WO2020189004A1 - 基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法 - Google Patents

基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法 Download PDF

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WO2020189004A1
WO2020189004A1 PCT/JP2020/002326 JP2020002326W WO2020189004A1 WO 2020189004 A1 WO2020189004 A1 WO 2020189004A1 JP 2020002326 W JP2020002326 W JP 2020002326W WO 2020189004 A1 WO2020189004 A1 WO 2020189004A1
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WO
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substrate
electrode
structures
treatment liquid
substrate processing
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PCT/JP2020/002326
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English (en)
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Inventor
小林　健司
僚 村元
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Screen Holdings Co Ltd
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Screen Holdings Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/60—Wet etching
    • H10P50/61—Electrolytic etching
    • H10P50/613—Electrolytic etching of Group IV materials

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a semiconductor manufacturing method.
  • the substrate processing device described in Patent Document 1 includes an opposing member, a plurality of power supply devices, and a control device.
  • the facing member faces the lower surface of the substrate.
  • the opposing member includes a plurality of electrodes.
  • the plurality of electrodes are arranged at a plurality of positions having different radial distances from the rotation axis.
  • Each of the plurality of power supply devices applies a DC voltage to a plurality of electrodes.
  • the control device gives a command to each power supply device so that the applied voltage increases in order from the radial inner side to the radial outer side. As a result, the uniformity of etching can be improved.
  • the etching uniformity can be improved is as follows. That is, the etching amount of the substrate is the largest at the center of the upper surface of the substrate and decreases as the distance from the center of the upper surface of the substrate increases. On the other hand, when the upper surface of the substrate is charged, the etching rate increases, and further, the etching rate increases as the amount of charge on the upper surface of the substrate increases. Therefore, if the upper surface of the substrate is charged so that the amount of charge increases continuously or stepwise as the distance from the center of the upper surface of the substrate increases, the uniformity of etching can be improved.
  • Patent Document 1 merely enhances the uniformity of etching between the radial inner side and the radial outer side of the substrate.
  • the patterns formed on the substrate have been miniaturized. That is, on the surface of the substrate, the gaps between the plurality of microstructures constituting the pattern are narrowed. Therefore, it may be difficult for the conductive component of the treatment liquid such as the etching liquid to enter the gap between the plurality of microstructures.
  • the conductive component of the treatment liquid such as the etching liquid
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a substrate processing apparatus capable of controlling the movement of a conductive component of a processing liquid with respect to gaps between a plurality of structures constituting a substrate pattern. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method and a semiconductor manufacturing method.
  • the substrate processing apparatus processes a substrate having a pattern including a plurality of structures.
  • the substrate processing apparatus includes a processing liquid supply unit, a first electrode, a second electrode, and a power supply unit.
  • the treatment liquid supply unit supplies the conductive treatment liquid toward the substrate.
  • the first electrode comes into contact with the treatment liquid adhering to the substrate.
  • the second electrode comes into contact with the substrate.
  • the power supply unit applies a DC voltage between the first electrode and the second electrode.
  • the power supply unit includes the first electrode and the second electrode so that the polarity of the surface of each of the plurality of structures is opposite to the polarity of the processing liquid. It is preferable to apply the DC voltage between the two.
  • the power supply unit has the first electrode and the second electrode so that the polarity of the surface of each of the plurality of structures has the same polarity as the polarity of the treatment liquid. It is preferable to apply the DC voltage between them.
  • the power supply unit applies the DC voltage between the first electrode and the second electrode so as to cancel the zeta potential on the surface of each of the plurality of structures. , It is preferable to charge the surface of each of the plurality of structures.
  • the processing liquid supply unit functions as the first electrode.
  • the substrate processing apparatus of the present invention further includes a substrate holding portion for holding the substrate. It is preferable that the substrate holding portion functions as the second electrode.
  • At least one of the material of the first electrode and the material of the second electrode is a resin material containing carbon.
  • a substrate having a pattern containing a plurality of structures is processed.
  • the substrate processing method includes a step of supplying a treatment liquid having conductivity toward the substrate, a step of bringing the first electrode into contact with the treatment liquid adhering to the substrate, and a step of bringing the second electrode into contact with the substrate. And a step of applying a DC voltage between the first electrode and the second electrode.
  • the polarity of the surface of each of the plurality of structures is opposite to the polarity of the treatment liquid, so that the first electrode and the first electrode are used. It is preferable to apply the DC voltage between the second electrode and the second electrode.
  • the first electrode and the first electrode and the said It is preferable to apply the DC voltage between the second electrode and the second electrode.
  • the DC is applied between the first electrode and the second electrode so as to cancel the zeta potential on the surface of each of the plurality of structures. It is preferable to apply a voltage to charge the surface of each of the plurality of structures.
  • the treatment liquid supply unit supplies the treatment liquid toward the substrate.
  • the treatment liquid supply unit functions as the first electrode.
  • the substrate holding portion that holds the substrate functions as the second electrode.
  • At least one of the material of the first electrode and the material of the second electrode is a resin material containing carbon.
  • a semiconductor substrate having a pattern including a plurality of structures is processed to manufacture the semiconductor which is the processed semiconductor substrate.
  • the semiconductor manufacturing method includes a step of supplying a treatment liquid having conductivity toward the semiconductor substrate, a step of bringing the first electrode into contact with the treatment liquid adhering to the semiconductor substrate, and a step of bringing the second electrode onto the semiconductor substrate. The step of bringing them into contact with each other and the step of applying a DC voltage between the first electrode and the second electrode are included.
  • a substrate processing apparatus capable of controlling the movement of a conductive component of a processing liquid with respect to a space between a plurality of structures constituting a substrate pattern. ..
  • the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
  • the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are orthogonal to each other, the X-axis and the Y-axis are parallel in the horizontal direction, and the Z-axis is parallel in the vertical direction.
  • diagonal lines indicating the cross section are appropriately omitted.
  • the substrate processing apparatus 100 processes the substrate W with the processing liquid.
  • the treatment liquid will be referred to as "treatment liquid LQ".
  • the substrate W includes, for example, a semiconductor wafer, a substrate for a liquid crystal display device, a substrate for a plasma display, a substrate for a field emission display (FED), an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, and a photomask. Substrates, ceramic substrates, or solar cell substrates.
  • the substrate W has, for example, a substantially disk shape. In the following description of the first embodiment, the substrate W is a semiconductor substrate.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate processing apparatus 100.
  • the substrate processing apparatus 100 supplies the processing liquid LQ to the substrate W while rotating the substrate W to process the substrate W.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a chamber 1, a spin chuck 3, a spin shaft 5, a spin motor 7, a nozzle 9, a nozzle moving portion 10, a valve V1, a pipe P1, and a first unit.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a plurality of second electrodes 32.
  • the power supply device 17 corresponds to an example of a “power supply unit”.
  • Chamber 1 has a substantially box shape.
  • the chamber 1 includes a substrate W, a spin chuck 3, a spin shaft 5, a spin motor 7, a nozzle 9, a nozzle moving portion 10, a first electrode 11, an electrode moving portion 13, a nozzle 15, a part of a pipe P2, and a plurality of guards 16.
  • a part of the wiring LN1 and a part of the wiring LN2 are housed.
  • the spin chuck 3 holds the substrate W and rotates. Specifically, the spin chuck 3 rotates the substrate W around the rotation axis AX of the spin chuck 3 while holding the substrate W horizontally in the chamber 1.
  • the spin chuck 3 includes a plurality of chuck members 31 and a spin base 33.
  • the plurality of chuck members 31 are provided on the spin base 33.
  • the plurality of chuck members 31 hold the substrate W in a horizontal posture. Therefore, the chuck member 31 comes into contact with the substrate W.
  • the plurality of chuck members 31 correspond to an example of the “board holding portion”.
  • the spin base 33 has a substantially disk shape and supports a plurality of chuck members 31 in a horizontal posture.
  • the spin shaft 5 is fixed to the spin base 33. Further, the spin shaft 5 is fixed to the drive shaft of the spin motor 7. Then, the spin motor 7 rotates the spin shaft 5 to rotate the spin base 33 around the rotation axis AX. As a result, the substrate W held by the plurality of chuck members 31 provided on the spin base 33 rotates around the rotation axis AX.
  • the spin shaft 5 has a substantially cylindrical shape and has an internal space 5a.
  • the nozzle 9 supplies the processing liquid LQ toward the rotating substrate W.
  • the nozzle 9 corresponds to an example of a “treatment liquid supply unit”.
  • the treatment liquid LQ has conductivity.
  • the treatment liquid LQ contains a conductive component having a positive polarity (for example, a positive ion component) or a conductive component having a negative polarity (for example, a negative ion component).
  • the positively polar conductive component is a positively charged conductive component and is a component that processes the substrate W.
  • the conductive component having a negative polarity is a negatively charged conductive component and is a component that processes the substrate W.
  • the conductive component having positive polarity is described as “positive conductive component”
  • the conductive component having negative polarity is described as “negative conductive component”.
  • the treatment liquid LQ is, for example, an etching liquid.
  • each of the positive conductive component and the negative conductive component is a component that etches the substrate W.
  • the etching solution as the treatment solution LQ containing a positive conductive component is, for example, hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution, or nitric acid.
  • the etching solution as the treatment solution LQ containing a negative conductive component is, for example, ammonia, TMAH (tetramethylammonium hydroxide), or TBAH (tetrabutylammonium hydroxide).
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • TBAH tetrabutylammonium hydroxide
  • the nozzle moving unit 10 moves the nozzle 9 between the processing position and the retracted position.
  • the processing position indicates a position above the substrate W.
  • the processing liquid LQ is supplied toward the substrate W.
  • the retracted position indicates a position on the radial side of the substrate W with respect to the substrate W.
  • the nozzle moving unit 10 includes an arm 111, a rotating shaft 113, and a nozzle moving mechanism 115.
  • the arm 111 extends along a substantially horizontal direction.
  • a nozzle 9 is attached to the tip of the arm 111.
  • the arm 111 is coupled to the rotation shaft 113.
  • the rotation shaft 113 extends along a substantially vertical direction.
  • the nozzle moving mechanism 115 rotates the rotation shaft 113 around the rotation axis along the substantially vertical direction, and rotates the arm 111 along the substantially horizontal plane.
  • the nozzle 9 moves along a substantially horizontal plane.
  • the nozzle movement mechanism 115 includes an arm swing motor that rotates the rotation shaft 113 around the rotation axis.
  • the arm swing motor is, for example, a servo motor.
  • the nozzle moving mechanism 115 raises and lowers the rotation shaft 113 along a substantially vertical direction to raise and lower the arm 111. As a result, the nozzle 9 moves along the substantially vertical direction.
  • the nozzle moving mechanism 115 includes a ball screw mechanism and an arm elevating motor that applies a driving force to the ball screw mechanism.
  • the arm elevating motor is, for example, a servo motor.
  • the pipe P1 supplies the processing liquid LQ to the nozzle 9.
  • the valve V1 switches between starting and stopping the supply of the processing liquid LQ to the nozzle 9.
  • the nozzle 15 supplies the rinse liquid toward the rotating substrate W after the substrate W is processed by the treatment liquid LQ.
  • the rinse solution is, for example, deionized water, carbonated water, electrolytic ionized water, hydrogen water, ozone water, or hydrochloric acid water having a diluted concentration (for example, about 10 ppm to 100 ppm).
  • the type of rinsing liquid is not particularly limited as long as the substrate W can be rinsed.
  • the pipe P2 supplies the rinse liquid to the nozzle 15.
  • the valve V2 switches between starting and stopping the supply of the rinse liquid to the nozzle 15.
  • the first electrode 11 comes into contact with the treatment liquid LQ adhering to the substrate W.
  • the material of the first electrode 11 is, for example, a resin material containing carbon.
  • the carbon is, for example, a carbon nanotube.
  • the resin is, for example, a fluororesin.
  • the fluororesin is, for example, polytetrafluoroethylene (tetrafluoride) or polychlorotrifluoroethylene (trifluoride).
  • the electrode moving unit 13 moves the first electrode 11 between the contact position and the retracted position.
  • the contact position indicates a position where the first electrode 11 contacts the processing liquid LQ adhering to the substrate W from above the processing liquid LQ.
  • the retracted position indicates a position on the radial side of the substrate W with respect to the substrate W.
  • the electrode moving portion 13 includes an arm 131, a rotating shaft 133, and an electrode moving mechanism 135.
  • the first electrode 11 is attached to the tip of the arm 131.
  • the arm 131 is driven by the rotation shaft 133 and the electrode moving mechanism 135 to rotate along a substantially horizontal plane or move up and down along a substantially vertical direction.
  • the configurations of the arm 131, the rotating shaft 133, and the electrode moving mechanism 135 are the same as the configurations of the arm 111, the rotating shaft 113, and the nozzle moving mechanism 115, respectively.
  • the second electrode 32 comes into contact with the substrate W.
  • the chuck member 31 functions as the second electrode 32. Therefore, according to the first embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the case where the second electrode 32 is provided as a dedicated part.
  • the material of the second electrode 32 (that is, the chuck member 31) is, for example, a resin material containing carbon. That is, the material of the second electrode 32 is the same as the material of the first electrode 11.
  • At least one of the first electrode 11 and the second electrode 32 may be a resin material containing carbon. Further, the materials of the first electrode 11 and the second electrode 32 are not particularly limited as long as they have conductivity.
  • the wiring LN1 connects the first electrode 11 and the power supply device 17.
  • the wiring LN2 connects each of the plurality of second electrodes 32 to the power supply device 17.
  • the wiring LN2 is drawn out from each of the plurality of second electrodes 32 to the power supply device 17 through the internal space 5a of the spin shaft 5.
  • the wiring LN2 is connected to one second electrode 32 (that is, one chuck member 31).
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32. Therefore, according to the first embodiment, a plurality of structures constituting the pattern of the substrate W can be positively or negatively charged. As a result, it is possible to control the movement of the conductive component of the treatment liquid LQ with respect to the gaps between the plurality of structures constituting the pattern of the substrate W.
  • the negative conductive component contained in the treatment liquid LQ can be guided to the gap between the plurality of structures. Therefore, the negative conductive component quickly enters the gap between the plurality of structures. As a result, a plurality of structures can be effectively treated by the negative conductive component.
  • the positive conductive component contained in the treatment liquid LQ can be guided into the gap between the plurality of structures. Therefore, the positive conductive component quickly enters the gap between the plurality of structures. As a result, a plurality of structures can be effectively treated by the positive conductive component.
  • the positive conductivity contained in the treatment liquid LQ is formed in the gap between the plurality of structures.
  • the entry of components is suppressed. Therefore, the processing of the plurality of structures by the positive conductive component is promptly stopped. As a result, it is possible to prevent the plurality of structures from being excessively treated by the positive conductive component.
  • the negative conductivity contained in the treatment liquid LQ is formed in the gap between the plurality of structures.
  • the entry of components is suppressed. Therefore, the processing of the plurality of structures by the negative conductive component is promptly stopped. As a result, it is possible to prevent the plurality of structures from being excessively treated by the negative conductive component.
  • the post-treatment product is, for example, a substance produced by the reaction of the treatment liquid LQ with the structure.
  • the gaps After treatment the product can be effectively discharged from.
  • Each of the plurality of guards 16 has a substantially tubular shape. Each of the plurality of guards 16 receives the liquid (treatment liquid LQ or rinse liquid) discharged from the substrate W.
  • the guard 16 is provided according to the type of liquid discharged from the substrate W.
  • the control device 19 controls each configuration of the substrate processing device 100.
  • the control device 19 includes a computer. Specifically, the control device 19 includes a control unit 191 and a storage unit 193.
  • the control unit 191 controls a spin chuck 3, a spin motor 7, a nozzle moving unit 10, a valve V1, an electrode moving unit 13, a valve V2, a plurality of guards 16, and a power supply device 17.
  • the control unit 191 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the storage unit 193 includes a storage device and stores data and computer programs.
  • the storage device includes a main storage device such as a semiconductor memory and an auxiliary storage device such as a semiconductor memory and / or a hard disk drive.
  • the storage device may include removable media.
  • the processor of the control unit 191 executes a computer program stored in the storage device of the storage unit 193, and executes a spin chuck 3, a spin motor 7, a nozzle moving unit 10, a valve V1, an electrode moving unit 13, a valve V2, and a plurality of components. Controls the guard 16 and the power supply device 17.
  • the substrate processing apparatus 100 for inducing the negative conductive component into the gaps between the plurality of structures of the substrate W.
  • the operation of is explained.
  • the treatment liquid LQ is an etching liquid
  • FIG. 2 is a diagram showing the behavior of the processing liquid LQ adhering to the substrate W in a general substrate processing apparatus.
  • FIG. 2 a part of the surface of the substrate W is enlarged and shown.
  • the substrate W has a substrate main body 21 and a pattern PT.
  • the substrate body 21 is made of silicon.
  • the pattern PT is, for example, a fine pattern.
  • the pattern PT includes a plurality of structures 23.
  • the structure 23 is, for example, a fine structure.
  • Each of the plurality of structures 23 extends along a predetermined direction D.
  • the predetermined direction D indicates a direction that intersects the surface 21a of the substrate main body 21.
  • the predetermined direction D indicates a direction substantially orthogonal to the surface 21a of the substrate main body 21.
  • the distance L of the structures 23 adjacent to each other is, for example, 10 nm or less.
  • Each of the plurality of structures 23 is composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the structure 23 is an insulating layer, a semiconductor layer, or a conductor layer.
  • the structure 23 may include an insulating layer, a semiconductor layer, a conductor layer, an insulating layer, a semiconductor layer, and a conductor layer. Two or more of them may be included.
  • the insulating layer is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • the semiconductor layer is, for example, a polysilicon film or an amorphous silicon film.
  • the conductor layer is, for example, a metal film.
  • the metal film is, for example, a film containing at least one of titanium, tungsten, copper, and aluminum.
  • the processing liquid LQ is supplied to the substrate W, and the processing liquid LQ is attached to the substrate W.
  • the treatment liquid LQ contains a plurality of negative conductive components ECN.
  • ECN negative conductive component
  • the substrate processing apparatus 100 cancels the zeta potential ZP generated on each surface of the plurality of structures 23, and the polarity of each surface of the plurality of structures 23 is opposite to that of the negative conductive component ECN.
  • Each surface of the plurality of structures 23 is charged so as to have a positive polarity (that is, a positive polarity). That is, the substrate processing apparatus 100 positively charges the surfaces of the plurality of structures 23. Specifically, it is as follows.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a configuration when the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment positively charges the surfaces of a plurality of structures 23 of the substrate W.
  • the first electrode 11 is in contact with the processing liquid LQ adhering to the substrate W.
  • the second electrode 32 is in contact with the substrate W.
  • the negative electrode of the power supply device 17 is connected to the first electrode 11 by the wiring LN1.
  • the positive electrode of the power supply device 17 is connected to the second electrode 32 by the wiring LN2.
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32. Therefore, a positive charge is supplied to the substrate W from the positive electrode of the power supply device 17.
  • the zeta potential ZP FIG. 2
  • FIG. 4 is a schematic view showing the behavior of the processing liquid LQ when the surfaces of the plurality of structures 23 of the substrate W are positively charged. In FIG. 4, a part of the surface of the substrate W is enlarged and shown.
  • the processing liquid LQ is supplied to the substrate W, and the processing liquid LQ is attached to the substrate W.
  • the treatment liquid LQ contains a plurality of negative conductive components ECN.
  • the negative charges based on the zeta potential ZP shown in FIG. 2 are canceled and the surfaces of the plurality of structures 23 are positively charged. Therefore, the polarity of the surface of the structure 23 and the polarity of the negative conductive component ECN of the treatment liquid LQ are opposite to each other.
  • the negative conductive component ECN is attracted to the positive charge on the surface of the structure 23 and can easily enter the gap GP between the plurality of structures 23. Therefore, the plurality of structures 23 can be effectively etched by the negative conductive component ECN.
  • the structure 23, which can be negatively charged by the zeta potential, is formed of, for example, silicon, alumina in an alkaline solution, or silicon oxide.
  • the surfaces of the plurality of structures 23 on the substrate W may be positively charged by the zeta potential.
  • the structure 23, which can be positively charged by the zeta potential, is formed, for example, by silicon oxide, alumina, or silicon nitride in acidity.
  • the treatment liquid LQ may contain a plurality of positive conductive components.
  • the positive electrode of the power supply device 17 is connected to the first electrode 11 by the wiring LN1.
  • the negative electrode of the power supply device 17 is connected to the second electrode 32 by the wiring LN2. Then, the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32. Therefore, a negative charge is supplied to the substrate W from the negative electrode of the power supply device 17. As a result, the zeta potentials on the surfaces of the plurality of structures 23 of the substrate W are canceled, and the surfaces of the plurality of structures 23 are negatively charged.
  • the polarity of the surface of the structure 23 and the polarity of the positive conductive component of the treatment liquid LQ are opposite to each other.
  • the positive conductive component is attracted to the negative charge on the surface of the structure 23 and can easily enter the gap GP between the plurality of structures 23. Therefore, the plurality of structures 23 can be effectively etched by the positive conductive component.
  • the structure 23 of the substrate W will be further described with reference to FIG. It is preferable that the distance L between the structures 23 adjacent to each other among the plurality of structures 23 satisfies the first predetermined condition (hereinafter, referred to as “first predetermined condition PC1”).
  • the first predetermined condition PC1 is a treatment liquid having the same polarity as the charge based on the zeta potential on the surface of the structure 23 before the DC voltage is applied between the first electrode 11 and the second electrode 32 by the power supply device 17. It shows that the conductive component in LQ cannot enter or penetrate the gap GP between the plurality of structures 23.
  • the first electrode 11 and the second electrode 11 and the second are By applying a DC voltage between the electrode 32 and the electrode 32, the conductive component of the treatment liquid LQ can enter or permeate into the gap GP between the structures 23. As a result, the plurality of structures 23 can be effectively etched.
  • the distance L between the structures 23 adjacent to each other among the plurality of structures 23 satisfies the second predetermined condition (hereinafter, referred to as “second predetermined condition PC2”).
  • the second predetermined condition PC2 has a polarity opposite to the charge on the surface of the structure 23 charged by the DC voltage after the DC voltage is applied between the first electrode 11 and the second electrode 32 by the power supply device 17. It is shown that the conductive component in the treatment liquid LQ can enter or permeate the gap GP between the plurality of structures 23.
  • the distance L when the distance L is 10 nm or less, the distance L satisfies the first predetermined condition PC1 and the second predetermined condition PC2.
  • the application of the present invention is not limited to the case where the distance L satisfies the first predetermined condition PC1 and the second predetermined condition PC2.
  • the polarity of each surface of the plurality of structures 23 of the substrate W is the polarity of the treatment liquid LQ (specifically, the treatment).
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32 so that the polarity is opposite to that of the polarity of the conductive component of the liquid LQ. Therefore, the conductive component contained in the treatment liquid LQ is attracted by the electric charge on the surface of the structure 23 of the substrate W and can easily enter the gap GP between the plurality of structures 23. As a result, the plurality of structures 23 can be effectively etched by the conductive component of the treatment liquid LQ.
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32 so as to cancel the zeta potentials on the surfaces of the plurality of structures 23. , Each surface of the plurality of structures 23 is charged. Therefore, it is possible to suppress the inhibition of etching by the treatment liquid LQ due to the zeta potentials on the surfaces of the plurality of structures 23.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a configuration when the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment negatively charges the surfaces of a plurality of structures 23 of the substrate W.
  • the first electrode 11 is in contact with the processing liquid LQ adhering to the substrate W.
  • the second electrode 32 is in contact with the substrate W.
  • the positive electrode of the power supply device 17 is connected to the first electrode 11 by the wiring LN1.
  • the negative electrode of the power supply device 17 is connected to the second electrode 32 by the wiring LN2.
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32. Therefore, a negative charge is supplied to the substrate W from the negative electrode of the power supply device 17.
  • the surfaces of the plurality of structures 23 are negatively charged.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the behavior of the processing liquid LQ when the surfaces of the plurality of structures 23 of the substrate W are negatively charged.
  • the processing liquid LQ is supplied to the substrate W, and the processing liquid LQ is attached to the substrate W.
  • the treatment liquid LQ contains a plurality of negative conductive components ECN.
  • the surfaces of the plurality of structures 23 are negatively charged. Therefore, the polarity of the surface of the structure 23 and the polarity of the negative conductive component ECN of the treatment liquid LQ are the same.
  • the negative conductive component ECN is suppressed from entering the gap GP between the plurality of structures 23.
  • the etching of the plurality of structures 23 by the negative conductive component ECN can be stopped quickly.
  • the post-treatment product PD is, for example, a substance produced by the reaction of the negative conductive component ECN of the treatment liquid LQ with the structure 23.
  • the treatment liquid LQ may contain a plurality of positive conductive components.
  • the negative electrode of the power supply device 17 is connected to the first electrode 11 by the wiring LN1.
  • the positive electrode of the power supply device 17 is connected to the second electrode 32 by the wiring LN2. Then, the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32. Therefore, a positive charge is supplied to the substrate W from the positive electrode of the power supply device 17. As a result, the surfaces of the plurality of structures 23 are positively charged.
  • the polarity of the surface of the structure 23 and the polarity of the positive conductive component of the treatment liquid LQ are the same.
  • the positive conductive component is suppressed from entering the gap GP between the plurality of structures 23.
  • the etching of the plurality of structures 23 by the positive conductive component can be stopped quickly.
  • the post-treatment product PD is, for example, a substance produced by the reaction between the positive conductive component of the treatment liquid LQ and the structure 23.
  • the polarity of the surface of each of the plurality of structures 23 of the substrate W is the polarity of the treatment liquid LQ (specifically, the treatment).
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32 so as to have the same polarity as the polarity of the conductive component of the liquid LQ. Therefore, the conductive component contained in the treatment liquid LQ is suppressed from entering the gap GP between the plurality of structures 23 by repelling the electric charge on the surface of the structure 23. As a result, the etching of the plurality of structures 23 by the conductive component of the treatment liquid LQ can be stopped quickly. In addition, the treated product PD existing in the gaps between the plurality of structures 23 can be quickly discharged from the gap GP.
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32 so as to cancel the zeta potential on each surface of the plurality of structures 23, and each of the plurality of structures 23.
  • the surface of the surface may be charged.
  • the substrate processing apparatus 100 executes the substrate processing method.
  • the substrate W having the pattern PT including the plurality of structures 23 is processed.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a substrate processing method. As shown in FIG. 7, the substrate processing method includes steps S1 to S15.
  • step S1 the control unit 191 of the substrate processing device 100 controls the transfer robot so that the transfer robot (not shown) carries the substrate W into the substrate processing device 100. As a result, the transfer robot carries the substrate W into the substrate processing device 100.
  • step S2 the control unit 191 controls the plurality of chuck members 31 so that the plurality of chuck members 31 hold the substrate W. As a result, the plurality of chuck members 31 hold the substrate W. Then, the plurality of chuck members 31 come into contact with the substrate.
  • Step S2 corresponds to an example of "a step of bringing the second electrode 32 into contact with the substrate W". This is because the chuck member 31 functions as the second electrode 32.
  • step S3 the control unit 191 controls the spin motor 7 so that the spin motor 7 drives the spin chuck 3 to start the rotation of the substrate W.
  • the spin chuck 3 rotates and the substrate W rotates.
  • step S4 the control unit 191 controls the valve V1 and the nozzle moving unit 10 so that the nozzle 9 starts supplying the processing liquid LQ toward the substrate W.
  • the nozzle 9 moves to the processing position and supplies the processing liquid LQ toward the substrate W.
  • the nozzle 9 supplies the processing liquid LQ to the substrate W over the first predetermined period.
  • step S5 the control unit 191 controls the valve V1 and the nozzle moving unit 10 so that the nozzle 9 ends the supply of the processing liquid LQ to the substrate W.
  • the nozzle 9 ends the supply of the processing liquid LQ to the substrate W and moves to the retracted position.
  • step S6 the control unit 191 controls the electrode moving unit 13 so that the first electrode 11 comes into contact with the processing liquid LQ adhering to the substrate W. As a result, the first electrode 11 comes into contact with the treatment liquid LQ adhering to the substrate W.
  • step S7 the control unit 191 between the first electrode 11 and the second electrode 32 so that the polarities of the plurality of structures 23 of the substrate W are opposite to the polarities of the treatment liquid LQ.
  • the power supply device 17 to which a DC voltage is applied is controlled.
  • the power supply device 17 has the first electrode 11 and the second electrode 32 over a second predetermined period so that the polarity of each surface of the plurality of structures 23 is opposite to the polarity of the treatment liquid LQ.
  • a DC voltage is applied between them.
  • the power supply device 17 stops applying the DC voltage.
  • step S8 the control unit 191 switches the polarity of the power supply device 17.
  • step S9 the control unit 191 transmits a direct current between the first electrode 11 and the second electrode 32 so that the polarities of the plurality of structures 23 of the substrate W are the same as the polarities of the treatment liquid LQ.
  • the power supply device 17 to which the voltage is applied is controlled.
  • the power supply device 17 has the first electrode 11 and the second electrode over a third predetermined period so that the polarity of each surface of the plurality of structures 23 of the substrate W becomes the same polarity as the polarity of the treatment liquid LQ.
  • a DC voltage is applied between the device and the device 32. Then, the power supply device 17 stops applying the DC voltage.
  • step S10 the control unit 191 controls the electrode moving unit 13 so that the first electrode 11 is separated from the processing liquid LQ adhering to the substrate W. As a result, the first electrode 11 is separated from the treatment liquid LQ and moves to the retracted position.
  • step S11 the control unit 191 controls the valve V2 so that the nozzle 15 supplies the rinse liquid toward the substrate W.
  • the nozzle 15 supplies the rinse liquid toward the substrate W.
  • the nozzle 15 supplies the rinse liquid to the substrate W over a fourth predetermined period.
  • the treatment liquid LQ on the substrate W is washed away by the rinsing liquid, and the substrate W is washed.
  • step S12 the control unit 191 controls the spin motor 7 so as to accelerate the spin chuck 3 to a high rotation speed and maintain the rotation speed of the spin chuck 3 at a high rotation speed.
  • the substrate W rotates at a high rotation speed, the rinse liquid adhering to the substrate W is shaken off, and the substrate W is dried.
  • step S13 the control unit 191 controls the spin motor 7 so that the spin motor 7 stops the spin chuck 3 and stops the rotation of the substrate W. As a result, the spin chuck 3 stops and the substrate W stops.
  • step S14 the control unit 191 controls the plurality of chuck members 31 so that the plurality of chuck members 31 release the holding of the substrate W. As a result, the plurality of chuck members 31 release the holding of the substrate W and open the substrate W.
  • step S15 the control unit 191 controls the transfer robot so that the transfer robot (not shown) carries out the substrate W from the substrate processing device 100. As a result, the transfer robot carries out the substrate W from the substrate processing device 100. Then, the process ends.
  • the power supply device 17 applies a DC voltage between the first electrode 11 and the second electrode 32 (step). S7 or step S9). Therefore, the plurality of structures 23 constituting the pattern PT of the substrate W can be positively or negatively charged. As a result, it is possible to control the movement of the conductive component of the processing liquid LQ with respect to the gap GP between the plurality of structures 23 constituting the pattern PT of the substrate W.
  • the semiconductor substrate W having the pattern PT including the plurality of structures 23 is processed by the substrate processing method including the steps S1 to S15, and the processed semiconductor substrate W is used.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method may include at least one of the steps S7 and S9. In this case, step S8 is unnecessary. Further, the step S5 may be executed between the steps S6 and S7, may be executed between the steps S7 and S8, or may be executed between the steps S8 and S9. It may be executed between the steps S9 and S10, or it may be executed between the steps S10 and S11.
  • the plurality of chuck members 31 function as the "board holding portion", but the configuration of the "board holding portion” is not particularly limited as long as the substrate W can be held.
  • the substrate processing device 100 may include a vacuum chuck that functions as a “board holding unit”. The vacuum chuck holds the substrate W by vacuum suction. In this case, the vacuum chuck can function as the second electrode 32.
  • the substrate processing apparatus 100 may include the second electrode 32 separately from the "substrate holding portion" such as the chuck member 31.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the substrate processing apparatus 100A according to the second embodiment.
  • the nozzle 9 functions as the first electrode 11. Therefore, the number of parts can be reduced as compared with the case where the first electrode 11 is provided as a dedicated part.
  • the material of the nozzle 9 that functions as the first electrode 11 is, for example, a resin material containing carbon. That is, the material of the nozzle 9 is the same as the material of the first electrode 11 according to the first embodiment.
  • the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
  • the wiring LN1 connects the nozzle 9 and the power supply device 17.
  • the control unit 191 controls the nozzle moving unit 10 so that the nozzle 9 functioning as the first electrode 11 comes into contact with the processing liquid LQ adhering to the substrate W. To do. As a result, the nozzle 9 functioning as the first electrode 11 comes into contact with the processing liquid LQ adhering to the substrate W.
  • step S10 the control unit 191 controls the nozzle moving unit 10 so that the nozzle 9 functioning as the first electrode 11 is separated from the processing liquid LQ adhering to the substrate W. As a result, the nozzle 9 functioning as the first electrode 11 is separated from the processing liquid LQ and moves to the retracted position.
  • the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist thereof.
  • the plurality of components disclosed in the above embodiment can be appropriately modified. For example, one component of all components shown in one embodiment may be added to another component of another embodiment, or some component of all components shown in one embodiment. The element may be removed from the embodiment.
  • the present invention relates to a substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a semiconductor manufacturing method, and has industrial applicability.

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Abstract

本発明は、基板のパターンを構成している複数の構造物の相互間の空間に対する処理液の導電成分の移動を制御できる基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法を提供することを目的とする。　本発明において、基板処理装置（１００）は、複数の構造物を含むパターンを有する基板（Ｗ）を処理する。基板処理装置（１００）は、処理液供給部と、第１電極（１１）と、第２電極（３２）と、電源部（１７）とを備える。処理液供給部は、導電性を有する処理液（ＬＱ）を基板（Ｗ）に向けて供給する。第１電極（１１）は、基板（Ｗ）に付着した処理液（ＬＱ）に接触する。第２電極（３２）は、基板（Ｗ）に接触する。電源部（１７）は、第１電極（１１）と第２電極（３２）との間に直流電圧を印加する。

Description

基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法
　本発明は、基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法に関する。
　特許文献１に記載されている基板処理装置は、対向部材と、複数の電源装置と、制御装置とを備える。対向部材は、基板の下面に対向する。対向部材は複数の電極を含む。複数の電極は、回転軸線からの径方向の距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。複数の電源装置は、それぞれ、複数の電極に直流電圧を印加する。制御装置は、径方向内側から径方向外側に向かって順番に印加電圧が増加するように、各電源装置に指令を与える。その結果、エッチングの均一性を高めることができる。
　エッチングの均一性を高めることができる理由は、次の通りである。すなわち、基板のエッチング量は、基板の上面中央部で最も大きく、基板の上面中央部から離れるにしたがって減少する。一方、基板の上面を帯電させると、エッチングレートが増加し、さらに、エッチングレートは、基板の上面の帯電量が増加するにしたがって増加する。そこで、基板の上面中央部から離れるにしたがって連続的または段階的に帯電量が増加するように基板の上面を帯電させると、エッチングの均一性を高めることができる。
特開２０１６－１８４７０１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されている基板処理装置では、基板の径方向内側と径方向外側との間でのエッチングの均一性を高めているに過ぎない。
　一方、近年、基板に形成されるパターンは、微細化されている。つまり、基板の表面において、パターンを構成している複数の微細構造物の相互間の間隙が、狭小化している。従って、エッチング液等の処理液の導電成分が複数の微細構造物の相互間の間隙に進入することが困難な場合が発生し得る。一方、一定の処理が完了すると、複数の微細構造物の相互間の間隙に、処理液の導電成分が進入することを速やかに停止したい場合が発生し得る。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板のパターンを構成している複数の構造物の相互間の間隙に対する処理液の導電成分の移動を制御できる基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法を提供することにある。
　本発明の一局面によれば、基板処理装置は、複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する。基板処理装置は、処理液供給部と、第１電極と、第２電極と、電源部とを備える。処理液供給部は、導電性を有する処理液を前記基板に向けて供給する。第１電極は、前記基板に付着した前記処理液に接触する。第２電極は、前記基板に接触する。電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する。
　本発明の基板処理装置において、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と逆の極性になるように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加することが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と同じ極性になるように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加することが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記複数の構造物の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加して、前記複数の構造物の各々の表面を帯電させることが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記処理液供給部は、前記第１電極として機能することが好ましい。
　本発明の基板処理装置は、前記基板を保持する基板保持部をさらに備えることが好ましい。前記基板保持部は、前記第２電極として機能することが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記第１電極の材料および前記第２電極の材料のうちの少なくとも一方は、炭素を含有する樹脂材料であることが好ましい。
　本発明の他の局面によれば、基板処理方法において、複数の構造物を含むパターンを有する基板が処理される。基板処理方法は、導電性を有する処理液を前記基板に向けて供給する工程と、前記基板に付着した前記処理液に第１電極を接触させる工程と、前記基板に第２電極を接触させる工程と、前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する工程とを含む。
　本発明の基板処理方法において、前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と逆の極性になるように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加することが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と同じ極性になるように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加することが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加して、前記複数の構造物の各々の表面を帯電させることが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記処理液を前記基板に向けて供給する前記工程では、処理液供給部が、前記処理液を前記基板に向けて供給することが好ましい。前記第１電極を接触させる前記工程では、前記処理液供給部が、前記第１電極として機能することが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記第２電極を接触させる前記工程では、前記基板を保持する基板保持部が、前記第２電極として機能することが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記第１電極の材料および前記第２電極の材料のうちの少なくとも一方は、炭素を含有する樹脂材料であることが好ましい。
　本発明のさらに他の局面によれば、半導体製造方法において、複数の構造物を含むパターンを有する半導体基板を処理して、処理後の前記半導体基板である半導体が製造される。半導体製造方法は、導電性を有する処理液を前記半導体基板に向けて供給する工程と、前記半導体基板に付着した前記処理液に第１電極を接触させる工程と、前記半導体基板に第２電極を接触させる工程と、前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する工程とを含む。
　本発明によれば、基板のパターンを構成している複数の構造物の相互間の空間に対する処理液の導電成分の移動を制御できる基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法を提供できる。
本発明の実施形態１に係る基板処理装置を示す模式的断面図である。 一般的な基板処理装置において基板Ｗに付着した処理液の挙動を示す模式図である。 実施形態１に係る基板処理装置が基板のパターンを構成する複数の構造物の表面をプラスに帯電させるときの構成を示す模式図である。 実施形態１に係る基板処理装置が基板の複数の構造物の表面をプラスに帯電させたときの処理液の挙動を示す模式図である。 実施形態１に係る基板処理装置が基板のパターンを構成する複数の構造物の表面をマイナスに帯電させるときの構成を示す模式図である。 実施形態１に係る基板処理装置が基板の複数の構造物の表面をマイナスに帯電させたときの処理液の挙動を示す模式図である。 実施形態１に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る基板処理装置を示す模式的断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本発明の実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。なお、図面の簡略化のため、断面を示す斜線を適宜省略する。
　（実施形態１）
　図１～図７を参照して、本発明の実施形態１に係る基板処理装置１００を説明する。基板処理装置１００は処理液によって基板Ｗを処理する。以下、処理液を「処理液ＬＱ」と記載する。基板Ｗは、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、又は、太陽電池用基板である。基板Ｗは、例えば、略円板状である。以下の実施形態１の説明では、基板Ｗは半導体基板である。
　まず、図１を参照して基板処理装置１００を説明する。図１は、基板処理装置１００を示す模式的断面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、基板Ｗを回転しながら、基板Ｗに処理液ＬＱを供給して、基板Ｗを処理する。具体的には、基板処理装置１００は、チャンバー１と、スピンチャック３と、スピン軸５と、スピンモーター７と、ノズル９と、ノズル移動部１０と、バルブＶ１と、配管Ｐ１と、第１電極１１と、電極移動部１３と、ノズル１５と、バルブＶ２と、配管Ｐ２と、複数のガード１６と、電源装置１７と、制御装置１９と、配線ＬＮ１と、配線ＬＮ２と、少なくとも１つの第２電極３２とを備える。実施形態１では、基板処理装置１００は、複数の第２電極３２を備える。電源装置１７は、「電源部」の一例に相当する。
　チャンバー１は略箱形状を有する。チャンバー１は、基板Ｗ、スピンチャック３、スピン軸５、スピンモーター７、ノズル９、ノズル移動部１０、第１電極１１、電極移動部１３、ノズル１５、配管Ｐ２の一部、複数のガード１６、配線ＬＮ１の一部、および、配線ＬＮ２の一部を収容する。
　スピンチャック３は、基板Ｗを保持して回転する。具体的には、スピンチャック３は、チャンバー１内で基板Ｗを水平に保持しながら、スピンチャック３の回転軸線ＡＸの回りに基板Ｗを回転させる。
　スピンチャック３は、複数のチャック部材３１と、スピンベース３３とを含む。複数のチャック部材３１はスピンベース３３に設けられる。複数のチャック部材３１は基板Ｗを水平な姿勢で保持する。従って、チャック部材３１は基板Ｗに接触する。複数のチャック部材３１は、「基板保持部」の一例に相当する。スピンベース３３は、略円板状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材３１を支持する。
　スピン軸５は、スピンベース３３に固定される。また、スピン軸５は、スピンモーター７の駆動軸に固定される。そして、スピンモーター７は、スピン軸５を回転させることによって、スピンベース３３を回転軸線ＡＸの回りに回転させる。その結果、スピンベース３３に設けられた複数のチャック部材３１に保持された基板Ｗが回転軸線ＡＸの回りに回転する。スピン軸５は、略円筒形状を有し、内部空間５ａを有する。
　ノズル９は、回転中の基板Ｗに向けて処理液ＬＱを供給する。ノズル９は、「処理液供給部」の一例に相当する。
　処理液ＬＱは導電性を有する。処理液ＬＱは、プラス極性を有する導電成分（例えばプラスイオン成分）、または、マイナス極性を有する導電成分（例えばマイナスイオン成分）を含む。プラス極性を有する導電成分は、プラスに帯電した導電成分であって、基板Ｗを処理する成分である。マイナス極性を有する導電成分は、マイナスに帯電した導電成分であって、基板Ｗを処理する成分である。
　以下の説明では、プラス極性を有する導電成分を「プラス導電成分」と記載し、マイナス極性を有する導電成分を「マイナス導電成分」と記載する。また、「プラス導電成分」と「マイナス導電成分」とを区別して説明する必要のないときは、「プラス導電成分」と「マイナス導電成分」とを総称して、「導電成分」と記載する場合がある。
　処理液ＬＱは、例えば、エッチング液である。処理液ＬＱがエッチング液である場合、プラス導電成分およびマイナス導電成分の各々は、基板Ｗをエッチングする成分である。
　プラス導電成分を含む処理液ＬＱとしてのエッチング液は、例えば、フッ酸、過酸化水素水、または、硝酸である。マイナス導電成分を含む処理液ＬＱとしてのエッチング液は、例えば、アンモニア、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、または、ＴＢＡＨ（テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド）である。なお、処理液ＬＱが導電性を有する限りは、処理液ＬＱの種類は、特に限定されない。
　ノズル移動部１０は、処理位置と退避位置との間でノズル９を移動する。処理位置は、基板Ｗの上方の位置を示す。ノズル９は、処理位置に位置するときに、基板Ｗに向けて処理液ＬＱを供給する。退避位置は、基板Ｗよりも基板Ｗの径方向外側の位置を示す。
　具体的には、ノズル移動部１０は、アーム１１１と、回動軸１１３と、ノズル移動機構１１５とを含む。アーム１１１は略水平方向に沿って延びる。アーム１１１の先端部にはノズル９が取り付けられる。アーム１１１は回動軸１１３に結合される。回動軸１１３は、略鉛直方向に沿って延びる。ノズル移動機構１１５は、回動軸１１３を略鉛直方向に沿った回動軸線のまわりに回動させて、アーム１１１を略水平面に沿って回動させる。その結果、ノズル９が略水平面に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１１５は、回動軸１１３を回動軸線のまわりに回動させるアーム揺動モーターを含む。アーム揺動モーターは、例えば、サーボモータである。また、ノズル移動機構１１５は、回動軸１１３を略鉛直方向に沿って昇降させて、アーム１１１を昇降させる。その結果、ノズル９が略鉛直方向に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構１１５は、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与えるアーム昇降モーターとを含む。アーム昇降モーターは、例えば、サーボモータである。
　配管Ｐ１はノズル９に処理液ＬＱを供給する。バルブＶ１は、ノズル９に対する処理液ＬＱの供給開始と供給停止とを切り替える。
　ノズル１５は、処理液ＬＱによって基板Ｗが処理された時よりも後に、回転中の基板Ｗに向けてリンス液を供給する。リンス液は、例えば、脱イオン水、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、または、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水である。リンス液の種類は、基板Ｗをリンスできる限りにおいては、特に限定されない。
　配管Ｐ２はノズル１５にリンス液を供給する。バルブＶ２は、ノズル１５に対するリンス液の供給開始と供給停止とを切り替える。
　第１電極１１は、基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触する。第１電極１１の材料は、例えば、炭素を含有する樹脂材料である。炭素は、例えば、カーボンナノチューブである。樹脂は、例えば、フッ素樹脂である。フッ素樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、または、ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化）である。このように第１電極１１を構成することで、実施形態１では、第１電極１１の導電性を確保しつつ耐薬性を向上できる。
　電極移動部１３は、接触位置と退避位置との間で第１電極１１を移動する。接触位置は、基板Ｗに付着した処理液ＬＱに対して、第１電極１１が処理液ＬＱの上方から接触する位置を示す。退避位置は、基板Ｗよりも基板Ｗの径方向外側の位置を示す。具体的には、電極移動部１３は、アーム１３１と、回動軸１３３と、電極移動機構１３５とを含む。アーム１３１の先端部には第１電極１１が取り付けられる。アーム１３１は、回動軸１３３および電極移動機構１３５によって駆動されて、略水平面に沿って回動され、または、略鉛直方向に沿って昇降される。その他、アーム１３１、回動軸１３３、および電極移動機構１３５の構成は、それぞれ、アーム１１１、回動軸１１３、およびノズル移動機構１１５の構成と同様である。
　第２電極３２は基板Ｗに接触する。実施形態１では、チャック部材３１が第２電極３２として機能する。従って、実施形態１によれば、第２電極３２を専用部品として設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。第２電極３２（つまり、チャック部材３１）の材料は、例えば、炭素を含む樹脂材料である。つまり、第２電極３２の材料は、第１電極１１の材料と同様である。このように第２電極３２を構成することで、実施形態１では、第２電極３２の導電性を確保しつつ耐薬性を向上できる。
　なお、例えば、第１電極１１および第２電極３２のうちの少なくとも一方が、炭素を含む樹脂材料であってもよい。また、第１電極１１および第２電極３２の材料は、導電性を有する限りにおいては特に限定されない。
　配線ＬＮ１は、第１電極１１と電源装置１７とを接続する。配線ＬＮ２は、複数の第２電極３２の各々と電源装置１７とを接続する。配線ＬＮ２は、スピン軸５の内部空間５ａを通って、複数の第２電極３２の各々から電源装置１７まで引き出されている。なお、基板処理装置１００が、１つの第２電極３２を有している場合は、配線ＬＮ２は、１つの第２電極３２（つまり、１つのチャック部材３１）に接続される。
　電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、実施形態１によれば、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物をプラスまたはマイナスに帯電させることができる。その結果、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物の相互間の間隙に対する処理液ＬＱの導電成分の移動を制御できる。
　例えば、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がプラスに帯電されると、処理液ＬＱに含まれるマイナス導電成分を、複数の構造物の相互間の間隙に誘導できる。従って、マイナス導電成分が、速やかに複数の構造物の相互間の間隙に進入する。その結果、マイナス導電成分によって、複数の構造物を効果的に処理できる。
　例えば、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がマイナスに帯電されると、処理液ＬＱに含まれるプラス導電成分を、複数の構造物の相互間の間隙に誘導できる。従って、プラス導電成分が、速やかに複数の構造物の相互間の間隙に進入する。その結果、プラス導電成分によって、複数の構造物を効果的に処理できる。
　例えば、一定の処理の完了後において、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がプラスに帯電されると、複数の構造物の相互間の間隙に、処理液ＬＱに含まれるプラス導電成分が進入することが抑制される。従って、プラス導電成分による複数の構造物の処理が速やかに停止される。その結果、プラス導電成分によって、複数の構造物が過剰に処理されることを抑制できる。
　例えば、一定の処理の完了後において、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がマイナスに帯電されると、複数の構造物の相互間の間隙に、処理液ＬＱに含まれるマイナス導電成分が進入することが抑制される。従って、マイナス導電成分による複数の構造物の処理が速やかに停止される。その結果、マイナス導電成分によって、複数の構造物が過剰に処理されることを抑制できる。
　例えば、複数の構造物の相互間の間隙に存在する処理後生成物がプラスに帯電している場合に、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がプラスに帯電されると、間隙から処理後生成物を効果的に排出できる。処理後生成物は、例えば、処理液ＬＱと構造物との反応によって生成された物質である。
　例えば、複数の構造物の相互間の間隙に存在する処理後生成物がマイナスに帯電している場合に、基板Ｗのパターンを構成している複数の構造物がマイナスに帯電されると、間隙から処理後生成物を効果的に排出できる。
　複数のガード１６の各々は略筒形状を有する。複数のガード１６の各々は、基板Ｗから排出された液体（処理液ＬＱまたはリンス液）を受け止める。なお、ガード１６は、基板Ｗから排出される液体の種類に応じて設けられる。
　制御装置１９は、基板処理装置１００の各構成を制御する。制御装置１９はコンピューターを含む。具体的には、制御装置１９は、制御部１９１と、記憶部１９３とを含む。制御部１９１は、スピンチャック３、スピンモーター７、ノズル移動部１０、バルブＶ１、電極移動部１３、バルブＶ２、複数のガード１６、および、電源装置１７を制御する。制御部１９１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。記憶部１９３は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。記憶装置は、半導体メモリーのような主記憶装置と、半導体メモリー及び／又はハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。記憶装置は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１９１のプロセッサーは、記憶部１９３の記憶装置が記憶しているコンピュータープログラムを実行して、スピンチャック３、スピンモーター７、ノズル移動部１０、バルブＶ１、電極移動部１３、バルブＶ２、複数のガード１６、および、電源装置１７を制御する。
　次に、図２～図４を参照して、処理液ＬＱがマイナス導電成分を含む場合において、基板Ｗの複数の構造物の相互間の間隙にマイナス導電成分を誘導するときの基板処理装置１００の動作を説明する。図２～図４の説明では、処理液ＬＱがエッチング液である例を説明する。
　まず、図２を参照して、処理液ＬＱの一般的な挙動を説明する。図２は、一般的な基板処理装置において基板Ｗに付着した処理液ＬＱの挙動を示す図である。図２では、基板Ｗの表面の一部が拡大して示されている。
　図２に示すように、基板Ｗは、基板本体２１と、パターンＰＴとを有する。基板本体２１は、シリコンによって形成される。パターンＰＴは、例えば、微細パターンである。パターンＰＴは、複数の構造物２３を含む。構造物２３は、例えば、微細構造物である。
　複数の構造物２３の各々は、所定方向Ｄに沿って延びている。所定方向Ｄは、基板本体２１の表面２１ａに対して交差する方向を示す。実施形態１では、所定方向Ｄは、基板本体２１の表面２１ａに対して略直交する方向を示す。互いに隣り合う構造物２３の距離Ｌは、例えば、１０ｎｍ以下である。
　複数の構造物２３の各々は、単層または複数層によって構成される。構造物２３が単層によって構成される場合、構造物２３は、絶縁層、半導体層、または、導体層である。構造物２３が複数層によって構成される場合、構造物２３は、絶縁層を含んでもよいし、半導体層を含んでもよいし、導体層を含んでもよいし、絶縁層と半導体層と導体層とのうちの２以上を含んでもよい。
　絶縁層は、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である。半導体層は、例えば、ポリシリコン膜、または、アモルファスシリコン膜である。導体層は、例えば、金属膜である。金属膜は、例えば、チタン、タングステン、銅、および、アルミニウムのうちの少なくとも１つを含む膜である。
　図２では、基板Ｗに処理液ＬＱが供給されて、基板Ｗには処理液ＬＱが付着している。処理液ＬＱは、複数のマイナス導電成分ＥＣＮを含む。一方、複数の構造物２３の各々の表面にはゼータ電位ＺＰが発生するため、複数の構造物２３の各々の表面は、ゼータ電位ＺＰによってマイナスに帯電している。従って、構造物２３の極性とマイナス導電成分ＥＣＮの極性とは同じである。その結果、マイナス導電成分ＥＣＮは、構造物２３に対して反発し、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに進入することが困難である。
　そこで、実施形態１では、基板処理装置１００は、複数の構造物２３の各々の表面に発生したゼータ電位ＺＰを打ち消して、複数の構造物２３の各々の表面の極性がマイナス導電成分ＥＣＮと逆の極性（つまり、プラスの極性）になるように、複数の構造物２３の各々の表面を帯電させる。つまり、基板処理装置１００は、複数の構造物２３の各々の表面をプラスに帯電させる。具体的には、次の通りである。
　図３は、実施形態１に係る基板処理装置１００が基板Ｗの複数の構造物２３の表面をプラスに帯電させるときの構成を示す模式図である。図３に示すように、第１電極１１は、基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触している。一方、第２電極３２は基板Ｗに接触している。そして、電源装置１７のマイナス極が、配線ＬＮ１によって第１電極１１に接続される。一方、電源装置１７のプラス極が、配線ＬＮ２によって第２電極３２に接続される。そして、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、電源装置１７のプラス極から、基板Ｗに正電荷が供給される。その結果、基板Ｗの複数の構造物２３の表面のゼータ電位ＺＰ（図２）が打ち消されて、複数の構造物２３の表面がプラスに帯電する。
　図４は、基板Ｗの複数の構造物２３の表面をプラスに帯電させたときの処理液ＬＱの挙動を示す模式図である。図４では、基板Ｗの表面の一部が拡大して示されている。
　図４に示すように、基板Ｗに処理液ＬＱが供給されて、基板Ｗには処理液ＬＱが付着している。処理液ＬＱは、複数のマイナス導電成分ＥＣＮを含む。一方、複数の構造物２３では、図２に示すゼータ電位ＺＰに基づくマイナスの電荷が打ち消されて、複数の構造物２３の表面がプラスに帯電している。従って、構造物２３の表面の極性と処理液ＬＱのマイナス導電成分ＥＣＮの極性とは逆である。その結果、マイナス導電成分ＥＣＮは、構造物２３の表面のプラス電荷に引き付けられて、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに容易に進入することができる。よって、マイナス導電成分ＥＣＮによって、複数の構造物２３を効果的にエッチングできる。
　なお、ゼータ電位によってマイナスに帯電し得る構造物２３は、例えば、シリコン、アルカリ溶液中のアルミナ、または、シリコン酸化物によって形成される。
　一方、基板Ｗの複数の構造物２３の各々の表面が、ゼータ電位によってプラスに帯電する場合がある。ゼータ電位によってプラスに帯電し得る構造物２３は、例えば、酸性中のシリコン酸化物、アルミナ、または、シリコンナイトライドによって形成される。そして、処理液ＬＱが、複数のプラス導電成分を含む場合がある。
　この場合は、電源装置１７のプラス極が、配線ＬＮ１によって第１電極１１に接続される。一方、電源装置１７のマイナス極が、配線ＬＮ２によって第２電極３２に接続される。そして、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、電源装置１７のマイナス極から、基板Ｗに負電荷が供給される。その結果、基板Ｗの複数の構造物２３の表面のゼータ電位が打ち消されて、複数の構造物２３の表面がマイナスに帯電する。
　複数の構造物２３の表面がマイナスに帯電すると、構造物２３の表面の極性と処理液ＬＱのプラス導電成分の極性とは逆である。その結果、プラス導電成分は、構造物２３の表面のマイナス電荷に引き付けられて、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに容易に進入することができる。よって、プラス導電成分によって、複数の構造物２３を効果的にエッチングできる。
　引き続き図４を参照して、基板Ｗの構造物２３をさらに説明する。複数の構造物２３のうち互いに隣り合う構造物２３の間の距離Ｌは、第１所定条件（以下、「第１所定条件ＰＣ１」と記載する。）を満たすことが好ましい。第１所定条件ＰＣ１は、電源装置１７によって第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧が印加される前では、構造物２３の表面のゼータ電位に基づく電荷と同極性の処理液ＬＱ中の導電成分が、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに進入または浸透できないことを示す。実施形態１によれば、複数の構造物２３が、第１所定条件ＰＣ１を満たすような狭小な距離Ｌを有する複数の超微細構造物である場合であっても、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加することで、処理液ＬＱの導電成分を構造物２３の相互間の間隙ＧＰに進入または浸透させることができる。その結果、複数の構造物２３を効果的にエッチングできる。
　換言すれば、複数の構造物２３のうち互いに隣り合う構造物２３の間の距離Ｌは、第２所定条件（以下、「第２所定条件ＰＣ２」と記載する。）を満たすことが好ましい。第２所定条件ＰＣ２は、電源装置１７によって第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧が印加された後では、直流電圧によって帯電された構造物２３の表面の電荷と逆極性の処理液ＬＱ中の導電成分が、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに進入または浸透できることを示す。
　なお、例えば、距離Ｌが１０ｎｍ以下であると、距離Ｌは第１所定条件ＰＣ１および第２所定条件ＰＣ２を満たす。ただし、本発明の適用は、距離Ｌが第１所定条件ＰＣ１および第２所定条件ＰＣ２を満たす場合に限定されない。
　以上、図３および図４を参照して説明したように、実施形態１によれば、基板Ｗの複数の構造物２３の各々の表面の極性が、処理液ＬＱの極性（具体的には処理液ＬＱの導電成分の極性）と逆の極性になるように、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、処理液ＬＱに含まれる導電成分は、基板Ｗの構造物２３の表面の電荷に引き付けられて、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに容易に進入することができる。その結果、処理液ＬＱの導電成分によって、複数の構造物２３を効果的にエッチングできる。
　また、実施形態１によれば、複数の構造物２３の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加して、複数の構造物２３の各々の表面を帯電させる。従って、複数の構造物２３の表面のゼータ電位に起因して処理液ＬＱによるエッチングが阻害されることを抑制できる。
　次に、図５および図６を参照して、処理液ＬＱがマイナス導電成分を含む場合において、基板Ｗの複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰへのマイナス導電成分の進入を抑制するときの基板処理装置１００の動作を説明する。図５および図６の説明では、処理液ＬＱがエッチング液である例を説明する。
　図５は、実施形態１に係る基板処理装置１００が基板Ｗの複数の構造物２３の表面をマイナスに帯電させるときの構成を示す模式図である。図５に示すように、第１電極１１は、基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触している。一方、第２電極３２は基板Ｗに接触している。そして、電源装置１７のプラス極が、配線ＬＮ１によって第１電極１１に接続される。一方、電源装置１７のマイナス極が、配線ＬＮ２によって第２電極３２に接続される。そして、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、電源装置１７のマイナス極から、基板Ｗに負電荷が供給される。その結果、複数の構造物２３の表面がマイナスに帯電する。
　図６は、基板Ｗの複数の構造物２３の表面をマイナスに帯電させたときの処理液ＬＱの挙動を示す模式図である。図６に示すように、基板Ｗに処理液ＬＱが供給されて、基板Ｗには処理液ＬＱが付着している。処理液ＬＱは、複数のマイナス導電成分ＥＣＮを含む。一方、複数の構造物２３の表面がマイナスに帯電している。従って、構造物２３の表面の極性と処理液ＬＱのマイナス導電成分ＥＣＮの極性とは同じである。その結果、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに、マイナス導電成分ＥＣＮが進入することが抑制される。その結果、マイナス導電成分ＥＣＮによる複数の構造物２３のエッチングを速やかに停止できる。
　また、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに存在する処理後生成物ＰＤがマイナスに帯電していると、処理後生成物ＰＤは、複数の構造物２３の表面のマイナス電荷によって間隙ＧＰから押し出される。その結果、処理後生成物ＰＤを間隙ＧＰから速やかに排出できる。処理後生成物ＰＤは、例えば、処理液ＬＱのマイナス導電成分ＥＣＮと構造物２３との反応によって生成された物質である。
　一方、処理液ＬＱが、複数のプラス導電成分を含む場合がある。この場合は、電源装置１７のマイナス極が、配線ＬＮ１によって第１電極１１に接続される。一方、電源装置１７のプラス極が、配線ＬＮ２によって第２電極３２に接続される。そして、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、電源装置１７のプラス極から、基板Ｗに正電荷が供給される。その結果、複数の構造物２３の表面がプラスに帯電する。
　複数の構造物２３の表面がプラスに帯電すると、構造物２３の表面の極性と処理液ＬＱのプラス導電成分の極性とは同じである。その結果、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに、プラス導電成分が進入することが抑制される。その結果、プラス導電成分による複数の構造物２３のエッチングを速やかに停止できる。
　また、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに存在する処理後生成物ＰＤがプラスに帯電していると、処理後生成物ＰＤは、複数の構造物２３の表面のプラス電荷によって間隙ＧＰから押し出される。その結果、処理後生成物ＰＤを間隙ＧＰから速やかに排出できる。処理後生成物ＰＤは、例えば、処理液ＬＱのプラス導電成分と構造物２３との反応によって生成された物質である。
　以上、図５および図６を参照して説明したように、実施形態１によれば、基板Ｗの複数の構造物２３の各々の表面の極性が、処理液ＬＱの極性（具体的には処理液ＬＱの導電成分の極性）と同じ極性になるように、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。従って、処理液ＬＱに含まれる導電成分は、構造物２３の表面の電荷に反発して、複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに進入することが抑制される。その結果、処理液ＬＱの導電成分による複数の構造物２３のエッチングを速やかに停止できる。また、複数の構造物２３の間隙に存在する処理後生成物ＰＤを間隙ＧＰから速やかに排出できる。
　なお、基板Ｗの複数の構造物２３の各々の表面の極性が、処理液ＬＱの極性と同じ極性になるように第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する場合に、複数の構造物２３の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加して、複数の構造物２３の各々の表面を帯電させてもよい。
　次に、図１および図７を参照して、本発明の実施形態１に係る基板処理方法を説明する。基板処理装置１００が基板処理方法を実行する。基板処理方法においては、複数の構造物２３を含むパターンＰＴを有する基板Ｗが処理される。図７は、基板処理方法を示すフローチャートである。図７に示すように、基板処理方法は、工程Ｓ１～工程Ｓ１５を含む。
　図１および図７に示すように、工程Ｓ１において、基板処理装置１００の制御部１９１は、搬送ロボット（不図示）が基板処理装置１００に基板Ｗを搬入するように、搬送ロボットを制御する。その結果、搬送ロボットが基板処理装置１００に基板Ｗを搬入する。
　次に、工程Ｓ２において、制御部１９１は、複数のチャック部材３１が基板Ｗを保持するように、複数のチャック部材３１を制御する。その結果、複数のチャック部材３１が基板Ｗを保持する。そして、複数のチャック部材３１が基板に接触する。工程Ｓ２は、「基板Ｗに第２電極３２を接触させる工程」の一例に相当する。チャック部材３１が第２電極３２として機能するからである。
　次に、工程Ｓ３において、制御部１９１は、スピンモーター７がスピンチャック３を駆動して基板Ｗの回転を開始するように、スピンモーター７を制御する。その結果、スピンチャック３が回転して、基板Ｗが回転する。
　次に、工程Ｓ４において、制御部１９１は、ノズル９が基板Ｗに向けて処理液ＬＱの供給を開始するように、バルブＶ１およびノズル移動部１０を制御する。その結果、ノズル９は、処理位置に移動して基板Ｗに向けて処理液ＬＱを供給する。具体的には、ノズル９は、第１所定期間にわたって基板Ｗに処理液ＬＱを供給する。
　次に、工程Ｓ５において、制御部１９１は、ノズル９が基板Ｗに対する処理液ＬＱの供給を終了するように、バルブＶ１およびノズル移動部１０を制御する。その結果、ノズル９は、基板Ｗへの処理液ＬＱの供給を終了して退避位置に移動する。
　次に、工程Ｓ６において、制御部１９１は、第１電極１１が基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触するように、電極移動部１３を制御する。その結果、第１電極１１が基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触する。
　次に、工程Ｓ７において、制御部１９１は、基板Ｗの複数の構造物２３の極性が処理液ＬＱの極性と逆の極性になるように、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する電源装置１７を制御する。その結果、電源装置１７は、複数の構造物２３の各々の表面の極性が処理液ＬＱの極性と逆の極性になるように、第２所定期間にわたって第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。そして、電源装置１７は、直流電圧の印加を停止する。
　次に、工程Ｓ８において、制御部１９１は、電源装置１７の極性を切り替える。
　次に、工程Ｓ９において、制御部１９１は、基板Ｗの複数の構造物２３の極性が処理液ＬＱの極性と同じ極性になるように、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する電源装置１７を制御する。その結果、電源装置１７は、基板Ｗの複数の構造物２３の各々の表面の極性が、処理液ＬＱの極性と同じ極性になるように、第３所定期間にわたって第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する。そして、電源装置１７は、直流電圧の印加を停止する。
　次に、工程Ｓ１０において、制御部１９１は、第１電極１１が基板Ｗに付着した処理液ＬＱから離隔するように、電極移動部１３を制御する。その結果、第１電極１１は、処理液ＬＱから離隔して、退避位置に移動する。
　次に、工程Ｓ１１において、制御部１９１は、ノズル１５が基板Ｗに向けてリンス液を供給するように、バルブＶ２を制御する。その結果、ノズル１５は、基板Ｗに向けてリンス液を供給する。具体的には、ノズル１５は、第４所定期間にわたって基板Ｗにリンス液を供給する。その結果、基板Ｗ上の処理液ＬＱがリンス液によって洗い流されて、基板Ｗが洗浄される。
　次に、工程Ｓ１２において、制御部１９１は、スピンチャック３を高回転速度まで加速させてスピンチャック３の回転速度を高回転速度に維持するように、スピンモーター７を制御する。その結果、基板Ｗが高回転速度で回転して、基板Ｗに付着しているリンス液が振り切られて基板Ｗが乾燥される。
　次に、工程Ｓ１３において、制御部１９１は、スピンモーター７がスピンチャック３を停止して基板Ｗの回転を停止するように、スピンモーター７を制御する。その結果、スピンチャック３が停止して、基板Ｗが停止する。
　次に、工程Ｓ１４において、制御部１９１は、複数のチャック部材３１が基板Ｗの保持を解除するように、複数のチャック部材３１を制御する。その結果、複数のチャック部材３１が、基板Ｗの保持を解除して、基板Ｗを開放する。
　次に、工程Ｓ１５において、制御部１９１は、搬送ロボット（不図示）が基板処理装置１００から基板Ｗを搬出するように、搬送ロボットを制御する。その結果、搬送ロボットが基板処理装置１００から基板Ｗを搬出する。そして、処理が終了する。
　以上、図７を参照して説明したように、実施形態１に係る基板処理方法によれば、電源装置１７は、第１電極１１と第２電極３２との間に直流電圧を印加する（工程Ｓ７または工程Ｓ９）。従って、基板ＷのパターンＰＴを構成している複数の構造物２３をプラスまたはマイナスに帯電させることができる。その結果、基板ＷのパターンＰＴを構成している複数の構造物２３の相互間の間隙ＧＰに対する処理液ＬＱの導電成分の移動を制御できる。
　また、実施形態１に係る半導体製造方法では、複数の構造物２３を含むパターンＰＴを有する半導体基板Ｗを、工程Ｓ１～工程Ｓ１５を含む基板処理方法によって処理して、処理後の半導体基板Ｗである半導体を製造する。
　なお、基板処理方法および半導体製造方法は、工程Ｓ７と工程Ｓ９とのうちの少なくとも一方を含んでいればよい。この場合は、工程Ｓ８は不要である。また、工程Ｓ５は、工程Ｓ６と工程Ｓ７との間に実行されてもよいし、工程Ｓ７と工程Ｓ８との間に実行されてもよいし、工程Ｓ８と工程Ｓ９との間に実行されてもよいし、工程Ｓ９と工程Ｓ１０との間に実行されてもよいし、工程Ｓ１０と工程Ｓ１１との間に実行されてもよい。
　また、実施形態１では、複数のチャック部材３１が「基板保持部」として機能したが、「基板保持部」の構成は、基板Ｗを保持できる限りにおいては、特に限定されない。例えば、基板処理装置１００は、「基板保持部」として機能するバキュームチャックを備えていてもよい。バキュームチャックは、真空吸着により基板Ｗを保持する。この場合は、バキュームチャックが第２電極３２として機能することが可能である。
　なお、基板処理装置１００は、第２電極３２を、チャック部材３１等の「基板保持部」と別個に備えていてもよい。
　（実施形態２）
　図８を参照して、本発明の実施形態２に係る基板処理装置１００Ａを説明する。実施形態２では、ノズル９が第１電極１１として機能する点で、実施形態２は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明する。
　図８は、実施形態２に係る基板処理装置１００Ａを示す模式的断面図である。図８に示すように、基板処理装置１００Ａにおいては、ノズル９が第１電極１１として機能する。従って、第１電極１１を専用部品として設ける場合と比較して、部品点数を削減できる。第１電極１１として機能するノズル９の材料は、例えば、炭素を含む樹脂材料である。つまり、ノズル９の材料は、実施形態１に係る第１電極１１の材料と同様である。このようにノズル９を構成することで、第１電極１１として機能するノズル９の導電性を確保しつつ耐薬性を向上できる。その他、実施形態２では、実施形態１と同様の効果を有する。また、配線ＬＮ１は、ノズル９と電源装置１７とを接続する。
　なお、実施形態２では、図７に示す工程Ｓ６において、制御部１９１は、第１電極１１として機能するノズル９が基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触するように、ノズル移動部１０を制御する。その結果、第１電極１１として機能するノズル９が基板Ｗに付着した処理液ＬＱに接触する。
　また、工程Ｓ１０において、制御部１９１は、第１電極１１として機能するノズル９が基板Ｗに付着した処理液ＬＱから離隔するように、ノズル移動部１０を制御する。その結果、第１電極１１として機能するノズル９は、処理液ＬＱから離隔して、退避位置に移動する。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
　また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
　本発明は、基板処理装置、基板処理方法、および、半導体製造方法に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
　９　　ノズル（処理液供給部）
　１１　　第１電極
　１７　　電源装置（電源部）
　３１　　チャック部材（基板保持部）
　３２　　第２電極
　１００、１００Ａ　　基板処理装置
　Ｗ　　基板

Claims (15)

  1. 　複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理装置であって、
    　導電性を有する処理液を前記基板に向けて供給する処理液供給部と、
    　前記基板に付着した前記処理液に接触する第１電極と、
    　前記基板に接触する第２電極と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する電源部と
    　を備える、基板処理装置。
  2. 　前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と逆の極性になるように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と同じ極性になるように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加する、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 　前記複数の構造物の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、前記電源部は、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加して、前記複数の構造物の各々の表面を帯電させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 　前記処理液供給部は、前記第１電極として機能する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 　前記基板を保持する基板保持部をさらに備え、
    　前記基板保持部は、前記第２電極として機能する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 　前記第１電極の材料および前記第２電極の材料のうちの少なくとも一方は、炭素を含有する樹脂材料である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 　複数の構造物を含むパターンを有する基板を処理する基板処理方法であって、
    　導電性を有する処理液を前記基板に向けて供給する工程と、
    　前記基板に付着した前記処理液に第１電極を接触させる工程と、
    　前記基板に第２電極を接触させる工程と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する工程と
    　を含む、基板処理方法。
  9. 　前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と逆の極性になるように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加する、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 　前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面の極性が、前記処理液の極性と同じ極性になるように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加する、請求項８に記載の基板処理方法。
  11. 　前記直流電圧を印加する前記工程では、前記複数の構造物の各々の表面のゼータ電位を打ち消すように、前記第１電極と前記第２電極との間に前記直流電圧を印加して、前記複数の構造物の各々の表面を帯電させる、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  12. 　前記処理液を前記基板に向けて供給する前記工程では、処理液供給部が、前記処理液を前記基板に向けて供給し、
    　前記第１電極を接触させる前記工程では、前記処理液供給部が、前記第１電極として機能する、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  13. 　前記第２電極を接触させる前記工程では、前記基板を保持する基板保持部が、前記第２電極として機能する、請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  14. 　前記第１電極の材料および前記第２電極の材料のうちの少なくとも一方は、炭素を含有する樹脂材料である、請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  15. 　複数の構造物を含むパターンを有する半導体基板を処理して、処理後の前記半導体基板である半導体を製造する半導体製造方法であって、
    　導電性を有する処理液を前記半導体基板に向けて供給する工程と、
    　前記半導体基板に付着した前記処理液に第１電極を接触させる工程と、
    　前記半導体基板に第２電極を接触させる工程と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に直流電圧を印加する工程と
    　を含む、半導体製造方法。
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