TW202040670A - 基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

在基板處理方法中處理具有圖案(PT)的基板(W)，該圖案(PT)係包含複數個構造物(63)。基板處理方法係包含：工序(S1)，係對複數個構造物(63)執行非液體所為之預定處理，從而將複數個構造物(63)各者的表面(62)的親水性增大成比執行預定處理之前還大；以及工序(S3)，係在用以增大親水性之工序(S1)之後，朝複數個構造物(63)供給處理液。

Description

基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置
本發明係有關於一種基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置。
專利文獻1所記載之基板處理裝置係對基板進行有機物的去除處理。於基板的表面形成有複數個細微構造物。細微構造物係在基板被搬入至基板處理裝置之前的工序所形成。例如，對形成有阻劑圖案(resist pattern)的基板供給藥液並進行蝕刻處理，藉此於基板的表面形成有複數個細微構造物。並且，在蝕刻處理之後進行清洗(rinse)處理、撥水化處理以及乾燥處理。清洗處理為用以對基板供給純水並沖流藥液之處理。乾燥處理為用以使基板在水平面旋轉從而使基板乾燥之處理。在乾燥途中，細微構造物會因為純水的表面張力而崩壞。
為了抑制細微構造物的崩壞，在乾燥處理之前進行撥水化處理。撥水化處理為下述處理：將包含撥水劑的處理液供給至基板的表面，於細微構造物的表面形成撥水膜(有機物)。藉由撥水化處理，能降低作用至細微構造物之純水的表面張力，並能抑制乾燥處理中的細微構造物的崩壞。另一方面，以半導體製品而言不需要撥水膜(有機物)。因此，期望在乾燥處理之後去除撥水膜(有機物)。
因此，基板處理裝置係對基板照射紫外線並進行撥水膜(有機物)的去除處理。具體而言，紫外線作用至存在於基板的撥水膜(有機物)，將撥水膜(有機物)分解並去除。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-166183號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而，在專利文獻1所記載之基板處理裝置中，僅不過是在蝕刻後對基板照射紫外線並去除有機物。
換言之，由於在蝕刻後對基板照射紫外線，因此紫外線的功效不會對蝕刻造成影響。進一步換言之，由於在處理液所為之處理後對基板照射紫外線，因此紫外線的功效不會對處理液所為之處理造成影響。
另一方面，形成於基板的圖案係進一步地被細微化。亦即，在基板的表面中，複數個細微構造物的相互間的空間係進一步地狹窄化。因此，會有基板的表面張力(表面自由能量)抑制處理液浸入至複數個細微構造物的相互間的空間之可能性。結果，會在基板中產生處理液已充分地浸透之部分以及處理液未充分地浸透之部分。因此，會有於處理液所為之複數個細微構造物的處理結果發生偏差之可能性。
本發明係有鑑於上述課題而研創，目的在於提供一種能在基板中促進處理液浸入至複數個構造物的相互間的空間之基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置。 [用以解決課題之手段]
依據本發明的態樣之一，在基板處理方法中處理具有圖案的基板，前述圖案係包含複數個構造物。基板處理方法係包含下述工序：對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大；以及在用以增大親水性之前述工序之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
較佳為，本發明的基板處理方法係進一步包含下述工序：在用以增大親水性之前述工序之前，朝複數個前述構造物供給用以從前述基板去除氧化物之去除液。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射紫外線之處理。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射電漿之處理。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物供給氧或者氧的同素異形體(allotrope)之處理。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，前述處理液係溶解存在於複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的空間的氣體。
較佳為，本發明的基板處理方法係進一步包含下述工序：在用以供給前述處理液之前述工序之後朝複數個前述構造物供給疏水化劑，從而將複數個前述構造物各者的表面的疏水性增大成比供給前述疏水化劑之前還大；以及在用以增大疏水性之前述工序之後，乾燥前述基板。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的距離係滿足預定條件。較佳為，前述預定條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之前，與前述處理液相同的處理液無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，前述預定條件係包含第一條件以及第二條件。較佳為，前述第一條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之前，藉由毛細管現象，與前述處理液相同的處理液係無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。前述第二條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之後，藉由毛細管現象，前述處理液係能浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
較佳為，在本發明的基板處理方法中，在用以增大親水性之前述工序中對複數個前述構造物執行前述預定處理，從而將複數個前述構造物各者所具有的凹部的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大。較佳為，前述凹部係相對於前述構造物的側壁面沿著與前述構造物延伸的方向交叉之方向凹陷。
依據本發明的其他的態樣，在半導體製造方法中處理具有包含複數個構造物的圖案的半導體基板並製造屬於處理後的前述半導體基板之半導體。半導體製造方法係包含下述工序：對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大；以及在用以增大親水性之前述工序之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
依據本發明的另一個其他的態樣，基板處理裝置係處理具有圖案的基板，前述圖案係包含複數個構造物。基板處理裝置係具備親水處理部以及處理液供給部。親水處理部係對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大。處理液供給部係在已增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
較佳為，本發明的基板處理裝置係進一步包含去除液供給部。較佳為，去除液供給部係在增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，朝複數個前述構造物供給用以從前述基板去除氧化物之去除液。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射紫外線之處理。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射電漿之處理。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述預定處理為用以對複數個前述構造物供給氧或者氧的同素異形體之處理。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述處理液係溶解存在於複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的空間的氣體。
較佳為，本發明的基板處理裝置係進一步包含疏水處理部以及乾燥處理部。較佳為，疏水處理部係在已朝複數個前述構造物供給前述處理液之後朝複數個前述構造物供給疏水化劑，從而將複數個前述構造物各者的表面的疏水性增大成比供給前述疏水化劑之前還大。乾燥處理部係在已增大複數個前述構造物各者的表面的疏水性之後，乾燥前述基板。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的距離係滿足預定條件。較佳為，前述預定條件係表示：在用以增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，與前述處理液相同的處理液無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述預定條件係包含第一條件以及第二條件。較佳為，前述第一條件係表示：在用以增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，藉由毛細管現象，與前述處理液相同的處理液係無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。前述第二條件係表示：在已增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之後，藉由毛細管現象，前述處理液係能浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
較佳為，在本發明的基板處理裝置中，前述親水處理部係對複數個前述構造物執行前述預定處理，從而將複數個前述構造物各者所具有的凹部的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大。較佳為，前述凹部係相對於前述構造物的側壁面沿著與前述構造物延伸的方向交叉之方向凹陷。 [發明功效]
依據本發明，能提供一種能在基板中促進處理液浸入至複數個構造物的相互間的空間之基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置。
以下，一邊參照圖式一邊說明本發明的實施形態。此外，針對圖式中相同或者相當的部分附上相同的元件符號並不重複說明。此外，在本發明的實施形態中，X軸、Y軸以及Z軸係彼此正交，X軸以及Y軸係與水平方向平行，Z軸係與鉛直方向平行。此外，為了圖式的簡化，適當地省略用以顯示剖面之斜線。
[實施形態一] 參照圖1至圖7說明本發明的實施形態一的基板處理裝置100。基板處理裝置100係藉由處理液處理基板W。以下將處理液記載成「處理液LQ」。基板W係例如為半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED；Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板或者太陽電池用基板。基板W係例如為略圓板狀。在以下的實施形態一的說明中，基板W為半導體基板。
首先，參照圖1說明基板處理裝置100。圖1係顯示基板處理裝置100之示意性的俯視圖。如圖1所示，基板處理裝置100係具備索引單元(indexer unit)U1、處理單元U2以及控制單元U3。索引單元U1係包含複數個基板收容器C以及索引機器人(indexer robot)IR。處理單元U2係包含複數個處理裝置200、搬運機器人CR以及接取傳遞部PS。
基板收容器C係分別層疊並收容負數片基板W。索引機器人IR係從複數個基板收容器C中的某一個基板收容器C取出未處理的基板W，並將基板W傳遞至接取傳遞部PS。接著，於接取傳遞部PS載置有從基板收容器C取出的基板W。搬運機器人CR係從接取傳遞部PS接取未處理的基板W，並將基板W搬入至複數個處理裝置200中的某一個處理裝置200。
接著，處理裝置200係處理未處理的基板W。處理裝置200為用以逐片地處理基板W之葉片型。處理裝置200係藉由處理液LQ處理基板W。
在處理裝置200進行處理後，搬運機器人CR係從處理裝置200取出處理完畢的基板W並將基板W傳遞至接取傳遞部PS。並且，於接取傳遞部PS載置有經過處理裝置200處理過的基板W。索引機器人IR係從接取傳遞部PS接取處理完畢的基板W並將基板W收容於複數個基板收容器C中的某一個基板收容器C。
控制裝置U3係控制索引單元U1以及處理單元U2。控制裝置U3係包含電腦。具體而言，控制裝置U3係包含如CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)般的處理器(processor)以及記憶裝置。記憶裝置係記憶資料以及電腦程式。記憶裝置係包含如半導體記憶體般的主記憶裝置以及如半導體記憶體以及／或者硬碟機(hard disk drive)般的輔助記憶裝置。記憶裝置亦可包含可移媒體(removable media)。控制裝置U3的處理器係執行控制裝置U3的記憶裝置所記憶的電腦程式並控制索引單元U1以及處理單元U2。
接著，參照圖2中的(a)以及圖2中的(b)說明基板W。圖2中的(a)係顯示基板W的一例之示意性的剖視圖。在圖2中的(a)中放大地顯示基板W的表面的一部分。如圖2中的(a)所示，基板W係具有基板本體61以及圖案PT。基板本體61係由矽所形成。圖案PT係例如為細微圖案。圖案PT係包含複數個構造物63。構造物63係例如為細微構造物。
複數個構造物63各者係沿著第一方向D1延伸。第一方向D1係表示與基板本體61的表面61a交叉之方向。在實施形態一中，第一方向D1係表示與基板本體61的表面61a略正交之方向。構造物63的表面62係具有側壁面63a以及頂壁面63b。
複數個構造物63各者係由單層或者複數層所構成。在構造物63由單層所構成之情形中，構造物63為絕緣層、半導體層或者導體層。在構造物63由複數層所構成之情形中，構造物63係可包含絕緣層，亦可包含半導體層，亦可包含導體層，亦可包含絕緣層、半導體層以及導體層中的兩種以上。
絕緣層係例如為氧化矽膜或者氮化矽膜。半導體層係例如為多晶矽膜(poly silicon film)或者非晶矽膜(amorphous silicon film)。導體層係例如為金屬膜。金屬膜係例如為包含鈦、鎢、銅以及鋁中的至少一者之膜。
圖2中的(b)係顯示基板W的另一例之示意性的剖視圖。在圖2中的(b)中放大地顯示基板W的表面的一部分。如圖2中的(b)所示，複數個構造物63各者係具有至少一個凹部65。在圖2中的(b)的例子中，複數個構造物63各者係具有複數個凹部65。複數個凹部65各者係相對於構造物63的側壁面63a沿著與構造物63所延伸的方向交叉之方向凹陷。在實施形態一中，構造物63所延伸的方向係與第一方向D1略平行。具體而言，複數個凹部65各者係沿著第二方向D2凹陷。第二方向D2係表示沿著基板本體61的表面61a之方向。具體而言，第二方向D2係表示與第一方向D1交叉之方向。在實施形態一中，第二方向D2係表示與第一方向D1略正交之方向。
接著，參照圖3說明基板處理裝置100所含有的親水處理裝置1。圖3係顯示親水處理裝置1之示意性的剖視圖。親水處理裝置1係相當於「親水處理部」的一例。親水處理裝置1係例如配置於圖1所示的接取傳遞部PS。此外，親水處理裝置1的設置位置並未特別限定。例如，親水處理裝置1亦可包含於基板處理裝置100，以取代包含於圖1所示的複數個處理裝置200中的一個處理裝置200。
親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63執行非液體所為之預定處理，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。所謂親水性係表示液體相對於固體表面之容易附著性的程度。親水性愈大則液體愈容易附著於固體表面。亦即，親水性愈大則固體表面愈容易濕潤。親水性係能藉由接觸角CA來表示。所謂接觸角CA係固體表面與液體以及氣體接觸時在三相所接觸的交界中液體面作為固體面之角度。接觸角CA愈小則親水性愈大。接觸角CA愈小則固體的表面張力愈大。親水性愈大則固體的表面張力愈大。「非液體」係表示電磁波或者不是液體的物質。「電磁波」係例如為光。「不是液體的物質」係例如為電漿或者氣體。在本篇說明書中，「預定處理」係表示「非液體所為之預定處理」。「非液體所為之預定處理」係表示「使用了非液體的處理」。
尤其，在實施形態一中，在對基板W供給處理液LQ之前親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63執行預定處理，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。因此，能將構造物63的表面62的表面張力增大成比執行預定處理之前還大。結果，能在藉由處理液LQ處理基板W時在基板W中促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP。
當能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP時，能遍及基板W整體地使處理液LQ均勻地且迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP。因此，能抑制於處理液LQ所為之複數個構造物63的處理結果產生參差不齊。例如，在處理液LQ為蝕刻液之情形中，能抑制於複數個構造物63的蝕刻結果產生參差不齊。此外，由於能使處理液LQ迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP，因此能藉由處理液LQ有效地處理複數個構造物63。例如，在處理液LQ為蝕刻液之情形中，能有效地蝕刻複數個構造物63。
此外，只要圖2中的(a)所示的構造物63的表面62中之至少側壁面63a的親水性增大成比執行預定處理之前還大即可。此外，在實施形態一中，例如，在執行預定處理之前，基板W係被乾燥。「乾燥」係表示從基板W去除液體。
此外，關於圖2中的(b)所示的基板W，在對基板W供給處理液LQ之前，親水處理裝置1係對複數個構造物63執行預定處理，從而將複數個構造物63各者的側壁面63a以及頂壁面63b的親水性與複數個構造物63各者所具有的凹部65的表面的親水性增大成比執行預定處理之前還大。因此，在藉由處理液LQ處理基板W時，在基板W中不僅能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP，亦能促進處理液LQ浸入至複數個凹部65各者。結果，能使處理液LQ迅速地浸透至凹部65，而能藉由處理液LQ有效地處理凹部65。
此外，圖2中的(b)所示的構造物63的表面62係包含凹部65的表面。而且，只要構造物63的表面62中之側壁面63a的親水性與凹部65的表面的親水性增大成比執行預定處理之前還大即可。
在以下的說明中，會有將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大之情形稱為「親水化」之情形。此外，「浸透」係表示處理液LQ浸入至構造物63的相互間的空間SP並到達至基板本體61的表面61a或者表面61a附近。
尤其，在實施形態一中，預定處理係指用以對基板W的複數個構造物63照射紫外線之處理。亦即，親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63照射紫外線，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。由於紫外線的能量比可視光線的能量還大，因此能有效地將構造物63的表面62親水化。
具體而言，如圖2所示，親水處理裝置1係包含紫外線照射部3、基板保持部5、收容部7、複數個氣體供給部10、排氣部11、移動機構13以及旋轉機構15。
基板保持部5係保持基板W。具體而言，基板保持部5係一邊水平地保持基板W一邊使基板W繞著基板保持部5的旋轉軸線AX1旋轉。旋轉軸線AX1係與鉛直方向略平行並通過基板W的中心。更具體而言，基板保持部5係包含自轉基座(spin base)51以及複數個夾具(chuck)構件53。複數個夾具構件53係沿著旋轉軸線AX1的周圍的周方向設置於自轉基座51。複數個夾具構件53係以水平的姿勢保持基板W。自轉基座51係略圓板狀或者略圓柱狀，以水平的姿勢支撐複數個夾具構件53。當自轉基座51繞著旋轉軸線AX1旋轉時，被複數個夾具構件53保持的基板W係繞著旋轉軸線AX1旋轉。
移動機構13係使基板保持部5沿著鉛直方向移動。具體而言，移動機構13係使基板保持部5在第一位置與第二位置之間往復移動。第一位置係表示基板保持部5接近紫外線照射部3之位置。在圖2中顯示位於第一位置的基板保持部5。第二位置係表示基板保持部5遠離紫外線照射部3之位置。第一位置為對基板W進行使用了紫外線的處理時之基板保持部5的位置。第二位置為進行基板W的授受時之基板保持部5的位置。移動機構13係例如包含滾珠螺桿(ball screw)機構。
旋轉機構15係使基板保持部5繞著旋轉軸線AX1旋轉。結果，被基板保持部5保持的基板W係繞著旋轉軸線AX1旋轉。旋轉機構15係例如包含馬達。
紫外線照射部3與基板保持部5係沿著旋轉軸線AX1配置且彼此對向。紫外線照射部3係隔著空間SPA與基板W對向。紫外線照射部3係產生紫外線。空間SPA為紫外線照射部3與基板保持部5之間的空間。紫外線照射部3係對基板W的複數個構造物63的表面62照射紫外線，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。作為親水性變大的理由，認為是藉由紫外線的照射促進構造物63的表面62的氧化。
尤其，在實施形態一中，紫外線照射部3係在基板W的旋轉中對基板W的複數個構造物63的表面62照射紫外線。因此，與對靜止中的基板W照射紫外線之情形相比，能更均勻地將紫外線照射至基板W的複數個構造物63的表面62。結果，能更有效地將基板W的複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。
具體而言，紫外線照射部3係包含電極33、電極35以及石英玻璃板31。電極33係具有略平板狀的形狀。電極35係具有略平板狀的形狀。此外，電極35係具有複數個開口351。開口351係分別於鉛直方向貫通電極35。電極35係隔著空間與電極33對向。電極35係相對於電極33位於石英玻璃板31側。石英玻璃板31係設置於基板W側。石英玻璃板31係對於紫外線具有透光性，並具有耐熱性及耐腐蝕性。石英玻璃板31為絕緣體。
於電極33與電極35之間的空間存在有放電用氣體。而且，對電極33與電極35之間施加高頻率的高電壓。結果，放電用氣體係被激發而變成準分子(excimer)狀態。放電用氣體係在從準分子狀態朝基底狀態返回時產生紫外線。紫外線係通過電極35的開口351並進一步透過石英玻璃板31照射至基板W。此外，親水處理裝置1係包含：高電壓電源，係用以對電極33與電極35之間施加高頻率的高電壓。此外，只要紫外線照射部3能照射紫外線，則紫外線照射部3的構成以及形狀並未特別限定。
收容部7係收容基板保持部5、移動機構13以及旋轉機構15。而且，紫外線照射部3係封閉收容部7的上部開口。因此，紫外線照射部3與收容部7係作為腔室(chamber)發揮作用。
具體而言，收容部7係包含筒部71、側壁部73以及底部75。筒部71的下部與側壁部73的上部係連結。側壁部73的下部與底部75係連結。筒部71係具有複數個貫通孔71a。貫通孔71a係分別貫通筒部71並連通於空間SPA。側壁部73係具有貫通孔73a。貫通孔73a係貫通側壁部73。
氣體供給部10係分別從貫通孔71a將惰性氣體供給至空間SPA。惰性氣體係例如為氮或者氬。具體而言，氣體供給部10係分別包含配管91、開閉閥93以及氣體收容器95。氣體收容器95係收容供給至空間SPA的惰性氣體。氣體收容器95係連結於配管91的一端。開閉閥93係設置於配管91並切換配管91的開閉。配管91的另一端係連結於貫通孔91a。排氣部11係從貫通孔73a將收容部7的內部的氣體排氣。
控制裝置U3係控制親水處理裝置1。具體而言，控制裝置U3的處理器係執行控制裝置U3的記憶裝置所記憶的電腦程式從而控制親水處理裝置1。
接著，參照圖4說明處理裝置200。圖4係顯示處理裝置200之示意性的剖視圖。如圖4所示，處理裝置200係在藉由親水處理裝置1將基板W的複數個構造物63各者的表面62的親水性增大後，一邊旋轉基板W一邊對基板W供給處理液LQ並處理基板W。具體而言，處理裝置200係包含腔室21、自轉夾具(spin chuck)23、自轉軸(spin axis)24、自轉馬達(spin motor)25、噴嘴27、噴嘴移動部29、噴嘴30、複數個防護罩(guard)49、閥V1、閥V2、配管P1以及配管P2。
腔室21係具有略箱形狀。腔室21係收容基板W、自轉夾具23、自轉軸24、自轉馬達25、噴嘴27、噴嘴移動部29、噴嘴30、配管P1的一部分以及配管P2的一部分。
自轉夾具23係保持並旋轉基板W。具體而言，自轉夾具23係在腔室21內一邊水平地保持基板W一邊使基板W繞著自轉夾具23的旋轉軸線AX2旋轉。
自轉夾具23係包含複數個夾具構件231以及自轉基座233。複數個夾具構件231係設置於自轉基座233。複數個夾具構件231係以水平的姿勢保持基板W。自轉基座233係略圓板狀，以水平的姿勢支撐複數個夾具構件231。
自轉軸24係固定於自轉基座233。此外，自轉軸24係固定於自轉馬達25的驅動軸。而且，自轉馬達25係使自轉軸24旋轉，藉此使自轉基座233繞著旋轉軸線AX2旋轉。結果，被設置於自轉基座233的複數個夾具構件231保持的基板W係繞著旋轉軸線AX2旋轉。
噴嘴27係在藉由親水處理裝置1將基板W的複數個構造物63各者的表面62的親水性增大後，朝旋轉中的基板W的複數個構造物63供給處理液LQ。因此，能使處理液LQ有效地浸透至基板W的複數個構造物63的相互間的空間SP。結果，能藉由處理液LQ有效地處理構造物63。噴嘴27係相當於「處理液供給部」的一例。
尤其，在實施形態一中，處理液LQ係將存在於複數個構造物63中之彼此相鄰的構造物63之間的空間SP的氣體溶解。結果，能使處理液LQ更迅速地浸透至基板W的複數個構造物63的相互間的空間SP。
處理液LQ係例如為藥液(例如為蝕刻液)。藥液係例如為氫氟酸(HF；hydrofluoric acid)、氫氟硝酸(氫氟酸與硝酸(HNO3 )的混合液)、緩衝氫氟酸(BHF；buffered hydrogen fluoride)、氟化銨、HFEG(hydrof luorine ethylene glycol；氫氟酸乙二醇)(氫氟酸與乙二醇的混合液)、磷酸(H3 PO4 )、硫酸、醋酸、硝酸、鹽酸、稀釋氫氟酸(DHF；dilute hydrofluoric acid)、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如檸檬酸、草酸)、有機鹼(例如TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide；氫氧化四甲銨))、硫酸過氧化氫混合液(SPM：sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture)、氨水過氧化氫混和液(ammonia-hydrogen peroxide) (SC1(Standard clean-1；第一標準清洗液))、鹽酸過氧化氫混合液(hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture) (SC2(Standard clean-2；第二標準清洗液))、界面活性劑或者防腐蝕劑。此外，處理液LQ的種類只要能處理基板W則無特別限定。
噴嘴移動部29係在處理位置與退避位置之間移動噴嘴27。處理位置係表示基板W的上方的位置。噴嘴27係在位於處理位置時對基板W的複數個構造物63的表面62供給處理液LQ。退避位置係表示比基板W還位於基板W的徑方向外側的位置。
具體而言，噴嘴移動部29係包含臂291、轉動軸293以及噴嘴移動機構295。臂291係沿著略水平方向延伸。於臂291的前端部安裝有噴嘴27。臂291係結合於轉動軸293。轉動軸293係沿著略鉛直方向延伸。噴嘴移動機構295係使轉動軸293繞著沿著略鉛直方向的轉動軸線轉動，使臂291繞著略水平面轉動。結果，噴嘴27係沿著略水平面移動。例如，噴嘴移動機構295係包含：臂擺動馬達，係使轉動軸293繞著轉動軸線轉動。臂擺動馬達係例如為伺服馬達。此外，噴嘴移動機構295係使轉動軸293沿著略鉛直方向升降並使臂291升降。結果，噴嘴27係沿著略鉛直方向移動。例如，噴嘴移動機構295係包含滾珠螺桿機構以及用以對滾珠螺桿機構賦予驅動力之臂升降馬達。臂升降馬達係例如為伺服馬達。
配管P1係對噴嘴27供給處理液LQ。閥V1係切換開始對噴嘴27供給處理液LQ以及停止對噴嘴27停止供給處理液LQ。
噴嘴30係在藉由處理液LQ處理基板W後，朝旋轉中的基板W供給清洗液。清洗液係例如為去離子水、碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水或者稀釋濃度(例如10ppm至100ppm左右)的鹽酸水。清洗液的種類只要能清洗基板W則無特別限定。
配管P2係對噴嘴30供給清洗液。閥V2係切換開始對噴嘴30供給清洗液以及停止對噴嘴30供給清洗液30。
較佳為處理裝置200係進一步包含流體供給單元41、單元動作部43、閥V3、閥V4、配管P、配管P3以及配管P4。腔室21係收容流體供給單元41、單元動作部43以及配管P的一部分。
流體供給單元41係位於自轉夾具23的上方。流體供給單元41係包含阻隔板411、支軸413以及噴嘴415。
阻隔板411係例如為略圓板狀。阻隔板411的直徑係例如與基板W的直徑略相同。然而，阻隔板411的直徑亦可比基板W的直徑稍微小或者稍微大。阻隔板411係以阻隔板411的下表面變成略水平之方式配置。再者，阻隔板411係以阻隔板411的中心軸線位於自轉夾具23的旋轉軸線AX2上之方式配置。阻隔板411的下表面係與被自轉夾具23保持的基板W對向。阻隔板411係以水平的姿勢連結於支軸413的下端。
單元動作部43係使流體供給單元41在接近位置與退避位置之間上升或者下降。接近位置係表示阻隔板411下降且隔著間隔接近至基板W的上表面之位置。在接近位置中，阻隔板411係覆蓋基板W的表面並阻隔基板W的表面的上方。亦即，在接近位置中，阻隔板411係與基板W的表面對向並覆蓋基板W的表面的上方。退避位置係表示比接近位置還上方且阻隔板411上升並從基板W離開之位置。在圖4中，阻隔板411係位於退避位置。此外，單元動作部43係在接近位置中使流體供給單元41旋轉。例如，單元動作部43係包含滾珠螺桿機構以及用以對滾珠螺桿機構賦予驅動力之升降馬達。升降馬達係例如為伺服馬達。例如，單元動作部43係包含馬達以及用以將馬達的旋轉傳達至流體供給單元41之傳達機構。
流體供給單元41的噴嘴415係配置於阻隔板411以及支軸413的內部。噴嘴415的前端係從阻隔板411的下表面露出。於噴嘴415連接有配管P。配管P係經由閥V3而與配管P3連接。當打開閥V3時，疏水化劑係被供給至噴嘴415。此外，配管P係經由閥V4而與配管P4連接。當打開閥V4時，有機溶劑係被供給至噴嘴415。
在流體供給單元41位於接近位置時，若打開閥V3，則噴嘴415係朝旋轉中的基板W的複數個構造物63供給疏水化劑。噴嘴415係相當於「疏水處理部」的一例。
具體而言，噴嘴415係朝複數個構造物63供給疏水化劑，將複數個構造物63各者的表面62的疏水性增大成比供給疏水化劑之前還大。
所謂疏水性係表示液體難以附著於固體表面的程度。疏水性愈大則液體愈難以附著於固體表面。亦即，疏水性愈大則固體表面愈難濕潤。疏水性係能藉由接觸角CA來表示。接觸角CA愈大則疏水性愈大。接觸角CA愈大則固體的表面張力愈小。疏水性愈大則固體的表面張力愈小。
疏水化劑係例如為液體。疏水化劑為矽系疏水化劑或者金屬系疏水化劑。矽系疏水化劑係使矽自身以及包含矽的化合物疏水化。矽系疏水化劑係例如為矽烷耦合(silane coupling)劑。矽烷耦合劑係例如包含HMDS(hexamethyldisilazane；六甲基二矽氮烷)、TMS(tetramethylsilane；四甲基矽烷)、氟化烷氯矽烷(fluorinated alkylchlorosilane)、烷基二矽氮烷(alkyl disilazane)以及非氯系疏水化劑的至少一者。非氯系疏水化劑係例如包含二甲基甲矽烷基二甲胺(DMSDMA；dimethylsilyldimethylamine)、二甲基甲矽烷基二乙胺(DMSDEA；dimethylsilyldiethylamine)、六甲基二矽氮烷、四甲基二矽氮烷(TMDS；tetramethyldisilazane)、雙(二甲基氨)二甲基矽烷(Bis(dimethylamino)dimethylsilane)、N,N-二甲基三甲基矽胺(DMATMS；N, N- dimethylamino trimethylsilane)、N-(三甲基矽基)二甲胺(N-(trimethylsilyl)dimethylamine)以及有機矽烷(organosilane)化合物的至少一者。金屬系疏水化劑係例如使金屬自身以及包含金屬的化合物疏水化。金屬系疏水化劑係例如包含有機系化合物以及具有疏水基之胺(amine)的至少一者。
尤其，在實施形態一中，在藉由噴嘴27朝基板W的複數個構造物63供給處理液LQ後，噴嘴415係朝複數個構造物63供給疏水化劑，從而將複數個構造物63各者的表面62的疏水性增大成比供給疏水化劑之前還大。因此，依據實施形態一，能減小複數個構造物63各者的表面62的表面張力。結果，能抑制因為構造物63的表面張力導致複數個構造物63崩壞。
此外，在藉由噴嘴415增大複數個構造物63各者的表面62的疏水性後，自轉夾具23係藉由自轉馬達25而以高旋轉速度旋轉從而使基板W乾燥。自轉夾具23係相當於「乾燥處理部」的一例。
在以下的說明中，會有將複數個構造物63各者的表面62的疏水性增大成比供給疏水化劑之前還大之情形稱為「疏水化」之情形。
另一方面，在流體供給單元41位於接近位置時，若打開閥V4，則噴嘴415係朝旋轉中的基板W的複數個構造物63供給有機溶劑。有機溶劑係例如為液體。有機溶劑的表面張力係比清洗液的表面張力還小。有機溶劑係例如為IPA(isopropyl alcohol；異丙醇)或者HFE(hydrofluoroether；氫氟醚)。具體而言，在將清洗液供給至基板W後或者在將疏水化劑供給至基板W後，噴嘴415係朝基板W供給有機溶劑。
複數個防護罩49係分別具有略筒形狀。複數個防護罩49係分別接住從基板W排出的液體(處理液LQ、清洗液、疏水化劑或者有機溶劑)。此外，防護罩49係因應從基板W排出的液體的種類而設置。
控制裝置U3的處理器係執行控制裝置U3的記憶裝置所記憶的電腦程式並控制處理裝置200。
接著，參照圖2中的(a)、圖2中的(b)以及圖5說明基板W的圖案PT的較佳的親水性。圖5係顯示處理液LQ的浸透時間與接觸角CA之間的關係之圖表。在圖5中，縱軸係顯示處理液LQ朝向圖2中的(a)或者圖2中的(b)所示的基板W的構造物63的相互間的空間SP之浸透時間(µ秒)。具體而言，浸透時間係顯示從處理液LQ附著至複數個構造物63時起直至處理液LQ浸入至空間SP並到達至基板本體61的表面61a或者表面61a附近時為止之時間。橫軸係以降低順序顯示接觸角CA(度)。接觸角CA為處理液LQ的表面作為構造物63的表面62之角度。
如圖5所示，在接觸角CA為θ1度以上時，處理液LQ不會浸透至構造物63的相互間的空間SP。亦即，θ2度係表示浸透時間為無限大時的接觸角CA。θ1度係例如為90度。亦即，在接觸角CA為90度以上時，處理液LQ係不會浸透至構造物63的相互間的空間SP。
另一方面，在接觸角CA為θ2度以下時，浸透時間為略一定且最短。因此，較佳為親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63執行預定處理，以使複數個構造物63具有相當於處理液LQ的浸透時間為略一定時的接觸角CA之親水性。
在實施形態一中，較佳為親水處理裝置1的紫外線照射部3係對基板W的複數個構造物63照射紫外線，以使複數個構造物63具有相當於處理液LQ的浸透時間為略一定時的接觸角CA之親水性。
θ2度係表示浸透時間為略一定時的接觸角CA中之最大的接觸角CA。因此，較佳為親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63執行預定處理，以使接觸角CA變成θ2度以下。在實施形態一中，較佳為紫外線照射部3係對基板W的複數個構造物63照射紫外線，以使接觸角CA變成θ2度以下。例如，θ2度為70度時的浸透時間為1.1µ秒。
例如，接觸角CA係比90度還小，較佳為比70度還小，更佳為比50度還小。再者，接觸角CA更佳為比30度還小，進一步更佳為比10度還小，又更佳為比5度還小。這是由於接觸角CA愈小則親水性愈變大之故。
接著，參照圖2中的(a)以及圖2中的(b)進一步說明基板W的構造物63。較佳為複數個構造物63中之彼此相鄰的構造物63之間的距離L係滿足預定條件(以下稱為「預定條件PC」)。預定條件PC係表示：在藉由親水處理裝置1增大複數個構造物63各者的表面62的親水性之前(亦即在用以增大親水性的工序之前)，與處理液LQ相同的處理液無法浸透至彼此相鄰的構造物63之間的空間SP。依據實施形態一，即使在複數個構造物63為具有滿足預定條件PC般的狹小的距離L之複數個超細微構造物之情形中，亦能藉由將複數個構造物63親水化從而使處理液LQ浸透至構造物63的相互間的空間SP。
較佳為預定條件PC係包含第一條件以及第二條件。第一條件係表示：在藉由親水處理裝置1增大複數個構造物63各者的表面62的親水性之前(亦即在用以增大親水性的工序之前)，藉由毛細管現象，與處理液LQ相同的處理液係無法浸透至彼此相鄰的構造物63之間的空間SP。第二條件係表示：在藉由親水處理裝置1增大複數個構造物63各者的表面62的親水性之後(亦即在用以增大親水性的工序之後)，藉由毛細管現象，處理液LQ係能浸透至彼此相鄰的構造物63之間的空間SP。具體而言，第二條件係表示：在藉由親水處理裝置1增大複數個構造物63各者的表面62的親水性之後(亦即在用以增大親水性的工序之後)，朝複數個構造物63供給處理液LQ時(亦即在用以供給處理液LQ之工序時)，藉由毛細管現象，處理液LQ係能浸透至彼此相鄰的構造物63之間的空間SP。
依據實施形態一，即使在複數個構造物63為具有滿足第一條件般的狹小的距離L之複數個超細微構造物之情形中，亦能藉由將複數個構造物63親水化從而使處理液LQ浸透至構造物63的相互間的空間SP。
複數個構造物63中之彼此相鄰的構造物63之間的距離L係例如為3nm以下。例如，當距離L為3nm以下時，距離L係滿足預定條件PC(第一條件以及第二條件)。複數個構造物63各者的長度H係例如為0.02µm以上至0.1µm以下。長度H係表示沿著第一方向D1的長度。圖案PT的縱橫比(aspect ratio)係例如為6以上至100以下。縱橫比係表示長度H相對於距離L之比率。此外，處理液LQ的黏度係例如為1cP(centipoise；厘泊)以上至70cP以下。
接著，參照圖3、圖4、圖6以及圖7說明實施形態一的基板處理方法。基板處理裝置100係執行基板處理方法。在基板處理方法中，處理具有圖案PT的基板W，該圖案PT係包含複數個構造物63。圖6係顯示基板處理方法之流程圖。如圖6所示，基板處理方法係包含工序S1至工序S9。工序S1至工序S9係依循控制裝置U3的控制而被執行。
如圖3以及圖6所示，在工序S1中，親水處理裝置1係對基板W的複數個構造物63執行非液體所為之預定處理達至預定時間，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。具體而言，工序S1的詳細內容係顯示於圖7。
圖7係顯示工序S1之流程圖。如圖7所示，工序S1係包含工序S21至工序S23。
在工序S21中，搬運機器人CR係將基板W搬入至親水處理裝置1。接著，基板保持部5係保持基板W。再者，旋轉機構15係驅動基板保持部5，從而使基板保持部5開始旋轉基板W。
在工序S22中，紫外線照射部3係對基板W的複數個構造物63照射紫外線達至預定時間，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。接著，旋轉機構15係停止基板保持部5，從而使基板保持部5停止旋轉基板W。
在工序S23中，搬運機器人CR係從親水處理裝置1搬出基板W。接著，結束親水化處理，處理係返回至圖6所示的主程序(main routine)並移行至工序S2。
如圖4以及圖6所示，接著，在工序S2中，搬運機器人CR係將基板W搬入至處理裝置200。接著，自轉夾具23係保持基板W。再者，自轉馬達25係驅動自轉夾具23，從而使自轉夾具23開始旋轉基板W。
接著，在工序S3中，噴嘴27係朝基板W的複數個構造物63供給處理液LQ。亦即，在比用以增大親水性之工序S1之後且在工序S2之後的工序S3中，噴嘴27係朝複數個構造物63供給處理液LQ。結果，藉由處理液LQ處理基板W。
接著，在工序S4中，噴嘴30係將清洗液供給至基板W。結果，藉由清洗液沖洗基板W上的處理液LQ從而洗淨基板W。
接著，在工序S5中，噴嘴415係將有機溶劑供給至基板W。結果，附著於基板W的清洗液係被置換成有機溶劑。在工序S5中，打開閥V4並關閉閥V3。
接著，在工序S6中，噴嘴415係將疏水化劑供給至基板W。結果，將基板W疏水化。亦即，在用以供給處理液LQ之工序S3之後且在工序S4以及工序S5之後的工序S6中，噴嘴415係朝基板W的複數個構造物63供給疏水化劑，從而將複數個構造物63各者的表面62的疏水性增大成比供給疏水化劑之前還大。在工序S3中，打開閥V3並關閉閥V4。
接著，在工序S7中，噴嘴415係將有機溶劑供給至基板W。結果，附著於基板W的疏水化劑係被置換成有機溶劑。在工序S7中，打開閥V4並關閉閥V3。
接著，在工序S8中，自轉馬達25係驅動自轉夾具23，從而使自轉夾具23加速至高旋轉速度並將自轉夾具23的旋轉速度維持在高旋轉速度。結果，基板W係以高旋轉速度旋轉，從而甩離附著於基板W的有機溶液而使基板W乾燥。亦即，在比用以增大疏水性之工序S6之後且在工序S7之後的工序S8中，使基板W乾燥。當工序S8進行達至預定期間時，自轉馬達25停止，從而使自轉夾具23停止旋轉。結果，基板W係停止。此外，高旋轉速度係比工序S3以及工序S4中的自轉夾具23的旋轉速度還大。
接著，在工序S9中，搬運機器人CR係從處理裝置200搬出基板W。接著，結束處理。
以上，如參照圖6以及圖7所說明般，依據實施形態一的基板處理方法，在處理液LQ所為之處理之前將基板W的複數個構造物63親水化。因此，能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP。結果，處理液LQ係能迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能藉由處理液LQ有效地處理複數個構造物63。在例如處理液LQ為蝕刻液之情形中，蝕刻液係能迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能有效地蝕刻複數個構造物63。
此外，在實施形態一的半導體製造方法中，藉由包含工序S1至工序S9的基板處理方法處理具有包含複數個構造物63的圖案PT的半導體基板W，從而製造屬於處理後的半導體基板W之半導體。
此外，基板處理方法以及半導體製造方法亦可不包含工序S5至工序S7。
(變化例) 參照圖8說明本發明的實施形態一的變化例的基板處理裝置100。在變化例中，與參照圖1至圖7所說明的實施形態一的主要差異點在於：在變化例中，親水處理裝置1A係搭載於處理裝置200A。以下，主要說明變化例與實施形態一的差異點。
圖8係顯示變化例的處理裝置200A的親水處理裝置1A之示意性的俯視圖。如圖7所示，處理裝置200A除了圖4所示的處理裝置200的構成之外還包含親水處理裝置1A。此外，在變化例中，圖1所示的基板處理裝置100係未具備圖3所示的親水處理裝置1。
親水處理裝置1A係在對基板W供給處理液LQ之前對基板W的複數個構造物63執行非液體所為之預定處理，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。因此，與實施形態一同樣地，在變化例中，能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能使處理液LQ有效地浸透至空間SP。結果，能有效地處理複數個構造物63。
具體而言，親水處理裝置1A係包含紫外線照射部3A以及移動部9。紫外線照射部3A係射出紫外線。紫外線照射部3A係例如包含用以射出紫外線之燈或者射出紫外線之發光二極體。紫外線照射部3A係沿著一定方向。紫外線照射部3A的長度方向的長度係例如與基板W的直徑略相同或者與基板W的半徑略相同。
紫外線照射部3A係在對基板W供給處理液LQ之前，對旋轉中的基板W的複數個構造物63的表面62照射紫外線，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。依據變化例，照射能量比可視光線還大的紫外線，藉此能有效地將構造物63的表面62親水化。
移動部9係在處理位置與退避位置之間移動紫外線照射部3A。處理位置係表示基板W的上方的位置。紫外線照射部3A係在位於處理位置時對基板W的複數個構造物63的表面62照射紫外線。退避位置係表示比基板W還位於基板W的徑方向外側的位置。具體而言，移動部9係包含臂92、轉動軸94以及移動機構96。於臂92安裝有紫外線照射部3A。臂92係被轉動軸94以及移動機構96驅動，從而沿著略水平面轉動或者沿著略鉛直方向升降。另外，臂92、轉動軸94以及移動機構96的構成係分別與圖4所示的臂291、轉動軸293以及噴嘴移動機構295的構成相同。
接著，參照圖6至圖8說明變化例的基板處理方法以及半導體製造方法。變化例的基板處理方法以及半導體製造方法係與圖6以及圖7所示的實施形態一的基板處理方法以及半導體製造方法相同。然而，變化例與實施形態一的差異點如下。
亦即，在圖7的工序S21中，搬運機器人CR係將基板W搬入至親水處理裝置1。接著，開始旋轉基板W。
接著，在工序S22中，圖8所示的紫外線照射部3A係對旋轉中的基板W的複數個構造物63照射紫外線達至預定時間，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射紫外線之前還大。接著，停止旋轉基板W。
在變化例中不執行工序S23。因此，當結束工序S22時，處理係返回至圖6所示的主程序。在此情形中，在變化例中不執行工序S2，處理係移行至工序S4。
以上，如已參照圖6至圖8所說明般，在變化例中以處理裝置200A執行工序S3至工序S8。因此，不會要求為了將基板W親水化而將基板W搬出至處理裝置200A的外部。結果，能提升執行基板處理方法以及半導體製造方時的產能。
此外，變化例的基板處理方法以及半導體製造方法亦可不包含工序S5至工序S7。
[實施形態二] 參照圖9以及圖10說明本發明的實施形態二的基板處理裝置100。與實施形態一的主要差異點在於：在實施形態二中，實施形態二的處理裝置200係對基板W照射電漿從而將基板W親水化。以下，主要說明實施形態二與實施形態一的差異點。
圖9係顯示實施形態二的處理裝置200B之示意性的剖視圖。如圖9所示，處理裝置200B係除了圖4所示的處理裝置200的構成之外還包含親水處理噴嘴45、噴嘴移動部47、配管P5以及閥V5。此外，在實施形態二中，圖1所示的基板處理裝置100亦可不具備圖2所示的親水處理裝置1。
配管P5係對親水處理噴嘴45供給氣體。閥V5係切換開始對親水處理噴嘴45供給氣體以及停止對親水處理噴嘴45供給氣體。氣體係例如為空氣、惰性氣體或者氧。惰性氣體係例如為氮、氬或者氦。此外，只要能生成電漿，則氣體的種類並未特別限定。
親水處理噴嘴45係在對基板W供給處理液LQ之前對基板W的複數個構造物63執行非液體所為之預定處理，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。因此，與實施形態一同樣地，在實施形態二中，能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能使處理液LQ有效地浸透至空間SP。結果，能藉由處理液LQ有效地處理複數個構造物63。另外，實施形態二係具有與實施形態一同樣的功效。親水處理噴嘴45係相當於「親水處理部」的一例。
在實施形態二中，預定處理為用以對複數個構造物63照射電漿之處理。此外，在實施形態二中，例如在執行預定處理之前使基板W乾燥。
具體而言，親水處理噴嘴45係噴出電漿。亦即，親水處理噴嘴45係將從配管P5所供給的氣體予以電解分離(electrolytic dissociation)並生成電漿，且將電漿與氣體一起射出。換言之，親水處理噴嘴45係使電漿乘著氣流射出。進一步換言之，親水處理噴嘴45係生成電漿流並射出。
更具體而言，親水處理噴嘴45係在對基板W供給處理液LQ之前對旋轉中的基板W的複數個構造物63的表面62照射電漿，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射電漿之前還大。作為親水性變大的理由，認為是藉由照射電漿來促進構造物63的表面62的氧化。依據實施形態二，藉由照射電漿，能有效地將構造物63的表面62親水化。
噴嘴移動部47係在處理位置與退避位置之間移動親水處理噴嘴45。處理位置係表示基板W的上方的位置。親水處理噴嘴45位於處理位置時，對基板W的複數個構造物63的表面62照射電漿。退避位置係表示比基板W還位於基板W的徑方向外側的位置。具體而言，噴嘴移動部47係包含臂471、轉動軸473以及移動機構475。於臂471的前端部安裝有親水處理噴嘴45。臂471係被轉動軸473以及移動機構475驅動，從而沿著略水平面轉動或者沿著略鉛直方向升降。另外，臂471、轉動軸473以及移動機構475的構成係分別與圖4所示的臂291、轉動軸293以及噴嘴移動機構295的構成相同。
接著，參照圖10詳細地說明親水處理噴嘴45。圖10係顯示親水處理噴嘴45之剖視圖。如圖10所示，親水處理噴嘴45係包含第一電極451以及第二電極453。第一電極451為略柱狀。第一電極451係配置於親水處理噴嘴45內的流路FW。從配管P5對流路FW供給氣體。第二電極453為略圓筒狀。第二電極453係設置於親水處理噴嘴45的外周面。
處理裝置200B係進一步包含交流電源46。交流電源46係對第一電極451與第二電極453之間施加交流電壓。結果，從配管P5所供給的氣體係電解分離從而生成電漿PM。電漿PM係與氣體一起從親水處理噴嘴45射出。電漿PM係例如為大氣壓電漿。所謂大氣壓電漿為在大氣壓中產生的電漿。第一電極451、第二電極453以及交流電源46係構成電漿生成器48。此外，只要能產生電漿，則電漿生成器48的構成並未特別限定。此外，只要能對基板W照射電漿，則電漿生成器48的配置並未特別限定。
第一電極451以及第二電極453係分別藉由例如含有碳的樹脂所形成。碳係例如為奈米碳管(carbon nanotube)。樹脂係例如為氟樹脂。氟樹脂係例如為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)(四氟化)或者聚三氟氯乙烯(polymonochlorotrifluoroethyle)(三氟化)。如此，藉由構成第一電極451以及第二電極453，能確保導電性並提升耐藥性。
接著，參照圖6、圖7以及圖9說明實施形態二的基板處理方法以及半導體製造方法。實施形態二的基板處理方法以及半導體製造方法係與圖6以及圖7所示的實施形態一的基板處理方法以及半導體製造方法相同。然而，實施形態二與實施形態一的差異點如下。
亦即，在圖7的工序S21中，搬運機器人CR係將基板W搬入至處理裝置200A。接著，開始旋轉基板W。
接著，在工序S22中，圖9所示的親水處理噴嘴45係對基板W的複數個構造物63照射電漿達至預定時間，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比照射電漿之前還大。接著，停止旋轉基板W。
此外，較佳為親水處理噴嘴45對基板W的複數個構造物63照射電漿，從而使複數個構造物63具有相當於處理液LQ的浸透時間為略一定時的接觸角CA之親水性(圖5)。亦即，較佳為親水處理噴嘴45對基板W的複數個構造物63照射電漿，從而使接觸角CA變成θ2度以下(圖5)。
在實施形態二中不執行工序S23。因此，當結束工序S22時，處理係返回至圖6所示的主程序。在此情形中，在實施形態二中不執行工序S2，處理係移行至工序S4。
以上，如已參照圖6、圖7以及圖9所說明般，在實施形態二中藉由處理裝置200B執行工序S3至工序S8。因此，不要求為了將基板W親水化而將基板W搬出至處理裝置200B的外部。結果，能提升執行基板處理方法以及半導體製造方法時的產能。
此外，實施形態二的基板處理方法以及半導體製造方法亦可不包含工序S5至工序S7。
[實施形態三] 參照圖11說明本發明的實施形態三的基板處理裝置100。與實施形態二的主要差異點在於：在實施形態三中，實施形態三的處理裝置200C係對基板W照射氧或者氧的同素異形體從而將基板W親水化。以下，主要說明實施形態三與實施形態二的差異點。
圖11係顯示實施形態三的處理裝置200C之示意性的剖視圖。如圖11所示，處理裝置200C係包含親水處理噴嘴85、配管P6以及閥V6，以取代圖9所示的處理裝置200B的親水處理噴嘴45、噴嘴移動部47、配管P5以及閥V5。具體而言，流體供給單元41A係包含親水處理噴嘴85。親水處理噴嘴85係配置於阻隔板411以及支軸413的內部。親水處理噴嘴85的前端係從阻隔板411的下表面露出。
於親水處理噴嘴85連接有配管P6。閥V6係切換開始對親水處理噴嘴85供給氧以及停止對親水處理噴嘴85供給氧。當打開閥V6時，對親水處理噴嘴85供給氧(O2 )或者氧的同素異形體。此外，從配管P6供給至親水處理噴嘴85的氣體並未限定於氧，亦可為氧的同素異形體。氧的同素異形體係例如為臭氧(O3 )。此外，只要能將基板W的構造物63的表面62氧化，則氧的同素異形體並未特別限定。
親水處理噴嘴85係在對基板W供給處理液LQ之前對基板W的複數個構造物63執行非液體所為之預定處理，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比執行預定處理之前還大。因此，與實施形態二同樣地，在實施形態三中，能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能有效地使處理液LQ浸透至空間SP。結果，能藉由處理液LQ有效地處理複數個構造物63。另外，實施形態三係具有與實施形態二相同的功效。親水處理噴嘴85係相當於「親水處理部」的一例。
在實施形態三中，預定處理為用以對複數個構造物63供給氧或者氧的同素異形體之處理。此外，在實施形態三中，例如在執行預定處理之前使基板W乾燥。
具體而言，親水處理噴嘴85係在對基板W供給處理液LQ之前對旋轉中的基板W的複數個構造物63的表面62供給氧或者氧的同素異形體，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比供給氧或者氧的同素異形體之前還大。作為親水性變大的理由，認為是藉由供給氧或者氧的同素異形體而使構造物63的表面62暴露於氧或者氧的同素異形體從而促進構造物63的表面62的氧化。依據實施形態三，能藉由供給氧或者氧的同素異形體從而有效地將構造物63的表面62親水化。
在流體供給單元41A下降且親水處理噴嘴85位於接近位置時，若打開閥V6，則親水處理噴嘴85係朝旋轉中的基板W的複數個構造物63供給氧或者氧的同素異形體。由於基板W的上方係被阻隔板411覆蓋，因此能將複數個構造物63充分地暴露於氧或者氧的同素異形體。結果，能有效地將複數個構造物63的表面62親水化。
接著，參照圖6、圖7以及圖11說明實施形態三的基板處理方法以及半導體製造方法。實施形態三的基板處理方法以及半導體製造方法係與已參照圖6以及圖7所說明的實施形態二的基板處理方法以及半導體製造方法相同。然而，實施形態三與實施形態二的差異點如下。
亦即，在圖7的工序S22中，圖11所示的親水處理噴嘴85係對基板W的複數個構造物63供給氧或者氧的同素異形體達至預定時間，從而將複數個構造物63各者的表面62的親水性增大成比供給氧或者氧的同素異形體之前還大。
此外，較佳為親水處理噴嘴85係對基板W的複數個構造物63供給氧或者氧的同素異形體，以使複數個構造物63具有與處理液LQ的浸透時間為一定時的接觸角CA相當之親水性(圖5)。亦即，較佳為親水處理噴嘴85係對基板W的複數個構造物63供給氧或者氧的同素異形體，以使接觸角CA變成θ2度以下(圖5)。
[實施形態四] 參照圖12以及圖13說明本發明的實施形態四的基板處理裝置100。實施形態四與實施形態一的主要差異點在於：在實施形態四中，處理裝置200D係從基板W去除氧化物。以下，主要說明實施形態四與實施形態一的差異點。
圖12係顯示實施形態四的處理裝置200D之示意性的剖視圖。如圖12所示，處理裝置200D係除了圖4所示的處理裝置200的構成之外還包含噴嘴81、噴嘴移動部83、配管P7以及閥V7。此外，在實施形態四中，圖1所示的基板處理裝置100亦可不具備圖2所示的親水處理裝置1。
配管P7係對噴嘴81供給去除液。閥V7係切換開始對噴嘴81供給去除液以及停止對噴嘴81供給去除液。
去除液係從基板W去除氧化物。例如，去除液係去除已形成於基板W的複數個構造物63的表面62的氧化物。去除液係例如從基板W去除矽氧化膜。矽氧化膜係例如為自然氧化膜。去除液係例如為藥液。藥液係例如為氫氟酸(HF)、稀釋氫氟酸(DHF)或者緩衝氫氟酸(BHF)。此外，去除液的種類係只要能從基板W去除氧化物則未特別限定。
去除液係與處理液LQ不同。在實施形態四中，處理液LQ係例如為蝕刻液。蝕刻液係例如為有機鹼(例如氫氧化四甲銨(TMAH))或者氨水過氧化氫混和液(SC1)。此外，蝕刻液的種類係只要能蝕刻基板W則並未特別限定。
噴嘴81係在增大基板W的複數個構造物63各者的表面62的親水性之前朝基板W供給用以從基板W去除氧化物之去除液。噴嘴81係相當於「去除液供給部」的一例。
噴嘴移動部83係在處理位置與退避位置之間移動噴嘴81。處理位置係表示基板W的上方的位置。噴嘴81係在位於處理位置時對基板W的複數個構造物63的表面62供給去除液。退避位置係表示比基板W還位於基板W的徑方向外側的位置。具體而言，噴嘴移動部83係包含臂831、轉動軸833以及移動機構835。於臂831的前端部係安裝有噴嘴81。臂831係被轉動軸833以及移動機構835驅動，從而沿著略水平面轉動或者沿著略鉛直方向升降。另外，臂831、轉動軸833以及移動機構835的構成係分別與圖4所示的臂291、轉動軸293以及噴嘴移動機構295的構成相同。
接著，參照圖12以及圖13說明實施形態三的基板處理方法。基板處理裝置100係執行基板處理方法。圖13係顯示基板處理方法之流程圖。如圖13所示，基板處理方法係包含工序S31至工序S44。工序S31至工序S44係依循控制裝置U3的控制而被執行。
如圖12以及圖13所示，在工序S31中，搬運機器人CR係將基板W搬入至處理裝置200D。接著，開始旋轉基板W。
接著，在工序S32中，噴嘴81係朝基板W供給去除液。具體而言，在用以增大親水性之工序S36之前且在工序S33至工序S35之前，朝基板W供給用以去除已形成於複數個構造物63的表面62的氧化物。結果，從基板W去除氧化物。
接著，在工序S33中，噴嘴30係將清洗液供給至基板W。結果，藉由清洗液沖洗基板W上的去除液從而洗淨基板W。
接著，在工序S34中，自轉馬達25係驅動自轉夾具23，從而使自轉夾具23加速至高旋轉速度並將自轉夾具23的旋轉速度維持在高旋轉速度。結果，基板W係以高旋轉速度旋轉，甩離附著於基板W的清洗液從而洗淨基板W。當工序S34進行達至預定期間時，自轉馬達25係停止，從而使自轉夾具23停止旋轉。結果，基板W係停止。此外，高旋轉速度係比在工序S32以及工序S33中的自轉夾具23的旋轉速度還大。
接著，在工序S35中，搬運機器人CR係從處理裝置200D搬出基板W。
接著，執行工序S36至工序S44。工序S36至工序S44係分別與圖6的工序S1至工序S9相同並省略說明。
以上，如已參照圖12以及圖13所說明般，依據實施形態四的基板處理裝置100，在處理液LQ所為之處理之前將基板W的複數個構造物63親水化。因此，能促進處理液LQ浸入至複數個構造物63的相互間的空間SP。結果，處理液LQ能迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP，從而能藉由處理液LQ有效地處理複數個構造物63。
尤其，由於在工序S32中從基板W去除氧化物，因此在結束工序S32後會有基板W的疏水性變大的可能性。因此，在工序S36中將基板W親水化，藉此能使處理液LQ有效地浸透至構造物63的相互間的空間SP。另外，在實施形態四中具有與實施形態一相同的功效。
在此，例如會有於基板W的一部分附著有液體(例如去除液或者清洗液)且基板W的另一部分乾燥之情形。具體而言，會有在工序S34中進行旋乾(spin drying)後於基板W的一部分附著有清洗液且基板W的另一部分乾燥之情形。更具體而言會有下述情形：在工序S34中進行旋乾後，在接近基板W的中心之區域中於構造物63的相互間的空間SP殘存有清洗液，而在接近基板W的外緣之區域中從空間SP完全地去除清洗液。在此情形中會有下述情形：在接近基板W的中心之區域中殘存於空間SP的清洗液被置換成處理液LQ且處理液LQ浸透至空間SP，而在接近基板W的外緣之區域中處理液LQ難以浸透至空間SP。因此，在實施形態四中，在工序S36中將基板W的複數個構造物63的表面62親水化，藉此能使處理液LQ在遍及基板W的整體中略均勻地且迅速地浸透至複數個構造物63的相互間的空間SP。結果，能抑制於處理液LQ所為之複數個構造物63的處理結果產生參差不齊。例如，在處理液LQ為蝕刻液之情形中，能抑制於複數個構造物63的蝕刻結果產生參差不齊。
此外，在實施形態四的半導體製造方法中，藉由包含工序S31至工序S44的基板處理方法處理具有包含複數個構造物63的圖案PT的半導體基板W，從而製造屬於處理後的半導體基板W之半導體。
此外，基板處理方法以及半導體製造方法亦可不包含工序S40至工序S42。
以上已參照圖式說明本發明的實施形態。然而，本發明並未限定於上述實施形態，在未逸離本發明的精神範圍內可在各種態樣中實施。此外，上述實施形態所揭示之複數個構成要素係可適當改變。例如，亦可將某個實施形態所示的全部的構成要素中的某個構成要素追加至其他的實施形態的構成要素，或者亦可從實施形態刪除某個實施形態所示的全部的構成要素中的幾個構成要素。
此外，為了容易理解本發明，將各個構成要素主體性地示意地顯示，且所圖示的各個構成要素的厚度、長度、個數、間隔等亦會有因為圖式繪製的關係而與實際不同之情形。此外，上述實施形態所示的各個構成要素的構成係一例，並未特別限定，在未實質性地逸離本發明的功效之範圍內可進行各種變更。
(1)在已參照圖12以及圖13所說明的實施形態四中，處理裝置200D亦可包含已參照圖8所說明的實施形態一的變化例的親水處理裝置1A。
(2)實施形態四的處理裝置200D亦可包含已參照圖9所說明的實施形態二的親水處理噴嘴45、噴嘴移動部47、配管P5以及閥V5。
(3)實施形態四的處理裝置200D亦可包含已參照圖11所說明的實施形態三的親水處理噴嘴85、配管P6以及閥V6。 [產業可利用性]
本發明係有關於一種基板處理方法、半導體製造方法以及基板處理裝置，具有產業可利用性。
1,1A:親水處理裝置(親水處理部) 3,3A:紫外線照射部 5:基板保持部 7:收容部 9:移動部 10:氣體供給部 11:排氣部 13,96,475,835:移動機構 15:旋轉機構 21:腔室 23:自轉夾具(乾燥處理部) 24:自轉軸 25:自轉馬達 27:噴嘴(處理液供給部) 29,47,83:噴嘴移動部 30:噴嘴 31:石英玻璃板 33,35:電極 41,41A:流體供給單元 43:單元動作部 45,85:親水處理噴嘴(親水處理部) 46:交流電源 49:防護罩 51:自轉基座 53:夾具構件 61:基板本體 61a,62:表面 63:構造物 63a:側壁面 63b:頂壁面 65:凹部 71:筒部 71a,73a,91a:貫通孔 73:側壁部 75:底部 81:噴嘴(去除液供給部) 91,P,P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7:配管 92,291,471,831:臂 93:開閉閥 94,293,473,833:轉動軸 95:氣體收容器 100:基板處理裝置 200,200A,200B,200C,200D:處理裝置 231:夾具構件 233:自轉基座 295:噴嘴移動機構 351:開口 411:阻隔板 413:支軸 415:噴嘴(疏水處理部) 451:第一電極 453:第二電極 AX1,AX2:旋轉軸線 C:基板收容器 CA:接觸角 CR:搬運機器人 D1:第一方向 D2:第二方向 FW:流路 IR:索引機器人 L:距離 LQ:處理液 PS:接取傳遞部 PC:預定條件 PM:電漿 PT:圖案 SP,SPA:空間 U1:索引單元 U2:處理單元 U3:控制單元 V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7:閥 W:基板(半導體基板)
[圖1]係顯示本發明的實施形態一的基板處理裝置之示意性的俯視圖。 [圖2]中的(a)係顯示實施形態一的基板的一例之示意性的剖視圖，(b)係顯示實施形態一的基板的另一例之示意性的剖視圖。 [圖3]係顯示實施形態一的親水處理裝置之示意性的剖視圖。 [圖4]係顯示實施形態一的處理裝置之示意性的剖視圖。 [圖5]係顯示實施形態一的處理液的浸透時間與接觸角之間的關係之圖表。 [圖6]係顯示實施形態一的基板處理方法之流程圖。 [圖7]係顯示圖6的工序S1之流程圖。 [圖8]係顯示實施形態一的變化例的處理裝置之示意性的俯視圖。 [圖9]係顯示本發明的實施形態二的處理裝置之示意性的剖視圖。 [圖10]係顯示實施形態二的親水處理噴嘴之示意性的剖視圖。 [圖11]係顯示本發明的實施形態三的處理裝置之示意性的剖視圖。 [圖12]係顯示本發明的實施形態四的處理裝置之示意性的剖視圖。 [圖13]係顯示實施形態四的基板處理方法之流程圖。

Claims (21)

  1. 一種基板處理方法，係用以處理具有圖案的基板，前述圖案係包含複數個構造物； 前述基板處理方法係包含下述工序： 對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大；以及 在用以增大親水性之前述工序之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中進一步包含下述工序：在用以增大親水性之前述工序之前，朝複數個前述構造物供給用以從前述基板去除氧化物之去除液。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射紫外線之處理。
  4. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射電漿之處理。
  5. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物供給氧或者氧的同素異形體之處理。
  6. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述處理液係溶解存在於複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的空間的氣體。
  7. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中進一步包含下述工序： 在用以供給前述處理液之前述工序之後朝複數個前述構造物供給疏水化劑，從而將複數個前述構造物各者的表面的疏水性增大成比供給前述疏水化劑之前還大；以及 在用以增大疏水性之前述工序之後，乾燥前述基板。
  8. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的距離係滿足預定條件； 前述預定條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之前，與前述處理液相同的處理液無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
  9. 如請求項8所記載之基板處理方法，其中前述預定條件係包含第一條件以及第二條件； 前述第一條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之前，藉由毛細管現象，與前述處理液相同的處理液係無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間； 前述第二條件係表示：在用以增大親水性之前述工序之後，藉由毛細管現象，前述處理液係能浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
  10. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中在用以增大親水性之前述工序中對複數個前述構造物執行前述預定處理，從而將複數個前述構造物各者所具有的凹部的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大； 前述凹部係相對於前述構造物的側壁面沿著與前述構造物延伸的方向交叉之方向凹陷。
  11. 一種半導體製造方法，係用以處理具有包含複數個構造物的圖案的半導體基板並製造屬於處理後的前述半導體基板之半導體； 前述半導體製造方法係包含下述工序： 對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大；以及 在用以增大親水性之前述工序之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
  12. 一種基板處理裝置，係用以處理具有圖案的基板，前述圖案係包含複數個構造物； 前述基板處理裝置係具備： 親水處理部，係對複數個前述構造物執行非液體所為之預定處理，從而將複數個前述構造物各者的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大；以及 處理液供給部，係在已增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之後，朝複數個前述構造物供給處理液。
  13. 如請求項12所記載之基板處理裝置，其中進一步具備：去除液供給部，係在增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，朝複數個前述構造物供給用以從前述基板去除氧化物之去除液。
  14. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射紫外線之處理。
  15. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物照射電漿之處理。
  16. 如請求項12所記載之基板處理裝置，其中前述預定處理為用以對複數個前述構造物供給氧或者氧的同素異形體之處理。
  17. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中前述處理液係溶解存在於複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的空間的氣體。
  18. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中進一步具備： 疏水處理部，係在已朝複數個前述構造物供給前述處理液之後朝複數個前述構造物供給疏水化劑，從而將複數個前述構造物各者的表面的疏水性增大成比供給前述疏水化劑之前還大；以及 乾燥處理部，係在已增大複數個前述構造物各者的表面的疏水性之後，乾燥前述基板。
  19. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中複數個前述構造物中之彼此相鄰的構造物之間的距離係滿足預定條件； 前述預定條件係表示：在用以增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，與前述處理液相同的處理液無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
  20. 如請求項19所記載之基板處理裝置，其中前述預定條件係包含第一條件以及第二條件； 前述第一條件係表示：在用以增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之前，藉由毛細管現象，與前述處理液相同的處理液係無法浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間； 前述第二條件係表示：在已增大複數個前述構造物各者的表面的親水性之後，藉由毛細管現象，前述處理液係能浸透至彼此相鄰的前述構造物之間的空間。
  21. 如請求項12或13所記載之基板處理裝置，其中前述親水處理部係對複數個前述構造物執行前述預定處理，從而將複數個前述構造物各者所具有的凹部的表面的親水性增大成比執行前述預定處理之前還大； 前述凹部係相對於前述構造物的側壁面沿著與前述構造物延伸的方向交叉之方向凹陷。
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