1)는, 전극(33)과 전극(35) 사이에 높은 주파수의 고전압을 인가하는 고전압 전원을 포함하고 있다. 또, 자외선 조사부(3)가 자외선을 조사 가능한 한, 자외선 조사부(3)의 구성 및 형상은 특별히 한정되지 않는다.
수용부(7)는, 기판 유지부(5), 이동 기구(13), 및, 회전 기구(15)를 수용한다. 그리고, 자외선 조사부(3)는, 수용부(7)의 상부 개구를 막는다. 따라서, 자외선 조사부(3)와 수용부(7)는 챔버로서 기능한다.
구체적으로는, 수용부(7)는, 통부(71)와, 측벽부(73)와, 바닥부(75)를 포함한다. 통부(71)의 하부와 측벽부(73)의 상부가 연결된다. 측벽부(73)의 하부와 바닥부(75)가 연결된다. 통부(71)는, 복수의 관통 구멍(71a)을 가진다. 관통 구멍(71a) 각각은, 통부(71)를 관통하여, 공간(SPA)에 연통한다. 측벽부(73)는 관통 구멍(73a)을 가진다. 관통 구멍(73a)은 측벽부(73)를 관통하고 있다.
기체 공급부(10) 각각은, 관통 구멍(71a)으로부터, 불활성 가스를 공간(SPA)에 공급한다. 불활성 가스는, 예를 들면, 질소 또는 아르곤이다. 구체적으로는, 기체 공급부(10) 각각은, 배관(91)과, 개폐 밸브(93)와, 기체 수용기(95)를 포함한다. 기체 수용기(95)는, 공간(SPA)에 공급하는 불활성 가스를 수용하고 있다. 기체 수용기(95)는 배관(91)의 일단에 연결된다. 개폐 밸브(93)는 배관(91)에 설치되어, 배관(91)의 개폐를 전환한다. 배관(91)의 타단은 관통 구멍(91a)에 연결된다. 배기부(11)는, 관통 구멍(73a)으로부터, 수용부(7)의 내부의 기체를 배기한다.
제어 장치(U3)는, 친수 처리 장치(1)를 제어한다. 구체적으로는, 제어 장치(U3)의 프로세서는, 제어 장치(U3)의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 친수 처리 장치(1)를 제어한다.
다음에, 도 4를 참조하여, 처리 장치(200)를 설명한다. 도 4는, 처리 장치(200)를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리 장치(200)는, 친수 처리 장치(1)에 의해 기판(W)의 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 기판(W)을 회전시키면서, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급하여, 기판(W)을 처리한다. 구체적으로는, 처리 장치(200)는, 챔버(21)와, 스핀 척(23)과, 스핀 축(24)과, 스핀 모터(25)와, 노즐(27)과, 노즐 이동부(29)와, 노즐(30)과, 복수의 가드(49)와, 밸브(V1)와, 밸브(V2)와, 배관(P1)과, 배관(P2)을 포함한다.
챔버(21)는 대략 상자형상을 가진다. 챔버(21)는, 기판(W), 스핀 척(23), 스핀 축(24), 스핀 모터(25), 노즐(27), 노즐 이동부(29), 노즐(30), 배관(P1)의 일부, 및, 배관(P2)의 일부를 수용한다.
스핀 척(23)은, 기판(W)을 유지하여 회전시킨다. 구체적으로는, 스핀 척(23)은, 챔버(21) 내에서 기판(W)을 수평으로 유지하면서, 스핀 척(23)의 회전축선(AX2) 둘레로 기판(W)을 회전시킨다.
스핀 척(23)은, 복수의 척 부재(231)와, 스핀 베이스(233)를 포함한다. 복수의 척 부재(231)는 스핀 베이스(233)에 설치된다. 복수의 척 부재(231)는 기판(W)을 수평인 자세로 유지한다. 스핀 베이스(233)는, 대략 원판형상이며, 수평인 자세로 복수의 척 부재(231)를 지지한다.
스핀 축(24)은, 스핀 베이스(233)에 고정된다. 또, 스핀 축(24)은, 스핀 모터(25)의 구동축에 고정된다. 그리고, 스핀 모터(25)는, 스핀 축(24)을 회전시킴으로써, 스핀 베이스(233)를 회전축선(AX2) 둘레로 회전시킨다. 그 결과, 스핀 베이스(233)에 설치된 복수의 척 부재(231)에 유지된 기판(W)이 회전축선(AX2) 둘레로 회전한다.
노즐(27)은, 친수 처리 장치(1)에 의해 기판(W)의 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 처리액(LQ)을 공급한다. 따라서, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 처리액(LQ)을 효과적으로 침투시킬 수 있다. 그 결과, 처리액(LQ)에 의해 구조물(63)을 효과적으로 처리할 수 있다. 노즐(27)은, 「처리액 공급부」의 일례에 상당한다.
특히, 실시 형태 1에서는, 처리액(LQ)은, 복수의 구조물(63) 중 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 공간(SP)에 존재하는 기체를 용해한다. 그 결과, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 처리액(LQ)을 보다 신속하게 침투시킬 수 있다.
처리액(LQ)은, 예를 들면, 약액(예를 들면 에칭액)이다. 약액은, 예를 들면, 불산(HF), 불질산(불산과 질산(HNO3)의 혼합액), 버퍼드불산(BHF), 불화암모늄, HFEG(불산과 에틸렌글리콜의 혼합액), 인산(H3PO4), 황산, 아세트산, 질산, 염산, 희불산(DHF), 암모니아수, 과산화수소수, 유기산(예를 들면, 시트르산, 옥살산), 유기 알칼리(예를 들면, TMAH：테트라메틸암모늄하이드로옥사이드), 황산 과산화수소수 혼합액(SPM), 암모니아 과산화수소수 혼합액(SC1), 염산 과산화수소수 혼합액(SC2), 계면활성제, 또는, 부식 방지제이다. 또한, 처리액(LQ)의 종류는, 기판(W)을 처리 가능한 한, 특별히 한정되지 않는다.
노즐 이동부(29)는, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 노즐(27)을 이동시킨다. 처리 위치는, 기판(W)의 상방의 위치를 나타낸다. 노즐(27)은, 처리 위치에 위치할 때에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 처리액(LQ)을 공급한다. 퇴피 위치는, 기판(W)보다 기판(W)의 경방향 외측의 위치를 나타낸다.
구체적으로는, 노즐 이동부(29)는, 아암(291)과, 회동축(293)과, 노즐 이동 기구(295)를 포함한다. 아암(291)은 대략 수평 방향을 따라 연장된다. 아암(291)의 선단부에는 노즐(27)이 장착된다. 아암(291)은 회동축(293)에 결합된다. 회동축(293)은, 대략 연직 방향을 따라 연장된다. 노즐 이동 기구(295)는, 회동축(293)을 대략 연직 방향을 따른 회동축선 둘레로 회동시켜, 아암(291)을 대략 수평면을 따라 회동시킨다. 그 결과, 노즐(27)이 대략 수평면을 따라 이동한다. 예를 들면, 노즐 이동 기구(295)는, 회동축(293)을 회동축선 둘레로 회동시키는 아암 요동 모터를 포함한다. 아암 요동 모터는, 예를 들면, 서보 모터이다. 또, 노즐 이동 기구(295)는, 회동축(293)을 대략 연직 방향을 따라 승강시켜, 아암(291)을 승강시킨다. 그 결과, 노즐(27)이 대략 연직 방향을 따라 이동한다. 예를 들면, 노즐 이동 기구(295)는, 볼나사 기구와, 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 아암 승강 모터를 포함한다. 아암 승강 모터는, 예를 들면, 서보 모터이다.
배관(P1)은 노즐(27)에 처리액(LQ)을 공급한다. 밸브(V1)는, 노즐(27)에 대한 처리액(LQ)의 공급 개시와 공급 정지를 전환한다.
노즐(30)은, 처리액(LQ)에 의해 기판(W)이 처리되었을 때보다 뒤에, 회전 중의 기판(W)을 향해 린스액을 공급한다. 린스액은, 예를 들면, 탈이온수, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 또는, 희석 농도(예를 들면, 10ppm~100ppm 정도)의 염산수이다. 린스액의 종류는, 기판(W)을 린스 가능한 한, 특별히 한정되지 않는다.
배관(P2)은 노즐(30)에 린스액을 공급한다. 밸브(V2)는, 노즐(30)에 대한 린스액의 공급 개시와 공급 정지를 전환한다.
처리 장치(200)는, 유체 공급 유닛(41)과, 유닛 동작부(43)와, 밸브(V3)와, 밸브(V4)와, 배관(P)과, 배관(P3)과, 배관(P4)을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 챔버(21)는, 유체 공급 유닛(41), 유닛 동작부(43), 및, 배관(P)의 일부를 수용한다.
유체 공급 유닛(41)은, 스핀 척(23)의 상방에 위치한다. 유체 공급 유닛(41)은, 차단판(411)과, 지지축(413)과, 노즐(415)을 포함한다.
차단판(411)은, 예를 들면, 대략 원판형상이다. 차단판(411)의 직경은, 예를 들면, 기판(W)의 직경과 대략 동일하다. 단, 차단판(411)의 직경은, 기판(W)의 직경보다 약간 작아도 되고, 약간 커도 된다. 차단판(411)은, 차단판(411)의 하면이 대략 수평이 되도록 배치되어 있다. 또한, 차단판(411)은, 차단판(411)의 중심축선이 스핀 척(23)의 회전축선(AX2) 상에 위치하도록 배치되어 있다. 차단판(411)의 하면은, 스핀 척(23)에 유지된 기판(W)에 대향하고 있다. 차단판(411)은, 수평인 자세로 지지축(413)의 하단에 연결되어 있다.
유닛 동작부(43)는, 근접 위치와 퇴피 위치 사이에서, 유체 공급 유닛(41)을 상승 또는 하강시킨다. 근접 위치는, 차단판(411)이 하강하여 기판(W)의 상면에 소정 간격을 두고 근접하는 위치를 나타낸다. 근접 위치에서는, 차단판(411)은, 기판(W)의 표면을 덮어, 기판(W)의 표면의 상방을 차단한다. 즉, 근접 위치에서는, 차단판(411)은, 기판(W)의 표면과 대향하여, 기판(W)의 표면의 상방을 덮는다. 퇴피 위치는, 근접 위치보다 상방이며, 차단판(411)이 상승하여 기판(W)으로부터 이격하고 있는 위치를 나타낸다. 도 4에서는, 차단판(411)은 퇴피 위치에 위치한다. 또, 유닛 동작부(43)는, 근접 위치에 있어서, 유체 공급 유닛(41)을 회전시킨다. 예를 들면, 유닛 동작부(43)는, 볼나사 기구와, 볼나사 기구에 구동력을 부여하는 승강 모터를 포함한다. 승강 모터는, 예를 들면, 서보 모터이다. 예를 들면, 유닛 동작부(43)는, 모터와, 모터의 회전을 유체 공급 유닛(41)에 전달하는 전달 기구를 포함한다.
유체 공급 유닛(41)의 노즐(415)은, 차단판(411) 및 지지축(413)의 내부에 배치된다. 노즐(415)의 선단은 차단판(411)의 하면으로부터 노출되어 있다. 노즐(415)에는 배관(P)이 접속된다. 배관(P)은, 밸브(V3)를 개재하여, 배관(P3)과 접속된다. 밸브(V3)가 열리면, 소수화제가 노즐(415)에 공급된다. 또, 배관(P)은, 밸브(V4)를 개재하여, 배관(P4)과 접속된다. 밸브(V4)가 열리면, 유기 용제가 노즐(415)에 공급된다.
유체 공급 유닛(41)이 근접 위치에 위치할 때에, 밸브(V3)가 열리면, 노즐(415)은, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 소수화제를 공급한다. 노즐(415)은, 「소수 처리부」의 일례에 상당한다.
구체적으로는, 노즐(415)은, 복수의 구조물(63)을 향해 소수화제를 공급하여, 소수화제의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 소수성을 크게 한다.
소수성이란, 고체 표면에 대한 액체의 부착의 어려움의 정도를 나타낸다. 소수성이 클수록, 액체는 고체 표면에 부착되기 어렵다. 즉, 소수성이 클수록, 고체 표면이 젖기 어렵다. 소수성은, 접촉각(CA)에 의해 나타낼 수 있다. 접촉각(CA)이 클수록, 소수성은 크다. 접촉각(CA)이 클수록, 고체의 표면 장력은 작다. 소수성이 클수록, 고체의 표면 장력은 작다.
소수화제는, 예를 들면, 액체이다. 소수화제는, 실리콘계 소수화제, 또는, 메탈계 소수화제이다. 실리콘계 소수화제는, 실리콘 자체, 및, 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시킨다. 실리콘계 소수화제는, 예를 들면, 실란 커플링제이다. 실란 커플링제는, 예를 들면, HMDS(헥사메틸디실라잔), TMS(테트라메틸실란), 불소화알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계 소수화제 중 적어도 하나를 포함한다. 비클로로계 소수화제는, 예를 들면, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물 중 적어도 하나를 포함한다. 메탈계 소수화제는, 금속 자체, 및, 금속을 포함하는 화합물을 소수화시킨다. 메탈계 소수화제는, 예를 들면, 소수기를 가지는 아민, 및 유기 실리콘 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
특히, 실시 형태 1에서는, 노즐(27)에 의해 처리액(LQ)이 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 공급되었을 때보다 뒤에, 노즐(415)은, 복수의 구조물(63)을 향해 소수화제를 공급하여, 소수화제의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 소수성을 크게 한다. 따라서, 실시 형태 1에 의하면, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 표면 장력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 구조물(63)의 표면 장력에 기인하여 복수의 구조물(63)이 도괴하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 노즐(415)에 의해 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 소수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 스핀 척(23)은, 스핀 모터(25)에 의해 고회전 속도로 회전되어, 기판(W)을 건조한다. 스핀 척(23)은, 「건조 처리부」의 일례에 상당한다.
이하의 설명에서는, 소수화제의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 소수성을 크게 하는 것을, 「소수화」라고 기재하는 경우가 있다.
한편, 유체 공급 유닛(41)이 근접 위치에 위치할 때에, 밸브(V4)가 열리면, 노즐(415)은, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 유기 용제를 공급한다. 유기 용제는, 예를 들면, 액체이다. 유기 용제의 표면 장력은, 린스액의 표면 장력보다 작다. 유기 용제는, 예를 들면, IPA(이소프로필알코올), 또는, HFE(하이드로플루오로에테르)이다. 구체적으로는, 린스액이 기판(W)에 공급된 후, 또는, 소수화제가 기판(W)에 공급된 후에, 노즐(415)은, 기판(W)을 향해 유기 용제를 공급한다.
복수의 가드(49) 각각은 대략 통형상을 가진다. 복수의 가드(49) 각각은, 기판(W)으로부터 배출된 액체(처리액(LQ), 린스액, 소수화제, 또는, 유기 용제)를 받는다. 또한, 가드(49)는, 기판(W)으로부터 배출되는 액체의 종류에 따라 설치된다.
제어 장치(U3)의 프로세서는, 제어 장치(U3)의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 처리 장치(200)를 제어한다.
다음에, 도 2(a), 도 2(b), 및 도 5를 참조하여, 기판(W)의 패턴(PT)의 바람직한 친수성을 설명한다. 도 5는, 처리액(LQ)의 침투 시간과 접촉각(CA)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5에 있어서, 세로축은, 도 2(a) 또는 도 2(b)에 나타내는 기판(W)의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)으로의 처리액(LQ)의 침투 시간(μ초)을 나타낸다. 구체적으로는, 침투 시간은, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)에 부착되었을 때부터, 처리액(LQ)이 공간(SP)에 침입하여 기판 본체(61)의 표면(61a) 또는 표면(61a)의 근방에 도달했을 때까지의 시간을 나타낸다. 가로축은, 접촉각(CA)(도)을 내림차순으로 나타내고 있다. 접촉각(CA)은, 처리액(LQ)의 표면이 구조물(63)의 표면(62)과 이루는 각도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 접촉각(CA)이 θ1도 이상에서는, 처리액(LQ)은 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침투하지 않는다. 즉, θ2도는, 침투 시간이 무한대일 때의 접촉각(CA)을 나타낸다. θ1도는, 예를 들면, 90도이다. 즉, 접촉각(CA)이 90도 이상에서는, 처리액(LQ)은 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침투하지 않는다.
한편, 접촉각(CA)이 θ2도 이하에서는, 침투 시간은, 대략 일정하고, 가장 짧다. 따라서, 친수 처리 장치(1)는, 처리액(LQ)의 침투 시간이 대략 일정할 때의 접촉각(CA)에 상당하는 친수성을 복수의 구조물(63)이 가지도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 소정 처리를 실행하는 것이 바람직하다.
실시 형태 1에서는, 친수 처리 장치(1)의 자외선 조사부(3)는, 처리액(LQ)의 침투 시간이 대략 일정할 때의 접촉각(CA)에 상당하는 친수성을 복수의 구조물(63)이 가지도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
θ2도는, 침투 시간이 대략 일정할 때의 접촉각(CA) 중 가장 큰 접촉각(CA)을 나타낸다. 따라서, 친수 처리 장치(1)는, 접촉각(CA)이 θ2도 이하가 되도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 소정 처리를 실행하는 것이 바람직하다. 실시 형태 1에서는, 자외선 조사부(3)는, 접촉각(CA)이 θ2도 이하가 되도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 예를 들면, θ2도가 70도일 때의 침투 시간은, 1.1μ초이다.
예를 들면, 접촉각(CA)은, 90도보다 작고, 70도보다 작은 것이 바람직하고, 50도보다 작은 것이 더욱 바람직하다. 또한, 접촉각(CA)은, 30도보다 작은 것이 더욱 바람직하고, 10도보다 작은 것이 더욱 바람직하고, 5도보다 작은 것이 더욱 바람직하다. 접촉각(CA)이 작을수록, 친수성이 크게 되기 때문이다.
다음에, 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여, 기판(W)의 구조물(63)을 추가로 설명한다. 복수의 구조물(63) 중 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 거리(L)는, 소정 조건(이하, 「소정 조건(PC)」이라고 기재한다)을 만족하는 것이 바람직하다. 소정 조건(PC)은, 친수 처리 장치(1)에 의해 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 되기 전에는(즉, 친수성을 크게 하는 공정보다 전에는), 처리액(LQ)과 같은 처리액이 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 공간(SP)에 침투할 수 없는 것을 나타낸다. 실시 형태 1에 의하면, 복수의 구조물(63)이, 소정 조건(PC)을 만족하는 협소한 거리(L)를 가지는 복수의 초미세 구조물인 경우여도, 복수의 구조물(63)을 친수화함으로써, 처리액(LQ)을 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침투시킬 수 있다.
소정 조건(PC)은 제1 조건 및 제2 조건을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 조건은, 친수 처리 장치(1)에 의해 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 되기 전에는(즉, 친수성을 크게 하는 공정보다 전에는), 모세관 현상에 의해서는, 처리액(LQ)과 같은 처리액이 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 공간(SP)에 침투할 수 없는 것을 나타낸다. 제2 조건은, 친수 처리 장치(1)에 의해 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 된 후에는(즉, 친수성을 크게 하는 공정보다 뒤에는), 모세관 현상에 의해 처리액(LQ)이 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 공간(SP)에 침투할 수 있는 것을 나타낸다. 구체적으로는, 제2 조건은, 친수 처리 장치(1)에 의해 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 된 후에 있어서(즉, 친수성을 크게 하는 공정보다 뒤에 있어서), 복수의 구조물(63)을 향해 처리액(LQ)이 공급될 때에(즉, 처리액(LQ)을 공급하는 공정 시에), 모세관 현상에 의해 처리액(LQ)이 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 공간(SP)에 침투할 수 있는 것을 나타낸다.
실시 형태 1에 의하면, 복수의 구조물(63)이, 제1 조건을 만족하는 협소한 거리(L)를 가지는 복수의 초미세 구조물인 경우여도, 복수의 구조물(63)을 친수화함으로써, 처리액(LQ)을 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침투시킬 수 있다.
복수의 구조물(63) 중 서로 이웃하는 구조물(63) 사이의 거리(L)는, 예를 들면, 3nm 이하이다. 예를 들면, 거리(L)가 3nm 이하이면, 거리(L)는, 소정 조건(PC)(제1 조건 및 제2 조건)을 만족한다. 복수의 구조물(63) 각각의 길이(H)는, 예를 들면, 0.02μm 이상 0.1μm 이하이다. 길이(H)는 제1 방향(D1)을 따른 길이를 나타낸다. 패턴(PT)의 애스펙트비는, 예를 들면, 6 이상 100 이하이다. 애스펙트비는, 거리(L)에 대한 길이(H)의 비율을 나타낸다. 또, 처리액(LQ)의 점도는, 예를 들면, 1cP(센티포아즈) 이상 70cP 이하이다.
다음에, 도 3, 도 4, 도 6, 및 도 7을 참조하여, 실시 형태 1에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 방법을 실행한다. 기판 처리 방법에 있어서는, 복수의 구조물(63)을 포함하는 패턴(PT)을 가지는 기판(W)이 처리된다. 도 6은, 기판 처리 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S1~공정 S9를 포함한다. 공정 S1~공정 S9는, 제어 장치(U3)에 의한 제어에 따라 실행된다.
도 3 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 공정 S1에 있어서, 친수 처리 장치(1)는, 소정 시간에 걸쳐 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 구체적으로는, 공정 S1의 상세는, 도 7에 나타내어진다.
도 7은, 공정 S1을 나타내는 플로차트이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 공정 S1은, 공정 S21~공정 S23을 포함한다.
공정 S21에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 친수 처리 장치(1)에 기판(W)을 반입한다. 그리고, 기판 유지부(5)는 기판(W)을 유지한다. 또한, 회전 기구(15)가 기판 유지부(5)를 구동하고, 기판 유지부(5)가 기판(W)의 회전을 개시한다.
공정 S22에 있어서, 자외선 조사부(3)는, 소정 시간에 걸쳐 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하여, 자외선의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 그리고, 회전 기구(15)가 기판 유지부(5)를 정지시키고, 기판 유지부(5)가 기판(W)의 회전을 정지시킨다.
공정 S23에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 친수 처리 장치(1)로부터 기판(W)을 반출한다. 그리고, 친수화 처리가 종료되고, 처리는, 도 6에 나타내는 메인 루틴으로 되돌아와, 공정 S2로 진행된다.
도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 다음에, 공정 S2에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200)에 기판(W)을 반입한다. 그리고, 스핀 척(23)은 기판(W)을 유지한다. 또한, 스핀 모터(25)가 스핀 척(23)을 구동하고, 스핀 척(23)이 기판(W)의 회전을 개시한다.
다음에, 공정 S3에 있어서, 노즐(27)은, 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 처리액(LQ)을 공급한다. 즉, 친수성을 크게 하는 공정 S1보다 뒤이며, 공정 S2보다 뒤에, 공정 S3에 있어서, 노즐(27)은, 복수의 구조물(63)을 향해 처리액(LQ)을 공급한다. 그 결과, 기판(W)이 처리액(LQ)에 의해 처리된다.
다음에, 공정 S4에 있어서, 노즐(30)은, 린스액을 기판(W)에 공급한다. 그 결과, 기판(W) 상의 처리액(LQ)이 린스액에 의해 씻겨나가, 기판(W)이 세정된다.
다음에, 공정 S5에 있어서, 노즐(415)은, 유기 용제를 기판(W)에 공급한다. 그 결과, 기판(W)에 부착되어 있는 린스액이 유기 용제로 치환된다. 공정 S5에서는, 밸브(V4)가 열리고, 밸브(V3)가 닫혀 있다.
다음에, 공정 S6에 있어서, 노즐(415)은, 소수화제를 기판(W)에 공급한다. 그 결과, 기판(W)이 소수화된다. 즉, 처리액(LQ)을 공급하는 공정 S3보다 뒤이며, 공정 S4 및 공정 S5 뒤에, 공정 S6에 있어서, 노즐(415)은, 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 소수화제를 공급하여, 소수화제의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 소수성을 크게 한다. 공정 S3에서는, 밸브(V3)가 열리고, 밸브(V4)가 닫혀 있다.
다음에, 공정 S7에 있어서, 노즐(415)은, 유기 용제를 기판(W)에 공급한다. 그 결과, 기판(W)에 부착되어 있는 소수화제가 유기 용제로 치환된다. 공정 S7에서는, 밸브(V4)가 열리고, 밸브(V3)가 닫혀 있다.
다음에, 공정 S8에 있어서, 스핀 모터(25)가 스핀 척(23)을 구동하고, 스핀 척(23)을 고회전 속도까지 가속시켜, 스핀 척(23)의 회전 속도를 고회전 속도로 유지한다. 그 결과, 기판(W)이 고회전 속도로 회전해서, 기판(W)에 부착되어 있는 유기 용제가 떨쳐내어져 기판(W)이 건조된다. 즉, 소수성을 크게 하는 공정 S6보다 뒤이며, 공정 S7 뒤에, 공정 S8에 있어서, 기판(W)을 건조한다. 공정 S8이 소정 기간에 걸쳐 행해지면, 스핀 모터(25)는 정지하여, 스핀 척(23)의 회전을 정지시킨다. 그 결과, 기판(W)이 정지한다. 또한, 고회전 속도는, 공정 S3 및 공정 S4에서의 스핀 척(23)의 회전 속도보다 크다.
다음에, 공정 S9에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200)로부터 기판(W)을 반출한다. 그리고, 처리가 종료된다.
이상, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 처리액(LQ)에 의한 처리 전에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 친수화한다. 따라서, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있다. 그 결과, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 신속하게 침투해, 복수의 구조물(63)을 처리액(LQ)에 의해 효과적으로 처리할 수 있다. 예를 들면, 처리액(LQ)이 에칭액인 경우, 에칭액이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 신속하게 침투해, 복수의 구조물(63)을 효과적으로 에칭할 수 있다.
또, 실시 형태 1에 따른 반도체 제조 방법에서는, 복수의 구조물(63)을 포함하는 패턴(PT)을 가지는 반도체 기판(W)을, 공정 S1~공정 S9를 포함하는 기판 처리 방법에 의해 처리하고, 처리 후의 반도체 기판(W)인 반도체를 제조한다.
또한, 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 공정 S5~공정 S7을 포함하지 않아도 된다.
(변형예)
도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 1의 변형예에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 변형예에서는, 친수 처리 장치(1A)가 처리 장치(200A)에 탑재되어 있는 점에서, 변형예는 도 1~도 7을 참조하여 설명한 실시 형태 1과 주로 다르다. 이하, 변형예가 실시 형태 1과 다른 점을 주로 설명한다.
도 8은, 변형예에 따른 처리 장치(200A)의 친수 처리 장치(1A)를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 처리 장치(200A)는, 도 4에 나타내는 처리 장치(200)의 구성에 더하여, 친수 처리 장치(1A)를 포함한다. 또한, 변형예에서는, 도 1에 나타내는 기판 처리 장치(100)는 도 3에 나타내는 친수 처리 장치(1)를 구비하고 있지 않다.
친수 처리 장치(1A)는, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 따라서, 변형예에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있어, 공간(SP)에 처리액(LQ)을 효과적으로 침투할 수 있다. 그 결과, 복수의 구조물(63)을 효과적으로 처리할 수 있다.
구체적으로는, 친수 처리 장치(1A)는, 자외선 조사부(3A)와, 이동부(9)를 포함한다. 자외선 조사부(3A)는 자외선을 출사한다. 자외선 조사부(3A)는, 예를 들면, 자외선을 출사하는 램프, 또는, 자외선을 출사하는 발광 다이오드를 포함한다. 자외선 조사부(3A)는 일정 방향으로 연장되어 있다. 자외선 조사부(3A)의 길이 방향의 길이는, 예를 들면, 기판(W)의 직경과 대략 동일하거나, 또는, 기판(W)의 반경과 대략 동일하다.
자외선 조사부(3A)는, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 자외선을 조사하여, 자외선의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 변형예에 의하면, 가시광선보다 에너지가 큰 자외선을 조사함으로써, 구조물(63)의 표면(62)을 효과적으로 친수화할 수 있다.
이동부(9)는, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 자외선 조사부(3A)를 이동시킨다. 처리 위치는, 기판(W)의 상방의 위치를 나타낸다. 자외선 조사부(3A)는, 처리 위치에 위치할 때에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 자외선을 조사한다. 퇴피 위치는, 기판(W)보다 기판(W)의 경방향 외측의 위치를 나타낸다. 구체적으로는, 이동부(9)는, 아암(92)과, 회동축(94)과, 이동 기구(96)를 포함한다. 아암(92)에는 자외선 조사부(3A)가 장착된다. 아암(92)은, 회동축(94) 및 이동 기구(96)에 의해 구동되고, 대략 수평면을 따라 회동되거나, 또는, 대략 연직 방향을 따라 승강된다. 그 외, 아암(92), 회동축(94), 및 이동 기구(96)의 구성은, 각각, 도 4에 나타내는 아암(291), 회동축(293), 및 노즐 이동 기구(295)의 구성과 동일하다.
다음에, 도 6~도 8을 참조하여, 변형예에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법을 설명한다. 변형예에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 도 6 및 도 7에 나타내는 실시 형태 1에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법과 동일하다. 단, 변형예와 실시 형태 1은, 이하의 점이 다르다.
즉, 도 7의 공정 S21에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200A)에 기판(W)을 반입한다. 그리고, 기판(W)의 회전이 개시된다.
다음에, 공정 S22에 있어서, 도 8에 나타내는 자외선 조사부(3A)는, 소정 시간에 걸쳐, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 자외선을 조사하여, 자외선의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 그리고, 기판(W)의 회전이 정지된다.
변형예에서는, 공정 S23은 실행되지 않는다. 따라서, 공정 S22가 종료되면, 처리는, 도 6에 나타내는 메인 루틴으로 되돌아온다. 이 경우, 변형예에서는, 공정 S2는 실행되지 않고, 처리는 공정 S4로 진행된다.
이상, 도 6~도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 변형예에서는, 공정 S3~공정 S8이, 처리 장치(200A)로 실행된다. 따라서, 기판(W)을 친수화하기 위해서 기판(W)을 처리 장치(200A)의 외부로 반출하는 것이 요구되지 않는다. 그 결과, 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법을 실행할 때의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 변형예에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 공정 S5~공정 S7을 포함하지 않아도 된다.
(실시 형태 2)
도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 실시 형태 2에 따른 처리 장치(200B)가 기판(W)에 플라즈마를 조사하여 기판(W)을 친수화하는 점에서, 실시 형태 2는 실시 형태 1과 주로 다르다. 이하, 실시 형태 2가 실시 형태 1과 다른 점을 주로 설명한다.
도 9는, 실시 형태 2에 따른 처리 장치(200B)를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 처리 장치(200B)는, 도 4에 나타내는 처리 장치(200)의 구성에 더하여, 친수 처리 노즐(45)과, 노즐 이동부(47)와, 배관(P5)과, 밸브(V5)를 포함한다. 또한, 실시 형태 2에서는, 도 1에 나타내는 기판 처리 장치(100)는 도 2에 나타내는 친수 처리 장치(1)를 구비하고 있지 않다.
배관(P5)은 친수 처리 노즐(45)에 기체를 공급한다. 밸브(V5)는, 친수 처리 노즐(45)에 대한 기체의 공급 개시와 공급 정지를 전환한다. 기체는, 예를 들면, 공기, 불활성 가스, 또는, 산소이다. 불활성 가스는, 예를 들면, 질소, 아르곤, 또는, 헬륨이다. 또한, 플라즈마를 생성 가능한 한, 기체의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
친수 처리 노즐(45)은, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 따라서, 실시 형태 2에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있어, 공간(SP)에 처리액(LQ)을 효과적으로 침투할 수 있다. 그 결과, 복수의 구조물(63)을 처리액(LQ)에 의해 효과적으로 처리할 수 있다. 그 외, 실시 형태 2는 실시 형태 1과 동일한 효과를 가진다. 친수 처리 노즐(45)은, 「친수 처리부」의 일례에 상당한다.
실시 형태 2에서는, 소정 처리는, 복수의 구조물(63)에 대하여 플라즈마를 조사하는 처리이다. 또한, 실시 형태 2에서는, 예를 들면, 소정 처리의 실행 전에는, 기판(W)은 건조되어 있다.
구체적으로는, 친수 처리 노즐(45)은 플라즈마를 출사한다. 즉, 친수 처리 노즐(45)은, 배관(P5)으로부터 공급된 기체를 전리(電離)하여 플라즈마를 생성하고, 플라즈마를 기체와 함께 출사한다. 바꾸어 말하면, 친수 처리 노즐(45)은, 플라즈마를 기류에 실어 출사한다. 또 바꾸어 말하면, 친수 처리 노즐(45)은, 플라즈마류를 생성하여 출사한다.
더욱 구체적으로는, 친수 처리 노즐(45)은, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 플라즈마를 조사하여, 플라즈마의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 친수성이 크게 되는 이유로서, 플라즈마의 조사에 의해 구조물(63)의 표면(62)의 산화가 촉진되는 것을 생각할 수 있다. 실시 형태 2에 의하면, 플라즈마를 조사함으로써, 구조물(63)의 표면(62)을 효과적으로 친수화할 수 있다.
노즐 이동부(47)는, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 친수 처리 노즐(45)을 이동시킨다. 처리 위치는, 기판(W)의 상방의 위치를 나타낸다. 친수 처리 노즐(45)은, 처리 위치에 위치할 때에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 플라즈마를 조사한다. 퇴피 위치는, 기판(W)보다 기판(W)의 경방향 외측의 위치를 나타낸다. 구체적으로는, 노즐 이동부(47)는, 아암(471)과, 회동축(473)과, 이동 기구(475)를 포함한다. 아암(471)의 선단부에는 친수 처리 노즐(45)이 장착된다. 아암(471)은, 회동축(473) 및 이동 기구(475)에 의해 구동되고, 대략 수평면을 따라 회동되거나, 또는, 대략 연직 방향을 따라 승강된다. 그 외, 아암(471), 회동축(473), 및 이동 기구(475)의 구성은, 각각, 도 4에 나타내는 아암(291), 회동축(293), 및 노즐 이동 기구(295)의 구성과 동일하다.
다음에, 도 10을 참조하여, 친수 처리 노즐(45)의 상세를 설명한다. 도 10은, 친수 처리 노즐(45)을 나타내는 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 친수 처리 노즐(45)은, 제1 전극(451)과, 제2 전극(453)을 포함한다. 제1 전극(451)은, 대략 기둥형상이다. 제1 전극(451)은, 친수 처리 노즐(45) 내의 유로(FW)에 배치된다. 유로(FW)에는, 배관(P5)으로부터 기체가 공급된다. 제2 전극(453)은, 대략 원통형상이다. 제2 전극(453)은, 친수 처리 노즐(45)의 외주면에 설치된다.
처리 장치(200B)는, 교류 전원(46)을 추가로 포함한다. 교류 전원(46)은, 제1 전극(451)과 제2 전극(453) 사이에 교류 전압을 인가한다. 그 결과, 배관(P5)으로부터 공급되는 기체가 전리되어 플라즈마(PM)가 생성된다. 플라즈마(PM)는, 기체와 함께, 친수 처리 노즐(45)로부터 출사된다. 플라즈마(PM)는, 예를 들면, 대기압 플라즈마이다. 대기압 플라즈마란, 대기압 중에서 발생되는 플라즈마이다. 제1 전극(451)과 제2 전극(453)과 교류 전원(46)은, 플라즈마 생성기(48)를 구성한다. 또한, 플라즈마를 발생 가능한 한, 플라즈마 생성기(48)의 구성은 특별히 한정되지 않는다. 또, 기판(W)에 플라즈마를 조사 가능한 한, 플라즈마 생성기(48)의 배치는 특별히 한정되지 않는다.
제1 전극(451) 및 제2 전극(453) 각각은, 예를 들면, 탄소를 함유하는 수지에 의해 형성된다. 탄소는, 예를 들면, 카본 나노 튜브이다. 수지는, 예를 들면, 불소 수지이다. 불소 수지는, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(사불화), 또는, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(삼불화)이다. 이와 같이 제1 전극(451) 및 제2 전극(453)을 구성함으로써, 도전성을 확보하면서, 내약성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 6, 도 7 및 도 9를 참조하여 실시 형태 2에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법을 설명한다. 실시 형태 2에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 도 6 및 도 7에 나타내는 실시 형태 1에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법과 동일하다. 단, 실시 형태 2와 실시 형태 1은, 이하의 점이 다르다.
즉, 도 7의 공정 S21에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200A)에 기판(W)을 반입한다. 그리고, 기판(W)의 회전이 개시된다.
다음에, 공정 S22에 있어서, 도 9에 나타내는 친수 처리 노즐(45)은, 소정 시간에 걸쳐 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 플라즈마를 조사하여, 플라즈마의 조사 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 그리고, 기판(W)의 회전이 정지된다.
또한, 친수 처리 노즐(45)은, 처리액(LQ)의 침투 시간이 대략 일정할 때의 접촉각(CA)에 상당하는 친수성을 복수의 구조물(63)이 가지도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 플라즈마를 조사하는 것이 바람직하다(도 5). 즉, 친수 처리 노즐(45)은, 접촉각(CA)이 θ2도 이하가 되도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 플라즈마를 조사하는 것이 바람직하다(도 5).
실시 형태 2에서는, 공정 S23은 실행되지 않는다. 따라서, 공정 S22가 종료되면, 처리는, 도 6에 나타내는 메인 루틴으로 되돌아온다. 이 경우, 실시 형태 2에서는, 공정 S2는 실행되지 않고, 처리는 공정 S4로 진행된다.
이상, 도 6, 도 7 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시 형태 2에서는, 공정 S3~공정 S8이, 처리 장치(200B)로 실행된다. 따라서, 기판(W)을 친수화하기 위해서 기판(W)을 처리 장치(200B)의 외부로 반출하는 것이 요구되지 않는다. 그 결과, 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법을 실행할 때의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 2에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 공정 S5~공정 S7을 포함하지 않아도 된다.
(실시 형태 3)
도 11을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 3에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 실시 형태 3에 따른 처리 장치(200C)가 기판(W)에 산소 또는 산소의 동소체를 조사하여 기판(W)을 친수화하는 점에서, 실시 형태 3은 실시 형태 2와 주로 다르다. 이하, 실시 형태 3이 실시 형태 2와 다른 점을 주로 설명한다.
도 11은, 실시 형태 3에 따른 처리 장치(200C)를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 처리 장치(200C)는, 도 9에 나타내는 처리 장치(200B)의 친수 처리 노즐(45)과 노즐 이동부(47)와 배관(P5)과 밸브(V5) 대신에, 친수 처리 노즐(85)과, 배관(P6)과, 밸브(V6)를 포함한다. 구체적으로는, 유체 공급 유닛(41A)이, 친수 처리 노즐(85)을 포함하고 있다. 친수 처리 노즐(85)은, 차단판(411) 및 지지축(413)의 내부에 배치된다. 친수 처리 노즐(85)의 선단은 차단판(411)의 하면으로부터 노출되어 있다.
친수 처리 노즐(85)에는 배관(P6)이 접속된다. 밸브(V6)는, 친수 처리 노즐(85)에 대한 산소의 공급 개시와 공급 정지를 전환한다. 밸브(V6)가 열리면, 산소(O2) 또는 산소의 동소체가 친수 처리 노즐(85)에 공급된다. 또한, 배관(P6)으로부터 친수 처리 노즐(85)에 공급하는 기체는, 산소로 한정되지 않고, 산소의 동소체여도 된다. 산소의 동소체는, 예를 들면, 오존(O3)이다. 또한, 기판(W)의 구조물(63)의 표면(62)을 산화 가능한 한, 산소의 동소체는, 특별히 한정되지 않는다.
친수 처리 노즐(85)은, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 소정 처리의 실행 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 따라서, 실시 형태 3에서는, 실시 형태 2와 마찬가지로, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있어, 공간(SP)에 처리액(LQ)을 효과적으로 침투할 수 있다. 그 결과, 처리액(LQ)에 의해 복수의 구조물(63)을 효과적으로 처리할 수 있다. 그 외, 실시 형태 3은 실시 형태 2와 동일한 효과를 가진다. 친수 처리 노즐(85)은, 「친수 처리부」의 일례에 상당한다.
실시 형태 3에서는, 소정 처리는, 복수의 구조물(63)에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 처리이다. 또한, 실시 형태 3에서는, 예를 들면, 소정 처리의 실행 전에는, 기판(W)은 건조되어 있다.
구체적으로는, 친수 처리 노즐(85)은, 기판(W)에 처리액(LQ)을 공급할 때보다 전에, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하여, 산소 또는 산소의 동소체의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다. 친수성이 크게 되는 이유로서, 산소 또는 산소의 동소체의 공급에 의해, 구조물(63)의 표면(62)이 산소 또는 산소의 동소체에 노출되어, 구조물(63)의 표면(62)의 산화가 촉진되는 것을 생각할 수 있다. 실시 형태 3에 의하면, 산소 또는 산소의 동소체를 공급함으로써, 구조물(63)의 표면(62)을 효과적으로 친수화할 수 있다.
유체 공급 유닛(41A)이 하강하여, 친수 처리 노즐(85)이 근접 위치에 위치할 때에 밸브(V6)가 열리면, 친수 처리 노즐(85)은, 회전 중의 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 향해 산소 또는 산소의 동소체를 공급한다. 기판(W)의 상방이 차단판(411)으로 덮이기 때문에, 복수의 구조물(63)을 산소 또는 산소의 동소체에 충분히 노출시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 구조물(63)의 표면(62)을 효과적으로 친수화할 수 있다.
다음에, 도 6, 도 7 및 도 11을 참조하여 실시 형태 3에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법을 설명한다. 실시 형태 3에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태 2에 따른 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법과 동일하다. 단, 실시 형태 3과 실시 형태 2는, 이하의 점이 다르다.
즉, 도 7의 공정 S22에 있어서, 도 11에 나타내는 친수 처리 노즐(85)은, 소정 시간에 걸쳐 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하여, 산소 또는 산소의 동소체의 공급 전보다, 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성을 크게 한다.
또한, 친수 처리 노즐(85)은, 처리액(LQ)의 침투 시간이 대략 일정할 때의 접촉각(CA)에 상당하는 친수성을 복수의 구조물(63)이 가지도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 것이 바람직하다(도 5). 즉, 친수 처리 노즐(85)은, 접촉각(CA)이 θ2도 이하가 되도록, 기판(W)의 복수의 구조물(63)에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 것이 바람직하다(도 5).
(실시 형태 4)
도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시 형태 4에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 실시 형태 4에서는, 처리 장치(200D)가 기판(W)으로부터 산화물을 제거하는 점에서, 실시 형태 4는 실시 형태 1과 주로 다르다. 이하, 실시 형태 4가 실시 형태 1과 다른 점을 주로 설명한다.
도 12는, 실시 형태 4에 따른 처리 장치(200D)를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 처리 장치(200D)는, 도 4에 나타내는 처리 장치(200)의 구성에 더하여, 노즐(81)과, 노즐 이동부(83)와, 배관(P7)과, 밸브(V7)를 포함한다. 또한, 실시 형태 4에서는, 도 1에 나타내는 기판 처리 장치(100)는 도 2에 나타내는 친수 처리 장치(1)를 구비하고 있지 않다.
배관(P7)은 노즐(81)에 제거액을 공급한다. 밸브(V7)는, 노즐(81)에 대한 제거액의 공급 개시와 공급 정지를 전환한다.
제거액은, 기판(W)으로부터 산화물을 제거한다. 예를 들면, 제거액은, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 형성된 산화물을 제거한다. 제거액은, 예를 들면, 기판(W)으로부터 실리콘 산화막을 제거한다. 실리콘 산화막은, 예를 들면, 자연 산화막이다. 제거액은, 예를 들면, 약액이다. 약액은, 예를 들면, 불산(HF), 희불산(DHF), 또는, 버퍼드불산(BHF)이다. 또한, 제거액의 종류는, 기판(W)으로부터 산화물을 제거 가능한 한, 특별히 한정되지 않는다.
제거액은, 처리액(LQ)과 상이하다. 실시 형태 4에서는, 처리액(LQ)은, 예를 들면, 에칭액이다. 에칭액은, 예를 들면, 유기 알칼리(예를 들면, TMAH：테트라메틸암모늄하이드로옥사이드), 또는, 암모니아 과산화수소수 혼합액(SC1)이다. 또한, 에칭액의 종류는, 기판(W)을 에칭 가능한 한, 특별히 한정되지 않는다.
노즐(81)은, 기판(W)의 복수의 구조물(63) 각각의 표면(62)의 친수성이 크게 되기 전에, 기판(W)으로부터 산화물을 제거하는 제거액을, 기판(W)을 향해 공급한다. 노즐(81)은, 「제거액 공급부」의 일례에 상당한다.
노즐 이동부(83)는, 처리 위치와 퇴피 위치 사이에서 노즐(81)을 이동시킨다. 처리 위치는, 기판(W)의 상방의 위치를 나타낸다. 노즐(81)은, 처리 위치에 위치할 때에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 대하여 제거액을 공급한다. 퇴피 위치는, 기판(W)보다 기판(W)의 경방향 외측의 위치를 나타낸다. 구체적으로는, 노즐 이동부(83)는, 아암(831)과, 회동축(833)과, 이동 기구(835)를 포함한다. 아암(831)의 선단부에는 노즐(81)이 장착된다. 아암(831)은, 회동축(833) 및 이동 기구(835)에 의해 구동되고, 대략 수평면을 따라 회동되거나, 또는, 대략 연직 방향을 따라 승강된다. 그 외, 아암(831), 회동축(833), 및 이동 기구(835)의 구성은, 각각, 도 4에 나타내는 아암(291), 회동축(293), 및 노즐 이동 기구(295)의 구성과 동일하다.
다음에, 도 12 및 도 13을 참조하여 실시 형태 3에 따른 기판 처리 방법을 설명한다. 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 방법을 실행한다. 도 13은, 기판 처리 방법을 나타내는 플로차트이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S31~공정 S44를 포함한다. 공정 S31~공정 S44는, 제어 장치(U3)에 의한 제어에 따라 실행된다.
도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 공정 S31에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200D)에 기판(W)을 반입한다. 그리고, 기판(W)의 회전이 개시된다.
다음에, 공정 S32에 있어서, 노즐(81)은, 제거액을 기판(W)을 향해 공급한다. 구체적으로는, 친수성을 크게 하는 공정 S36 전이며, 공정 S33~공정 S35 전에, 복수의 구조물(63)의 표면(62)에 형성된 산화물을 제거하는 제거액을, 기판(W)을 향해 공급한다. 그 결과, 기판(W)으로부터 산화물이 제거된다.
다음에, 공정 S33에 있어서, 노즐(30)은, 린스액을 기판(W)에 공급한다. 그 결과, 기판(W) 상의 제거액이 린스액에 의해 씻겨나가, 기판(W)이 세정된다.
다음에, 공정 S34에 있어서, 스핀 모터(25)가 스핀 척(23)을 구동하고, 스핀 척(23)을 고회전 속도까지 가속시켜, 스핀 척(23)의 회전 속도를 고회전 속도로 유지한다. 그 결과, 기판(W)이 고회전 속도로 회전해서, 기판(W)에 부착되어 있는 린스액이 떨쳐내어져 기판(W)이 세정된다. 공정 S34가 소정 기간에 걸쳐 행해지면, 스핀 모터(25)는 정지하여, 스핀 척(23)의 회전을 정지시킨다. 그 결과, 기판(W)이 정지한다. 또한, 고회전 속도는, 공정 S32 및 공정 S33에서의 스핀 척(23)의 회전 속도보다 크다.
다음에, 공정 S35에 있어서, 반송 로봇(CR)은, 처리 장치(200D)로부터 기판(W)을 반출한다.
다음에, 공정 S36~공정 S44가 실행된다. 공정 S36~공정 S44는, 각각, 도 6의 공정 S1~공정 S9와 동일하여, 설명을 생략한다.
이상, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시 형태 4에 따른 기판 처리 장치(100)에 의하면, 처리액(LQ)에 의한 처리 전에, 기판(W)의 복수의 구조물(63)을 친수화한다. 따라서, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침입하는 것을 촉진할 수 있다. 그 결과, 처리액(LQ)이 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 신속하게 침투해, 복수의 구조물(63)을 처리액(LQ)에 의해 효과적으로 처리할 수 있다.
특히, 공정 S32에 있어서 기판(W)으로부터 산화물이 제거되기 때문에, 공정 S32의 완료 후에는, 기판(W)의 소수성이 크게 되어 있을 가능성이 있다. 이에, 공정 S36에 있어서 기판(W)을 친수화함으로써, 효과적으로 처리액(LQ)을 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 침투시킬 수 있다. 그 외, 실시 형태 4에서는, 실시 형태 1과 동일한 효과를 가진다.
여기서, 예를 들면, 기판(W)의 일부에 액체(예를 들면, 제거액 또는 린스액)가 부착되어 있고, 기판(W)의 다른 일부가 건조되어 있는 경우가 있을 수 있다. 구체적으로는, 공정 S34에서 스핀 드라이를 행한 후에 있어서, 기판(W)의 일부에 린스액이 부착되어 있고, 기판(W)의 다른 일부가 건조되어 있는 경우가 있을 수 있다. 더욱 구체적으로는, 공정 S34에서 스핀 드라이를 행한 후에 있어서, 기판(W)의 중심에 가까운 영역에서는, 린스액이 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에 잔존하고 있는 한편, 기판(W)의 외연에 가까운 영역에서는, 린스액이 공간(SP)으로부터 완전히 제거되어 있는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 중심에 가까운 영역에서는, 공간(SP)에 잔존하는 린스액이 처리액(LQ)으로 치환되고, 처리액(LQ)이 공간(SP)에 침투하는데, 기판(W)의 외연에 가까운 영역에서는, 처리액(LQ)이 공간(SP)에 침투하기 어려운 경우가 있을 수 있다. 이에, 실시 형태 4에서는, 공정 S36에서 기판(W)의 복수의 구조물(63)의 표면(62)을 친수화함으로써, 복수의 구조물(63)의 상호 간의 공간(SP)에, 기판(W)의 전체에 걸쳐 대략 균일하게 처리액(LQ)을 신속하게 침투시킬 수 있다. 그 결과, 처리액(LQ)에 의한 복수의 구조물(63)의 처리 결과에, 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 처리액(LQ)이 에칭액인 경우, 복수의 구조물(63)의 에칭 결과에, 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 실시 형태 4에 따른 반도체 제조 방법에서는, 복수의 구조물(63)을 포함하는 패턴(PT)을 가지는 반도체 기판(W)을, 공정 S31~공정 S44를 포함하는 기판 처리 방법에 의해 처리하여, 처리 후의 반도체 기판(W)인 반도체를 제조한다.
또한, 기판 처리 방법 및 반도체 제조 방법은, 공정 S40~공정 S42를 포함하지 않아도 된다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했다. 단, 본 발명은, 상기의 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 양태에 있어서 실시할 수 있다. 또, 상기 실시 형태에 개시되는 복수의 구성 요소는 적절히 개변 가능하다. 예를 들면, 어느 실시 형태에 나타나는 전 구성 요소 중 어느 구성 요소를 다른 실시 형태의 구성 요소에 추가해도 되고, 또는, 어느 실시 형태에 나타나는 전 구성 요소 중 몇 개의 구성 요소를 실시 형태로부터 삭제해도 된다.
또, 도면은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 각각의 구성 요소를 주체로 모식적으로 나타내고 있으며, 도시된 각 구성 요소의 두께, 길이, 개수, 간격 등은, 도면 작성의 편의상 실제와는 상이한 경우도 있다. 또, 상기의 실시 형태에서 나타내는 각 구성 요소의 구성은 일례이며, 특별히 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
(1) 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한 실시 형태 4에 있어서, 처리 장치(200D)가, 도 8을 참조하여 설명한 실시 형태 1의 변형예에 따른 친수 처리 장치(1A)를 포함하고 있어도 된다.
(2) 실시 형태 4에 따른 처리 장치(200D)가, 도 9를 참조하여 설명한 실시 형태 2에 따른 친수 처리 노즐(45), 노즐 이동부(47), 배관(P5), 및 밸브(V5)를 포함하고 있어도 된다.
(3) 실시 형태 4에 따른 처리 장치(200D)가, 도 11을 참조하여 설명한 실시 형태 3에 따른 친수 처리 노즐(85), 배관(P6), 및 밸브(V6)를 포함하고 있어도 된다.
본 발명은, 기판 처리 방법, 반도체 제조 방법, 및, 기판 처리 장치에 관한 것이며, 산업상의 이용 가능성을 가진다.
1, 1A: 친수 처리 장치(친수 처리부) 23: 스핀 척(건조 처리부)
27: 노즐(처리액 공급부) 45, 85: 친수 처리 노즐(친수 처리부)
81: 노즐(제거액 공급부) 415: 노즐(소수 처리부)
100: 기판 처리 장치 W: 기판

Claims (21)

  1. 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 하는 공정과,
    친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급하는 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에, 상기 기판으로부터 산화물을 제거하는 제거액을, 상기 복수의 구조물을 향해 공급하는 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 자외선을 조사하는 처리인, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 플라즈마를 조사하는 처리인, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 처리인, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 존재하는 기체를 용해하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액을 공급하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 소수화제를 공급하여, 상기 소수화제의 공급 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성을 크게 하는 공정과,
    소수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 기판을 건조하는 공정
    을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 거리는, 소정 조건을 만족하고,
    상기 소정 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 소정 조건은, 제1 조건 및 제2 조건을 포함하고,
    상기 제1 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 전에는, 모세관 현상에 의해서는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내고,
    상기 제2 조건은, 친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에는, 모세관 현상에 의해 상기 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 있는 것을 나타내는, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    친수성을 크게 하는 상기 공정에서는, 상기 복수의 구조물에 대하여 상기 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각이 가지는 오목부의 표면의 친수성을 크게 하고,
    상기 오목부는, 상기 구조물의 측벽면에 대하여, 상기 구조물이 연장되는 방향과 교차하는 방향을 따라 패여 있는, 기판 처리 방법.
  11. 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 반도체 기판을 처리하여, 처리 후의 상기 반도체 기판인 반도체를 제조하는 반도체 제조 방법으로서,
    상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 하는 공정과,
    친수성을 크게 하는 상기 공정보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급하는 공정
    을 포함하는, 반도체 제조 방법.
  12. 복수의 구조물을 포함하는 패턴을 가지는 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 복수의 구조물에 대하여 비액체에 의한 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성을 크게 하는 친수 처리부와,
    상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 처리액을 공급하는 처리액 공급부
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에, 상기 기판으로부터 산화물을 제거하는 제거액을, 상기 복수의 구조물을 향해 공급하는 제거액 공급부를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 자외선을 조사하는 처리인, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 플라즈마를 조사하는 처리인, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 소정 처리는, 상기 복수의 구조물에 대하여 산소 또는 산소의 동소체를 공급하는 처리인, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 12 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 존재하는 기체를 용해하는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 12 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액이 상기 복수의 구조물을 향해 공급되었을 때보다 뒤에, 상기 복수의 구조물을 향해 소수화제를 공급하여, 상기 소수화제의 공급 전보다, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성을 크게 하는 소수 처리부와,
    상기 복수의 구조물 각각의 표면의 소수성이 크게 되었을 때보다 뒤에, 상기 기판을 건조하는 건조 처리부
    를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 12 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 구조물 중 서로 이웃하는 구조물 사이의 거리는, 소정 조건을 만족하고,
    상기 소정 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 소정 조건은, 제1 조건 및 제2 조건을 포함하고,
    상기 제1 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 되기 전에는, 모세관 현상에 의해서는, 상기 처리액과 같은 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 없는 것을 나타내고,
    상기 제2 조건은, 상기 복수의 구조물 각각의 표면의 친수성이 크게 된 후에는, 모세관 현상에 의해 상기 처리액이 상기 서로 이웃하는 구조물 사이의 공간에 침투할 수 있는 것을 나타내는, 기판 처리 장치.
  21. 청구항 12 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수 처리부는, 상기 복수의 구조물에 대하여 상기 소정 처리를 실행하여, 상기 소정 처리의 실행 전보다, 상기 복수의 구조물 각각이 가지는 오목부의 표면의 친수성을 크게 하고,
    상기 오목부는, 상기 구조물의 측벽면에 대하여, 상기 구조물이 연장되는 방향과 교차하는 방향을 따라 패여 있는, 기판 처리 장치.
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