(57)【要約】【課題】半導体基板の表面を洗浄および乾燥するときに、半導体基板上のパターンの表面を撥水化し、該パターンの倒壊を抑制することができる半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供する。【解決手段】本実施形態による半導体装置の製造方法は、半導体基板を洗浄することを具備する。撥水性保護膜を形成する第１の薬液および第１の薬液上を被覆する第２の薬液を半導体基板の表面上に供給する。あるいは、該第２の薬液を被覆する該第１の薬液に半導体基板を浸漬する。そして、半導体基板を乾燥させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を洗浄し、
撥水性保護膜を形成する第１の薬液および前記第１の薬液上を被覆する第２の薬液を前記半導体基板の表面上に供給し、あるいは、該第２の薬液を被覆する該第１の薬液に前記半導体基板を浸漬し、
前記半導体基板を乾燥させることを具備し、
前記第１の薬液は水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は非水溶性薬液であり、あるいは、前記第１の薬液は非水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は水溶性薬液であり、
前記第２の薬液の比重は、前記第１の薬液の比重より軽いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板を洗浄し、
撥水性保護膜を形成する第１の薬液および前記第１の薬液上を被覆する第２の薬液を前記半導体基板の表面上に供給し、あるいは、該第２の薬液を被覆する該第１の薬液に前記半導体基板を浸漬し、
前記半導体基板を乾燥させることを具備した半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の薬液は水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は非水溶性薬液であり、あるいは、前記第１の薬液は非水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は水溶性薬液であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の薬液の比重は、前記第１の薬液の比重より軽いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板を洗浄する洗浄液を前記半導体基板の表面に供給する洗浄液供給部と、
撥水性保護膜を形成する第１の薬液および前記第１の薬液を被覆する第２の薬液を前記半導体基板の表面上に供給する薬液供給部とを備え、
前記薬液供給部は、前記第１の薬液を供給する第１の配管と前記第２の薬液を供給する第２の配管とを含む二重配管構造を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】
前記第２の配管は、前記第１の配管の外周を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
撥水性保護膜を形成する第１の薬液および前記第１の薬液を被覆する第２の薬液を溜め、半導体基板を前記第１の薬液内に浸漬可能な薬液槽を備え、
前記第１の薬液は水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は非水溶性薬液であり、あるいは、前記第１の薬液は非水溶性撥水剤であり、かつ、前記第２の薬液は水溶性薬液であることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程には、リソグラフィ工程、エッチング工程、イオン注入工程などの様々な工程が含まれている。各工程の終了後、次の工程に移る前に、半導体基板の表面に残存した不純物や残渣を除去して半導体基板の表面を清浄にするために、クリーニング（洗浄）工程及び乾燥工程が実施されている。
【０００３】
近年、素子の微細化に伴い、半導体基板上のパターンのアスペクト比が高くなっている。アスペクト比が高くなると、乾燥工程において毛細管現象により、半導体基板上のパターンが倒壊する問題が生じる。
【０００４】
このような問題に対処するために、半導体基板上のパターン表面を撥水化し、パターンと薬液または純水との間に働く毛管力を低下させる技術が提案されている。しかし、半導体基板の表面を撥水化させるために使用される撥水剤は、水分と反応して失活するものが多い。例えば、洗浄装置において、撥水剤は、チャンバ内の水分と反応し、失活する場合がある。このように撥水剤が失活してしまうと、撥水剤は半導体基板の表面を撥水化させることができず、毛管力による半導体基板上のパターンの倒壊を抑制することができない。また、撥水剤が半導体基板の全面に広がる最中に失活すると、半導体基板の表面において撥水性がばらついてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２４４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体基板の表面を洗浄および乾燥するときに、半導体基板上のパターンの表面を撥水化し、該パターンの倒壊を抑制することができる半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による半導体装置の製造方法は、半導体基板を洗浄することを具備する。撥水性保護膜を形成する第１の薬液および第１の薬液上を被覆する第２の薬液を半導体基板の表面上に供給する。あるいは、該第２の薬液を被覆する該第１の薬液に半導体基板を浸漬する。そして、半導体基板を乾燥させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に従った半導体基板の表面処理装置１０の構成の一例を示す図。
【図２】薬液供給部２４０の構造をより詳細に示す図。
【図３】薬液供給部２４０が第１および第２の薬液を半導体基板Ｗ上に供給する様子を示す図。
【図４】半導体基板Ｗ上のパターン４における液体の接触角θを示す図。
【図５】第１の実施形態に従った表面処理方法を示すフロー図。
【図６】第２の実施形態に従った表面処理装置２０および表面処理方法を示す図。
【図７】第２の実施形態に従った表面処理装置２０のうち薬液槽５００の構成および表面処理方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に従った表面処理装置１０の構成の一例を示す図である。表面処理装置１０は、半導体基板（ウェーハ）Ｗの搭載部１００と、半導体基板Ｗに液体を供給する液体供給部２００と、搭載部１００および液体供給部２００を密閉するチャンバ３００とを備えている。尚、表面処理装置１０は、半導体基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。
【００１１】
搭載部１００は、回転軸１０２と、スピンベース１０３と、チャックピン１０４とを含む。回転軸１０２は略鉛直方向に延びており、回転軸１０２の上端に円盤状のスピンベース１０３が取り付けられている。回転軸１０２及びスピンベース１０３は、図示しないモータにより回転させることができる。
【００１２】
チャックピン１０４はスピンベース１０３の周縁部に設けられている。チャックピン１０４は、半導体基板Ｗを狭持することによって、半導体基板Ｗをスピンベース１０３上に固定する。搭載部１００は、半導体基板Ｗをほぼ水平に保持して回転させることができる。
【００１３】
液体供給部２００は、半導体基板Ｗの表面の回転中心付近に液体１を吐出する。搭載部１００が半導体基板Ｗを回転させることによって、吐出された液体１は、半導体基板Ｗの半径方向に広がり、半導体基板Ｗの表面に塗布され得る。また、搭載部１００が半導体基板Ｗを回転させることによって、半導体基板Ｗ上の液体１を振り切り、半導体基板Ｗをスピン乾燥させることもできる。半導体基板Ｗの半径方向に飛散した余分な液体１は、廃液管１０５を介して排出される。液体１は、例えば、洗浄液、撥水剤、純水、有機溶媒等である。
【００１４】
液体供給部２００は、半導体基板Ｗを洗浄する洗浄液を半導体基板Ｗの表面に供給する洗浄液供給部２１０と、純水（ＤＩＷ（Deionized Water））を半導体基板Ｗの表面に供給する純水供給部２２０と、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を半導体基板Ｗの表面に供給するＩＰＡ供給部２３０と、撥水性保護膜を形成する第１の薬液および第１の薬液を被覆する第２の薬液を半導体基板Ｗの表面上に供給する薬液供給部２４０とを含む。
【００１５】
洗浄液供給部２１０から供給される洗浄液は、供給管２１２を通ってノズル２１１から吐出される。洗浄液は、例えば、ＳＣ１（アンモニア過水）またはＳＰＭ（Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture）等であり、エッチング残渣を除去するために用いられる薬液である。
【００１６】
純水供給部２２０から供給される純水は、供給管２２２を通ってノズル２２１から吐出される。純水は、半導体基板Ｗ上の薬液を洗い流すために用いられる。
【００１７】
ＩＰＡ供給部２３０から供給されるＩＰＡは、供給管２３２を通ってノズル２３１から吐出される。ＩＰＡの供給により、半導体基板Ｗ上の液体がＩＰＡに置換される。
【００１８】
薬液供給部２４０から供給される第１の薬液および第２の薬液は、それぞれ供給管２４２および２４３を通ってノズル２４１から吐出される。第１の薬液は、例えば、半導体基板Ｗの表面および半導体基板Ｗ上に形成されたパターンの表面に撥水性保護膜を形成し、半導体基板Ｗおよびパターンの表面を撥水化する撥水剤である。
【００１９】
第２の薬液は、半導体基板Ｗおよびパターンの表面上において第１の薬液を被覆するように第１の薬液よりも比重が軽く、かつ、第１の薬液と混合しない薬液である。さらに、第２の薬液は、第１の薬液と反応しない薬液である。例えば、第１の薬液は水溶性撥水剤であり、かつ、第２の薬液は非水溶性薬液である。第２の薬液が非水溶性薬液であることによって、チャンバ３００内の水分が第２の薬液に溶解しない。よって、チャンバ３００内の水分は、第１の薬液まで到達し難くなる。第１の薬液が水溶性であることによって、第１の薬液は、第２の薬液と混合しない。
【００２０】
代替的に、第１の薬液を非水溶性撥水剤とし、かつ、第２の薬液を水溶性薬液としてもよい。この場合、第２の薬液は水分を吸収するが、第２の薬液は第１の薬液を被覆し、かつ、第１の薬液と混合しない。従って、この場合であっても、第２の薬液は、第１の薬液の撥水機能を維持する役割を果たすことができる。
【００２１】
第２の薬液の比重は第１の薬液の比重よりも軽いので、第１および第２の薬液が半導体基板Ｗ上に供給されたときに、第２の薬液が第１の薬液の上を被覆する。即ち、第２の薬液が第１の薬液とチャンバ３００内の雰囲気との間に介在する。これにより、第２の薬液が第１の薬液とチャンバ３００内の雰囲気中の水分との接触を抑制し、第１の薬液が失活することを抑制することができる。第２の薬液は、第１の薬液と混合せずかつ反応しないため、第２の薬液自体が第１の薬液の撥水化機能を消失させない。
【００２２】
より詳細には、第１の薬液としての撥水剤は、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、分子中に無機材料と親和性、反応性を有する加水分解基と、有機材料に対して化学結合する有機官能基とを有するものであり、例えば、３−クロロプロピルトリクロロシラン、３−トリメトキシシリルプロピルクロリド、３−クロロプロピルジメトキシメチルシラン等である。尚、これらのシランカップリング剤の具体例は、非水溶性である。第２の薬液は、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、３−メトキシプロピルアミン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等である。尚、これらの第２の薬液の具体例は、水溶性である。半導体基板Ｗおよびパターンの表面の撥水化については図４を参照して後で述べる。
【００２３】
表面処理装置１０は、チャンバ３００内を真空にする真空装置を備えていてもよい。この場合、真空装置がチャンバ３００内の水分を或る程度外部へ排出し、尚且つ、第２の薬液が第１の薬液とチャンバ３００内に残存する水分との接触を抑制する。これにより、第１の薬液の撥水化機能をより長く維持させることができる。
【００２４】
さらに、表面処理装置１０は、図示しないエキシマＵＶ（紫外線）照射部を備えていてもよい。エキシマＵＶ照射部は、半導体基板ＷにＵＶ光を照射し、撥水性保護膜を選択的に除去することができる。
【００２５】
図２は、薬液供給部２４０の構造をより詳細に示す図である。薬液供給部２４０のノズル２４１は、第１の薬液を供給する第１の配管２４５と、第２の薬液を供給する第２の配管２４６とを含む二重配管構造となっている。第１の配管２４５は、供給管２４２と繋がっており、第１の薬液を搬送する。第２の配管２４６は、供給管２４３と繋がっており、第２の薬液を搬送する。第２の配管２４６は、第１の配管２４５の外周を取り囲むように設けられている。本実施形態では、第１の配管および第２の配管は、第１および第２の薬液が流れる方向に対して垂直方向の断面において同心円状に形成されている。勿論、第１の配管２４５および第２の配管２４６は円形に限定されない。ただし、第２の配管２４６が第１の配管２４５の外周を取り囲むために、第１の配管および第２の配管は、上記垂直方向の断面において相似形であることが好ましい。このように第２の配管２４６が第１の配管２４５の外周を取り囲むことにより、第１および第２の薬液は、第２の薬液が第１の薬液の周囲を取り囲んだ状態で半導体基板Ｗ上に供給される。これにより、第１の薬液は、第１の配管２４５から供給された直後から第２の薬液によって被覆され得る。
【００２６】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、薬液供給部２４０が第１および第２の薬液を半導体基板Ｗ上に供給する様子を示す図である。薬液供給部２４０は、第１の薬液Ｓ１を半導体基板Ｗの表面上に供給した後に、第２の薬液Ｓ２を半導体基板Ｗの表面上に供給してもよい。この場合、まず、図３（Ａ）に示すように、薬液供給部２４０は、第１の配管２４５を介して第１の薬液Ｓ１を半導体基板Ｗの表面に供給する。その後、図３（Ｂ）に示すように、薬液供給部２４０は、第２の配管２４６を介して第２の薬液Ｓ２を半導体基板Ｗの表面に供給する。このとき、第２の薬液は、第１の薬液の周囲を取り囲んだ状態で供給される。また、第２の薬液は、比重において第１の薬液よりも軽いため、第１の薬液の上を被覆した状態で半導体基板Ｗの表面上に広がる。これにより、第１の薬液Ｓ１がチャンバ３００内の雰囲気に接触する時間は短時間で済むので、第１の薬液Ｓ１は、チャンバ３００内の水分によって失活することなく、半導体基板Ｗの表面上に広がることができる。
【００２７】
代替的に、薬液供給部２４０は、第１の薬液Ｓ１および第２の薬液Ｓ２を半導体基板Ｗの表面上に同時に供給してもよい。この場合、第１の薬液Ｓ１を半導体基板Ｗへ供給する当初から、第２の薬液は、第１の薬液の周囲を取り囲んだ状態で供給される。これにより、第１の薬液は、チャンバ３００内の水分によって失活することなく、半導体基板Ｗの表面上に広がることができる。
【００２８】
図４は、半導体基板Ｗ上のパターン４における液体の接触角θを示す図である。パターン４が微細化されることによって、アスペクト比が大きくなると、液体５が互いに隣接するパターン４間に毛細管現象によって入り込む。この場合、液体５がパターン４にかかる力Ｐは式１のように表される。  
Ｐ＝２×γ×ｃｏｓθ・Ｈ／ＳＰＡＣＥ          （式１）
ここで、ＳＰＡＣＥは、互いに隣接するパターン４間の距離を示す。Ｈは、パターン４の高さを示す。γは、液体５の表面張力を示す。
【００２９】
接触角θが９０°に近付くと、ｃｏｓθが０に近づき、パターンに作用する力Ｐが小さくなることが分かる。接触角θが９０°に近いことは、半導体基板Ｗの表面（パターン４の表面）が撥水化されていることを意味する。従って、半導体基板Ｗの表面（パターン４の表面）を撥水化することによって、パターンの倒壊を抑制することができる。
【００３０】
半導体基板Ｗの表面を撥水化するために、シランカップリング剤等の撥水剤を用いて、半導体基板Ｗの表面に撥水性保護膜を形成する。しかし、チャンバ３００内に水分があると、シランカップリング剤は、チャンバ３００内の水分と加水分解反応を起こし、撥水化の機能を失ってしまう。即ち、シランカップリング剤は、失活してしまう。例えば、シランカップリング剤が図１に示す半導体基板Ｗの回転中心部に供給された場合、シランカップリング剤が半導体基板Ｗの周縁部に行き渡るまでに水分と反応して失活してしまうおそれがある。この場合、半導体基板Ｗの中心部近傍のパターン４には撥水性保護膜が形成されるが、半導体基板Ｗの周縁部近傍のパターン４には撥水性保護膜が形成されない。
【００３１】
これに対し、本実施形態では、第１の薬液としての撥水剤の供給と同時またはその直後に、第１の薬液を被覆する第２の薬液が供給される。第２の薬液は、第１の薬液とチャンバ３００内の水分とが接触することを抑制する。これにより、第１の薬液は、撥水機能を失うことなく、半導体基板Ｗの表面全体に行き渡ることができる。その結果、半導体基板Ｗの表面および該表面上のパターン４の表面を確実に撥水化し、接触角θを９０°に近付けることができ、半導体基板Ｗ上のパターン４の倒壊を抑制することができる。
【００３２】
図５は、第１の実施形態に従った表面処理方法を示すフロー図である。なお、搭載部１００及び液体供給部２００の動作は図示しない制御部により制御することができる。
【００３３】
まず、半導体基板Ｗが搭載部１００上に搭載される。半導体基板Ｗの表面上には、パターンが形成されている。パターンは、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により形成されたライン・アンド・スペースパターンでよい。また、パターンは、リソグラフィ技術によって形成されたレジストパターンであってもよい。
【００３４】
半導体基板Ｗを所定の回転速度で回転させ、第１の液体供給部２１０が半導体基板Ｗの表面の回転中心付近に洗浄液を供給する。洗浄液が半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。これにより、半導体基板Ｗの洗浄処理が行われる（Ｓ１０）。例えば、洗浄処理により、ＲＩＥ法によるエッチング残渣が除去される。尚、レジストパターンの洗浄の場合には、洗浄液としてレジスト非溶解性の薬液を使用する。
【００３５】
次に、純水供給部２２０が半導体基板Ｗの表面の回転中心付近に純水を供給する。純水は半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。これにより、半導体基板Ｗの表面に残留していた洗浄液を純水によって洗い流す（Ｓ２０：純水リンス処理）。
【００３６】
次に、ＩＰＡ供給部２３０が半導体基板Ｗの表面の回転中心付近にＩＰＡを供給する。ＩＰＡが半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。これにより、半導体基板Ｗの表面に残留していた純水をＩＰＡに置換する（Ｓ３０：アルコールリンス処理）。
【００３７】
次に、薬液供給部２４０が半導体基板Ｗの表面の回転中心付近に第１の薬液および第２の薬液を供給する。第１の薬液および第２の薬液は、半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。このとき、第１の薬液と第２の薬液とは、同時に供給されてもよい。あるいは、第２の薬液は、第１の薬液の供給後に供給されてもよい。第１の薬液は、シランカップリング剤であり、半導体基板Ｗおよびパターンの表面に撥水性保護膜を形成する（Ｓ４０：シリル化処理）。第１の薬液は、例えば、３−クロロプロピルトリクロロシラン、３−トリメトキシシリルプロピルクロリド、３−クロロプロピルジメトキシメチルシラン等である。第２の薬液は、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、３−メトキシプロピルアミン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等であり、第１の薬液を被覆し、かつ、第１の薬液と混合しない。従って、第２の薬液は、第１の薬液の撥水化機能を失活させることなく、第１の薬液を半導体基板Ｗの表面全体に行き渡らせることができる。
【００３８】
尚、撥水性保護膜は、シランカップリング剤のシリル化反応が起きることで、形成される。従って、アニール処理を行って液温を上昇させたり、エキシマＵＶ照射部から紫外線を照射したりすることで、反応を促進させるようにしてもよい。
【００３９】
また、半導体基板Ｗ上のパターンがシリコン窒化膜やポリシリコン等のシリコン系の膜の場合、シランカップリング剤を用いたシリル化処理を行ってもシリル化反応が不十分となり、十分な撥水性を得られない場合がある。その場合、ステップＳ４０の前に、他の薬液を用いてシリコン系パターンの表面をシリコン酸化物系の化学酸化膜に変える。その後に、シリル化処理を行えば、シリル化処理後の撥水性を向上させることができる。
【００４０】
また、ＲＩＥ法によるエッチング後には残渣が多く発生する。残渣が残った状態では撥水性保護膜は形成されにくい。従って、洗浄処理によって残渣を除去することは、撥水性保護膜を形成するために有効である。さらに、ＲＩＥ法によりパターン表面にプラズマダメージが蓄積され、ダングリングボンドができる。酸化効果のある洗浄液で改質処理すると、ダングリングボンドはＯＨ基で終端される。ＯＨ基が多く存在すると、シリル化反応確率が高くなり、撥水性保護膜が形成されやすくなる。このため、撥水性がより高くなる。尚、パターンがシリコン酸化膜で形成されている場合であっても同様の効果が得られる。さらに、洗浄薬液が改質効果（酸化効果）を兼ね備えるものであれば、洗浄液は、洗浄処理および改質処理の両方を同時に実行することができる。
【００４１】
次に、ＩＰＡ供給部２３０が半導体基板Ｗの表面の回転中心付近にＩＰＡを供給する。ＩＰＡが半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。これにより、半導体基板Ｗの表面に残留している第１および第２の薬液をＩＰＡに置換する（Ｓ５０：アルコールリンス処理）。
【００４２】
次に、純水供給部２２０が、半導体基板Ｗの表面の回転中心付近に純水を供給する。純水が半導体基板Ｗの回転による遠心力を受けて、半導体基板Ｗ表面全域に行き渡る。これにより、半導体基板Ｗの表面に残留していたＩＰＡを純水によって洗い流す（Ｓ６０：純水リンス処理）。
【００４３】
次に、半導体基板Ｗの乾燥処理を行う。例えば、半導体基板Ｗの回転速度を所定のスピンドライ回転速度に上げて、半導体基板Ｗの表面に残っている純水を振り切って乾燥させる（Ｓ７０：スピン乾燥処理）。
【００４４】
このようにして、撥水性保護膜が半導体基板Ｗ上のパターンの表面上に形成され、半導体基板Ｗ上のパターンの表面が撥水化される。
【００４５】
本実施形態では、第２の薬液は、第１の薬液を被覆することによって、第１の薬液とチャンバ３００内の雰囲気中の水分との接触を抑制する。これにより、第１の薬液が失活することを抑制し、半導体基板Ｗの表面全体のパターンを撥水化させることができる。即ち、半導体基板およびパターンの表面において撥水性はばらつかず、撥水性保護膜がパターンの表面に均一に形成される。その結果、本実施形態は、半導体基板Ｗ上のパターンの倒壊を防止しつつ、半導体基板Ｗを洗浄処理および乾燥処理することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に従った表面処理装置２０および表面処理方法を示す図である。第２の実施形態による表面処理装置２０は、図５に示すステップＳ１０〜Ｓ６０における各処理を全てバッチ処理で実行するバッチ処理装置である。即ち、表面処理装置２０は、複数の半導体基板Ｗ（例えば、２ロットの半導体基板Ｗ）を１バッチとして同時に処理する。表面処理装置２０は、図６に示すように、洗浄液を溜める洗浄液槽５０２と、純水を溜める純水槽５０４と、ＩＰＡを溜めるＩＰＡ槽５０６と、第１および第２の薬液を溜める上記薬液槽５００とを備える。そして、半導体基板Ｗを洗浄処理および乾燥処理する際には、半導体基板Ｗをバッチごとに洗浄液槽５０２、純水槽５０４、ＩＰＡ槽５０６、薬液槽５００、ＩＰＡ槽５０６および純水槽５０４の順に浸漬する。このとき、搭載部１０が半導体基板Ｗを搭載したまま各槽の間を移動し、半導体基板Ｗを各槽に連続的に浸漬させてもよい。その後、各半導体基板Ｗを純水槽５０４から引き上げて気体供給部(図示せず)からドライエアを供給し蒸発乾燥させる。これによって半導体基板Ｗの洗浄処理および乾燥処理が完了する。また減圧乾燥法を用いてもよい。
【００４７】
また、図６において、純水槽５０４およびＩＰＡ槽５０６はそれぞれ２つずつ示されているが、表面処理装置２０は、純水槽５０４およびＩＰＡ槽５０６をそれぞれ１つずつ備えていてもよい。即ち、純水槽５０４およびＩＰＡ槽５０６はそれぞれ共通化してもよい。これにより、表面処理装置２０のサイズを小さくすることができる。勿論、表面処理装置２０は、純水槽５０４およびＩＰＡ槽５０６をそれぞれ２つずつ備えていてもよい。これにより、半導体基板Ｗのバッチを隣接する槽へ逐次移動させることによって、洗浄処理および乾燥処理を一連の動作（シーケンシャルな動作）とすることができる。この場合、表面処理装置２０は、多くのバッチを連続的かつ短時間に処理することができる。
【００４８】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、第２の実施形態に従った表面処理装置２０のうち薬液槽５００の構成および表面処理方法を示す図である。薬液槽５００は、第１の薬液Ｓ１および第２の薬液Ｓ２を溜めている。薬液槽５００は、複数の半導体基板Ｗのバッチを搭載部１０に載せて第１の薬液Ｓ１内に浸漬することができる。即ち、薬液槽５００は、複数の半導体基板Ｗ（バッチ）を一度に撥水化処理することができる。
【００４９】
さらに、薬液槽５００は、図示しないヒータ部を備えてもよい。ヒータ部は、薬液を加熱させることで、シリル化反応を促進させることができる。
【００５０】
第１および第２の薬液Ｓ１、Ｓ２は、第１の実施形態におけるそれらと同様でよい。従って、第２の薬液Ｓ２は、第１の薬液Ｓ１よりも比重において軽く、薬液槽５００内において、第２の薬液Ｓ２は、第１の薬液Ｓ１上を被覆している。また、第１の薬液Ｓ１は水溶性撥水剤であり、かつ、第２の薬液Ｓ２は非水溶性薬液である。あるいは、第１の薬液Ｓ１は非水溶性撥水剤であり、かつ、第２の薬液Ｓ２は水溶性薬液である。従って、第１および第２の薬液Ｓ１、Ｓ２は、互いに混合しない。これにより、第２の薬液Ｓ２が薬液槽５００の外部の雰囲気と第１の薬液Ｓ１との間の接触を抑制し、第１の薬液Ｓ１と外部の水分との反応を抑制する。その結果、第１の薬液Ｓ１は撥水化機能を長時間維持することができる。尚、第２の薬液Ｓ２は、半導体基板Ｗのバッチを第１の薬液Ｓ１中に浸漬した後に第１の薬液Ｓ１上に供給してもよい。これにより、半導体基板Ｗが第２の薬液Ｓ２に接触することなく、第１の薬液Ｓ１中に浸漬され得る。
【００５１】
このように、第２の実施形態による表面処理装置２０および表面処理方法はバッチ処理を行なうが、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
上記実施形態に係る表面処理装置および表面処理方法は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを製造する際に用いられる側壁転写プロセスの側壁マスクパターン、ハードマスクパターン、レジストパターン等の半導体基板Ｗ上の各種パターンに適用することができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
Ｗ・・・半導体基板、１０、２０・・・表面処理装置、１００・・・搭載部、２００・・・液体供給部、３００・・・チャンバ、２１０・・・洗浄液供給部、２２０・・・純水供給部、２３０・・・ＩＰＡ供給部、２４０・・・薬液供給部、２４５・・・第１の配管、２４６・・・第２の配管、５００・・・薬液槽、５０２・・・洗浄液槽、５０４・・・純水槽、５０６・・・ＩＰＡ槽
【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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