WO2020189010A1 - 基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置 - Google Patents

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

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小林　健司
佐藤　雅伸
佑太 中野
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Screen Holdings Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing method, a semiconductor manufacturing method, and a substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus described in Patent Document 1 removes organic substances from the substrate.
  • a plurality of microstructures are formed on the surface of the substrate.
  • the microstructure is formed in the process before the substrate is carried into the substrate processing apparatus. For example, by supplying a chemical solution to a substrate on which a resist pattern is formed and performing an etching process, a plurality of fine structures are formed on the surface of the substrate. Then, after the etching treatment, a rinsing treatment, a water repellent treatment, and a drying treatment are performed.
  • the rinsing treatment is a treatment in which pure water is supplied to the substrate to wash away the chemical solution.
  • the drying process is a process of drying the substrate by rotating the substrate in a horizontal plane. During drying, the microstructures can collapse due to the surface tension of pure water.
  • Water repellent treatment is performed before the drying treatment in order to prevent the microstructure from collapsing.
  • the water-repellent treatment is a treatment of supplying a treatment liquid containing a water-repellent agent to the surface of a substrate to form a water-repellent film (organic substance) on the surface of a microstructure.
  • the water-repellent treatment can reduce the surface tension of pure water acting on the fine structure, and can suppress the collapse of the fine structure in the drying treatment.
  • the water-repellent film (organic substance) is unnecessary as a semiconductor product. Therefore, it is desired to remove the water-repellent film (organic matter) after the drying treatment.
  • the substrate processing apparatus irradiates the substrate with ultraviolet rays to remove the water-repellent film (organic matter). Specifically, ultraviolet rays act on the water-repellent film (organic substance) existing on the substrate, and the water-repellent film (organic substance) is decomposed and removed.
  • the substrate is only irradiated with ultraviolet rays after etching to remove organic substances.
  • the effect of ultraviolet rays does not affect the etching.
  • the substrate is irradiated with ultraviolet rays after the treatment with the treatment liquid, the effect of the ultraviolet rays does not affect the treatment with the treatment liquid.
  • the patterns formed on the substrate have been further miniaturized. That is, on the surface of the substrate, the space between the plurality of microstructures is further narrowed. Therefore, the surface tension (surface free energy) of the substrate may suppress the infiltration of the treatment liquid into the space between the plurality of microstructures. As a result, in the substrate, there may be a portion where the treatment liquid has sufficiently penetrated and a portion where the treatment liquid has not sufficiently penetrated. Therefore, there is a possibility that the treatment results of a plurality of fine structures with the treatment liquid may vary.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a substrate processing method, a semiconductor manufacturing method, and a substrate that can promote the penetration of a treatment liquid into a space between a plurality of structures on a substrate.
  • the purpose is to provide a processing device.
  • a substrate having a pattern containing a plurality of structures is processed.
  • the substrate treatment method includes a step of executing a predetermined treatment with a non-liquid on the plurality of structures to increase the hydrophilicity of the surface of each of the plurality of structures as compared with that before the execution of the predetermined treatment.
  • a step of supplying the treatment liquid to the plurality of structures is included after the step of increasing the hydrophilicity.
  • the substrate treatment method of the present invention further includes a step of supplying a removing liquid for removing oxides from the substrate to the plurality of structures before the step of increasing hydrophilicity.
  • the predetermined treatment is a treatment of irradiating the plurality of structures with ultraviolet rays.
  • the predetermined treatment is a treatment of irradiating the plurality of structures with plasma.
  • the predetermined treatment is a treatment of supplying oxygen or an allotrope of oxygen to the plurality of structures.
  • the processing liquid dissolves the gas existing in the space between the structures adjacent to each other among the plurality of structures.
  • the hydrophobic agent is supplied to the plurality of structures after the step of supplying the treatment liquid, and the plurality of structures are more than before the supply of the hydrophobic agent. It is preferable to further include a step of increasing the hydrophobicity of each surface of the object and a step of drying the substrate after the step of increasing the hydrophobicity.
  • the distance between the structures adjacent to each other among the plurality of structures satisfies a predetermined condition.
  • the predetermined condition indicates that the same treatment liquid as the treatment liquid cannot permeate into the space between the structures adjacent to each other before the step of increasing the hydrophilicity.
  • the predetermined conditions preferably include the first condition and the second condition.
  • the first condition indicates that the same treatment liquid as the treatment liquid cannot permeate into the space between the structures adjacent to each other due to the capillary phenomenon before the step of increasing the hydrophilicity.
  • the second condition shows that the treatment liquid can permeate into the space between the structures adjacent to each other by the capillary phenomenon after the step of increasing the hydrophilicity.
  • the predetermined treatment is executed on the plurality of structures, and each of the plurality of structures is subjected to more than before the execution of the predetermined treatment. It is preferable to increase the hydrophilicity of the surface of the recess having the recess. It is preferable that the recess is recessed in a direction intersecting the side wall surface of the structure in a direction in which the structure extends.
  • 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 executing a predetermined treatment with a non-liquid on the plurality of structures to increase the hydrophilicity of the surface of each of the plurality of structures as compared with that before the execution of the predetermined treatment.
  • a step of supplying the treatment liquid to the plurality of structures is included after the step of increasing the hydrophilicity.
  • the substrate processing apparatus processes a substrate having a pattern including a plurality of structures.
  • the substrate processing apparatus includes a hydrophilic treatment unit and a processing liquid supply unit.
  • the hydrophilic treatment unit executes a predetermined treatment with a non-liquid on the plurality of structures to make the surface hydrophilicity of each of the plurality of structures larger than before the execution of the predetermined treatment.
  • the treatment liquid supply unit supplies the treatment liquid to the plurality of structures after the hydrophilicity of each surface of the plurality of structures is increased.
  • the substrate processing apparatus of the present invention further includes a removing liquid supply unit. It is preferable that the removing liquid supply unit supplies the removing liquid for removing oxides from the substrate toward the plurality of structures before the hydrophilicity of each surface of the plurality of structures is increased. ..
  • the predetermined treatment is preferably a treatment of irradiating the plurality of structures with ultraviolet rays.
  • the predetermined processing is a processing of irradiating the plurality of structures with plasma.
  • the predetermined treatment is a treatment of supplying oxygen or an allotrope of oxygen to the plurality of structures.
  • the processing liquid dissolves the gas existing in the space between the structures adjacent to each other among the plurality of structures.
  • the substrate processing apparatus of the present invention further includes a hydrophobic processing unit and a drying processing unit.
  • the hydrophobic treatment unit supplies the hydrophobic agent to the plurality of structures after the treatment liquid is supplied to the plurality of structures, and is more than before the supply of the hydrophobic agent.
  • the drying treatment unit dries the substrate after the hydrophobicity of the surface of each of the plurality of structures is increased.
  • the distance between the structures adjacent to each other among the plurality of structures satisfies a predetermined condition.
  • the predetermined condition may indicate that the same treatment liquid as the treatment liquid cannot permeate into the space between the structures adjacent to each other before the hydrophilicity of each surface of the plurality of structures is increased. preferable.
  • the predetermined conditions preferably include the first condition and the second condition.
  • the first condition before the hydrophilicity of each surface of the plurality of structures is increased, the same treatment liquid as the treatment liquid permeates into the space between the structures adjacent to each other depending on the capillary phenomenon. It is preferable to show that it cannot be done.
  • the second condition indicates that the treatment liquid can permeate into the space between the structures adjacent to each other by the capillary phenomenon after the hydrophilicity of each surface of the plurality of structures is increased. ..
  • the hydrophilic treatment unit executes the predetermined treatment on the plurality of structures, and has a recess in each of the plurality of structures than before the execution of the predetermined treatment. It is preferable to increase the hydrophilicity of the surface. It is preferable that the recess is recessed in a direction intersecting the side wall surface of the structure in a direction in which the structure extends.
  • a substrate processing method capable of facilitating the penetration of a processing liquid into a space between a plurality of structures on a substrate.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view which shows the substrate processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • A is a schematic cross-sectional view showing an example of the substrate according to the first embodiment.
  • B is a schematic cross-sectional view showing another example of the substrate according to the first embodiment.
  • It is a schematic cross-sectional view which shows the hydrophilic treatment apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic cross-sectional view which shows the processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the permeation time of the treatment liquid which concerns on Embodiment 1 and a contact angle.
  • It is a flowchart which shows the substrate processing method which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the process S1 of FIG. It is a schematic plan view which shows the processing apparatus which concerns on the modification of Embodiment 1. It is a schematic cross-sectional view which shows the processing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a schematic cross-sectional view which shows the hydrophilic treatment nozzle which concerns on Embodiment 2. FIG. It is a schematic cross-sectional view which shows the processing apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. It is a schematic cross-sectional view which shows the processing apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is a flowchart which shows the substrate processing method which concerns on Embodiment 4.
  • 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 plan view showing a substrate processing apparatus 100.
  • the substrate processing device 100 includes an indexer unit U1, a processing unit U2, and a control device U3.
  • the indexer unit U1 includes a plurality of substrate containers C and an indexer robot IR.
  • the processing unit U2 includes a plurality of processing devices 200, a transfer robot CR, and a delivery unit PS.
  • Each of the substrate container C accommodates a plurality of substrates W in a laminated manner.
  • the indexer robot IR takes out the unprocessed substrate W from one of the plurality of substrate containers C and passes the substrate W to the delivery unit PS. Then, the substrate W taken out from the substrate container C is placed on the delivery portion PS.
  • the transfer robot CR receives the unprocessed substrate W from the delivery unit PS, and carries the substrate W into one of the plurality of processing devices 200.
  • the processing device 200 processes the unprocessed substrate W.
  • the processing device 200 is a single-wafer type that processes the substrate W one by one.
  • the processing apparatus 200 processes the substrate W with the processing liquid LQ.
  • the transfer robot CR takes out the processed substrate W from the processing device 200 and passes the substrate W to the delivery unit PS. Then, the substrate W processed by the processing device 200 is placed on the delivery unit PS.
  • the indexer robot IR receives the processed substrate W from the delivery unit PS, and accommodates the substrate W in any one of the plurality of substrate containers C.
  • the control device U3 controls the indexer unit U1 and the processing unit U2.
  • the control device U3 includes a computer.
  • the control device U3 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device.
  • the storage device 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 device U3 executes a computer program stored in the storage device of the control device U3 to control the indexer unit U1 and the processing unit U2.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing an example of the substrate W.
  • the substrate W has a substrate main body 61 and a pattern PT.
  • the substrate body 61 is made of silicon.
  • the pattern PT is, for example, a fine pattern.
  • the pattern PT includes a plurality of structures 63.
  • the structure 63 is, for example, a fine structure.
  • Each of the plurality of structures 63 extends along the first direction D1.
  • the first direction D1 indicates a direction that intersects the surface 61a of the substrate body 61.
  • the first direction D1 indicates a direction substantially orthogonal to the surface 61a of the substrate body 61.
  • the surface 62 of the structure 63 has a side wall surface 63a and a top wall surface 63b.
  • Each of the plurality of structures 63 is composed of a single layer or a plurality of layers.
  • the structure 63 is an insulating layer, a semiconductor layer, or a conductor layer.
  • the structure 63 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.
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing another example of the substrate W.
  • each of the plurality of structures 63 has at least one recess 65.
  • each of the plurality of structures 63 has a plurality of recesses 65.
  • Each of the plurality of recesses 65 is recessed with respect to the side wall surface 63a of the structure 63 along the direction in which the structure 63 intersects in the extending direction.
  • the direction in which the structure 63 extends is substantially parallel to the first direction D1.
  • each of the plurality of recesses 65 is recessed along the second direction D2.
  • the second direction D2 indicates a direction along the surface 61a of the substrate main body 61. Specifically, the second direction D2 indicates a direction that intersects with the first direction D1. In the first embodiment, the second direction D2 indicates a direction substantially orthogonal to the first direction D1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the hydrophilic treatment apparatus 1.
  • the hydrophilic treatment device 1 corresponds to an example of the “hydrophilic treatment unit”.
  • the hydrophilic treatment device 1 is installed, for example, in the delivery section PS shown in FIG.
  • the installation position of the hydrophilic treatment device 1 is not particularly limited.
  • the hydrophilic treatment device 1 may be included in the substrate processing device 100 instead of the processing device 200 of one of the plurality of processing devices 200 shown in FIG.
  • the hydrophilic treatment device 1 executes a predetermined treatment with a non-liquid on the plurality of structures 63 of the substrate W, and makes the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 larger than before the execution of the predetermined treatment.
  • Hydrophilicity indicates the degree of ease with which a liquid adheres to a solid surface. The greater the hydrophilicity, the easier it is for the liquid to adhere to the solid surface. That is, the greater the hydrophilicity, the easier it is for the solid surface to get wet. Hydrophilicity can be represented by the contact angle CA.
  • the contact angle CA is an angle formed by the liquid surface with the solid surface at the contact boundary of the three phases when the solid surface is in contact with the liquid and the gas.
  • Non-liquid refers to electromagnetic waves or non-liquid substances.
  • the “electromagnetic wave” is, for example, light.
  • the “non-liquid substance” is, for example, plasma or gas.
  • predetermined treatment means “predetermined treatment with non-liquid”.
  • Predetermined treatment with non-liquid indicates “treatment using non-liquid”.
  • the hydrophilic treatment apparatus 1 executes a predetermined treatment on the plurality of structures 63 of the substrate W before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W, and executes the predetermined treatment.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is made larger than before. Therefore, the surface tension of the surface 62 of the structure 63 can be made larger than that before the execution of the predetermined treatment.
  • the substrate W is treated with the treatment liquid LQ, it is possible to promote the treatment liquid LQ from entering the space SP between the plurality of structures 63 in the substrate W.
  • the treatment liquid LQ When the treatment liquid LQ can be promoted to penetrate into the space SP between the plurality of structures 63, the treatment liquid LQ is rapidly applied to the space SP between the plurality of structures 63 substantially uniformly over the entire substrate W. Can be infiltrated into. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of variation in the treatment results of the plurality of structures 63 by the treatment liquid LQ.
  • the treatment liquid LQ when the treatment liquid LQ is an etching liquid, it is possible to suppress the occurrence of variations in the etching results of the plurality of structures 63.
  • the treatment liquid LQ can be rapidly permeated into the space SP between the plurality of structures 63, the plurality of structures 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the treatment liquid LQ is an etching liquid
  • a plurality of structures 63 can be effectively etched.
  • At least the hydrophilicity of the side wall surface 63a may be made larger than that before the execution of the predetermined treatment.
  • the substrate W is dried before the execution of the predetermined treatment. “Drying” indicates that the liquid has been removed from the substrate W.
  • the hydrophilic treatment apparatus 1 executes a predetermined treatment on the plurality of structures 63 before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W.
  • the hydrophilicity of the side wall surface 63a and the top wall surface 63b of each of the plurality of structures 63 and the hydrophilicity of the surface of the recess 65 of each of the plurality of structures 63 are increased as compared with those before the execution of the predetermined treatment. Therefore, when the substrate W is treated with the treatment liquid LQ, not only can the treatment liquid LQ be promoted to enter the space SP between the plurality of structures 63 in the substrate W, but also the treatment liquid LQ is formed in the plurality of recesses 65. It can promote infiltration into each of the. As a result, the treatment liquid LQ can be rapidly permeated into the recess 65, and the recess 65 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the surface 62 of the structure 63 shown in FIG. 2B includes the surface of the recess 65. Then, of the surface 62 of the structure 63, the hydrophilicity of the side wall surface 63a and the hydrophilicity of the surface of the recess 65 may be made larger than before the execution of the predetermined treatment.
  • hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 as compared to before the execution of the predetermined treatment may be described as "hydrophilicization”. Further, “permeation” indicates that the treatment liquid LQ invades the space SP between the structures 63 and reaches the surface 61a or the vicinity of the surface 61a of the substrate main body 61.
  • the predetermined treatment is a treatment of irradiating a plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays. That is, the hydrophilic treatment device 1 irradiates the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays to make the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 larger than that before the irradiation of the ultraviolet rays. Since the energy of ultraviolet rays is larger than the energy of visible light, the surface 62 of the structure 63 can be effectively hydrophilized.
  • the hydrophilic treatment device 1 includes an ultraviolet irradiation unit 3, a substrate holding unit 5, an accommodating unit 7, a plurality of gas supply units 10, an exhaust unit 11, and a moving mechanism. 13 and a rotation mechanism 15 are included.
  • the board holding portion 5 holds the board W. Specifically, the substrate holding portion 5 rotates the substrate W around the rotation axis AX1 of the substrate holding portion 5 while holding the substrate W horizontally.
  • the rotation axis AX1 is substantially parallel in the vertical direction and passes through the center of the substrate W.
  • the substrate holding portion 5 includes a spin base 51 and a plurality of chuck members 53.
  • the plurality of chuck members 53 are provided on the spin base 51 along the circumferential direction around the rotation axis AX1.
  • the plurality of chuck members 53 hold the substrate W in a horizontal posture.
  • the spin base 51 has a substantially disc shape or a substantially columnar shape, and supports a plurality of chuck members 53 in a horizontal posture. When the spin base 51 rotates around the rotation axis AX1, the substrates W held by the plurality of chuck members 53 rotate around the rotation axis AX1.
  • the moving mechanism 13 moves the substrate holding portion 5 along the vertical direction. Specifically, the moving mechanism 13 reciprocates the substrate holding portion 5 between the first position and the second position.
  • the first position indicates a position where the substrate holding portion 5 is close to the ultraviolet irradiation portion 3. In FIG. 2, the substrate holding portion 5 located at the first position is illustrated.
  • the second position indicates a position where the substrate holding portion 5 is far from the ultraviolet irradiation portion 3.
  • the first position is the position of the substrate holding portion 5 when the processing using ultraviolet rays is performed on the substrate W.
  • the second position is the position of the substrate holding portion 5 when the substrate W is transferred.
  • the moving mechanism 13 includes, for example, a ball screw mechanism.
  • the rotation mechanism 15 rotates the substrate holding portion 5 around the rotation axis AX1. As a result, the substrate W held by the substrate holding portion 5 rotates around the rotation axis AX1.
  • the rotation mechanism 15 includes, for example, a motor.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 and the substrate holding unit 5 are arranged along the rotation axis AX1 and face each other.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 faces the substrate W with a spatial SPA.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 generates ultraviolet rays.
  • the space SPA is a space between the ultraviolet irradiation unit 3 and the substrate holding unit 5.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 irradiates the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays to make the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 larger than that before the irradiation of the ultraviolet rays. It is considered that the reason why the hydrophilicity is increased is that the oxidation of the surface 62 of the structure 63 is promoted by the irradiation of ultraviolet rays.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 irradiates the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays while the substrate W is rotating. Therefore, the ultraviolet rays can be more uniformly irradiated to the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W as compared with the case where the stationary substrate W is irradiated with the ultraviolet rays. As a result, the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W can be effectively increased as compared with that before irradiation with ultraviolet rays.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 includes an electrode 33, an electrode 35, and a quartz glass plate 31.
  • the electrode 33 has a substantially flat plate shape.
  • the electrode 35 has a substantially flat plate shape.
  • the electrode 35 has a plurality of openings 351. Each of the openings 351 penetrates the electrode 35 in the vertical direction.
  • the electrode 35 faces the electrode 33 with a space in between.
  • the electrode 35 is located on the quartz glass plate 31 side with respect to the electrode 33.
  • the quartz glass plate 31 is provided on the substrate W side.
  • the quartz glass plate 31 has translucency against ultraviolet rays, and has heat resistance and corrosion resistance.
  • the quartz glass plate 31 is an insulator.
  • Discharge gas exists in the space between the electrode 33 and the electrode 35. Then, a high voltage having a high frequency is applied between the electrode 33 and the electrode 35. As a result, the discharge gas is excited and becomes an excimer state. The discharge gas generates ultraviolet rays when returning from the excimer state to the ground state. Ultraviolet rays pass through the opening 351 of the electrode 35, further pass through the quartz glass plate 31, and irradiate the substrate W.
  • the hydrophilic treatment device 1 includes a high voltage power supply that applies a high voltage of a high frequency between the electrode 33 and the electrode 35. Further, as long as the ultraviolet irradiation unit 3 can irradiate ultraviolet rays, the configuration and shape of the ultraviolet irradiation unit 3 are not particularly limited.
  • the accommodating portion 7 accommodates the substrate holding portion 5, the moving mechanism 13, and the rotating mechanism 15. Then, the ultraviolet irradiation unit 3 closes the upper opening of the accommodating unit 7. Therefore, the ultraviolet irradiation unit 3 and the accommodating unit 7 function as a chamber.
  • the accommodating portion 7 includes a tubular portion 71, a side wall portion 73, and a bottom portion 75.
  • the lower part of the tubular portion 71 and the upper part of the side wall portion 73 are connected.
  • the lower part of the side wall portion 73 and the bottom portion 75 are connected.
  • the tubular portion 71 has a plurality of through holes 71a. Each of the through holes 71a penetrates the tubular portion 71 and communicates with the space SPA.
  • the side wall portion 73 has a through hole 73a.
  • the through hole 73a penetrates the side wall portion 73.
  • each of the gas supply units 10 supplies the inert gas to the space SPA through the through hole 71a.
  • the inert gas is, for example, nitrogen or argon.
  • each of the gas supply units 10 includes a pipe 91, an on-off valve 93, and a gas reservoir 95.
  • the gas container 95 contains the inert gas supplied to the space SPA.
  • the gas container 95 is connected to one end of the pipe 91.
  • the on-off valve 93 is provided in the pipe 91 to switch the opening and closing of the pipe 91.
  • the other end of the pipe 91 is connected to the through hole 91a.
  • the exhaust unit 11 exhausts the gas inside the accommodating unit 7 from the through hole 73a.
  • the control device U3 controls the hydrophilic treatment device 1. Specifically, the processor of the control device U3 executes a computer program stored in the storage device of the control device U3 to control the hydrophilic treatment device 1.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the processing apparatus 200.
  • the processing apparatus 200 rotates the substrate W after the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W is increased by the hydrophilic treatment apparatus 1.
  • the processing liquid LQ is supplied to W to process the substrate W.
  • the processing device 200 includes a chamber 21, a spin chuck 23, a spin shaft 24, a spin motor 25, a nozzle 27, a nozzle moving portion 29, a nozzle 30, a plurality of guards 49, and a valve. It includes V1, a valve V2, a pipe P1, and a pipe P2.
  • Chamber 21 has a substantially box shape.
  • the chamber 21 accommodates the substrate W, the spin chuck 23, the spin shaft 24, the spin motor 25, the nozzle 27, the nozzle moving portion 29, the nozzle 30, a part of the pipe P1, and a part of the pipe P2.
  • the spin chuck 23 holds the substrate W and rotates. Specifically, the spin chuck 23 rotates the substrate W around the rotation axis AX2 of the spin chuck 23 while holding the substrate W horizontally in the chamber 21.
  • the spin chuck 23 includes a plurality of chuck members 231 and a spin base 233.
  • the plurality of chuck members 231 are provided on the spin base 233.
  • the plurality of chuck members 231 hold the substrate W in a horizontal posture.
  • the spin base 233 has a substantially disk shape and supports a plurality of chuck members 231 in a horizontal posture.
  • the spin shaft 24 is fixed to the spin base 233. Further, the spin shaft 24 is fixed to the drive shaft of the spin motor 25. Then, the spin motor 25 rotates the spin shaft 24 to rotate the spin base 233 around the rotation axis AX2. As a result, the substrate W held by the plurality of chuck members 231 provided on the spin base 233 rotates around the rotation axis AX2.
  • the nozzle 27 is directed toward the plurality of structures 63 of the rotating substrate W after the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W is increased by the hydrophilic treatment apparatus 1.
  • Supply LQ Therefore, the treatment liquid LQ can be effectively permeated into the space SP between the plurality of structures 63 of the substrate W. As a result, the structure 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the nozzle 27 corresponds to an example of a “treatment liquid supply unit”.
  • the treatment liquid LQ dissolves the gas existing in the space SP between the structures 63 adjacent to each other among the plurality of structures 63.
  • the treatment liquid LQ can be more quickly permeated into the space SP between the plurality of structures 63 of the substrate W.
  • the treatment liquid LQ is, for example, a chemical liquid (for example, an etching liquid).
  • the chemicals are, for example, hydrofluoric acid (HF), hydrofluoric acid (mixture of hydrofluoric acid and nitric acid (HNO 3 )), buffered hydrofluoric acid (BHF), ammonium fluoride, HFEG (mixture of hydrofluoric acid and ethylene glycol).
  • the type of the treatment liquid LQ is not particularly limited as long as the substrate W can be treated.
  • the nozzle moving unit 29 moves the nozzle 27 between the processing position and the retracted position.
  • the processing position indicates a position above the substrate W.
  • the processing liquid LQ is supplied to the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of 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 29 includes an arm 291, a rotating shaft 293, and a nozzle moving mechanism 295.
  • the arm 291 extends along a substantially horizontal direction.
  • a nozzle 27 is attached to the tip of the arm 291.
  • the arm 291 is coupled to the rotation shaft 293.
  • the rotation shaft 293 extends along a substantially vertical direction.
  • the nozzle moving mechanism 295 rotates the rotation shaft 293 around a rotation axis along a substantially vertical direction, and rotates the arm 291 along a substantially horizontal plane.
  • the nozzle 27 moves along a substantially horizontal plane.
  • the nozzle movement mechanism 295 includes an arm swing motor that rotates the rotation shaft 293 around the rotation axis.
  • the arm swing motor is, for example, a servo motor.
  • the nozzle moving mechanism 295 raises and lowers the rotation shaft 293 in a substantially vertical direction to raise and lower the arm 291. As a result, the nozzle 27 moves along the substantially vertical direction.
  • the nozzle moving mechanism 295 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 27.
  • the valve V1 switches between starting and stopping the supply of the processing liquid LQ to the nozzle 27.
  • the nozzle 30 supplies the rinse liquid toward the rotating substrate W after the substrate W is processed by the processing 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 30.
  • the valve V2 switches between starting and stopping the supply of the rinse liquid to the nozzle 30.
  • the processing device 200 further includes a fluid supply unit 41, a unit operating unit 43, a valve V3, a valve V4, a pipe P, a pipe P3, and a pipe P4.
  • the chamber 21 accommodates the fluid supply unit 41, the unit operating unit 43, and a part of the pipe P.
  • the fluid supply unit 41 is located above the spin chuck 23.
  • the fluid supply unit 41 includes a blocking plate 411, a support shaft 413, and a nozzle 415.
  • the blocking plate 411 has, for example, a substantially disk shape.
  • the diameter of the blocking plate 411 is, for example, substantially the same as the diameter of the substrate W. However, the diameter of the blocking plate 411 may be slightly smaller or slightly larger than the diameter of the substrate W.
  • the blocking plate 411 is arranged so that the lower surface of the blocking plate 411 is substantially horizontal. Further, the blocking plate 411 is arranged so that the central axis of the blocking plate 411 is located on the rotation axis AX2 of the spin chuck 2. The lower surface of the blocking plate 411 faces the substrate W held by the spin chuck 23.
  • the blocking plate 411 is connected to the lower end of the support shaft 413 in a horizontal posture.
  • the unit operating unit 43 raises or lowers the fluid supply unit 41 between the proximity position and the retracted position.
  • the proximity position indicates a position where the blocking plate 411 descends and approaches the upper surface of the substrate W at a predetermined interval.
  • the blocking plate 411 covers the surface of the substrate W and blocks above the surface of the substrate W. That is, in the close position, the blocking plate 411 faces the surface of the substrate W and covers above the surface of the substrate W.
  • the retracted position is above the proximity position and indicates a position where the blocking plate 411 rises and is separated from the substrate W. In FIG. 4, the blocking plate 411 is located at the retracted position. Further, the unit operating unit 43 rotates the fluid supply unit 41 at a close position.
  • the unit operating unit 43 includes a ball screw mechanism and an elevating motor that applies a driving force to the ball screw mechanism.
  • the elevating motor is, for example, a servo motor.
  • the unit operating unit 43 includes a motor and a transmission mechanism that transmits the rotation of the motor to the fluid supply unit 41.
  • the nozzle 415 of the fluid supply unit 41 is arranged inside the blocking plate 411 and the support shaft 413. The tip of the nozzle 415 is exposed from the lower surface of the blocking plate 411.
  • a pipe P is connected to the nozzle 415.
  • the pipe P is connected to the pipe P3 via the valve V3.
  • the valve V3 When the valve V3 is opened, the hydrophobizing agent is supplied to the nozzle 415.
  • the pipe P is connected to the pipe P4 via the valve V4.
  • the valve V4 When the valve V4 is opened, the organic solvent is supplied to the nozzle 415.
  • the nozzle 415 supplies the hydrophobic agent toward the plurality of structures 63 of the rotating substrate W.
  • the nozzle 415 corresponds to an example of a "hydrophobic treatment unit".
  • the nozzle 415 supplies the hydrophobic agent to the plurality of structures 63 to make the hydrophobicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 larger than that before the supply of the hydrophobic agent. ..
  • Hydrophobicity indicates the degree of difficulty of liquid adhesion to the solid surface. The greater the hydrophobicity, the less likely the liquid will adhere to the solid surface. That is, the greater the hydrophobicity, the more difficult it is for the solid surface to get wet. Hydrophobicity can be represented by the contact angle CA. The larger the contact angle CA, the greater the hydrophobicity. The larger the contact angle CA, the smaller the surface tension of the solid. The greater the hydrophobicity, the smaller the surface tension of the solid.
  • the hydrophobizing agent is, for example, a liquid.
  • the hydrophobizing agent is a silicon-based hydrophobizing agent or a metal-based hydrophobizing agent.
  • the silicon-based hydrophobizing agent hydrophobicizes silicon itself and a compound containing silicon.
  • the silicon-based hydrophobizing agent is, for example, a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent contains, for example, at least one of HMDS (hexamethyldisilazane), TMS (tetramethylsilane), fluorinated alkylchlorosilane, alkyldisilazane, and a non-chlorohydrophobic agent.
  • Non-chlorohydrophobic agents include, for example, dimethylsilyldimethylamine, dimethylsilyldiethylamine, hexamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, bis (dimethylamino) dimethylsilane, N, N-dimethylaminotrimethylsilane, N- (trimethylsilyl). ) Includes at least one of dimethylamine and an organosilane compound.
  • the metal-based hydrophobizing agent makes the metal itself and the compound containing the metal hydrophobic.
  • the metal-based hydrophobizing agent contains, for example, an amine having a hydrophobic group and at least one of an organic silicon compound.
  • the nozzle 415 supplies the hydrophobizing agent to the plurality of structures 63 after the treatment liquid LQ is supplied to the plurality of structures 63 of the substrate W by the nozzle 27. Therefore, the hydrophobicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased as compared with that before the supply of the hydrophobic agent. Therefore, according to the first embodiment, the surface tension of each surface 62 of the plurality of structures 63 can be reduced. As a result, it is possible to prevent the plurality of structures 63 from collapsing due to the surface tension of the structure 63.
  • the spin chuck 23 is rotated at a high rotation speed by the spin motor 25 to dry the substrate W after the hydrophobicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased by the nozzle 415.
  • the spin chuck 23 corresponds to an example of a "drying processing unit".
  • hydrophobicization increasing the hydrophobicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 as compared with that before the supply of the hydrophobizing agent may be described as "hydrophobicization”.
  • the nozzle 415 supplies the organic solvent to the plurality of structures 63 of the rotating substrate W.
  • the organic solvent is, for example, a liquid.
  • the surface tension of the organic solvent is smaller than the surface tension of the rinse solution.
  • the organic solvent is, for example, IPA (isopropyl alcohol) or HFE (hydrofluoroether).
  • Each of the plurality of guards 49 has a substantially tubular shape.
  • Each of the plurality of guards 49 receives the liquid (treatment liquid LQ, rinsing liquid, hydrophobizing agent, or organic solvent) discharged from the substrate W.
  • the guard 49 is provided according to the type of liquid discharged from the substrate W.
  • the processor of the control device U3 executes the computer program stored in the storage device of the control device U3 to control the processing device 200.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the permeation time of the treatment liquid LQ and the contact angle CA.
  • the vertical axis shows the permeation time ( ⁇ sec) of the treatment liquid LQ into the space SP between the structures 63 of the substrate W shown in FIG. 2 (a) or FIG. 2 (b).
  • the permeation time is from the time when the treatment liquid LQ adheres to the plurality of structures 63 to the time when the treatment liquid LQ infiltrates the space SP and reaches the surface 61a or the vicinity of the surface 61a of the substrate main body 61. Indicates the time of.
  • the horizontal axis shows the contact angle CA (degrees) in descending order.
  • the contact angle CA is an angle formed by the surface of the treatment liquid LQ with the surface 62 of the structure 63.
  • the treatment liquid LQ does not penetrate into the space SP between the structures 63. That is, ⁇ 2 degrees indicates the contact angle CA when the permeation time is infinite. ⁇ 1 degree is, for example, 90 degrees. That is, when the contact angle CA is 90 degrees or more, the treatment liquid LQ does not permeate the space SP between the structures 63.
  • the hydrophilic treatment apparatus 1 has the hydrophilicity corresponding to the contact angle CA when the permeation time of the treatment liquid LQ is substantially constant with respect to the plurality of structures 63 of the substrate W so that the plurality of structures 63 have hydrophilicity. It is preferable to execute a predetermined process.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 of the hydrophilic treatment apparatus 1 has the hydrophilicity corresponding to the contact angle CA when the permeation time of the treatment liquid LQ is substantially constant, so that the substrate W has hydrophilicity corresponding to the contact angle CA. It is preferable to irradiate the plurality of structures 63 of the above with ultraviolet rays.
  • ⁇ 2 degrees indicates the largest contact angle CA among the contact angle CAs when the permeation time is substantially constant. Therefore, it is preferable that the hydrophilic treatment apparatus 1 executes a predetermined treatment on the plurality of structures 63 of the substrate W so that the contact angle CA is ⁇ 2 degrees or less.
  • the ultraviolet irradiation unit 3 irradiates the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays so that the contact angle CA is ⁇ 2 degrees or less.
  • the permeation time when ⁇ 2 degree is 70 degree is 1.1 ⁇ sec.
  • the contact angle CA is preferably smaller than 90 degrees, less than 70 degrees, and even more preferably less than 50 degrees. Further, the contact angle CA is more preferably smaller than 30 degrees, further preferably smaller than 10 degrees, and even more preferably smaller than 5 degrees. This is because the smaller the contact angle CA, the greater the hydrophilicity.
  • predetermined condition PC a predetermined condition
  • the predetermined condition PC is treated in the same manner as the treatment liquid LQ before the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased by the hydrophilic treatment apparatus 1 (that is, before the step of increasing the hydrophilicity). It shows that the liquid cannot penetrate the space SP between the structures 63 adjacent to each other.
  • the plurality of structures 63 are a plurality of hyperfine structures having a narrow distance L such that the predetermined condition PC is satisfied, the plurality of structures 63 are hydrophilized. As a result, the treatment liquid LQ can be permeated into the space SP between the structures 63.
  • Predetermined condition PC preferably includes the first condition and the second condition.
  • the first condition is that before the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased by the hydrophilic treatment apparatus 1 (that is, before the step of increasing the hydrophilicity), depending on the capillary phenomenon, the treatment is performed. It shows that the same treatment liquid as the liquid LQ cannot permeate the space SP between the structures 63 adjacent to each other.
  • the second condition is that after the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 has been increased by the hydrophilic treatment apparatus 1 (that is, after the step of increasing the hydrophilicity), the treatment liquid LQ is caused by the capillary phenomenon. Indicates that can penetrate the space SP between the structures 63 adjacent to each other.
  • the second condition is a plurality of conditions after the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 has been increased by the hydrophilic treatment device 1 (that is, after the step of increasing the hydrophilicity).
  • the treatment liquid LQ is supplied toward the structure 63 (that is, during the process of supplying the treatment liquid LQ)
  • the treatment liquid LQ is brought into the space SP between the structures 63 adjacent to each other by the capillary phenomenon. Indicates that it can penetrate.
  • the plurality of structures 63 are a plurality of hyperfine structures having a narrow distance L such that the first condition is satisfied, the plurality of structures 63 are hydrophilized. As a result, the treatment liquid LQ can be permeated into the space SP between the structures 63.
  • the distance L between the structures 63 adjacent to each other among the plurality of structures 63 is, for example, 3 nm or less.
  • the distance L satisfies the predetermined condition PC (first condition and second condition).
  • the length H of each of the plurality of structures 63 is, for example, 0.02 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the length H indicates the length along the first direction D1.
  • the aspect ratio of the pattern PT is, for example, 6 or more and 100 or less.
  • the aspect ratio indicates the ratio of the length H to the distance L.
  • the viscosity of the treatment liquid LQ is, for example, 1 cP (centipores) or more and 70 cP or less.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a substrate processing method. As shown in FIG. 6, the substrate processing method includes steps S1 to S9. Steps S1 to S9 are executed according to the control by the control device U3.
  • step S1 the hydrophilic treatment apparatus 1 executes a predetermined treatment with a non-liquid on the plurality of structures 63 of the substrate W for a predetermined time, and before the execution of the predetermined treatment. Also increases the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63. Specifically, the details of step S1 are shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the process S1. As shown in FIG. 7, step S1 includes steps S21 to S23.
  • step S21 the transfer robot CR carries the substrate W into the hydrophilic treatment device 1. Then, the substrate holding portion 5 holds the substrate W. Further, the rotation mechanism 15 drives the substrate holding portion 5, and the substrate holding portion 5 starts the rotation of the substrate W.
  • step S22 the ultraviolet irradiation unit 3 irradiates the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays for a predetermined time, and the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is higher than that before the irradiation of the ultraviolet rays. To increase. Then, the rotation mechanism 15 stops the substrate holding portion 5, and the substrate holding portion 5 stops the rotation of the substrate W.
  • step S23 the transfer robot CR carries out the substrate W from the hydrophilic treatment device 1. Then, when the hydrophilization treatment is completed, the treatment returns to the main routine shown in FIG. 6 and proceeds to step S2.
  • step S2 the transfer robot CR carries the substrate W into the processing device 200. Then, the spin chuck 23 holds the substrate W. Further, the spin motor 25 drives the spin chuck 23, and the spin chuck 23 starts the rotation of the substrate W.
  • step S3 the nozzle 27 supplies the processing liquid LQ toward the plurality of structures 63 of the substrate W. That is, after the step S1 for increasing the hydrophilicity and after the step S2, in the step S3, the nozzle 27 supplies the treatment liquid LQ toward the plurality of structures 63. As a result, the substrate W is processed by the processing liquid LQ.
  • step S4 the nozzle 30 supplies the rinse liquid to the substrate W.
  • the treatment liquid LQ on the substrate W is washed away by the rinsing liquid, and the substrate W is washed.
  • step S5 the nozzle 415 supplies the organic solvent to the substrate W.
  • the rinse liquid adhering to the substrate W is replaced with the organic solvent.
  • step S5 the valve V4 is opened and the valve V3 is closed.
  • step S6 the nozzle 415 supplies the hydrophobic agent to the substrate W.
  • the substrate W becomes hydrophobic. That is, after the step S3 for supplying the treatment liquid LQ, and after the steps S4 and S5, in the step S6, the nozzle 415 supplies the hydrophobizing agent toward the plurality of structures 63 of the substrate W. Therefore, the hydrophobicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is made larger than that before the supply of the hydrophobic agent.
  • step S3 the valve V3 is opened and the valve V4 is closed.
  • step S7 the nozzle 415 supplies the organic solvent to the substrate W.
  • the hydrophobizing agent adhering to the substrate W is replaced with the organic solvent.
  • step S7 the valve V4 is opened and the valve V3 is closed.
  • step S8 the spin motor 25 drives the spin chuck 23 to accelerate the spin chuck 23 to a high rotation speed, and the rotation speed of the spin chuck 23 is maintained at a high rotation speed.
  • the substrate W rotates at a high rotation speed, the organic solvent adhering to the substrate W is shaken off, and the substrate W is dried. That is, the substrate W is dried in step S8 after step S7, which is after step S6 for increasing the hydrophobicity.
  • step S8 is performed for a predetermined period, the spin motor 25 is stopped to stop the rotation of the spin chuck 23. As a result, the substrate W stops.
  • the high rotation speed is higher than the rotation speed of the spin chuck 23 in steps S3 and S4.
  • step S9 the transfer robot CR carries out the substrate W from the processing device 200. Then, the process ends.
  • the plurality of structures 63 of the substrate W are hydrophilized before the treatment with the treatment liquid LQ. Therefore, it is possible to promote the infiltration of the treatment liquid LQ into the space SP between the plurality of structures 63. As a result, the treatment liquid LQ quickly permeates the space SP between the plurality of structures 63, and the plurality of structures 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the treatment liquid LQ is an etching liquid
  • the etching liquid can rapidly permeate into the space SP between the plurality of structures 63, and the plurality of structures 63 can be effectively etched.
  • the semiconductor substrate W having the pattern PT including the plurality of structures 63 is processed by the substrate processing method including the steps S1 to S9, and the processed semiconductor substrate W is used.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method do not have to include steps S5 to S7.
  • the substrate processing apparatus 100 according to the modified example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the hydrophilic treatment device 1A is mounted on the processing device 200A, and the modified example is mainly different from the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the points that the modified example differs from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing the hydrophilic treatment device 1A of the treatment device 200A according to the modified example.
  • the processing device 200A includes a hydrophilic treatment device 1A in addition to the configuration of the processing device 200 shown in FIG.
  • the substrate processing device 100 shown in FIG. 1 does not include the hydrophilic processing device 1 shown in FIG.
  • the hydrophilic treatment apparatus 1A executes a predetermined treatment with a non-liquid on a plurality of structures 63 of the substrate W before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W, and is more than before the execution of the predetermined treatment.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased. Therefore, in the modified example, as in the first embodiment, the treatment liquid LQ can be promoted to infiltrate into the space SP between the plurality of structures 63, and the treatment liquid LQ can be effectively permeated into the space SP. As a result, the plurality of structures 63 can be effectively processed.
  • the hydrophilic treatment device 1A includes an ultraviolet irradiation unit 3A and a moving unit 9.
  • the ultraviolet irradiation unit 3A emits ultraviolet rays.
  • the ultraviolet irradiation unit 3A includes, for example, a lamp that emits ultraviolet rays or a light emitting diode that emits ultraviolet rays.
  • the ultraviolet irradiation unit 3A extends in a certain direction.
  • the length of the ultraviolet irradiation unit 3A in the longitudinal direction is, for example, substantially the same as the diameter of the substrate W or substantially the same as the radius of the substrate W.
  • the ultraviolet irradiation unit 3A irradiates the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the rotating substrate W with ultraviolet rays before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W, and is more than before the irradiation with the ultraviolet rays. , Increase the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63.
  • the surface 62 of the structure 63 can be effectively hydrophilized by irradiating with ultraviolet rays having an energy larger than that of visible light.
  • the moving unit 9 moves the ultraviolet irradiation unit 3A between the processing position and the retracted position.
  • the processing position indicates a position above the substrate W.
  • the ultraviolet irradiation unit 3A irradiates the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W with ultraviolet rays.
  • the retracted position indicates a position on the radial side of the substrate W with respect to the substrate W.
  • the moving portion 9 includes an arm 92, a rotating shaft 94, and a moving mechanism 96.
  • An ultraviolet irradiation unit 3A is attached to the arm 92.
  • the arm 92 is driven by a rotation shaft 94 and a moving mechanism 96, is rotated along a substantially horizontal plane, or is moved up and down along a substantially vertical direction.
  • the configurations of the arm 92, the rotating shaft 94, and the moving mechanism 96 are the same as the configurations of the arm 291, the rotating shaft 293, and the nozzle moving mechanism 295 shown in FIG. 4, respectively.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the modified example will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the modified example are the same as the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the first embodiment shown in FIGS. 6 and 7. However, the following points are different between the modified example and the first embodiment.
  • the transfer robot CR carries the substrate W into the processing device 200A. Then, the rotation of the substrate W is started.
  • step S22 the ultraviolet irradiation unit 3A shown in FIG. 8 irradiates the plurality of structures 63 of the rotating substrate W with ultraviolet rays for a predetermined time, and a plurality of ultraviolet irradiation units 3A are irradiated with ultraviolet rays as compared with before the irradiation of the ultraviolet rays. Increase the hydrophilicity of each surface 62 of the structure 63. Then, the rotation of the substrate W is stopped.
  • step S23 is not executed. Therefore, when the step S22 is completed, the process returns to the main routine shown in FIG. In this case, in the modified example, the process S2 is not executed and the process proceeds to the process S4.
  • the steps S3 to S8 are executed by the processing device 200A. Therefore, it is not required to carry the substrate W out of the processing device 200A in order to make the substrate W hydrophilic. As a result, the throughput when executing the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method can be improved.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the modified example do not have to include steps S5 to S7.
  • the substrate processing apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the second embodiment is mainly different from the first embodiment in that the processing apparatus 200B according to the second embodiment irradiates the substrate W with plasma to make the substrate W hydrophilic.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the processing device 200B according to the second embodiment.
  • the processing device 200B includes a hydrophilic processing nozzle 45, a nozzle moving portion 47, a pipe P5, and a valve V5, in addition to the configuration of the processing device 200 shown in FIG.
  • the substrate processing device 100 shown in FIG. 1 does not include the hydrophilic processing device 1 shown in FIG.
  • the pipe P5 supplies gas to the hydrophilic treatment nozzle 45.
  • the valve V5 switches between starting and stopping the supply of gas to the hydrophilic treatment nozzle 45.
  • the gas is, for example, air, an inert gas, or oxygen.
  • the inert gas is, for example, nitrogen, argon, or helium.
  • the type of gas is not particularly limited as long as plasma can be generated.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 executes a predetermined treatment with a non-liquid on a plurality of structures 63 of the substrate W before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W, and is more than before the execution of the predetermined treatment.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased. Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, the treatment liquid LQ can be promoted to infiltrate into the space SP between the plurality of structures 63, and the treatment liquid LQ can be effectively permeated into the space SP. .. As a result, the plurality of structures 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 corresponds to an example of the “hydrophilic treatment unit”.
  • the predetermined process is a process of irradiating a plurality of structures 63 with plasma.
  • the substrate W is dried before the execution of the predetermined treatment.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 emits plasma. That is, the hydrophilic treatment nozzle 45 ionizes the gas supplied from the pipe P5 to generate plasma, and emits the plasma together with the gas. In other words, the hydrophilic treatment nozzle 45 puts the plasma on the air flow and emits it. In other words, the hydrophilic treatment nozzle 45 generates and emits a plasma flow.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 irradiates the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the rotating substrate W with plasma before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased as compared with that before the irradiation with plasma. It is considered that the reason why the hydrophilicity is increased is that the oxidation of the surface 62 of the structure 63 is promoted by the irradiation of plasma.
  • the surface 62 of the structure 63 can be effectively hydrophilized by irradiating with plasma.
  • the nozzle moving unit 47 moves the hydrophilic treatment nozzle 45 between the processing position and the retracting position.
  • the processing position indicates a position above the substrate W.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 is located at the treatment position, the surface 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W is irradiated with plasma.
  • the retracted position indicates a position on the radial side of the substrate W with respect to the substrate W.
  • the nozzle moving portion 47 includes an arm 471, a rotating shaft 473, and a moving mechanism 475.
  • a hydrophilic treatment nozzle 45 is attached to the tip of the arm 471.
  • the arm 471 is driven by a rotating shaft 473 and a moving mechanism 475 to be rotated along a substantially horizontal plane or moved up and down along a substantially vertical direction.
  • the configurations of the arm 471, the rotating shaft 473, and the moving mechanism 475 are the same as the configurations of the arm 291, the rotating shaft 293, and the nozzle moving mechanism 295 shown in FIG. 4, respectively.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the hydrophilic treatment nozzle 45.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 includes a first electrode 451 and a second electrode 453.
  • the first electrode 451 is substantially columnar.
  • the first electrode 451 is arranged in the flow path FW in the hydrophilic treatment nozzle 45.
  • Gas is supplied to the flow path FW from the pipe P5.
  • the second electrode 453 has a substantially cylindrical shape.
  • the second electrode 453 is installed on the outer peripheral surface of the hydrophilic treatment nozzle 45.
  • the processing device 200B further includes an AC power supply 46.
  • the AC power supply 46 applies an AC voltage between the first electrode 451 and the second electrode 453.
  • the plasma PM is emitted from the hydrophilic treatment nozzle 45 together with the gas.
  • the plasma PM is, for example, atmospheric pressure plasma. Atmospheric pressure plasma is plasma generated in atmospheric pressure.
  • the first electrode 451 and the second electrode 453 and the AC power supply 46 form a plasma generator 48.
  • the configuration of the plasma generator 48 is not particularly limited as long as plasma can be generated. Further, the arrangement of the plasma generator 48 is not particularly limited as long as the substrate W can be irradiated with plasma.
  • Each of the first electrode 451 and the second electrode 453 is formed of, for example, a carbon-containing resin.
  • 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 substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 9.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the second embodiment are the same as the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the first embodiment shown in FIGS. 6 and 7.
  • the second embodiment and the first embodiment differ in the following points.
  • the transfer robot CR carries the substrate W into the processing device 200A. Then, the rotation of the substrate W is started.
  • step S22 the hydrophilic treatment nozzle 45 shown in FIG. 9 irradiates the plurality of structures 63 of the substrate W with plasma for a predetermined time, and the plurality of structures 63 are more than before the plasma irradiation. Increase the hydrophilicity of each surface 62. Then, the rotation of the substrate W is stopped.
  • the hydrophilic treatment nozzle 45 has a hydrophilicity corresponding to the contact angle CA when the permeation time of the treatment liquid LQ is substantially constant, so that the plurality of structures 63 have hydrophilicity with respect to the plurality of structures 63 of the substrate W. It is preferable to irradiate the plasma (FIG. 5). That is, it is preferable that the hydrophilic treatment nozzle 45 irradiates the plurality of structures 63 of the substrate W with plasma so that the contact angle CA is ⁇ 2 degrees or less (FIG. 5).
  • step S23 is not executed. Therefore, when the step S22 is completed, the process returns to the main routine shown in FIG. In this case, in the second embodiment, the process S2 is not executed and the process proceeds to the process S4.
  • the steps S3 to S8 are executed by the processing device 200B. Therefore, it is not required to carry the substrate W out of the processing device 200B in order to make the substrate W hydrophilic. As a result, the throughput when executing the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method can be improved.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the second embodiment may not include steps S5 to S7.
  • the substrate processing apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the third embodiment is mainly different from the second embodiment in that the processing apparatus 200C according to the third embodiment irradiates the substrate W with oxygen or an allotropes of oxygen to make the substrate W hydrophilic.
  • the points that the third embodiment is different from the second embodiment will be mainly described.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the processing apparatus 200C according to the third embodiment.
  • the processing device 200C replaces the hydrophilic processing nozzle 45, the nozzle moving portion 47, the pipe P5, and the valve V5 of the processing device 200B shown in FIG. 9, with the hydrophilic treatment nozzle 85, the pipe P6, and the like. Includes valve V6.
  • the fluid supply unit 41A includes a hydrophilic treatment nozzle 85.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 is arranged inside the blocking plate 411 and the support shaft 413. The tip of the hydrophilic treatment nozzle 85 is exposed from the lower surface of the blocking plate 411.
  • the pipe P6 is connected to the hydrophilic treatment nozzle 85.
  • the valve V6 switches between starting and stopping the supply of oxygen to the hydrophilic treatment nozzle 85.
  • oxygen (O 2 ) or an allotrope of oxygen is supplied to the hydrophilic treatment nozzle 85.
  • the gas supplied from the pipe P6 to the hydrophilic treatment nozzle 85 is not limited to oxygen, and may be an allotrope of oxygen.
  • the allotropes of oxygen are, for example, ozone (O 3 ).
  • the allotropes of oxygen are not particularly limited as long as the surface 62 of the structure 63 of the substrate W can be oxidized.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 executes a predetermined treatment with a non-liquid on a plurality of structures 63 of the substrate W before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W, and is more than before the execution of the predetermined treatment.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased. Therefore, in the third embodiment, as in the second embodiment, the treatment liquid LQ can be promoted to infiltrate into the space SP between the plurality of structures 63, and the treatment liquid LQ can be effectively permeated into the space SP. .. As a result, the plurality of structures 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the third embodiment has the same effect as that of the second embodiment.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 corresponds to an example of the “hydrophilic treatment unit”.
  • the predetermined treatment is a treatment of supplying oxygen or an allotropes of oxygen to a plurality of structures 63.
  • the substrate W is dried before the execution of the predetermined treatment.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 supplies oxygen or an allotropes of oxygen to the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the rotating substrate W before supplying the treatment liquid LQ to the substrate W.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is increased as compared with that before the supply of oxygen or allotropes of oxygen. It is considered that the reason why the hydrophilicity is increased is that the supply of oxygen or allotropes of oxygen exposes the surface 62 of the structure 63 to the allotropes of oxygen or oxygen, and the oxidation of the surface 62 of the structure 63 is promoted. ..
  • the surface 62 of the structure 63 can be effectively hydrolyzed by supplying oxygen or an allotrope of oxygen.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 When the valve V6 is opened when the fluid supply unit 41A is lowered and the hydrophilic treatment nozzle 85 is located in a close position, the hydrophilic treatment nozzle 85 is oxygenated or directed toward a plurality of structures 63 of the rotating substrate W. Supply allotropes of oxygen. Since the upper part of the substrate W is covered with the blocking plate 411, the plurality of structures 63 can be sufficiently exposed to oxygen or allotropes of oxygen. As a result, the surfaces 62 of the plurality of structures 63 can be effectively hydrophilized.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 11.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the third embodiment are the same as the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method according to the second embodiment described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the following points are different between the third embodiment and the second embodiment.
  • step S22 of FIG. 7 the hydrophilic treatment nozzle 85 shown in FIG. 11 supplies oxygen or allotropes of oxygen to the plurality of structures 63 of the substrate W over a predetermined period, and supplies oxygen or allotropes of oxygen.
  • the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 is made larger than before.
  • the hydrophilic treatment nozzle 85 has a hydrophilicity corresponding to the contact angle CA when the permeation time of the treatment liquid LQ is substantially constant, so that the plurality of structures 63 have hydrophilicity with respect to the plurality of structures 63 of the substrate W. It is preferable to supply oxygen or an allotropes of oxygen (Fig. 5). That is, it is preferable that the hydrophilic treatment nozzle 85 supplies oxygen or an allotropes of oxygen to the plurality of structures 63 of the substrate W so that the contact angle CA is ⁇ 2 degrees or less (FIG. 5).
  • the substrate processing apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • the fourth embodiment is mainly different from the first embodiment in that the processing apparatus 200D removes oxides from the substrate W.
  • the points that the fourth embodiment is different from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the processing device 200D according to the fourth embodiment.
  • the processing device 200D includes a nozzle 81, a nozzle moving portion 83, a pipe P7, and a valve V7 in addition to the configuration of the processing device 200 shown in FIG.
  • the substrate processing device 100 shown in FIG. 1 does not include the hydrophilic processing device 1 shown in FIG.
  • the pipe P7 supplies the removal liquid to the nozzle 81.
  • the valve V7 switches between starting and stopping the supply of the removing liquid to the nozzle 81.
  • the removal liquid removes oxides from the substrate W.
  • the removing liquid removes oxides formed on the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W.
  • the removing liquid removes, for example, the silicon oxide film from the substrate W.
  • the silicon oxide film is, for example, a natural oxide film.
  • the removing solution is, for example, a chemical solution.
  • the drug solution is, for example, hydrofluoric acid (HF), dilute hydrofluoric acid (DHF), or buffered hydrofluoric acid (BHF).
  • the type of the removing liquid is not particularly limited as long as the oxide can be removed from the substrate W.
  • the removal liquid is different from the treatment liquid LQ.
  • the treatment liquid LQ is, for example, an etching liquid.
  • the etching solution is, for example, an organic alkali (for example, TMAH: tetramethylammonium hydroxide) or a mixed solution of aqueous ammonia hydrogen peroxide (SC1).
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • SC1 aqueous ammonia hydrogen peroxide
  • the type of etching solution is not particularly limited as long as the substrate W can be etched.
  • the nozzle 81 supplies a removing liquid for removing oxides from the substrate W toward the substrate W before the hydrophilicity of each surface 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W is increased.
  • the nozzle 81 corresponds to an example of the “removal liquid supply unit”.
  • the nozzle moving unit 83 moves the nozzle 81 between the processing position and the retracted position.
  • the processing position indicates a position above the substrate W.
  • the nozzle 81 supplies the removing liquid to the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of 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 83 includes an arm 831, a rotating shaft 833, and a moving mechanism 835.
  • a nozzle 81 is attached to the tip of the arm 831.
  • the arm 831 is driven by a rotating shaft 833 and a moving mechanism 835 to be rotated along a substantially horizontal plane or moved up and down along a substantially vertical direction.
  • the configurations of the arm 831, the rotating shaft 833, and the moving mechanism 835 are the same as the configurations of the arm 291 and the rotating shaft 293 and the nozzle moving mechanism 295 shown in FIG. 4, respectively.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a substrate processing method. As shown in FIG. 13, the substrate processing method includes steps S31 to S44. Steps S31 to S44 are executed according to the control by the control device U3.
  • step S31 the transfer robot CR carries the substrate W into the processing device 200D. Then, the rotation of the substrate W is started.
  • step S32 the nozzle 81 supplies the removing liquid toward the substrate W.
  • a removing liquid for removing oxides formed on the surfaces 62 of the plurality of structures 63 is applied to the substrate W. Supply towards. As a result, the oxide is removed from the substrate W.
  • step S33 the nozzle 30 supplies the rinse liquid to the substrate W.
  • the removing liquid on the substrate W is washed away by the rinsing liquid, and the substrate W is washed.
  • step S34 the spin motor 25 drives the spin chuck 23 to accelerate the spin chuck 23 to a high rotation speed, and the rotation speed of the spin chuck 23 is maintained 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 washed.
  • the spin motor 25 is stopped to stop the rotation of the spin chuck 23.
  • the high rotation speed is higher than the rotation speed of the spin chuck 23 in the steps S32 and S33.
  • step S35 the transfer robot CR carries out the substrate W from the processing device 200D.
  • Steps S36 to S44 are executed. Steps S36 to S44 are the same as steps S1 to S9 in FIG. 6, respectively, and description thereof will be omitted.
  • the plurality of structures 63 of the substrate W are hydrophilized before the treatment with the processing liquid LQ. Therefore, it is possible to promote the infiltration of the treatment liquid LQ into the space SP between the plurality of structures 63. As a result, the treatment liquid LQ quickly permeates the space SP between the plurality of structures 63, and the plurality of structures 63 can be effectively treated by the treatment liquid LQ.
  • the fourth embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
  • a liquid for example, a removing liquid or a rinsing liquid
  • the rinse liquid may be attached to a part of the substrate W, and the other part of the substrate W may be dried.
  • the rinse liquid in the region near the center of the substrate W, the rinse liquid remains in the space SP between the structures 63, while the outer edge of the substrate W. In the region close to, the rinse solution may be completely removed from the space SP.
  • the rinse liquid remaining in the space SP is replaced with the treatment liquid LQ, and the treatment liquid LQ permeates the space SP, but in the region near the outer edge of the substrate W, the treatment liquid It may be difficult for LQ to penetrate the space SP. Therefore, in the fourth embodiment, by making the surfaces 62 of the plurality of structures 63 of the substrate W hydrophilic in step S36, the space SP between the plurality of structures 63 is treated substantially uniformly over the entire substrate W.
  • the liquid LQ can be rapidly permeated. As a result, it is possible to suppress the occurrence of variation in the treatment results of the plurality of structures 63 by the treatment liquid LQ.
  • the treatment liquid LQ is an etching liquid, it is possible to suppress the occurrence of variations in the etching results of the plurality of structures 63.
  • the semiconductor substrate W having the pattern PT including the plurality of structures 63 is processed by the substrate processing method including the steps S31 to S44, and the processed semiconductor substrate W is used.
  • the substrate processing method and the semiconductor manufacturing method do not have to include steps S40 to S42.
  • 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 processing device 200D may include the hydrophilic treatment device 1A according to the modification of the first embodiment described with reference to FIG. ..
  • the processing apparatus 200D according to the fourth embodiment may include the hydrophilic treatment nozzle 45, the nozzle moving portion 47, the pipe P5, and the valve V5 according to the second embodiment described with reference to FIG.
  • the processing apparatus 200D according to the fourth embodiment may include the hydrophilic treatment nozzle 85, the pipe P6, and the valve V6 according to the third embodiment described with reference to FIG.
  • the present invention relates to a substrate processing method, a semiconductor manufacturing method, and a substrate processing apparatus, and has industrial applicability.

Landscapes

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Abstract

基板処理方法において、複数の構造物（６３）を含むパターンＰＴを有する基板（Ｗ）が処理される。基板処理方法は、複数の構造物（６３）に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物（６３）の各々の表面（６２）の親水性を大きくする工程（Ｓ１）と、親水性を大きくする工程（Ｓ１）よりも後に、複数の構造物（６３）に向けて処理液を供給する工程（Ｓ３）とを含む。

Description

基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置
　本発明は、基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置に関する。
　特許文献１に記載されている基板処理装置は、基板に対して有機物の除去処理を行う。基板の表面には複数の微細構造物が形成されている。微細構造物は基板処理装置に基板が搬入される前の工程で形成される。例えば、レジストパターンが形成された基板に対して薬液を供給してエッチング処理を行うことで、基板の表面に複数の微細構造物が形成される。そして、エッチング処理の後には、リンス処理、撥水化処理、および乾燥処理が行われる。リンス処理は基板に対して純水を供給して薬液を洗い流す処理である。乾燥処理は基板を水平面で回転させることにより、基板を乾燥させる処理である。乾燥途上では、純水の表面張力に起因して微細構造物が倒壊し得る。
　微細構造物の倒壊を抑制すべく、乾燥処理の前に撥水化処理が行われる。撥水化処理は撥水剤を含む処理液を基板の表面に供給して微細構造物の表面に撥水膜（有機物）を形成する処理である。撥水化処理により、微細構造物に作用する純水の表面張力を低減することができ、乾燥処理における微細構造物の倒壊を抑制することができる。一方、撥水膜（有機物）は半導体製品としては不要である。従って、乾燥処理の後に撥水膜（有機物）の除去が望まれる。
　そこで、基板処理装置は、基板に対して紫外線を照射して、撥水膜（有機物）の除去処理を行う。具体的には、紫外線が基板に存在する撥水膜（有機物）に作用して、撥水膜（有機物）が分解されて除去される。
特開２０１８－１６６１８３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、エッチング後に基板に紫外線を照射して、有機物を除去しているに過ぎない。
　換言すれば、エッチング後に基板に紫外線を照射しているため、紫外線の効果はエッチングに影響を与えない。さらに換言すれば、処理液による処理後に基板に紫外線を照射しているため、紫外線の効果は処理液による処理に影響を与えない。
　一方、近年、基板に形成されるパターンは、さらに微細化されている。つまり、基板の表面において、複数の微細構造物の相互間の空間が、さらに狭小化している。従って、処理液が複数の微細構造物の相互間の空間に浸入することを、基板の表面張力（表面自由エネルギー）が抑制する可能性がある。その結果、基板において、処理液が十分に浸透した部分と、処理液の浸透が十分でない部分とが発生し得る。よって、処理液による複数の微細構造物の処理結果に、バラツキが発生する可能性がある。
　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、基板において処理液が複数の構造物の相互間の空間に浸入することを促進できる基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置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、前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする工程と、親水性を大きくする前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する工程とを含む。
　本発明の基板処理方法は、親水性を大きくする前記工程よりも前に、前記基板から酸化物を除去する除去液を、前記複数の構造物に向けて供給する工程をさらに含むことが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対して紫外線を照射する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対してプラズマを照射する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対して酸素または酸素の同素体を供給する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記処理液は、前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の空間に存在する気体を溶解することが好ましい。
　本発明の基板処理方法は、前記処理液を供給する前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて疎水化剤を供給して、前記疎水化剤の供給前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の疎水性を大きくする工程と、疎水性を大きくする前記工程よりも後に、前記基板を乾燥する工程とをさらに含むことが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の距離は、所定条件を満たすことが好ましい。前記所定条件は、親水性を大きくする前記工程よりも前では、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示すことが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、前記所定条件は、第１条件および第２条件を含むことが好ましい。前記第１条件は、親水性を大きくする前記工程よりも前では、毛細管現象によっては、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示すことが好ましい。前記第２条件は、親水性を大きくする前記工程よりも後では、毛細管現象によって前記処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できることを示すことが好ましい。
　本発明の基板処理方法において、親水性を大きくする前記工程では、前記複数の構造物に対して前記所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々が有する凹部の表面の親水性を大きくすることが好ましい。前記凹部は、前記構造物の側壁面に対して、前記構造物が延びる方向に交差する方向に沿って凹んでいることが好ましい。
　本発明の他の局面によれば、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、前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする工程と、親水性を大きくする前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する工程とを含む。
　本発明のさらに他の局面によれば、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、親水処理部と、処理液供給部とを備える。親水処理部は、前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする。処理液供給部は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされた時よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する。
　本発明の基板処理装置は、除去液供給部をさらに備えることが好ましい。除去液供給部は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前に、前記基板から酸化物を除去する除去液を、前記複数の構造物に向かって供給することが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対して紫外線を照射する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対してプラズマを照射する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記所定処理は、前記複数の構造物に対して酸素または酸素の同素体を供給する処理であることが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記処理液は、前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の空間に存在する気体を溶解することが好ましい。
　本発明の基板処理装置は、疎水処理部と、乾燥処理部とをさらに備えることが好ましい。疎水処理部は、前記処理液が前記複数の構造物に向けて供給された時よりも後に、前記複数の構造物に向けて疎水化剤を供給して、前記疎水化剤の供給前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の疎水性を大きくすることが好ましい。乾燥処理部は、前記複数の構造物の各々の表面の疎水性が大きくされた時よりも後に、前記基板を乾燥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うち互いに隣り合う構造物の間の距離は、所定条件を満たすことが好ましい。前記所定条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前では、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示すことが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記所定条件は、第１条件および第２条件を含むことが好ましい。前記第１条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前では、毛細管現象によっては、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示すことが好ましい。前記第２条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされた後では、毛細管現象によって前記処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できることを示すことが好ましい。
　本発明の基板処理装置において、前記親水処理部は、前記複数の構造物に対して前記所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々が有する凹部の表面の親水性を大きくすることが好ましい。前記凹部は、前記構造物の側壁面に対して、前記構造物が延びる方向に交差する方向に沿って凹んでいることが好ましい。
　本発明によれば、基板において処理液が複数の構造物の相互間の空間に浸入することを促進できる基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置を提供できる。
本発明の実施形態１に係る基板処理装置を示す模式的平面図である。 （ａ）は、実施形態１に係る基板の一例を示す模式的断面図ある。（ｂ）は、実施形態１に係る基板の他の例を示す模式的断面図である。 実施形態１に係る親水処理装置を示す模式的断面図である。 実施形態１に係る処理装置を示す模式的断面図である。 実施形態１に係る処理液の浸透時間と接触角との関係を示すグラフである。 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。 図７の工程Ｓ１を示すフローチャートである。 実施形態１の変形例に係る処理装置を示す模式的平面図である。 本発明の実施形態２に係る処理装置を示す模式的断面図である。 実施形態２に係る親水処理ノズルを示す模式的断面図である。 本発明の実施形態３に係る処理装置を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態４に係る処理装置を示す模式的断面図である。 実施形態４に係る基板処理方法を示すフローチャートである。
　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を示す模式的平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサーユニットＵ１と、処理ユニットＵ２と、制御装置Ｕ３とを備える。インデクサーユニットＵ１は、複数の基板収容器Ｃと、インデクサーロボットＩＲとを含む。処理ユニットＵ２は、複数の処理装置２００と、搬送ロボットＣＲと、受渡部ＰＳとを含む。
　基板収容器Ｃの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、複数の基板収容器Ｃのうちのいずれかの基板収容器Ｃから未処理の基板Ｗを取り出して、基板Ｗを受渡部ＰＳに渡す。そして、受渡部ＰＳには、基板収容器Ｃから取り出された基板Ｗが載置される。搬送ロボットＣＲは、受渡部ＰＳから未処理の基板Ｗを受け取って、複数の処理装置２００のうちのいずれかの処理装置２００に基板Ｗを搬入する。
　そして、処理装置２００は、未処理の基板Ｗを処理する。処理装置２００は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型である。処理装置２００は処理液ＬＱによって基板Ｗを処理する。
　処理装置２００による処理後に、搬送ロボットＣＲは、処理済みの基板Ｗを処理装置２００から取り出して、基板Ｗを受渡部ＰＳに渡す。そして、受渡部ＰＳには、処理装置２００で処理された基板Ｗが載置される。インデクサーロボットＩＲは、受渡部ＰＳから処理済みの基板Ｗを受け取って、複数の基板収容器Ｃのうちのいずれかの基板収容器Ｃに基板Ｗを収容する。
　制御装置Ｕ３は、インデクサーユニットＵ１および処理ユニットＵ２を制御する。制御装置Ｕ３はコンピューターを含む。具体的には、制御装置Ｕ３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーと、記憶装置とを含む。記憶装置は、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。制御装置Ｕ３のプロセッサーは、制御装置Ｕ３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、インデクサーユニットＵ１および処理ユニットＵ２を制御する。
　次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、基板Ｗを説明する。図２（ａ）は、基板Ｗの一例を示す模式的断面図ある。図２（ａ）では、基板Ｗの表面の一部を拡大して示している。図２（ａ）に示すように、基板Ｗは、基板本体６１と、パターンＰＴとを有する。基板本体６１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６３を含む。構造物６３は、例えば、微細構造物である。
　複数の構造物６３の各々は、第１方向Ｄ１に沿って延びている。第１方向Ｄ１は、基板本体６１の表面６１ａに対して交差する方向を示す。実施形態１では、第１方向Ｄ１は、基板本体６１の表面６１ａに対して略直交する方向を示す。構造物６３の表面６２は、側壁面６３ａと、天壁面６３ｂとを有する。
　複数の構造物６３の各々は、単層または複数層によって構成される。構造物６３が単層によって構成される場合、構造物６３は、絶縁層、半導体層、または、導体層である。構造物６３が複数層によって構成される場合、構造物６３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（ｂ）は、基板Ｗの他の例を示す模式的断面図ある。図２（ｂ）では、基板Ｗの表面の一部を拡大して示している。図２（ｂ）に示すように、複数の構造物６３の各々は、少なくとも１つの凹部６５を有する。図２（ｂ）の例では、複数の構造物６３の各々は複数の凹部６５を有する。複数の凹部６５の各々は、構造物６３の側壁面６３ａに対して、構造物６３が延びる方向に交差する方向に沿って凹んでいる。実施形態１では、構造物６３が延びる方向は、第１方向Ｄ１と略平行である。具体的には、複数の凹部６５の各々は、第２方向Ｄ２に沿って凹んでいる。第２方向Ｄ２は、基板本体６１の表面６１ａに沿った方向を示す。具体的には、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して交差する方向を示す。実施形態１では、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して略直交する方向を示す。
　次に、図３を参照して、基板処理装置１００に含まれる親水処理装置１を説明する。図３は、親水処理装置１を示す模式的断面図である。親水処理装置１は、「親水処理部」の一例に相当する。親水処理装置１は、例えば、図１に示す受渡部ＰＳに設置される。なお、親水処理装置１の設置位置は特に限定されない。例えば、親水処理装置１は、図１に示す複数の処理装置２００のうちの１つの処理装置２００に代えて、基板処理装置１００に含まれていてもよい。
　親水処理装置１は、基板Ｗの複数の構造物６３に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。親水性とは、固体表面に対する液体の付着し易さの程度を示す。親水性が大きい程、液体は固体表面に付着し易い。つまり、親水性が大きい程、固体表面が濡れ易い。親水性は、接触角ＣＡによって表すことができる。接触角ＣＡとは、固体表面が液体及び気体と接触しているときに、３相の接触する境界において液体面が固体面となす角度のことである。接触角ＣＡが小さい程、親水性は大きい。接触角ＣＡが小さい程、固体の表面張力は大きい。親水性が大きい程、固体の表面張力は大きい。「非液体」は、電磁波、または、液体でない物質を示す。「電磁波」は、例えば、光である。「液体でない物質」は、例えば、プラズマ、または、気体である。本明細書では、「所定処理」は、「非液体による所定処理」を示す。「非液体による所定処理」は、「非液体を使用した処理」を示す。
　特に、実施形態１では、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、親水処理装置１は、基板Ｗの複数の構造物６３に対して所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。従って、所定処理の実行前よりも、構造物６３の表面６２の表面張力を大きくできる。その結果、基板Ｗを処理液ＬＱによって処理するときに、基板Ｗにおいて処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できる。
　処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できると、複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに、基板Ｗの全体にわたって略均一に処理液ＬＱを速やかに浸透させることができる。従って、処理液ＬＱによる複数の構造物６３の処理結果に、バラツキが発生することを抑制できる。例えば、処理液ＬＱがエッチング液である場合、複数の構造物６３のエッチング結果に、バラツキが発生することを抑制できる。また、複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに処理液ＬＱを速やかに浸透させることができるので、処理液ＬＱによって複数の構造物６３を効果的に処理できる。例えば、処理液ＬＱがエッチング液である場合、複数の構造物６３を効果的にエッチングできる。
　なお、図２（ａ）に示す構造物６３の表面６２のうち、少なくとも側壁面６３ａの親水性が、所定処理の実行前よりも大きくされていればよい。また、実施形態１では、例えば、所定処理の実行前では、基板Ｗは乾燥されている。「乾燥」は、基板Ｗから液体が除去されていることを示す。
　また、図２（ｂ）に示す基板Ｗに関しては、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、親水処理装置１は、複数の構造物６３に対して所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の側壁面６３ａおよび天壁面６３ｂの親水性と、複数の構造物６３の各々が有する凹部６５の表面の親水性とを大きくする。従って、基板Ｗを処理液ＬＱによって処理するときに、基板Ｗにおいて処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できるだけでなく、処理液ＬＱが複数の凹部６５の各々に浸入することを促進できる。その結果、凹部６５に処理液ＬＱを速やかに浸透させることができて、処理液ＬＱによって凹部６５を効果的に処理できる。
　なお、図２（ｂ）に示す構造物６３の表面６２は、凹部６５の表面を含む。そして、構造物６３の表面６２のうち、側壁面６３ａの親水性と凹部６５の表面の親水性とが、所定処理の実行前よりも大きくされていればよい。
　以下の説明では、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくすることを、「親水化」と記載する場合がある。また、「浸透」は、処理液ＬＱが構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入して、基板本体６１の表面６１ａまたは表面６１ａの近傍に到達することを示す。
　特に、実施形態１では、所定処理は、基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射する処理である。つまり、親水処理装置１は、基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射して、紫外線の照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。紫外線のエネルギーは、可視光線のエネルギーよりも大きいため、構造物６３の表面６２を効果的に親水化できる。
　具体的には、図２に示すように、親水処理装置１は、紫外線照射部３と、基板保持部５と、収容部７と、複数の気体供給部１０と、排気部１１と、移動機構１３と、回転機構１５とを含む。
　基板保持部５は基板Ｗを保持する。具体的には、基板保持部５は、基板Ｗを水平に保持しながら、基板保持部５の回転軸線ＡＸ１の回りに基板Ｗを回転させる。回転軸線ＡＸ１は鉛直方向に略平行であり、基板Ｗの中心を通る。更に具体的には、基板保持部５は、スピンベース５１と、複数のチャック部材５３とを含む。複数のチャック部材５３は、回転軸線ＡＸ１の回りの周方向に沿って、スピンベース５１に設けられる。複数のチャック部材５３は基板Ｗを水平な姿勢で保持する。スピンベース５１は、略円板状又は略円柱状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材５３を支持する。スピンベース５１が、回転軸線ＡＸ１の回りに回転すると、複数のチャック部材５３に保持された基板Ｗが回転軸線ＡＸ１の回りに回転する。
　移動機構１３は基板保持部５を鉛直方向に沿って移動させる。具体的には、移動機構１３は、第１位置と第２位置との間で、基板保持部５を往復移動させる。第１位置は、基板保持部５が紫外線照射部３に近い位置を示す。図２では、第１位置に位置する基板保持部５を図示している。第２位置は、基板保持部５が紫外線照射部３から遠い位置を示す。第１位置は、紫外線を用いた処理を基板Ｗに対して行うときの基板保持部５の位置である。第２位置は、基板Ｗの授受を行うときの基板保持部５の位置である。移動機構１３は、例えば、ボールねじ機構を含む。
　回転機構１５は、回転軸線ＡＸ１の回りに基板保持部５を回転させる。その結果、基板保持部５に保持された基板Ｗが、回転軸線ＡＸ１の回りに回転する。回転機構１５は、例えば、モーターを含む。
　紫外線照射部３と基板保持部５とは、回転軸線ＡＸ１に沿って配置され、互いに対向している。紫外線照射部３は、空間ＳＰＡを隔てて、基板Ｗと対向する。紫外線照射部３は紫外線を発生する。空間ＳＰＡは、紫外線照射部３と基板保持部５との間の空間である。紫外線照射部３は、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に紫外線を照射して、紫外線の照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。親水性が大きくなる理由として、紫外線の照射によって構造物６３の表面６２の酸化が促進されることが考えられる。
　特に、実施形態１では、紫外線照射部３は、基板Ｗの回転中に、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に紫外線を照射する。従って、静止している基板Ｗに紫外線を照射する場合と比較して、より均一に紫外線を基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に照射できる。その結果、基板Ｗの複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を、紫外線の照射前よりも効果的に大きくできる。
　具体的には、紫外線照射部３は、電極３３と、電極３５と、石英ガラス板３１とを含む。電極３３は略平板状の形状を有している。電極３５は略板平板状の形状を有している。また、電極３５は複数の開口３５１を有する。開口３５１の各々は鉛直方向に電極３５を貫通する。電極３５は、空間を隔てて電極３３と対向する。電極３５は、電極３３に対して石英ガラス板３１側に位置している。石英ガラス板３１は基板Ｗ側に設けられている。石英ガラス板３１は、紫外線に対して透光性を有するとともに、耐熱性かつ耐食性を有している。石英ガラス板３１は絶縁体である。
　電極３３と電極３５との間の空間には放電用ガスが存在している。そして、電極３３と電極３５との間には高い周波数の高電圧が印加される。その結果、放電用ガスが励起されてエキシマ状態となる。放電用ガスはエキシマ状態から基底状態へ戻る際に紫外線を発生する。紫外線は電極３５の開口３５１を通過し、さらに石英ガラス板３１を透過して基板Ｗに照射される。なお、親水処理装置１は、電極３３と電極３５との間に高い周波数の高電圧を印加する高電圧電源を含んでいる。また、紫外線照射部３が紫外線を照射できる限りにおいては、紫外線照射部３の構成及び形状は特に限定されない。
　収容部７は、基板保持部５、移動機構１３、および、回転機構１５を収容する。そして、紫外線照射部３は、収容部７の上部開口を塞ぐ。従って、紫外線照射部３と収容部７とはチャンバーとして機能する。
　具体的には、収容部７は、筒部７１と、側壁部７３と、底部７５とを含む。筒部７１の下部と側壁部７３の上部とが連結される。側壁部７３の下部と底部７５とが連結される。筒部７１は、複数の貫通孔７１ａを有する。貫通孔７１ａの各々は、筒部７１を貫通し、空間ＳＰＡに連通する。側壁部７３は貫通孔７３ａを有する。貫通孔７３ａは側壁部７３を貫通している。
　気体供給部１０の各々は、貫通孔７１ａから、不活性ガスを空間ＳＰＡに供給する。不活性ガスは、例えば、窒素又はアルゴンである。具体的には、気体供給部１０の各々は、配管９１と、開閉弁９３と、気体収容器９５とを含む。気体収容器９５は、空間ＳＰＡに供給する不活性ガスを収容している。気体収容器９５は配管９１の一端に連結される。開閉弁９３は配管９１に設けられて、配管９１の開閉を切り替える。配管９１の他端は貫通孔９１ａに連結される。排気部１１は、貫通孔７３ａから、収容部７の内部の気体を排気する。
　制御装置Ｕ３は、親水処理装置１を制御する。具体的には、制御装置Ｕ３のプロセッサーは、制御装置Ｕ３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、親水処理装置１を制御する。
　次に、図４を参照して、処理装置２００を説明する。図４は、処理装置２００を示す模式的断面図である。図４に示すように、処理装置２００は、親水処理装置１によって基板Ｗの複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされた時よりも後に、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、処理装置２００は、チャンバー２１と、スピンチャック２３と、スピン軸２４と、スピンモーター２５と、ノズル２７と、ノズル移動部２９と、ノズル３０と、複数のガード４９と、バルブＶ１と、バルブＶ２と、配管Ｐ１と、配管Ｐ２とを含む。
　チャンバー２１は略箱形状を有する。チャンバー２１は、基板Ｗ、スピンチャック２３、スピン軸２４、スピンモーター２５、ノズル２７、ノズル移動部２９、ノズル３０、配管Ｐ１の一部、および、配管Ｐ２の一部を収容する。
　スピンチャック２３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２３は、チャンバー２１内で基板Ｗを水平に保持しながら、スピンチャック２３の回転軸線ＡＸ２の回りに基板Ｗを回転させる。
　スピンチャック２３は、複数のチャック部材２３１と、スピンベース２３３とを含む。複数のチャック部材２３１はスピンベース２３３に設けられる。複数のチャック部材２３１は基板Ｗを水平な姿勢で保持する。スピンベース２３３は、略円板状であり、水平な姿勢で複数のチャック部材２３１を支持する。
　スピン軸２４は、スピンベース２３３に固定される。また、スピン軸２４は、スピンモーター２５の駆動軸に固定される。そして、スピンモーター２５は、スピン軸２４を回転させることによって、スピンベース２３３を回転軸線ＡＸ２の回りに回転させる。その結果、スピンベース２３３に設けられた複数のチャック部材２３１に保持された基板Ｗが回転軸線ＡＸ２の回りに回転する。
　ノズル２７は、親水処理装置１によって基板Ｗの複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされた時よりも後に、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３に向けて処理液ＬＱを供給する。従って、基板Ｗの複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに処理液ＬＱを効果的に浸透させることができる。その結果、処理液ＬＱによって構造物６３を効果的に処理できる。ノズル２７は、「処理液供給部」の一例に相当する。
　特に、実施形態１では、処理液ＬＱは、複数の構造物６３のうち互いに隣り合う構造物６３の間の空間ＳＰに存在する気体を溶解する。その結果、基板Ｗの複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに処理液ＬＱをより速やかに浸透させることができる。
　処理液ＬＱは、例えば、薬液（例えばエッチング液）である。薬液は、例えば、フッ酸（ＨＦ）、フッ硝酸（フッ酸と硝酸（ＨＮＯ3）との混合液）、バファードフッ酸（ＢＨＦ）、フッ化アンモニウム、ＨＦＥＧ（フッ酸とエチレングリコールとの混合液）、燐酸（Ｈ3ＰＯ4）、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、希フッ酸（ＤＨＦ）、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（例えば、クエン酸、シュウ酸）、有機アルカリ（例えば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、硫酸過酸化水素水混合液（ＳＰＭ）、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素水混合液（ＳＣ２）、界面活性剤、または、腐食防止剤である。なお、処理液ＬＱの種類は、基板Ｗを処理できる限りにおいては、特に限定されない。
　ノズル移動部２９は、処理位置と退避位置との間でノズル２７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２７は、処理位置に位置するときに、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対して処理液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２９は、アーム２９１と、回動軸２９３と、ノズル移動機構２９５とを含む。アーム２９１は略水平方向に沿って延びる。アーム２９１の先端部にはノズル２７が取り付けられる。アーム２９１は回動軸２９３に結合される。回動軸２９３は、略鉛直方向に沿って延びる。ノズル移動機構２９５は、回動軸２９３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２９１を略水平面に沿って回動させる。その結果、ノズル２７が略水平面に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構２９５は、回動軸２９３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２９５は、回動軸２９３を略鉛直方向に沿って昇降させて、アーム２９１を昇降させる。その結果、ノズル２７が略鉛直方向に沿って移動する。例えば、ノズル移動機構２９５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２７に処理液ＬＱを供給する。バルブＶ１は、ノズル２７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３０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３０にリンス液を供給する。バルブＶ２は、ノズル３０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。
　処理装置２００は、流体供給ユニット４１と、ユニット動作部４３と、バルブＶ３と、バルブＶ４と、配管Ｐと、配管Ｐ３と、配管Ｐ４とをさらに含むことが好ましい。チャンバー２１は、流体供給ユニット４１、ユニット動作部４３、および、配管Ｐの一部を収容する。
　流体供給ユニット４１は、スピンチャック２３の上方に位置する。流体供給ユニット４１は、遮断板４１１と、支軸４１３と、ノズル４１５とを含む。
　遮断板４１１は、例えば、略円板状である。遮断板４１１の直径は、例えば、基板Ｗの直径と略同一である。ただし、遮断板４１１の直径は、基板Ｗの直径よりも若干小さくてもよいし、若干大きくてもよい。遮断板４１１は、遮断板４１１の下面が略水平になるように配置されている。さらに、遮断板４１１は、遮断板４１１の中心軸線がスピンチャック２の回転軸線ＡＸ２上に位置するように配置されている。遮断板４１１の下面は、スピンチャック２３に保持された基板Ｗに対向している。遮断板４１１は、水平な姿勢で支軸４１３の下端に連結されている。
　ユニット動作部４３は、近接位置と退避位置との間で、流体供給ユニット４１を上昇又は下降させる。近接位置は、遮断板４１１が下降して基板Ｗの上面に所定間隔をあけて近接する位置を示す。近接位置では、遮断板４１１は、基板Ｗの表面を覆って、基板Ｗの表面の上方を遮断する。つまり、近接位置では、遮断板４１１は、基板Ｗの表面と対向して、基板Ｗの表面の上方を覆う。退避位置は、近接位置よりも上方であって、遮断板４１１が上昇して基板Ｗから離間している位置を示す。図４では、遮断板４１１は退避位置に位置する。また、ユニット動作部４３は、近接位置において、流体供給ユニット４１を回転させる。例えば、ユニット動作部４３は、ボールねじ機構と、ボールねじ機構に駆動力を与える昇降モーターとを含む。昇降モーターは、例えば、サーボモータである。例えば、ユニット動作部４３は、モーターと、モーターの回転を流体供給ユニット４１に伝達する伝達機構とを含む。
　流体供給ユニット４１のノズル４１５は、遮断板４１１および支軸４１３の内部に配置される。ノズル４１５の先端は遮断板４１１の下面から露出している。ノズル４１５には配管Ｐが接続される。配管Ｐは、バルブＶ３を介して、配管Ｐ３と接続される。バルブＶ３が開かれると、疎水化剤がノズル４１５に供給される。また、配管Ｐは、バルブＶ４を介して、配管Ｐ４と接続される。バルブＶ４が開かれると、有機溶剤がノズル４１５に供給される。
　流体供給ユニット４１が近接位置に位置するときに、バルブＶ３が開かれると、ノズル４１５は、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３に向かって疎水化剤を供給する。ノズル４１５は、「疎水処理部」の一例に相当する。
　具体的には、ノズル４１５は、複数の構造物６３に向けて疎水化剤を供給して、疎水化剤の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の疎水性を大きくする。
　疎水性とは、固体表面に対する液体の付着し難さの程度を示す。疎水性が大きい程、液体は固体表面に付着し難い。つまり、疎水性が大きい程、固体表面が濡れ難い。疎水性は、接触角ＣＡによって表すことができる。接触角ＣＡが大きい程、疎水性は大きい。接触角ＣＡが大きい程、固体の表面張力は小さい。疎水性が大きい程、固体の表面張力は小さい。
　疎水化剤は、例えば、液体である。疎水化剤は、シリコン系疎水化剤、または、メタル系疎水化剤である。シリコン系疎水化剤は、シリコン自体、および、シリコンを含む化合物を疎水化させる。シリコン系疎水化剤は、例えば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、例えば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系疎水化剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系疎水化剤は、例えば、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ－（トリメチルシリル）ジメチルアミンおよびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。メタル系疎水化剤は、金属自体、および、金属を含む化合物を疎水化させる。メタル系疎水化剤は、例えば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物の少なくとも一つを含む。
　特に、実施形態１では、ノズル２７によって処理液ＬＱが基板Ｗの複数の構造物６３に向けて供給された時よりも後に、ノズル４１５は、複数の構造物６３に向けて疎水化剤を供給して、疎水化剤の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の疎水性を大きくする。従って、実施形態１によれば、複数の構造物６３の各々の表面６２の表面張力を小さくできる。その結果、構造物６３の表面張力に起因して複数の構造物６３が倒壊することを抑制できる。
　なお、ノズル４１５によって複数の構造物６３の各々の表面６２の疎水性が大きくされた時よりも後に、スピンチャック２３は、スピンモーター２５によって高速回転速度で回転されて、基板Ｗを乾燥する。スピンチャック２３は、「乾燥処理部」の一例に相当する。
　以下の説明では、疎水化剤の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の疎水性を大きくすることを、「疎水化」と記載する場合がある。
　一方、流体供給ユニット４１が近接位置に位置するときに、バルブＶ４が開かれると、ノズル４１５は、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３に向かって有機溶剤を供給する。有機溶剤は、例えば、液体である。有機溶剤の表面張力は、リンス液の表面張力よりも小さい。有機溶剤は、例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、または、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）である。具体的には、リンス液が基板Ｗに供給された後、または、疎水化剤が基板Ｗに供給された後に、ノズル４１５は、基板Ｗに向けて有機溶剤を供給する。
　複数のガード４９の各々は略筒形状を有する。複数のガード４９の各々は、基板Ｗから排出された液体（処理液ＬＱ、リンス液、疎水化剤、または、有機溶剤）を受け止める。なお、ガード４９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Ｕ３のプロセッサーは、制御装置Ｕ３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、処理装置２００を制御する。
　次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図５を参照して、基板ＷのパターンＰＴの好ましい親水性を説明する。図５は、処理液ＬＱの浸透時間と接触角ＣＡとの関係を示すグラフである。図５において、縦軸は、図２（ａ）または図２（ｂ）に示す基板Ｗの構造物６３の相互間の空間ＳＰへの処理液ＬＱの浸透時間（μ秒）を示す。具体的には、浸透時間は、処理液ＬＱが複数の構造物６３に付着した時から、処理液ＬＱが空間ＳＰに浸入して基板本体６１の表面６１ａまたは表面６１ａの近傍に到達した時までの時間を示す。横軸は、接触角ＣＡ（度）を降順で示している。接触角ＣＡは、処理液ＬＱの表面が構造物６３の表面６２となす角度である。
　図５に示すように、接触角ＣＡがθ１度以上では、処理液ＬＱは構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸透しない。つまり、θ２度は、浸透時間が無限大であるときの接触角ＣＡを示す。θ１度は、例えば、９０度である。つまり、接触角ＣＡが９０度以上では、処理液ＬＱは構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸透しない。
　一方、接触角ＣＡがθ２度以下では、浸透時間は、略一定であり、最も短い。従って、親水処理装置１は、処理液ＬＱの浸透時間が略一定であるときの接触角ＣＡに相当する親水性を複数の構造物６３が有するように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して所定処理を実行することが好ましい。
　実施形態１では、親水処理装置１の紫外線照射部３は、処理液ＬＱの浸透時間が略一定であるときの接触角ＣＡに相当する親水性を複数の構造物６３が有するように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射することが好ましい。
　θ２度は、浸透時間が略一定であるときの接触角ＣＡのうち最も大きな接触角ＣＡを示す。従って、親水処理装置１は、接触角ＣＡがθ２度以下になるように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して所定処理を実行することが好ましい。実施形態１では、紫外線照射部３は、接触角ＣＡがθ２度以下になるように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射することが好ましい。例えば、θ２度が７０度であるときの浸透時間は、１．１μ秒である。
　例えば、接触角ＣＡは、９０度よりも小さく、７０度よりも小さいことが好ましく、５０度よりも小さいことがさらに好ましい。さらに、接触角ＣＡは、３０度よりも小さいことがさらに好ましく、１０度よりも小さいことがさらに好ましく、５度よりも小さいことがさらに好ましい。接触角ＣＡが小さい程、親水性が大きくなるからである。
　次に、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、基板Ｗの構造物６３をさらに説明する。複数の構造物６３のうち互いに隣り合う構造物６３の間の距離Ｌは、所定条件（以下、「所定条件ＰＣ」と記載する。）を満たすことが好ましい。所定条件ＰＣは、親水処理装置１によって複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされる前では（つまり、親水性を大きくする工程よりも前では）、処理液ＬＱと同じ処理液が互いに隣り合う構造物６３の間の空間ＳＰに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６３が、所定条件ＰＣ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、複数の構造物６３を親水化することで、処理液ＬＱを構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸透させることができる。
　所定条件ＰＣは第１条件および第２条件を含むことが好ましい。第１条件は、親水処理装置１によって複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされる前では（つまり、親水性を大きくする工程よりも前では）、毛細管現象によっては、処理液ＬＱと同じ処理液が互いに隣り合う構造物６３の間の空間ＳＰに浸透できないことを示す。第２条件は、親水処理装置１によって複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされた後では（つまり、親水性を大きくする工程よりも後では）、毛細管現象によって処理液ＬＱが互いに隣り合う構造物６３の間の空間ＳＰに浸透できることを示す。具体的には、第２条件は、親水処理装置１によって複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされた後において（つまり、親水性を大きくする工程よりも後において）、複数の構造物６３に向けて処理液ＬＱが供給される際に（つまり、処理液ＬＱを供給する工程の際に）、毛細管現象によって処理液ＬＱが互いに隣り合う構造物６３の間の空間ＳＰに浸透できることを示す。
　実施形態１によれば、複数の構造物６３が、第１条件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、複数の構造物６３を親水化することで、処理液ＬＱを構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸透させることができる。
　複数の構造物６３のうち互いに隣り合う構造物６３の間の距離Ｌは、例えば、３ｎｍ以下である。例えば、距離Ｌが３ｎｍ以下であると、距離Ｌは、所定条件ＰＣ（第１条件および第２条件）を満たす。複数の構造物６３の各々の長さＨは、例えば、０．０２μｍ以上０．１μｍ以下である。長さＨは第１方向Ｄ１に沿った長さを示す。パターンＰＴのアスペクト比は、例えば、６以上１００以下である。アスペクト比は、距離Ｌに対する長さＨの比率を示す。また、処理液ＬＱの粘度は、例えば、１ｃＰ（センチポアズ）以上７０ｃＰ以下である。
　次に、図３、図４、図６、および図７を参照して、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６３を含むパターンＰＴを有する基板Ｗが処理される。図６は、基板処理方法を示すフローチャートである。図６に示すように、基板処理方法は、工程Ｓ１～工程Ｓ９を含む。工程Ｓ１～工程Ｓ９は、制御装置Ｕ３による制御に従って実行される。
　図３および図６に示すように、工程Ｓ１において、親水処理装置１は、所定時間にわたって基板Ｗの複数の構造物６３に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。具体的は、工程Ｓ１の詳細は、図７に示される。
　図７は、工程Ｓ１を示すフローチャートである。図７に示すように、工程Ｓ１は、工程Ｓ２１～工程Ｓ２３を含む。
　工程Ｓ２１において、搬送ロボットＣＲは、親水処理装置１に基板Ｗを搬入する。そして、基板保持部５は基板Ｗを保持する。さらに、回転機構１５が基板保持部５を駆動して、基板保持部５が基板Ｗの回転を開始する。
　工程Ｓ２２において、紫外線照射部３は、所定時間にわたって基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射して、紫外線の照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。そして、回転機構１５が基板保持部５を停止して、基板保持部５が基板Ｗの回転を停止する。
　工程Ｓ２３において、搬送ロボットＣＲは、親水処理装置１から基板Ｗを搬出する。そして、親水化処理が終了して、処理は、図６に示すメインルーチンに戻り、工程Ｓ２に進む。
　図４および図６に示すように、次に、工程Ｓ２において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００に基板Ｗを搬入する。そして、スピンチャック２３は基板Ｗを保持する。さらに、スピンモーター２５がスピンチャック２３を駆動して、スピンチャック２３が基板Ｗの回転を開始する。
　次に、工程Ｓ３において、ノズル２７は、基板Ｗの複数の構造物６３に向けて処理液ＬＱを供給する。つまり、親水性を大きくする工程Ｓ１よりも後であって、工程Ｓ２よりも後に、工程Ｓ３において、ノズル２７は、複数の構造物６３に向けて処理液ＬＱを供給する。その結果、基板Ｗが処理液ＬＱによって処理される。
　次に、工程Ｓ４において、ノズル３０は、リンス液を基板Ｗに供給する。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Ｓ５において、ノズル４１５は、有機溶剤を基板Ｗに供給する。その結果、基板Ｗに付着しているリンス液が有機溶剤に置換される。工程Ｓ５では、バルブＶ４が開かれ、バルブＶ３が閉じられている。
　次に、工程Ｓ６において、ノズル４１５は、疎水化剤を基板Ｗに供給する。その結果、基板Ｗが疎水化する。つまり、処理液ＬＱを供給する工程Ｓ３よりも後であって、工程Ｓ４および工程Ｓ５の後に、工程Ｓ６において、ノズル４１５は、基板Ｗの複数の構造物６３に向けて疎水化剤を供給して、疎水化剤の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の疎水性を大きくする。工程Ｓ３では、バルブＶ３が開かれ、バルブＶ４が閉じられている。
　次に、工程Ｓ７において、ノズル４１５は、有機溶剤を基板Ｗに供給する。その結果、基板Ｗに付着している疎水化剤が有機溶剤に置換される。工程Ｓ７では、バルブＶ４が開かれ、バルブＶ３が閉じられている。
　次に、工程Ｓ８において、スピンモーター２５がスピンチャック２３を駆動して、スピンチャック２３を高回転速度まで加速させ、スピンチャック２３の回転速度を高回転速度に維持する。その結果、基板Ｗが高回転速度で回転して、基板Ｗに付着している有機溶剤が振り切られて基板Ｗが乾燥される。つまり、疎水性を大きくする工程Ｓ６よりも後であって、工程Ｓ７の後に、工程Ｓ８において、基板Ｗを乾燥する。工程Ｓ８が所定期間にわたって行われると、スピンモーター２５は停止して、スピンチャック２３の回転を停止させる。その結果、基板Ｗが停止する。なお、高回転速度は、工程Ｓ３および工程Ｓ４でのスピンチャック２３の回転速度より大きい。
　次に、工程Ｓ９において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００から基板Ｗを搬出する。そして、処理が終了する。
　以上、図６および図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、処理液ＬＱによる処理前に、基板Ｗの複数の構造物６３を親水化する。従って、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できる。その結果、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに速やかに浸透して、複数の構造物６３を処理液ＬＱによって効果的に処理できる。例えば、処理液ＬＱがエッチング液である場合、エッチング液が複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに速やかに浸透して、複数の構造物６３を効果的にエッチングできる。
　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６３を含むパターンＰＴを有する半導体基板Ｗを、工程Ｓ１～工程Ｓ９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Ｓ５～工程Ｓ７を含まなくてもよい。
　（変形例）
　図８を参照して、本発明の実施形態１の変形例に係る基板処理装置１００を説明する。変形例では、親水処理装置１Ａが処理装置２００Ａに搭載されている点で、変形例は図１～図７を参照して説明した実施形態１と主に異なる。以下、変形例が実施形態１と異なる点を主に説明する。
　図８は、変形例に係る処理装置２００Ａの親水処理装置１Ａを示す模式的平面図である。図７に示すように、処理装置２００Ａは、図４に示す処理装置２００の構成に加えて、親水処理装置１Ａを含む。なお、変形例では、図１に示す基板処理装置１００は図３に示す親水処理装置１を備えていない。
　親水処理装置１Ａは、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、基板Ｗの複数の構造物６３に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。従って、変形例では、実施形態１と同様に、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できて、空間ＳＰに処理液ＬＱを効果的に浸透できる。その結果、複数の構造物６３を効果的に処理できる。
　具体的には、親水処理装置１Ａは、紫外線照射部３Ａと、移動部９とを含む。紫外線照射部３Ａは紫外線を出射する。紫外線照射部３Ａは、例えば、紫外線を出射するランプ、または、紫外線を出射する発光ダイオードを含む。紫外線照射部３Ａは一定方向に延びている。紫外線照射部３Ａの長手方向の長さは、例えば、基板Ｗの直径と略同一、または、基板Ｗの半径と略同一である。
　紫外線照射部３Ａは、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対して紫外線を照射して、紫外線の照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。変形例によれば、可視光線よりもエネルギーの大きな紫外線を照射することで、構造物６３の表面６２を効果的に親水化できる。
　移動部９は、処理位置と退避位置との間で紫外線照射部３Ａを移動する。処理位置は、基板Ｗの上方の位置を示す。紫外線照射部３Ａは、処理位置に位置するときに、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対して紫外線を照射する。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、移動部９は、アーム９２と、回動軸９４と、移動機構９６とを含む。アーム９２には紫外線照射部３Ａが取り付けられる。アーム９２は、回動軸９４および移動機構９６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９２、回動軸９４、および移動機構９６の構成は、それぞれ、図４に示すアーム２９１、回動軸２９３、およびノズル移動機構２９５の構成と同様である。
　次に、図６～図８を参照して、変形例に係る基板処理方法および半導体製造方法を説明する。変形例に係る基板処理方法および半導体製造方法は、図６および図７に示す実施形態１に係る基板処理方法および半導体製造方法と同様である。ただし、変形例と実施形態１とは、以下の点が異なる。
　すなわち、図７の工程Ｓ２１において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００Ａに基板Ｗを搬入する。そして、基板Ｗの回転が開始される。
　次に、工程Ｓ２２において、図８に示す紫外線照射部３Ａは、所定時間にわたって、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３に対して紫外線を照射して、紫外線の照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。そして、基板Ｗの回転が停止される。
　変形例では、工程Ｓ２３は実行されない。従って、工程Ｓ２２が終了すると、処理は、図６に示すメインルーチンに戻る。この場合、変形例では、工程Ｓ２は実行されずに、処理は工程Ｓ４に進む。
　以上、図６～図８を参照して説明したように、変形例では、工程Ｓ３～工程Ｓ８が、処理装置２００Ａで実行される。従って、基板Ｗを親水化するために基板Ｗを処理装置２００Ａの外部に搬出することが要求されない。その結果、基板処理方法および半導体製造方法を実行する際のスループットを向上できる。
　なお、変形例に係る基板処理方法および半導体製造方法は、工程Ｓ５～工程Ｓ７を含まなくてもよい。
　（実施形態２）
　図９および図１０を参照して、本発明の実施形態２に係る基板処理装置１００を説明する。実施形態２に係る処理装置２００Ｂが基板Ｗにプラズマを照射して基板Ｗを親水化する点で、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９は、実施形態２に係る処理装置２００Ｂを示す模式的断面図である。図９に示すように、処理装置２００Ｂは、図４に示す処理装置２００の構成に加えて、親水処理ノズル４５と、ノズル移動部４７と、配管Ｐ５と、バルブＶ５とを含む。なお、実施形態２では、図１に示す基板処理装置１００は図２に示す親水処理装置１を備えていない。
　配管Ｐ５は親水処理ノズル４５に気体を供給する。バルブＶ５は、親水処理ノズル４５に対する気体の供給開始と供給停止とを切り替える。気体は、例えば、空気、不活性ガス、または、酸素である。不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン、または、ヘリウムである。なお、プラズマを生成できる限りにおいては、気体の種類は特に限定されない。
　親水処理ノズル４５は、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、基板Ｗの複数の構造物６３に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。従って、実施形態２では、実施形態１と同様に、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できて、空間ＳＰに処理液ＬＱを効果的に浸透できる。その結果、複数の構造物６３を処理液ＬＱによって効果的に処理できる。その他、実施形態２は実施形態１と同様の効果を有する。親水処理ノズル４５は、「親水処理部」の一例に相当する。
　実施形態２では、所定処理は、複数の構造物６３に対してプラズマを照射する処理である。なお、実施形態２では、例えば、所定処理の実行前では、基板Ｗは乾燥されている。
　具体的には、親水処理ノズル４５はプラズマを出射する。つまり、親水処理ノズル４５は、配管Ｐ５から供給された気体を電離してプラズマを生成して、プラズマを気体とともに出射する。換言すれば、親水処理ノズル４５は、プラズマを気流に乗せて出射する。さらに換言すれば、親水処理ノズル４５は、プラズマ流を生成して出射する。
　さらに具体的には、親水処理ノズル４５は、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対してプラズマを照射して、プラズマの照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。親水性が大きくなる理由として、プラズマの照射によって構造物６３の表面６２の酸化が促進されることが考えられる。実施形態２によれば、プラズマを照射することで、構造物６３の表面６２を効果的に親水化できる。
　ノズル移動部４７は、処理位置と退避位置との間で親水処理ノズル４５を移動する。処理位置は、基板Ｗの上方の位置を示す。親水処理ノズル４５は、処理位置に位置するときに、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対してプラズマを照射する。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４７は、アーム４７１と、回動軸４７３と、移動機構４７５とを含む。アーム４７１の先端部には親水処理ノズル４５が取り付けられる。アーム４７１は、回動軸４７３および移動機構４７５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４７１、回動軸４７３、および移動機構４７５の構成は、それぞれ、図４に示すアーム２９１、回動軸２９３、およびノズル移動機構２９５の構成と同様である。
　次に、図１０を参照して、親水処理ノズル４５の詳細を説明する。図１０は、親水処理ノズル４５を示す断面図である。図１０に示すように、親水処理ノズル４５は、第１電極４５１と、第２電極４５３とを含む。第１電極４５１は、略柱状である。第１電極４５１は、親水処理ノズル４５内の流路ＦＷに配置される。流路ＦＷには、配管Ｐ５から気体が供給される。第２電極４５３は、略円筒状である。第２電極４５３は、親水処理ノズル４５の外周面に設置される。
　処理装置２００Ｂは、交流電源４６をさらに含む。交流電源４６は、第１電極４５１と第２電極４５３との間に交流電圧を印加する。その結果、配管Ｐ５から供給される気体が電離してプラズマＰＭが生成される。プラズマＰＭは、気体とともに、親水処理ノズル４５から出射される。プラズマＰＭは、例えば、大気圧プラズマである。大気圧プラズマとは、大気圧中で発生されるプラズマのことである。第１電極４５１と第２電極４５３と交流電源４６とは、プラズマ生成器４８を構成する。なお、プラズマが発生できる限りにおいては、プラズマ生成器４８の構成は特に限定されない。また、基板Ｗにプラズマを照射できる限りにおいては、プラズマ生成器４８の配置は特に限定されない。
　第１電極４５１および第２電極４５３の各々は、例えば、炭素を含有する樹脂によって形成される。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４５１および第２電極４５３を構成することで、導電性を確保しつつ、耐薬性を向上できる。
　次に、図６、図７および図９を参照して実施形態２に係る基板処理方法および半導体製造方法を説明する。実施形態２に係る基板処理方法および半導体製造方法は、図６および図７に示す実施形態１に係る基板処理方法および半導体製造方法と同様である。ただし、実施形態２と実施形態１とは、以下の点が異なる。
　すなわち、図７の工程Ｓ２１において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００Ａに基板Ｗを搬入する。そして、基板Ｗの回転が開始される。
　次に、工程Ｓ２２において、図９に示す親水処理ノズル４５は、所定時間にわたって基板Ｗの複数の構造物６３に対してプラズマを照射して、プラズマの照射前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。そして、基板Ｗの回転が停止される。
　なお、親水処理ノズル４５は、処理液ＬＱの浸透時間が略一定であるときの接触角ＣＡに相当する親水性を複数の構造物６３が有するように、基板Ｗの複数の構造物６３に対してプラズマを照射することが好ましい（図５）。つまり、親水処理ノズル４５は、接触角ＣＡがθ２度以下になるように、基板Ｗの複数の構造物６３に対してプラズマを照射することが好ましい（図５）。
　実施形態２では、工程Ｓ２３は実行されない。従って、工程Ｓ２２が終了すると、処理は、図６に示すメインルーチンに戻る。この場合、実施形態２では、工程Ｓ２は実行されずに、処理は工程Ｓ４に進む。
　以上、図６、図７および図９を参照して説明したように、実施形態２では、工程Ｓ３～工程Ｓ８が、処理装置２００Ｂで実行される。従って、基板Ｗを親水化するために基板Ｗを処理装置２００Ｂの外部に搬出することが要求されない。その結果、基板処理方法および半導体製造方法を実行する際のスループットを向上できる。
　なお、実施形態２に係る基板処理方法および半導体製造方法は、工程Ｓ５～工程Ｓ７を含まなくてもよい。
　（実施形態３）
　図１１を参照して、本発明の実施形態３に係る基板処理装置１００を説明する。実施形態３に係る処理装置２００Ｃが基板Ｗに酸素または酸素の同素体を照射して基板Ｗを親水化する点で、実施形態３は実施形態２と主に異なる。以下、実施形態３が実施形態２と異なる点を主に説明する。
　図１１は、実施形態３に係る処理装置２００Ｃを示す模式的断面図である。図１１に示すように、処理装置２００Ｃは、図９に示す処理装置２００Ｂの親水処理ノズル４５とノズル移動部４７と配管Ｐ５とバルブＶ５とに代えて、親水処理ノズル８５と、配管Ｐ６と、バルブＶ６とを含む。具体的には、流体供給ユニット４１Ａが、親水処理ノズル８５を含んでいる。親水処理ノズル８５は、遮断板４１１および支軸４１３の内部に配置される。親水処理ノズル８５の先端は遮断板４１１の下面から露出している。
　親水処理ノズル８５には配管Ｐ６が接続される。バルブＶ６は、親水処理ノズル８５に対する酸素の供給開始と供給停止とを切り替える。バルブＶ６が開かれると、酸素（Ｏ2）または酸素の同素体が親水処理ノズル８５に供給される。なお、配管Ｐ６から親水処理ノズル８５に供給する気体は、酸素に限られず、酸素の同素体であってもよい。酸素の同素体は、例えば、オゾン（Ｏ3）である。なお、基板Ｗの構造物６３の表面６２を酸化できる限りにおいては、酸素の同素体は、特に限定されない。
　親水処理ノズル８５は、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、基板Ｗの複数の構造物６３に対して非液体による所定処理を実行して、所定処理の実行前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。従って、実施形態３では、実施形態２と同様に、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できて、空間ＳＰに処理液ＬＱを効果的に浸透できる。その結果、処理液ＬＱによって複数の構造物６３を効果的に処理できる。その他、実施形態３は実施形態２と同様の効果を有する。親水処理ノズル８５は、「親水処理部」の一例に相当する。
　実施形態３では、所定処理は、複数の構造物６３に対して酸素または酸素の同素体を供給する処理である。なお、実施形態３では、例えば、所定処理の実行前では、基板Ｗは乾燥されている。
　具体的には、親水処理ノズル８５は、基板Ｗに処理液ＬＱを供給する時よりも前に、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対して酸素または酸素の同素体を供給して、酸素または酸素の同素体の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。親水性が大きくなる理由として、酸素または酸素の同素体の供給によって、構造物６３の表面６２が酸素または酸素の同素体に晒されて、構造物６３の表面６２の酸化が促進されることが考えられる。実施形態３によれば、酸素または酸素の同素体を供給することで、構造物６３の表面６２を効果的に親水化できる。
　流体供給ユニット４１Ａが下降して、親水処理ノズル８５が近接位置に位置するときにバルブＶ６が開かれると、親水処理ノズル８５は、回転中の基板Ｗの複数の構造物６３に向かって酸素または酸素の同素体を供給する。基板Ｗの上方が遮断板４１１で覆われるため、複数の構造物６３を酸素または酸素の同素体に十分晒すことができる。その結果、複数の構造物６３の表面６２を効果的に親水化できる。
　次に、図６、図７および図１１を参照して実施形態３に係る基板処理方法および半導体製造方法を説明する。実施形態３に係る基板処理方法および半導体製造方法は、図６および図７を参照して説明した実施形態２に係る基板処理方法および半導体製造方法と同様である。ただし、実施形態３と実施形態２とは、以下の点が異なる。
　すなわち、図７の工程Ｓ２２において、図１１に示す親水処理ノズル８５は、所定期間にわたって基板Ｗの複数の構造物６３に対して酸素または酸素の同素体を供給して、酸素または酸素の同素体の供給前よりも、複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性を大きくする。
　なお、親水処理ノズル８５は、処理液ＬＱの浸透時間が略一定であるときの接触角ＣＡに相当する親水性を複数の構造物６３が有するように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して酸素または酸素の同素体を供給することが好ましい（図５）。つまり、親水処理ノズル８５は、接触角ＣＡがθ２度以下になるように、基板Ｗの複数の構造物６３に対して酸素または酸素の同素体を供給することが好ましい（図５）。
　（実施形態４）
　図１２および図１３を参照して、本発明の実施形態４に係る基板処理装置１００を説明する。実施形態４では、処理装置２００Ｄが基板Ｗから酸化物を除去する点で、実施形態４は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態４が実施形態１と異なる点を主に説明する。
　図１２は、実施形態４に係る処理装置２００Ｄを示す模式的断面図である。図１２に示すように、処理装置２００Ｄは、図４に示す処理装置２００の構成に加えて、ノズル８１と、ノズル移動部８３と、配管Ｐ７と、バルブＶ７とを含む。なお、実施形態４では、図１に示す基板処理装置１００は図２に示す親水処理装置１を備えていない。
　配管Ｐ７はノズル８１に除去液を供給する。バルブＶ７は、ノズル８１に対する除去液の供給開始と供給停止とを切り替える。
　除去液は、基板Ｗから酸化物を除去する。例えば、除去液は、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に形成された酸化物を除去する。除去液は、例えば、基板Ｗからシリコン酸化膜を除去する。シリコン酸化膜は、例えば、自然酸化膜である。除去液は、例えば、薬液である。薬液は、例えば、フッ酸（ＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、または、バファードフッ酸（ＢＨＦ）である。なお、除去液の種類は、基板Ｗから酸化物を除去できる限りにおいては、特に限定されない。
　除去液は、処理液ＬＱと異なる。実施形態４では、処理液ＬＱは、例えば、エッチング液である。エッチング液は、例えば、有機アルカリ（例えば、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、アンモニア過酸化水素水混合液（ＳＣ１）である。なお、エッチング液の種類は、基板Ｗをエッチングできる限りにおいては、特に限定されない。
　ノズル８１は、基板Ｗの複数の構造物６３の各々の表面６２の親水性が大きくされる前に、基板Ｗから酸化物を除去する除去液を、基板Ｗに向かって供給する。ノズル８１は、「除去液供給部」の一例に相当する。
　ノズル移動部８３は、処理位置と退避位置との間でノズル８１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８１は、処理位置に位置するときに、基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２に対して除去液を供給する。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８３は、アーム８３１と、回動軸８３３と、移動機構８３５とを含む。アーム８３１の先端部にはノズル８１が取り付けられる。アーム８３１は、回動軸８３３および移動機構８３５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８３１、回動軸８３３、および移動機構８３５の構成は、それぞれ、図４に示すアーム２９１、回動軸２９３、およびノズル移動機構２９５の構成と同様である。
　次に、図１２および図１３を参照して実施形態３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。図１３は、基板処理方法を示すフローチャートである。図１３に示すように、基板処理方法は、工程Ｓ３１～工程Ｓ４４を含む。工程Ｓ３１～工程Ｓ４４は、制御装置Ｕ３による制御に従って実行される。
　図１２および図１３に示すように、工程Ｓ３１において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００Ｄに基板Ｗを搬入する。そして、基板Ｗの回転が開始される。
　次に、工程Ｓ３２において、ノズル８１は、除去液を基板Ｗに向かって供給する。具体的には、親水性を大きくする工程Ｓ３６の前であって、工程Ｓ３３～工程Ｓ３５の前に、複数の構造物６３の表面６２に形成された酸化物を除去する除去液を、基板Ｗに向かって供給する。その結果、基板Ｗから酸化物が除去される。
　次に、工程Ｓ３３において、ノズル３０は、リンス液を基板Ｗに供給する。その結果、基板Ｗ上の除去液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Ｓ３４において、スピンモーター２５がスピンチャック２３を駆動して、スピンチャック２３を高回転速度まで加速させ、スピンチャック２３の回転速度を高回転速度に維持する。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が洗浄される。工程Ｓ３４が所定期間にわたって行われると、スピンモーター２５は停止して、スピンチャック２３の回転を停止させる。その結果、基板Ｗが停止する。なお、高回転速度は、工程Ｓ３２および工程Ｓ３３でのスピンチャック２３の回転速度より大きい。
　次に、工程Ｓ３５において、搬送ロボットＣＲは、処理装置２００Ｄから基板Ｗを搬出する。
　次に、工程Ｓ３６～工程Ｓ４４が実行される。工程Ｓ３６～工程Ｓ４４は、それぞれ、図６の工程Ｓ１～工程Ｓ９と同様であり、説明を省略する。
　以上、図１２および図１３を参照して説明したように、実施形態４に係る基板処理装置１００によれば、処理液ＬＱによる処理前に、基板Ｗの複数の構造物６３を親水化する。従って、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸入することを促進できる。その結果、処理液ＬＱが複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに速やかに浸透して、複数の構造物６３を処理液ＬＱによって効果的に処理できる。
　特に、工程Ｓ３２において基板Ｗから酸化物が除去されるため、工程Ｓ３２の完了後では、基板Ｗの疎水性が大きくなっている可能性がある。そこで、工程Ｓ３６において基板Ｗを親水化することで、効果的に処理液ＬＱを構造物６３の相互間の空間ＳＰに浸透させることができる。その他、実施形態４では、実施形態１と同様の効果を有する。
　ここで、例えば、基板Ｗの一部に液体（例えば、除去液またはリンス液）が付着しており、基板Ｗの他の一部が乾燥している場合があり得る。具体的には、工程Ｓ３４でスピンドライを行った後において、基板Ｗの一部にリンス液が付着しており、基板Ｗの他の一部が乾燥している場合があり得る。さらに具体的には、工程Ｓ３４でスピンドライを行った後において、基板Ｗの中心に近い領域では、リンス液が構造物６３の相互間の空間ＳＰに残存している一方で、基板Ｗの外縁に近い領域では、リンス液が空間ＳＰから完全に除去されていることがあり得る。この場合、基板Ｗの中心に近い領域では、空間ＳＰに残存するリンス液が処理液ＬＱに置換されて、処理液ＬＱが空間ＳＰに浸透するが、基板Ｗの外縁に近い領域では、処理液ＬＱが空間ＳＰに浸透し難いことがあり得る。そこで、実施形態４では、工程Ｓ３６で基板Ｗの複数の構造物６３の表面６２を親水化することで、複数の構造物６３の相互間の空間ＳＰに、基板Ｗの全体にわたって略均一に処理液ＬＱを速やかに浸透させることができる。その結果、処理液ＬＱによる複数の構造物６３の処理結果に、バラツキが発生することを抑制できる。例えば、処理液ＬＱがエッチング液である場合、複数の構造物６３のエッチング結果に、バラツキが発生することを抑制できる。
　また、実施形態４に係る半導体製造方法では、複数の構造物６３を含むパターンＰＴを有する半導体基板Ｗを、工程Ｓ３１～工程Ｓ４４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Ｓ４０～工程Ｓ４２を含まなくてもよい。
　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。
　（１）図１２および図１３を参照して説明した実施形態４において、処理装置２００Ｄが、図８を参照して説明した実施形態１の変形例に係る親水処理装置１Ａを含んでいてもよい。
　（２）実施形態４に係る処理装置２００Ｄが、図９を参照して説明した実施形態２に係る親水処理ノズル４５、ノズル移動部４７、配管Ｐ５、およびバルブＶ５を含んでいてもよい。
　（３）実施形態４に係る処理装置２００Ｄが、図１１を参照して説明した実施形態３に係る親水処理ノズル８５、配管Ｐ６、およびバルブＶ６を含んでいてもよい。
　本発明は、基板処理方法、半導体製造方法、および、基板処理装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
　１、１Ａ　　親水処理装置（親水処理部）
　２３　　スピンチャック（乾燥処理部）
　２７　　ノズル（処理液供給部）
　４５、８５　　親水処理ノズル（親水処理部）
　８１　　ノズル（除去液供給部）
　４１５　　ノズル（疎水処理部）
　１００　　基板処理装置
　Ｗ　　基板

Claims (21)

  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方法であって、
    　前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする工程と、
    　親水性を大きくする前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する工程と
    　を含む、基板処理方法。
  2. 　親水性を大きくする前記工程よりも前に、前記基板から酸化物を除去する除去液を、前記複数の構造物に向けて供給する工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対して紫外線を照射する処理である、請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対してプラズマを照射する処理である、請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。
  5. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対して酸素または酸素の同素体を供給する処理である、請求項１に記載の基板処理方法。
  6. 　前記処理液は、前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の空間に存在する気体を溶解する、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方法。
  7. 　前記処理液を供給する前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて疎水化剤を供給して、前記疎水化剤の供給前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の疎水性を大きくする工程と、
    　疎水性を大きくする前記工程よりも後に、前記基板を乾燥する工程と
    　をさらに含む、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方法。
  8. 　前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の距離は、所定条件を満たし、
    　前記所定条件は、親水性を大きくする前記工程よりも前では、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示す、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  9. 　前記所定条件は、第１条件および第２条件を含み、
    　前記第１条件は、親水性を大きくする前記工程よりも前では、毛細管現象によっては、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示し、
    　前記第２条件は、親水性を大きくする前記工程よりも後では、毛細管現象によって前記処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できることを示す、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 　親水性を大きくする前記工程では、前記複数の構造物に対して前記所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々が有する凹部の表面の親水性を大きくし、
    　前記凹部は、前記構造物の側壁面に対して、前記構造物が延びる方向に交差する方向に沿って凹んでいる、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
  11. 　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、
    　前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする工程と、
    　親水性を大きくする前記工程よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する工程と
    　を含む、半導体製造方法。
  12. 　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、
    　前記複数の構造物に対して非液体による所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の親水性を大きくする親水処理部と、
    　前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされた時よりも後に、前記複数の構造物に向けて処理液を供給する処理液供給部と
    　を備える、基板処理装置。
  13. 　前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前に、前記基板から酸化物を除去する除去液を、前記複数の構造物に向かって供給する除去液供給部をさらに備える、請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対して紫外線を照射する処理である、請求項１２または請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対してプラズマを照射する処理である、請求項１２または請求項１３に記載の基板処理装置。
  16. 　前記所定処理は、前記複数の構造物に対して酸素または酸素の同素体を供給する処理である、請求項１２に記載の基板処理装置。
  17. 　前記処理液は、前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の空間に存在する気体を溶解する、請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  18. 　前記処理液が前記複数の構造物に向けて供給された時よりも後に、前記複数の構造物に向けて疎水化剤を供給して、前記疎水化剤の供給前よりも、前記複数の構造物の各々の表面の疎水性を大きくする疎水処理部と、
    　前記複数の構造物の各々の表面の疎水性が大きくされた時よりも後に、前記基板を乾燥する乾燥処理部と
    　をさらに備える、請求項１２から請求項１７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  19. 　前記複数の構造物のうち互いに隣り合う構造物の間の距離は、所定条件を満たし、
    　前記所定条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前では、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示す、請求項１２から請求項１８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  20. 　前記所定条件は、第１条件および第２条件を含み、
    　前記第１条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされる前では、毛細管現象によっては、前記処理液と同じ処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できないことを示し、
    　前記第２条件は、前記複数の構造物の各々の表面の親水性が大きくされた後では、毛細管現象によって前記処理液が前記互いに隣り合う構造物の間の空間に浸透できることを示す、請求項１９に記載の基板処理装置。
  21. 　前記親水処理部は、前記複数の構造物に対して前記所定処理を実行して、前記所定処理の実行前よりも、前記複数の構造物の各々が有する凹部の表面の親水性を大きくし、
    　前記凹部は、前記構造物の側壁面に対して、前記構造物が延びる方向に交差する方向に沿って凹んでいる、請求項１２から請求項２０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
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