(57)【要約】【課題】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を提供する。【解決手段】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。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１６６１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【発明の効果】
【００３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】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。
【図２】（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。
【図３】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。
【図４】実施形態１に係る処理装置を示す模式的断面図である。
【図５】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。
【図６】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】図７の工程Ｓ１を示すフローチャートである。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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２９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。
【００６７】
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２９、配管Ｐ１の一部、および、配管Ｐ２の一部を収容する。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
特に、実施形態１では、処理液は、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
ノズル２９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。
【００７８】
配管Ｐ２はノズル２９にリンス液を供給する。バルブＶ２は、ノズル２９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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
次に、工程Ｓ４において、ノズル２９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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
（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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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）。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
（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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
具体的には、親水処理ノズ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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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）。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
次に、工程Ｓ３３において、ノズル２９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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
（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。
【０１８３】
（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。
【０１８４】
（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。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
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。
【符号の説明】
【０１８６】
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、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ    基板処理装置
Ｗ    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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