CN116018561A - 基片处理方法和基片处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供有效地抑制凹凸图案的图案倒塌的基片处理方法和基片处理装置。例示的实施方式的基片处理方法包括：将在表面形成有凹凸图案的基片的凹部内的液体替换为固体状态的加强材的步骤(S04、S05)；和对基片实施低分子化处理的步骤(S06)，其中，低分子化处理一边将加强材维持为固体状态、一边使加强材中含有的分子间的键合数减少。

Description

基片处理方法和基片处理装置
技术领域
本发明涉及基片处理方法和基片处理装置。
背景技术
专利文献1中公开有一种将在表面形成有凹凸图案的基片上的液体除去而使基片干燥的基片干燥方法(基片处理方法)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-243869号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供对凹凸图案的图案倒塌的抑制有效的基片处理方法和基片处理装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方面的基片处理方法包括：将在表面形成有凹凸图案的基片的凹部内的液体替换为固体状态的加强材的步骤；和对基片实施低分子化处理的步骤，其中，低分子化处理一边将加强材维持为固体状态，一边使加强材中含有的分子间的键合数减少。
发明效果
依照本发明，能够提供对凹凸图案的图案倒塌的抑制有效的基片处理方法和基片处理装置。
附图说明
图1是例示基片处理系统的概略结构的示意图。
图2是例示涂敷显影装置的内部结构的示意图。
图3是例示显影单元的结构的示意图。
图4是例示照射单元的结构的示意图。
图5是例示等离子体处理装置的结构的示意图。
图6是例示控制装置的功能结构的框图。
图7是例示控制装置的硬件结构的框图。
图8是表示显影处理流程的一例的流程图。
图9的(a)～图9的(d)是用于说明显影处理流程的一例中的凹部内的情形的示意图。
图10是表示加强材中含有的聚合物的化学式的一例的图。
图11的(a)是用于说明曝光处理的一例中的曝光的情形的示意图。图11的(b)是用于说明变形例的显影处理流程的一例的示意图。
图12的(a)和图12的(b)是用于说明显影处理流程的一例的示意图。
图13是用于说明显影处理流程的一例的示意图。
图14是用于说明变形例的显影处理流程的另一例的示意图。
具体实施方式
以下，对各种例示的实施方式进行说明。在说明中，对相同要素或者具有相同功能的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[基片处理系统]
首先，参照图1和图2，说明基片处理系统1(基片处理装置)的概略结构。基片处理系统1是对基片实施感光性覆膜的形成、该感光性覆膜的曝光和该感光性覆膜的显影的系统。作为处理对象的基片例如是半导体的晶片W。感光性覆膜例如是抗蚀剂膜。基片处理系统1具有涂敷显影装置2、曝光装置3、等离子体处理装置10和控制装置100。曝光装置3是对形成于晶片W(基片)上的抗蚀剂膜(感光性覆膜)进行曝光的装置。具体而言，曝光装置3通过液浸曝光等的方法对抗蚀剂膜的曝光对象部分照射曝光用的能量线。涂敷显影装置2在利用曝光装置3进行的曝光处理前，进行在晶片W(基片)的表面涂敷抗蚀剂(药液)而形成抗蚀剂膜的处理。另外，涂敷显影装置2在曝光处理后进行抗蚀剂膜的显影处理。等离子体处理装置10在抗蚀剂膜的显影处理后，在晶片W的表面Wa(参照图3)实施使用等离子体的蚀刻处理。例如，等离子体处理装置10将通过进行抗蚀剂膜的显影处理而形成的抗蚀剂图案作为掩模，来进行晶片W的蚀刻处理。
(涂敷显影装置)
如图1和图2所示，涂敷显影装置2(基片处理装置)具有承载器区块4、处理区块5和接口区块6。
承载器区块4进行向涂敷显影装置2内的晶片W的导入和从涂敷显影装置2内的晶片W的导出。例如承载器区块4能够支承晶片W用的多个承载器C，内置有包括交接臂的输送装置A1。承载器C例如收纳圆形的多个晶片W。输送装置A1从承载器C取出晶片W而交送到处理区块5，从处理区块5接收晶片W而送回承载器C内。处理区块5具有多个处理模块11、12、13、14。
处理模块11内置有涂敷单元U1、热处理单元U2和向这些机构中输送晶片W的输送装置A3。处理模块11利用涂敷单元U1和热处理单元U2在晶片W的表面上形成下层膜。涂敷单元U1将下层膜形成用的处理液涂敷在晶片W上。热处理单元U2进行伴随下层膜的形成的各种热处理。
处理模块12内置有涂敷单元U1、热处理单元U2和向这些机构输送晶片W的输送装置A3。处理模块12利用涂敷单元U1和热处理单元U2在下层膜上形成抗蚀剂膜。涂敷单元U1将作为抗蚀剂膜形成用的处理液的抗蚀剂涂敷在下层膜上。热处理单元U2进行伴随抗蚀剂膜的形成的各种热处理。由此，在晶片W的表面形成抗蚀剂膜。
处理模块13内置有涂敷单元U1、热处理单元U2和向这些机构输送晶片W的输送装置A3。处理模块13利用涂敷单元U1和热处理单元U2在抗蚀剂膜上形成上层膜。涂敷单元U1将上层膜形成用的处理液涂敷在抗蚀剂膜上。热处理单元U2进行伴随上层膜的形成的各种热处理。
处理模块14内置有显影单元U3、热处理单元U4、照射单元U5和向这些机构输送晶片W的输送装置A3。处理模块14利用显影单元U3、热处理单元U4和照射单元U5进行包含曝光后的抗蚀剂膜的显影处理在内的一连串处理。显影单元U3通过在曝光完成的晶片W的表面上涂敷(供给)显影液，将抗蚀剂膜部分地除去(进行显影处理)。换言之，显影单元U3在晶片W的表面形成作为凹凸图案的抗蚀剂图案。显影单元U3对晶片W的表面供给冲洗液以将显影液洗去。另外，显影单元U3在将抗蚀剂图案的凹部内的冲洗液替换为处理液后，在该凹部内形成加强材(参照图9的(b))。热处理单元U4进行伴随显影处理的各种热处理。作为伴随显影处理的热处理的具体例子，能够举例显影处理前的加热处理(PEB：Post Exposure Bake，曝光后处理)、显影处理后的加热处理(PB：Post Bake，后烘烤)等。照射单元U5具有对晶片W的表面照射能量线的功能，进行用于除去冲洗液的处理的一部分。
在处理区块5内的承载器区块4侧设置有搁架单元U10。搁架单元U10被划分为在上下方向上排列的多个小格。在搁架单元U10的近旁设置有包括升降臂在内的输送装置A7。输送装置A7在搁架单元U10的小格彼此间使晶片W升降。
在处理区块5内的接口区块6侧设置有搁架单元U11。搁架单元U11被划分为在上下方向上排列的多个小格。
接口区块6在其与曝光装置3之间进行晶片W的交接。例如接口区块6内置有包括交接臂在内的输送装置A8，与曝光装置3连接。输送装置A8将配置在搁架单元U11中的晶片W交送到曝光装置3。输送装置A8从曝光装置3接收晶片W并送回搁架单元U11。
(显影单元)
接着，参照图3，对显影单元U3的一例进行说明。如图3所示，显影单元U3具有旋转保持部20、液供给部30a、30b、30c(3个液供给部)。
旋转保持部20具有旋转驱动部21、轴22和保持部23。旋转驱动部21基于来自控制装置100的动作信号进行动作，使轴22旋转。旋转驱动部21例如内置有电动机等动力源。保持部23设置于轴22的前端部。在保持部23上能够配置晶片W。保持部23通过例如吸附等将晶片W保持为大致水平。在该情况下，旋转保持部20在晶片W的姿态为大致水平的状态下，绕垂直于晶片W的表面Wa的中心轴(旋转轴)使晶片W旋转。在图3的例子中，旋转保持部20使晶片W从上方观察时反时针地以规定的转速旋转。
液供给部30a对晶片W的表面Wa供给显影液L1。显影液L1是用于对抗蚀剂膜R实施显影处理而形成抗蚀剂图案的药液。例如，通过对抗蚀剂膜R供给显影液L1，抗蚀剂膜R之中的照射了曝光用的能量线的部分(在曝光处理中被曝光了的区域)发生反应，该部分被除去。即，也可以使用负型的抗蚀剂图案(抗蚀剂材料)。作为除去被曝光了的区域的显影液L1，能够举例例如有机溶剂。此外，也可以通过对抗蚀剂膜R供给显影液L1，抗蚀剂膜R之中的没有照射曝光用的能量线的部分(在曝光处理中没有曝光的区域)发生反应，该部分被除去。即，也可以使用正型的抗蚀剂图案(抗蚀剂材料)。作为将没有曝光的区域除去的显影液L1，能够举例例如碱性溶液。
液供给部30b对晶片W的表面Wa(形成有抗蚀剂图案的抗蚀剂膜R)供给冲洗液L2。冲洗液L2只要是能够将显影液L1洗去的药液(液体)即可。例如冲洗液L2也可以是水(纯水)。液供给部30a和液供给部30b构成进行抗蚀剂膜R的显影处理的显影处理部。
液供给部30c(替换处理部)对晶片W的表面Wa供给处理液L3。处理液L3是用于在抗蚀剂图案的凹部内形成加强材的药液。处理液L3也可以是能够以液体状态供给到晶片W，通过规定的处理(例如晶片W的旋转)而干燥且固化的药液。例如处理液L3也可以是将聚合物溶解在溶剂中而成的药液。聚合物也可以含有聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、紫外线固化树脂(UV固化树脂)和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate：PMMA)之中的至少一者。在使用聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸或聚乙烯醇的情况下，作为溶剂也可以使用水。在使用聚甲基丙烯酸甲酯的情况下，作为溶剂也可以使用丙酮、异丙醇(IPA)、甲醇、乙醇、二甲苯、醋酸、甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone：MIBK)、甲基异丁基甲醇(methyl isobutyl carbinol：MIBC)、醋酸丁酯、或者丙二醇甲醚醋酸酯(Propyleneglycol methyl ether acetate：PGMEA)。
液供给部30a、30b、30c分别具有液源31、阀33、喷嘴34和配管35。液供给部30a、30b、30c的液源31经由阀33和配管35对喷嘴34分别供给药液。液供给部30a、30b、30c的喷嘴34以释放口朝向晶片W的表面Wa的方式分别配置在晶片W的上方。喷嘴34朝向晶片W的表面Wa释放从液源31供给的药液。配管35将液源31与喷嘴34之间连接。阀33将配管35内的流路在开状态和闭状态进行切换。此外，显影单元U3也可以具有使喷嘴34在水平方向上往复移动的驱动机构(未图示)。
虽然省略了详细结构的图示，但是热处理单元U4具有能够对晶片W进行热处理的结构。例如，热处理单元U4具有形成进行热处理的处理空间的能够开闭的腔室，和收纳在腔室内的、支承并加热晶片W的热板。上述腔室根据控制装置100的指示进行开闭。上述热板例如内置有加热器，由控制装置100控制热板的温度。
(照射单元)
接着，参照图4，对照射单元U5的一例进行说明。如图4所示，照射单元U5具有照射部42(低分子化处理部)。
照射部42对晶片W的表面Wa(加强材)照射能量线。作为能量线可以使用例如电子束等的粒子束、或者电磁波。照射部42只要能够通过其照射使加强材中含有的分子间的键合数减少即可，可以照射任何的能量线。例如，照射部42也可以照射能够使加强材中含有的聚合物的聚合度减少的能量线。作为能量线的具体例，能够举例波长为100nm～400nm的紫外线。能量线的波长也可以是170nm～180nm。此外，能量线的波长不限定于上述值，例如可以根据加强材的种类等选择要使用的能量线的波长。
照射单元U5对于水平地支承的晶片W的表面Wa，从比照射部42靠上方处照射紫外线。例如，照射部42具有出射紫外线的光源。作为光源的具体例，能够举例出射波长172nm的紫外线的氟化氪准分子光源、出射波长193nm的紫外线的氟化氩准分子光源、和出射波长222nm的紫外线的氯化氪准分子光源等。照射部42构成为能够将从光源出射的能量线朝向晶片W向下方出射。
(等离子体处理装置)
接着，参照图5，对等离子体处理装置10的一例进行说明。等离子体处理装置10将抗蚀剂图案作为掩模对晶片W实施等离子体处理。换言之，等离子体处理装置10通过对晶片W实施使用等离子体的蚀刻处理，将晶片W的一部分蚀刻。另外，等离子体处理装置10也可以对形成在抗蚀剂图案的凹部中的加强材实施使用等离子体的蚀刻处理。其中，本说明书中的“实施等离子体处理”或者“实施使用等离子体的蚀刻处理”是指，至少在成为等离子体状态的气体中，将晶片W的表面Wa暴露规定时间。
等离子体处理装置10经由输送机构19与涂敷显影装置2连接(参照图2)。输送机构19在涂敷显影装置2与等离子体处理装置10之间输送晶片W。等离子体处理装置10例如是平行平板型的装置。如图5所示，等离子体处理装置10具有处理部60、电源部80和排气部90。处理部60具有处理容器68、静电吸盘61、基座63、支承台64和上部电极73。
处理容器68具有导电性，形成为大致圆筒状。在处理容器68电连接有接地线69，处理容器68被接地。静电吸盘61和基座63设置在处理容器68内，支承作为处理对象的晶片W。静电吸盘61是大致圆板状的部件，例如通过在一对陶瓷之间夹着静电吸盘用的电极而形成。基座63作为下部电极发挥功能，设置于静电吸盘61的下表面。基座63例如由铝等金属形成为大致圆板状。在处理容器68的底部设置有支承台64，基座63被支承于该支承台64的上表面。在静电吸盘61的内部设置有电极(未图示)，利用通过对该电极施加直流电压而产生的静电力，将晶片W吸附保持在静电吸盘61。在支承台64的内部设置有供致冷剂流动的致冷剂流路(未图示)，通过控制致冷剂的温度，能够控制有静电吸盘61保持的晶片W的温度。
电源部80具有高频电源81、83和匹配器82、84。在基座63经由匹配器82电连接有用于生成等离子体的高频电源81。高频电源81构成为能够输出例如27MHz～100MHz的频率的高频电功率。另外，高频电源81的内部阻抗和负载阻抗通过匹配器82被匹配。
在基座63经由匹配器84电连接有高频电源83，以通过对晶片W施加偏压而对晶片W引入离子。高频电源83构成为能够输出例如400kHz～13.56MHz的频率的高频电功率。匹配器84与匹配器82同样地，是使高频电源83的内部阻抗与负载阻抗匹配的部件。高频电源81、83和匹配器82、84的动作由控制装置100控制。
在处理容器68的上部配置有上部电极73。上部电极73以与基座63相对的方式设置。上部电极73被支承在处理容器68的上部，经由处理容器68被接地。在上部电极73内部的中央部形成有形成为大致圆板状的气体扩散室76。在上部电极73的下部，以贯通上部电极73的下部的方式形成有对处理容器68的内部供给处理气体的多个气体释放孔77。
在气体扩散室76连接有气体供给管78。在气体供给管78如图5所示连接有气体供给源79，气体供给源79经由气体供给管78对气体扩散室76供给处理气体。供给至气体扩散室76中的处理气体通过气体释放孔77被导入处理容器68内。从气体供给源79供给的处理气体也可以包含非活性气体。作为非活性气体，也可以使用稀有气体(例如氩气)或者氮气。
在处理容器68的下方配置有排气部90。排气部90具有排气口91、排气室92、排气管93和排气装置94。在处理容器68的底面设置有排气口91。在排气口91的下方形成有排气室92，在该排气室92经由排气管93连接有排气装置94。通过驱动排气装置94(例如排气泵)，能够经由排气口91将处理容器68内排气，将处理容器68内减压至规定的真空度。
(控制装置)
接着，例示控制装置100的具体结构。控制装置100对基片处理系统1部分地或者整体地进行控制。控制装置100构成为能够实施以下处理：在将表面Wa形成有凹凸图案的晶片W的凹部202内的液体替换为固体状态的加强材220a的处理；和对晶片W实施一边将加强材220a维持为固体状态，一边使加强材220a中含有的分子间的键合数减少的低分子化处理的处理。其中，本说明书中的“固体状态”是指，在处理液L3等药液中含有的溶剂挥发后，固化成药液内的主成分变得不流动的程度的状态。
如图6所示，控制装置100作为功能上的结构(以下称为“功能模块”。)具有热处理控制部101、显影控制部102、低分子化控制部103和蚀刻控制部104。热处理控制部101控制热处理单元U4。显影控制部102控制显影单元U3内的液供给部30a、30b、30c各自的阀33和旋转驱动部21。低分子化控制部103控制照射单元U5内的照射部42。蚀刻控制部104控制等离子体处理装置10内的排气装置94和高频电源81、83。热处理控制部101、显影控制部102、低分子化控制部103和蚀刻控制部104执行的处理相当于控制装置100执行的处理。关于各功能模块执行的处理内容的详细内容，在后文说明。
控制装置100由一个或多个控制用计算机构成。例如控制装置100具有图7所示的电路120。电路120具有一个或多个处理器121、内存122、存储器123和输入输出端口124。存储器123具有例如硬盘等计算机可读取的存储介质。存储介质存储有用于使控制装置100执行后述的基片处理流程的程序。存储介质可以是非易失性的半导体内存、磁盘和光盘等的能够取出的介质。内存122暂时存储从存储器123的存储介质加载的程序和处理器121的运算结果。处理器121与内存122协作地执行上述程序，由此构成上述的各功能模块。输入输出端口124根据来自处理器121的指令，在其与控制对象的部件之间进行电信号的输入输出。
在控制装置100由多个控制用计算机构成的情况下，热处理控制部101、显影控制部102、低分子化控制部103和蚀刻控制部104也可以分别由单独的控制用计算机实现。或者，也可以为，这些各功能模块分别由2个以上的控制用计算机的组合实现。在这些情况下，多个控制用计算机在相互可通信地连接的状态下，相协作地执行后述的基片处理流程。此外，控制装置100的硬件结构不一定限于由程序构成各功能模块。例如控制装置100的各功能模块也可以由专用的逻辑电路或者将它们集成而得的ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)构成。
[基片处理流程]
接着，作为基片处理方法的一例，说明在基片处理系统1中执行的基片处理流程。控制装置100例如按以下的流程控制基片处理系统1，以使得执行包含涂敷显影处理的基片处理。首先，控制装置100控制输送装置A1以将承载器C内的晶片W输送到搁架单元U10，控制输送装置A7以将该晶片W配置在处理模块11用的小格中。
接着，控制装置100控制输送装置A3，以将搁架单元U10的晶片W输送到处理模块11内的涂敷单元U1和热处理单元U2。另外，控制装置100控制涂敷单元U1和热处理单元U2，以在该晶片W的表面Wa上形成下层膜。之后，控制装置100控制输送装置A3以将形成有下层膜的晶片W返回到搁架单元U10，并控制输送装置A7以将该晶片W配置在处理模块12用的小格中。
接着，控制装置100控制输送装置A3，以将搁架单元U10的晶片W输送到处理模块12内的涂敷单元U1和热处理单元U2。另外，控制装置100控制涂敷单元U1和热处理单元U2，以在该晶片W的下层膜上形成抗蚀剂膜R。之后，控制装置100控制输送装置A3以将晶片W送回搁架单元U10，并控制输送装置A7以将该晶片W配置在处理模块13用的小格中。
接着，控制装置100控制输送装置A3，以将搁架单元U10的晶片W输送到处理模块13内的各单元。另外，控制装置100控制涂敷单元U1和热处理单元U2，以在该晶片W的抗蚀剂膜R上形成上层膜。之后，控制装置100控制输送装置A3，以将晶片W输送到搁架单元U11。
接着，控制装置100控制输送装置A8，以将收纳在搁架单元U11中的晶片W送出到曝光装置3。然后，在曝光装置3中，对形成于晶片W的抗蚀剂膜R实施曝光处理。之后，控制装置100从曝光装置3接收已实施了曝光处理的晶片W，并控制输送装置A8以将该晶片W配置在搁架单元U11中的处理模块14用的小格中。
接着，控制装置100控制输送装置A3，以将搁架单元U11的晶片W输送到处理模块14的热处理单元U4。然后，控制装置100进行控制，以执行包含伴随显影处理的热处理和显影处理的一连串处理步骤(以下称为“显影处理流程”。)。关于该显影处理流程的详细内容，在后文说明。通过执行显影处理流程，在晶片W的表面Wa形成抗蚀剂图案。之后，控制装置100控制等离子体处理装置10，以将抗蚀剂图案作为掩模对晶片W实施使用等离子体的蚀刻处理。以上，包含涂敷显影处理的基片处理完成。
(显影处理流程)
接着，参照图8～图10，对显影处理流程的一例进行说明。图8是表示显影处理流程的一例的流程图。首先，控制装置100执行步骤S01。在步骤S01中，热处理控制部101控制热处理单元U4，以对已实施了曝光处理的晶片W在规定的温度实施规定时间的热处理。然后，控制装置100控制输送装置A3，以将已实施了显影前的热处理的晶片W输送到显影单元U3。
接着，控制装置100执行步骤S02。在步骤S02中，显影控制部102控制显影单元U3，以对形成于晶片W的表面Wa的抗蚀剂膜R供给显影液L1。例如，显影控制部102一边控制旋转驱动部21以使晶片W以规定转速旋转，一边使液供给部30a的阀33成为开状态而从喷嘴34释放显影液L1。由此，进行抗蚀剂膜R的显影处理，在晶片W的表面Wa形成具有多个凸部201和多个凹部202的抗蚀剂图案200(参照图9的(a))。其中，抗蚀剂膜R中的没有被除去的部分(例如在曝光处理时没有被感光的部分)成为凸部201，抗蚀剂膜R中的被除去了的部分(相互相邻的凸部201彼此之间的空间)成为凹部202。
接着，控制装置100执行步骤S03。在步骤S03中，显影控制部102控制显影单元U3，以对晶片W的表面Wa供给冲洗液L2。例如，显影控制部102一边控制旋转驱动部21以使晶片W以规定转速旋转，一边使液供给部30b的阀33成为开状态而从喷嘴34释放冲洗液L2。如图9的(a)所示，显影控制部102以所释放的冲洗液L2的一部分(冲洗液210)残留在晶片W的表面Wa上的程度使旋转驱动部21继续进行晶片W的旋转，或者停止晶片W的旋转。这时，如图9的(a)的例子所示，各凹部202内可以被冲洗液210全部填满。即，冲洗液210的高度(冲洗液210的上表面与表面Wa之间的最短距离)可以是凸部201的高度以上。此外，冲洗液210的高度不限于图9的(a)的例子，凹部202内的至少一部分被冲洗液210填满即可。
接着，控制装置100执行步骤S04。步骤S04中，显影控制部102控制显影单元U3，以对在表面Wa上残留冲洗液210的晶片W供给处理液L3。具体而言，显影控制部102在多个凹部202内分别残留有冲洗液210的状态(例如在大致全部的凹部202内残留有冲洗液210的状态)下，使显影单元U3开始对晶片W的表面Wa供给处理液L3。例如，显影控制部102一边控制旋转驱动部21以使晶片W以规定转速旋转，一边使液供给部30c的阀33为开状态而使显影单元U3开始从喷嘴34释放处理液L3。之后，显影控制部102使显影单元U3以规定时间继续进行晶片W的旋转和对晶片W的表面Wa的处理液L3的供给。由此，表面Wa上的冲洗液210被挤出晶片W外，冲洗液210被替换为处理液L3。例如在替换后，凹部202内可以被液体(处理液L3的一部分)全部填满。此外，也可以凹部202内的至少一部分被处理液L3填满即可。
接着，控制装置100执行步骤S05。在步骤S05中，显影控制部102控制显影单元U3，以使填埋在凹部202内的处理液L3干燥。例如，显影控制部102控制旋转驱动部21使晶片W旋转直至液体状态的处理液L3成为固体状态为止。由此，如图9的(b)所示，在凹部202内形成固体状态的加强材220a。例如处理液L3含有聚合物的情况下，通过使晶片W旋转干燥，处理液L3中含有的溶剂挥发，分散在溶剂中的大量的聚合物络合。由此，在凹部202内形成固体状态的加强材220a。如以上所述，显影单元U3的液供给部30c与旋转保持部20构成替换处理部。
通过执行步骤S04、S05，凹部202内的冲洗液210被替换为固体状态的加强材220a。这时，如图9的(b)的例子所示，也可以以填埋凹部202内的几乎全部空间的方式，在凹部202内形成加强材220a。作为一例，也可以以加强材220a的高度与凸部201的高度大致相等的程度，在凹部202内形成加强材220a。此外，加强材220a的高度不限定于图9的(b)的例子，凹部202内的至少一部分被加强材220a填满即可。另外，加强材220a也可以以超过凸部201的高度(凹部202的深度)的高度形成。在执行了步骤S05后，控制装置100控制输送装置A3，以将在凹部202内形成有加强材220a的晶片W输送到照射单元U5。
接着，控制装置100执行步骤S06。在步骤S06中，低分子化控制部103控制照射单元U5，以对加强材220a照射能量线。例如，低分子化控制部103控制照射部42，以对晶片W的整个表面Wa照射能量线。能量线的种类根据处理液L3的种类(加强材220a中含有的聚合物的种类)来决定。通过对加强材220a照射能量线，在加强材220a被维持为固体状态不变(加强材220a不变成液体状态)的情况下，加强材220a中含有的分子间的键合数减少。例如在加强材220a含有聚合物的情况下，聚合物的聚合度减少。作为一例，也可以为，加强材220a中含有的各聚合物被分解为具有比该聚合物的聚合度(例如数千～数万)少的聚合度(例如数十～数百)的多个聚合物。此外，加强材220a中含有的各聚合物也可以被分解为构成单位为1个的多个单体、构成单位为2个的多个二聚体、或者构成单位为3个的多个三聚体。
像这样，低分子化控制部103对晶片W实施低分子化处理，其通过对加强材220a照射能量线，一边将加强材220a维持为固体状态，一边使加强材220a中含有的分子间的键合数(例如聚合物的聚合度)减少。由此，如图9的(c)所示，在凹部202形成已实施了低分子化处理的加强材220a(以下称为“加强材220b”。)。低分子化控制部103在实施低分子化处理时，使加强材220a中含有的分子间的键合数减少至加强材220b比抗蚀剂图案200(凸部201)更容易升华的程度(变得容易升华的程度)即可。
此处，在本说明书中的“升华”是指，加强材220b从固体状态不经由液体状态而转变为气体状态。该“升华”不仅包括从固体状态向气体状态的状态变化(从固相向气相的变化)，也包括加强材220b伴随化学变化从固体状态转变为气体状态的情况。例如，伴随化学变化从固体状态转变为气体状态包括，通过对加强材220b实施使用等离子体的蚀刻处理，加强材220b被蚀刻的情况。此处的“容易升华度”的意思是，在用于使加强材220b升华的环境下的容易升华度(例如每单位时间升华的量)。例如，加强材220b比抗蚀剂图案200容易升华的状态是指，在用于蚀刻加强材220b的等离子体处理的条件下，与抗蚀剂图案200相比，加强材220b被更加蚀刻的状态。
图10中，示出了在处理液L3中包含含有聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物的情况下聚合物内的键合数(聚合度)的变化的情形。加强材220a中含有的各聚合物的聚合度由“L+M+N+…”(L、M、N为正整数)表示。在照射单元U5中通过对加强材220a照射能量线，作为将单体间键合的主链的“C-CH2”键的几个被切断。其结果是，在加强材220b中形成单体的构成单位为“L”的化合物(例如聚合度为“L”的聚合物)、单体的构成单位为“M”的化合物以及单体的构成单位为“N”的化合物等。例如，通过能量线的照射而形成聚合度减少了的多个聚合物的情况下，由于聚合度减少，物质从稳定的状态向更容易升华的性质变化。
在执行了步骤S06后，控制装置100控制输送装置A3，以将形成有加强材220b的晶片W输送到热处理单元U4。然后，控制装置100执行步骤S07。在步骤S07中，热处理控制部101控制热处理单元U4，以对通过供给显影液L1而实施了显影处理的晶片W，在规定的温度实施规定时间的热处理。然后，控制装置100控制输送装置A3以将实施了显影后的热处理的晶片W送回搁架单元U10，并控制输送装置A7和输送装置A1以将该晶片W送回承载器C内。之后，控制装置100控制输送机构19，以将承载器C内的晶片W输送到等离子体处理装置10。
接着，控制装置100执行步骤S08。在步骤S08中，蚀刻控制部104控制等离子体处理装置10，以对加强材220b实施使用等离子体的蚀刻处理。在步骤S08中，首先，以形成有抗蚀剂图案200的表面Wa朝向上方的方式，将晶片W载置在等离子体处理装置10的静电吸盘61。然后，蚀刻控制部104控制等离子体处理装置10，以从气体供给源79向处理容器68内供给等离子体生成用的处理气体。处理气体可以根据例如处理液L3中含有的聚合物的种类决定。之后，蚀刻控制部104控制电源部80，以由高频电源81和高频电源83对作为下部电极的基座63连续地施加高频电功率。由此，在上部电极73与静电吸盘61之间形成高频电场。
通过形成高频电场，在处理容器68内产生处理气体的等离子体，并利用该等离子体对加强材220b实施蚀刻处理。这时，因为对加强材220a实施低分子化处理而形成了加强材220b，加强材220b变成比抗蚀剂图案200容易升华的状态。因此，抗蚀剂图案200(凸部201)不被蚀刻，而加强材220b被蚀刻。由此，如图9的(d)所示，凹部202内的加强材220b升华而被除去。像这样，等离子体处理装置10构成使被实施了低分子化处理的加强材(加强材220b)升华而将其除去的除去部。通过以上，一连串显影处理流程结束。
通过进行步骤S04～步骤S08的处理，冲洗液210从晶片W的表面Wa上被除去。在该显影处理流程中，释放到晶片W的表面Wa上的冲洗液210暂时被替换为加强材220a(加强材220b)，加强材220b通过蚀刻被除去(升华)，由此冲洗液210从晶片W的表面Wa上被除去。观察凹部202内的状态，从容纳有液体(冲洗液210)的状态转变为容纳有固体(加强材220a、220b)的状态后，从容纳有固体的状态转变为容纳有气体(大气等)的状态。
[实施方式的效果]
以上所说明的本实施方式的基片处理方法包括：将在表面Wa形成有凹凸图案的晶片W的凹部202内的液体替换为固体状态的加强材220a的步骤；和对晶片W实施一边将加强材220a维持为固体状态，一边使加强材220a中含有的分子间的键合数减少的低分子化处理的步骤。
基片处理系统1包括：替换处理部，其将在表面Wa形成有凹凸图案的晶片W的凹部202内的液体替换为固体状态的加强材220a；和低分子化处理部，其对晶片W实施一边将加强材220a维持为固体状态，一边使加强材220a中含有的分子间的键合数减少的低分子化处理。
在该基片处理方法和基片处理系统1中，凹凸图案的凹部202内的液体被替换为固体状态的加强材220a，对该加强材220a实施低分子化处理。通过将加强材220a低分子化，可形成能够在保留凹凸图案的状态下除去加强材220a(加强材220b)的晶片W。通过除去加强材220b，物质从凹部202内被除去，因此冲洗液210等液体从凹部202被除去。
在将冲洗液210等液体从凹部内除去(干燥)时，进行使晶片W以规定的转速旋转利用离心力将液体甩落而将其除去的处理。在该情况下，在凹部202内，从容纳有液体(冲洗液)的状态向容纳有气体(大气)的状态转变。在该转变的过程中，有可能由于多个凹部202中的一部分的凹部中残留液体，图案(凸部201)因表面张力而倒塌。在本实施方式的基片处理方法和基片处理系统1中，在凹部202内没有进行从容纳有液体的状态向容纳有气体的状态的转变，因此不容易发生因在凹凸图案的一部分的凹部中残留有液体而导致的图案倒塌。即，该基片处理方法和基片处理系统1对图案倒塌的抑制是有效的。
在以上的实施方式中，在实施低分子化处理时，使加强材220a中含有的分子间的键合数减少至加强材220b比凹凸图案更容易升华的程度。在该情况下，可形成能够在保留凹凸图案的状态下，将加强材220b更可靠地除去的晶片W。
以上的实施方式的基片处理方法，还包括使被实施了低分子化处理的加强材(加强材220b)升华而将其除去的步骤。加强材220b由于被实施了低分子化处理，因此比凹凸图案更容易升华。因此，能够保留凹凸图案，而使加强材220b升华并被除去。在该方法中，在除去凹部202内的液体(使其干燥)时，由于凹部202内的物质按照液体、固体和气体的顺序转变，因此能够抑制由于从凹部202内容纳有液体的状态转变为容纳有气体的状态而导致的图案倒塌。
在以上的实施方式中，使加强材220b升华而将其除去的步骤包括对加强材220b实施使用等离子体的蚀刻处理的步骤。在该情况下，由于加强材220b被实施了低分子化处理，因此能够在保留凹凸图案的状态下，通过使用等离子体的蚀刻处理使固体状态的加强材220b升华。对加强材220b的使用等离子体的蚀刻处理由等离子体处理装置10进行。因此，不仅将抗蚀剂图案200作为掩模对晶片W进行蚀刻处理，对加强材220b的蚀刻处理也能够充分利用等离子体处理装置10，因此能够实现基片处理系统1的结构的简单化。
在以上的实施方式中，替换为加强材220a的步骤包括：通过对晶片W的表面Wa供给处理液L3，将凹部202内的液体替换为该处理液L3的步骤；和使处理液L3干燥而在凹部202内形成加强材220a的步骤。在该情况下，容易使凹部202内的状态从容纳有液体的状态转变为容纳有固体的状态。
在以上的实施方式中，凹凸图案包含多个凹部202。对晶片W的表面Wa供给处理液L3的步骤，包括在多个凹部202内分别残留有液体的状态下，开始对晶片W的表面Wa的处理液L3的供给的步骤。在该情况下，在多个凹部202的一部分中残留液体的可能性降低，能够抑制由从凹部202内的液体(例如、冲洗液210)向处理液L3的替换导致的图案倒塌。
在以上的实施方式中，加强材220a(处理液L3)包含含有聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、紫外线固化树脂和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一者的聚合物。在该情况下，加强材220b中含有的聚合物的聚合度比加强材220a中含有的聚合物的聚合度减少。由于因聚合度减少而物质变成容易反应的状态，因此能够在凹凸图案不发生反应的条件下，使加强材220a反应(升华)而将其除去。
也考虑供给含有聚合度较小的容易反应的聚合物的处理液的情况，但是这样的处理液是不稳定的状态，包括供给前和供给后，该处理液的处理较为困难。在上述实施方式中，通过从聚合度较大的聚合物(例如聚合度为数千～数万)分解为聚合度较小的聚合物(例如聚合度为数十至数百)，在供给时处理液的处理变得容易。另外，在使处理液干燥时，聚合度较大的聚合物彼此交缠形成固体状态的加强材220a，因此使凹部202内的物质从液体转变为固体是容易的。此外，根据处理液中含有的物质的种类，在凸部201的表面形成薄膜，也存在能够降低抗蚀剂图案200的粗糙度的可能性。
以上，对一个实施方式进行了说明，但本发明不一定限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
(变形例1)
在低分子化处理中，也可以除了施加能量线之外还将热能供给晶片W。控制装置100也可以在步骤S06的处理中，除了照射能量线之外，还对加强材220a施加热能，由此对加强材220a实施低分子化处理。例如，也可以为，低分子化控制部103通过在照射单元U5中使晶片W载置在后述的热板43上并对该晶片W加热，对加强材220a施加热能。在该情况下，也可以为，照射单元U5还具有加热部41(低分子化处理部)(参照图4)。
加热部41对在抗蚀剂图案200的凹部202内形成的加强材220a进行加热。随着加强材220a的加热，抗蚀剂图案200(凸部201)也被加热。例如加热部41具有热板43和升降机构44。热板43支承水平地配置的晶片W，是用于加热该晶片W的板状的加热部件。例如热板43内置有多个加热器作为热源。作为加热器的具体例，能够举例电热线式的加热器等。
升降机构44使晶片W在热板43之上升降。例如升降机构44具有多个(例如3根)升降销45和升降驱动部46。多个升降销45以贯通热板43的方式向上方突出。升降驱动部46使多个升降销45升降，使其前端部突出和没入于热板43的上部。由此，能够使晶片W在热板43上升降。
也可以为，低分子化控制部103控制加热部41，以在利用升降驱动部46使升降销45下降了的状态下，利用热板43加热晶片W。另外，也可以为，低分子化控制部103控制照射部42，以在通过驱动升降驱动部46使晶片W上升了的状态(接近照射部42的状态)下，向表面Wa照射能量线。此外，加热部41和照射部42不必一定作为一个单元构成，也可以作为相互独立的单元构成。
(变形例2)
在低分子化处理中，也可以代替能量线而对晶片W供给热能。控制装置100(低分子化控制部103)也可以对晶片W供给热能来代替能量线的照射，由此对加强材220a实施低分子化处理。在该情况下，在照射单元U5中也可以省略照射部42。或者，控制装置100也可以代替上述的照射单元U5而在热处理单元U4中对加强材220a供给热能，由此进行低分子化处理。此外，控制装置100控制热处理单元U4，以使显影后的热处理和低分子化处理并行地进行。
当对包含含有聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物的加强材220a供给热能时，与照射能量线的情况同样，“C-CH2”键的一部分被切断，由此分子间的键合数减少(参照图10)。像这样，通过供给热能而形成分子间的键合数减少了的多个化合物，物质从稳定的状态向更容易升华的性质变化。
在以上的变形例1、变形例2和上述实施方式中，凹凸图案是通过对进行了曝光处理的抗蚀剂膜R实施显影处理而形成的抗蚀剂图案200。低分子化处理包括对抗蚀剂图案200和加强材220a供给热能和能量线中的至少一者的处理。在该情况下，在用冲洗液L2冲洗用于进行显影的显影液L1时，能够抑制因该冲洗液L2的除去而导致的图案倒塌。
(变形例3)
为了使加强材升华，也可以代替使用等离子体的蚀刻处理或者在其基础上，将晶片W放置在被减压了的空间。控制装置100也可以在步骤S08的处理中，代替使用等离子体的蚀刻处理，而通过将形成有加强材220b的晶片W放置在等离子体处理装置10的处理容器68内，使该加强材220b升华(蒸发)。即，控制装置100也可以进行通过将晶片W放置在被减压了的空间来使加强材220b升华的处理。或者，控制装置100也可以通过将晶片W放置在等离子体处理装置10的被减压了的空间(处理容器68内)中来使加强材220b的一部分升华，在此基础之上通过使用等离子体的蚀刻处理，使加强材220b的剩余部分升华。在这些情况下，不仅由于将抗蚀剂图案200作为掩模对晶片W进行蚀刻处理，对加强材220b的蚀刻处理中也能够充分利用等离子体处理装置10，因此能够实现基片处理系统1的结构的简单化。
基片处理系统1也可以代替等离子体处理装置10，而具有能够形成被减压了的空间(实质上为真空状态的空间)的减压单元(除去部)，也可以利用该减压单元进行加强材220b的除去。该减压单元也可以设置在涂敷显影装置2内。该情况下，在涂敷显影装置2中也可以进行上述显影处理流程的全部。在减压空间中使加强材220b升华的情况下，控制装置100在步骤S06的低分子化处理中使分子间的键合数(例如聚合物的聚合度)减少，以使得在低分子化处理后将晶片W放置于减压空间时，加强材220b变成与抗蚀剂图案200相比更容易升华的状态。
变形例3的基片处理方法中，使加强材220b升华而将其除去的步骤，包括通过将晶片W放置在被减压了的空间而使加强材220b升华的步骤。由于加强材220b被实施了低分子化处理，因此通过将晶片W放置在被减压了的空间，能够在保留凹凸图案的状态下，而使固体状态的加强材220b不经由液体状态地蒸发。
(变形例4)
也可以使用含有随着低分子化处理中的能量线的照射或者加热而促进交联的交联剂的抗蚀剂膜R。在该情况下，在步骤S06中，对晶片W的整个表面Wa照射能量线时、或者将整个晶片W加热时，对加强材220a实施低分子化处理，并且在从抗蚀剂膜R形成的凸部201内促进交联反应，该凸部201固化。
在该变形例4的基片处理方法中，抗蚀剂图案200根据低分子化处理中的热能和能量线中的至少一者的供给而含有促进交联的交联剂。在该情况下，伴随着用于实施低分子化处理的能量线或者热能的供给而凸部201固化。因此，加强材220b与抗蚀剂图案200之间的选择比(对比度)提高，容易一边保留抗蚀剂图案200，除去凹部202内的加强材220b。另外，用于低分子化处理的能量的供给也能够有效地用于凸部201的固化。
(变形例5)
在使用负型抗蚀剂图案的情况下，也可以进行除了使加强材内的分子间的键合数减少之外，还以抗蚀剂图案的蚀刻耐性的提高为目的的低分子化处理。该所谓“蚀刻耐性”是指，抗蚀剂图案200(凸部201)的难以磨损的程度和难以侵蚀的程度。通过在低分子化处理中蚀刻耐性提高，与不执行该低分子化处理的情况相比，在低分子化处理后的蚀刻处理中，能够抑制凸部201的磨损和侵蚀的进展(例如，被蚀刻的量减少)。作为低分子化处理后的上述蚀刻处理的一例，能够举例用于使加强材升华的蚀刻处理和将抗蚀剂图案200作为掩模的晶片W的蚀刻处理等。另外，认为在显影处理时，即使作为有机溶剂的显影液侵入到抗蚀剂图案200的表层部分而发生软化的情况下，由于在低分子化处理中被供给的能量，该表层中软化了的部分也固化。
以下，参照图11的(a)～图13，详细地说明变形例5的基片处理流程的一例。在变形例5的基片处理流程中，控制装置100控制涂敷显影装置2，以执行与上述的包括显影处理流程(参照图8)的基片处理同样的处理。
在图11的(a)中示出了曝光处理的情形。在该曝光处理中，进行从曝光用的光源221向形成晶片W的表面Wa上的抗蚀剂膜R的能量线的照射(曝光)。在曝光处理中，在光源221与晶片W之间，配置用于遮挡能量线的照射的掩模222。在掩模222设置有与抗蚀剂膜R中的要除去的预定部分对应的开口222a。在该情况下，对抗蚀剂膜R中的开口222a的正下方的区域Ra(从与表面Wa正交的方向观察表面Wa时与开口222a重叠的区域)照射能量线。另外，由于光的扩散性或者掩模222的尺寸误差等，导致在区域Ra的周边的区域Rb中也被照射微量的能量线。在该情况下，对区域Rb，在显影处理中被照射该区域不被除去的程度的量的能量线。
在进行了曝光处理后，控制装置100与上述的步骤S02同样地，控制显影单元U3，以对实施了曝光处理后的抗蚀剂膜R供给显影液L1。通过对抗蚀剂膜R供给显影液L1，在曝光处理中被照射了曝光用的能量线的区域Ra(被充分地曝光了的区域)被除去。由此，与上述显影处理流程同样地，在表面Wa形成具有多个凸部201A和多个凹部202A的抗蚀剂图案200A。虽然被照射了曝光用的能量线，但其照射量不充分的区域Rb没有被显影液L1除去而保留，形成凸部201A的表面(包含表面的部分)。例如如图11的(b)所示，区域Rb在凸部201A中形成侧面和与该侧面连接的上表面的一部分。
在形成了抗蚀剂图案200A后，控制装置100与上述的步骤S03、S04同样地，依次执行对晶片W的表面Wa的冲洗液L2的供给和处理液L3的供给。如图12的(a)所示，通过供给冲洗液L2，在凹部202A内的显影液L1被替换为冲洗液L2时，表面Wa上的冲洗液L2的高度可以是凸部201A的高度以上。即，冲洗液L2的上表面与表面Wa之间的距离也可以是凸部201A的上表面与晶片W之间的距离以上。另外，通过供给处理液L3，凹部202A内的冲洗液L2被替换为处理液L3，并且在处理液L3成为固体状态之前，表面Wa上的处理液L3的高度也可以是凸部201A的高度以上。通过使冲洗液L2或者处理液L3的高度为凸部201A的高度以上，在晶片W的整个表面Wa中成为各凹部202A的全部空间被液体填满的状态。因此，能够抑制由相邻的凹部202A间的液体的充填量的不均(表面张力之差)而导致的图案倒塌。
在凹部202A内被替换为处理液L3后，控制装置100与步骤S05同样地，控制显影单元U3以在凹部202A内形成加强材220a。这时，在凹部202A内形成的加强材220a的高度也可以比凸部201A高。加强材220a的上表面的高度位置(在加强材220a形成前的处理液L3的上表面的高度位置)也可以被设定为在下一处理中要照射的能量线能够到达凸部201A的程度。
在凹部202A内形成了加强材220a后，控制装置100可以与步骤S06同样地，控制照射单元U5以对抗蚀剂图案200(凸部201A)和加强材220a供给能量线。通过供给该能量线，可以使加强材220a中含有的分子间的键合数减少，并且使包括抗蚀剂图案200A(凸部201A)的表面的区域Rb的蚀刻耐性提高。
图12的(b)所示的照射部42构成为能够对凸部201A的区域Rb和加强材220a这两者照射能量线。从照射部42照射的能量线的种类被预先设定为，能够减少加强材220a中含有的分子间的键合数，并且能够使区域Rb的蚀刻耐性提高的方式预先设定。例如，设定从照射部42照射的能量线的种类，以使得在抗蚀剂膜R(凸部201A)内能够发生与通过照射曝光用的能量线而导致的化学反应不同的化学反应。通过对加强材220a供给能量线，形成被实施了低分子化处理的加强材(加强材220b)，通过对区域Rb供给能量线，区域Rb的蚀刻耐性提高。也可以为，图12的(b)所示的照射部42也向相对于与表面Wa正交的方向倾斜的方向照射能量线，以使得从光源照射的能量线也到达凸部201A的侧面(区域Rb中的构成侧面的部分)的下部。
另外，也可以为，控制装置100控制照射单元U5等，以代替能量线的照射或者在此基础上，对形成于凹部202A内的加强材220a和抗蚀剂图案200A(凸部201A)供给热能。也可以通过供给该热能，使加强材220a内的分子间的键合数减少，并且区域Rb的蚀刻耐性提高。
在凹部202A内形成了加强材220b后，控制装置100与步骤S08同样地，控制等离子体处理装置10等以除去加强材220b。由此，如图13所示，在表面Wa上形成从凹部202A内除去了液体和固体的状态的抗蚀剂图案200A。由于区域Rb的蚀刻耐性提高，因此在该步骤S08的处理中、或者在显影处理流程后进行的晶片W的蚀刻处理中，能够抑制区域Rb的磨损和侵蚀的进展。
在以上的变形例5的基片处理方法中，显影处理包括通过将抗蚀剂膜R中的在曝光处理中被曝光了的区域Ra除去而形成抗蚀剂图案200A的步骤。该基片处理方法在低分子化处理中，使加强材220a中含有的分子间的键合数减少并且使包含抗蚀剂图案200A的表面的区域Rb的蚀刻耐性提高。在蚀刻处理中，凸部中的被稍微照射了曝光用的能量线的部分会发生磨损或者侵蚀，存在使用抗蚀剂图案的蚀刻的精度降低的可能性。对此，在上述方法中，由于区域Rb的蚀刻耐性提高，因此能够防止由凸部201A的被稍微曝光了的部分膨润导致的蚀刻精度的降低。
(变形例6)
也可以使用含有通过供给能量线或者热能而发生脱水缩合反应的材料的抗蚀剂图案。该含有发生脱水缩合反应的材料的抗蚀剂图案(以下称为“抗蚀剂图案200B”。)，也可以含有金属以提高蚀刻耐性。也可以为，关于抗蚀剂图案200B，用于形成该图案的显影处理的结果是，具有与晶片W的周围的温度相比更容易受到水分影响的性质。抗蚀剂图案200B也可以与变形例5的抗蚀剂图案200A同样地是负型。
在图14中示出了形成包括多个凸部201B和多个凹部202B的抗蚀剂图案200B，之后在凹部202B形成有加强材220a的状态的表面Wa的情形。在凹部202B内形成的加强材220a的高度可以与凸部201B的高度相同程度，也可以凸部201B的上表面露出。控制装置100控制包括照射部42的照射单元U5，以对抗蚀剂图案200B(凸部201B)和加强材220a照射能量线。由于凸部201B的上表面露出，向凸部201B的能量线的照射变得容易。
另外，也可以为，控制装置100控制照射单元U5等，以代替能量线或者在此基础上对抗蚀剂图案200B(凸部201B)和加强材220a供给热能。通过对抗蚀剂图案200B(凸部201B)供给能量线或者热能，在抗蚀剂图案200B(凸部201B)内促进基于脱水缩合的交联，其结果是凸部201B固化。
在以上的变形例6的基片处理方法中，抗蚀剂图案200B含有通过在低分子化处理中被供给热能和能量线中的至少一者，促进基于脱水缩合的交联的材料。在该情况下，伴随用于实施低分子化处理的能量线或者热能的供给，凸部201B固化。因此，加强材220b与抗蚀剂图案200B之间的选择比(对比度)提高，容易一边保留抗蚀剂图案200B，一边除去凹部202B内的加强材220b。另外，在凸部201B的固化中也能够有效利用用于低分子化处理的能量的供给。
(其它变形例)
显影单元U3在将凹部202内的冲洗液替换为固体状态的加强材时，也可以不使凹部202内的冲洗液干燥(不将凹部202内清空)，而将冲洗液替换为加强材。例如显影单元U3也可以将含有聚合物的粉末状的物质供给到表面Wa上的冲洗液，在使固形物沉淀后除去冲洗液。或者，显影单元U3也可以使含有聚合物的粉末状的物质溶解于表面Wa上的冲洗液中，使溶解有该物质的冲洗液干燥，由此使冲洗液固化。
形成在凹部202内的加强材220a、220b的高度可以与抗蚀剂图案200(凸部201)为相同程度，也可以比凸部201低。加强材220a、220b的高度也可以比凸部201高。在该情况下，位于凹部202内的加强材220a(加强材220b)彼此可以在比凸部201靠上方处通过膜状的加强材相互连接。加强材220a、220b填埋凹部202内的至少一部分即可。
基片处理系统1只要具有将凹部202内的液体替换为固体状态的加强材的替换处理部、对加强材实施低分子化处理的低分子化处理部以及能够控制它们的控制装置即可，可以是任意的结构。在基片处理系统1中，等离子体处理装置10也可以设置于涂敷显影装置2内。
作为处理对象的基片不限于半导体晶片，可以是例如玻璃基片、掩模基片、FPD(Flat Panel Display：平板显示器)等。
附图标记说明
1……基片处理系统，2……涂敷显影装置，U3……显影单元，U5……照射单元，10……等离子体处理装置，200、200A、200B……抗蚀剂图案，201、201A、201B……凸部，202、202A、202B……凹部，220a、220b……加强材，W……晶片，Wa……表面。

Claims (13)

1.一种基片处理方法，其特征在于，包括：
将在表面形成有凹凸图案的基片的凹部内的液体替换为固体状态的加强材的步骤；和
对所述基片实施低分子化处理的步骤，其中，所述低分子化处理一边将所述加强材维持为固体状态，一边使所述加强材中含有的分子间的键合数减少。
2.如权利要求1所述的基片处理方法，其特征在于：
在实施所述低分子化处理时，使所述加强材中含有的分子间的键合数减少至所述加强材比所述凹凸图案更容易升华的程度。
3.如权利要求1或2所述的基片处理方法，其特征在于：
还包括使被实施了所述低分子化处理的所述加强材升华而将其除去的步骤。
4.如权利要求3所述的基片处理方法，其特征在于：
所述使加强材升华而将其除去的步骤，包括通过将所述基片放置在被减压了的空间而使所述加强材升华的步骤。
5.如权利要求3或4所述的基片处理方法，其特征在于：
所述使加强材升华而将其除去的步骤，包括对所述加强材实施使用等离子体的蚀刻处理的步骤。
6.如权利要求1～5中任一项所述的基片处理方法，其特征在于：
所述替换为加强材的步骤包括：
通过对所述基片的表面供给处理液，将所述凹部内的液体替换为该处理液的步骤；和
使所述处理液干燥而在所述凹部内形成所述加强材的步骤。
7.如权利要求6所述的基片处理方法，其特征在于：
所述凹凸图案包含多个所述凹部，
所述对基片的表面供给所述处理液的步骤，包括在多个所述凹部内分别残留有液体的状态下，开始对所述基片的表面供给所述处理液的步骤。
8.如权利要求1～7中任一项所述的基片处理方法，其特征在于：
所述凹凸图案是通过对进行了曝光处理的抗蚀剂膜实施显影处理而形成的抗蚀剂图案，
所述低分子化处理包括对于所述抗蚀剂图案和所述加强材供给热能和能量线中的至少一者的步骤。
9.如权利要求8所述的基片处理方法，其特征在于：
所述抗蚀剂图案含有通过在所述低分子化处理中被供给热能和能量线中的至少一者，能够促进基于脱水缩合的交联的材料。
10.如权利要求8或9所述的基片处理方法，其特征在于：
所述显影处理包括通过将所述抗蚀剂膜中的在所述曝光处理中被曝光了的区域除去，来形成所述抗蚀剂图案的步骤，
在所述低分子化处理中，使所述加强材中含有的分子间的键合数减少并且使包含所述抗蚀剂图案的表面的区域的蚀刻耐性提高。
11.如权利要求8所述的基片处理方法，其特征在于：
所述抗蚀剂图案含有随着所述低分子化处理中的热能和能量线中的至少一者的供给而促进交联的交联剂。
12.如权利要求1～11中任一项所述的基片处理方法，其特征在于：
所述加强材包含聚合物，所述聚合物含有聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、紫外线固化树脂和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一者。
13.一种基片处理装置，其特征在于，包括：
替换处理部，其将在表面形成有凹凸图案的基片的凹部内的液体替换为固体状态的加强材；和
对所述基片实施低分子化处理的低分子化处理部，其中，所述低分子化处理一边将所述加强材维持为固体状态、一边使所述加强材中含有的分子间的键合数减少。
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