(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを取得する情報取得工程と、
パターンのある特定の幅においてパターン倒れが発生しないパターンの高さの最大値である最大高さの中から、前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索工程と、
前記情報取得工程で取得された前記パターンの高さが、前記最大高さ検索工程で見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較工程と、
前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、
前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、
前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記基板処理方法は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記基板の処理条件を変更する処理条件変更工程をさらに含み、
前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記乾燥前リンス工程と並行して、前記基板に保持されている前記溶剤を加熱する加熱工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記疎水化工程は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記基板に供給される前記疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を、前記パターンの側面の全域に前記疎水化領域が形成されるときの前記疎水化剤の供給流量および供給時間よりも減少させる工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記疎水化工程は、前記パターンが積層膜であり、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域を構成する少なくとも一つの膜を疎水化させる疎水化剤を前記基板に供給する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記疎水化工程が終了してから前記乾燥工程が終了するまで、水が前記基板に接触しない状態を維持する非接触工程を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅においてパターン倒れが発生しない高さであるパターン高さを特定するパターン高さ特定工程と、
前記パターンの側面における前記パターン高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記パターン高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、
前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、
前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを含む、基板処理方法。
【請求項８】
前記基板処理方法は、前記パターンの側面における前記パターン高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記パターン高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記基板の処理条件を変更する処理条件変更工程をさらに含み、
前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程である、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記パターンは、上層膜、中間膜および下層膜を含む積層パターンであり、
前記パターン高さを特定する工程では、前記中間膜の高さを前記パターン高さとして特定し、
前記疎水化工程では、前記上層膜および中間膜の側面に疎水化領域を形成するとともに、前記下層膜の側面の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記疎水化剤を前記基板に供給する、請求項７または８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
基板を保持する基板保持手段と、
疎水化剤を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する疎水化剤供給手段と、
水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する溶剤供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板から液体を除去することにより当該基板を乾燥させる乾燥手段と、
処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さが入力される情報受付部と、パターンのある特定の幅においてパターン倒れが発生しないパターンの高さの最大値である最大高さを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記最大高さの中から前記情報受付部に入力された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索部と、前記情報受付部に入力された前記パターンの高さが前記最大高さ検索部によって見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較部とを含み、前記疎水化剤供給手段、溶剤供給手段、および乾燥手段を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを前記情報受付部に取得ささせる情報取得工程と、
前記記憶部に記憶された前記最大高さの中から前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索工程と、
前記情報取得工程で取得された前記パターンの高さが、前記最大高さ検索工程で見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較工程と、
前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、
前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい前記溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、
前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを実行する、基板処理装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、基板の処理条件を変更する処理条件変更部をさらに含み、
前記制御装置は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記処理条件変更部に前記処理条件を変更させる処理条件変更工程をさらに実行し、
前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程である、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板処理装置は、前記基板に保持されている液体を加熱する加熱手段をさらに含み、
前記制御装置は、前記乾燥前リンス工程と並行して、前記基板に保持されている前記溶剤を前記加熱手段に加熱させる加熱工程をさらに実行する、請求項１０または請求項１１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、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、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、ＦＥＤ（Field Emission Display）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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、表面にパターンが形成された基板に薬液等の処理液を供給し、その後、前記基板を乾燥させる方法が開示されている。この方法では、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら基板を乾燥させるために、薬液、純水、溶剤、疎水化剤、および溶剤をこの順番で基板に供給し、その後、前記基板を乾燥させる。特許文献１では、基板の表面が部分的にしか疎水化されていない場合には、基板を疎水化させた後に乾燥させても、パターン倒れを抑制することができない、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パターン倒れは、パターンのアスペクト比（パターンの高さ／パターンの幅）が高いほど発生し易い。パターン倒れの発生を防止するために、パターンの側面の全域を疎水化させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、パターンの根元にまで疎水化剤を十分に供給する必要がある。隣接する２つのパターンの間隔が狭い場合、２つのパターンの間の液体の上部は比較的容易に疎水化剤に置換されるが、当該液体の底部を疎水化剤に置換することは容易でない。したがって、パターンの根元にまで疎水化剤を行き渡らせるために、疎水化剤の供給流量を増加させたり、疎水化剤の供給時間を増加させたりする必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的の一つは、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら基板を乾燥させることができ、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを取得する情報取得工程と、パターンのある特定の幅においてパターン倒れが発生しないパターンの高さの最大値である最大高さの中から、前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索工程と、前記情報取得工程で取得された前記パターンの高さが、前記最大高さ検索工程で見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較工程と、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを含む、基板処理方法である。パターンは、ライン状のパターンでもよいし、シリンダ状のパターンでもよい。パターンがシリンダ状の場合、パターンの幅は、パターンの厚みを意味する。パターンの高さは、パターンの幅よりも大きい。
【０００７】
パターン倒れは、「液体の表面とパターンの側面との境界で発生する力の大きさ」と「前記境界（力点）からパターンの根元（作用点）までの距離」との積（モーメント）が増加すると発生し易くなる（図７（ａ）参照）。表面にパターンが形成された基板を乾燥させる場合、液体の表面は、パターンの先端からパターンの根元に移動していく。パターンの高さが大きい場合、液体の表面がパターンの先端付近にあるときは、力点から作用点までの距離が大きいので、比較的大きなモーメントがパターンに加わる。しかしながら、液体の表面がパターンの根元付近まで移動すると、パターンに加わるモーメントが小さくなる。そのため、パターンの側面を疎水化させる場合、ある一定の高さよりも先端側の領域が疎水化されていれば、パターンの根元からその高さまでの領域が疎水化されていなくても、パターン倒れが発生し難い。
【０００８】
この方法によれば、大きさがそれぞれ異なる複数のパターンの幅に関してパターン倒れが発生しないパターンの高さの最大値（最大高さ）が予め測定されている。処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅が分かると、これに対応する最大高さが検索される。そして、対応する最大高さが分かると、パターンの高さがこの最大高さよりも大きいか否かが判定される。パターンの高さが最大高さよりも大きい場合、基板を疎水化させる疎水化剤が基板に供給される。これにより、パターンの側面における最大高さよりもパターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さまでの領域の一部または全部に非疎水化領域が残る。つまり、最大高さよりも先端側の領域は、疎水化されるが、パターンの根元から最大高さまでの領域は、疎水化されない若しくは部分的にしか疎水化されない。
【０００９】
疎水化剤が基板に供給された後は、水よりも表面張力が小さい溶剤が基板に供給され、基板に保持されている疎水化剤が溶剤に置換される。その後、溶剤が基板から除去され、基板が乾燥する。このとき、溶剤の液面がパターンの先端からパターンの根元に向かって移動する。前述のように、最大高さよりも先端側の領域が疎水化されているので、溶剤の表面とパターンの側面との境界がこの領域にあるときは、前記境界で発生する力が小さく、パターン倒れが発生し難い。また、パターンの根元から最大高さまでの領域は、十分に疎水化されていないものの、溶剤の表面とパターンの側面との境界がこの領域にあるときは、力点（前記境界）から作用点（パターンの根元）までの距離が小さいので、パターンに加わるモーメントが小さい。そのため、パターン倒れが発生し難い。
【００１０】
このように、この方法では、パターンの側面における最大高さよりもパターンの先端側の領域の全体を疎水化させるので、パターン倒れの発生を抑制または防止することができる。さらに、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さまでの領域に、非疎水化領域を残すので、パターンの側面の全域を疎水化させる場合に比べて、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。これにより、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら基板を乾燥させることができ、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明のように、前記基板処理方法は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記基板の処理条件を変更する処理条件変更工程をさらに含んでいてもよい。この場合、前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程であってもよい。
請求項３に記載の発明は、前記乾燥前リンス工程と並行して、前記基板に保持されている前記溶剤を加熱する加熱工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、疎水化剤および溶剤がこの順番で基板に供給され、基板に保持されている溶剤が加熱される。加熱により溶剤の温度が上昇するので、疎水化剤を効率的に溶剤に置換でき、疎水化剤から溶剤への置換時間を短縮できる。さらに、基板の乾燥中に溶剤の蒸発が促進され、基板の乾燥時間が短縮される。さらに、溶剤の蒸発が促進されるので、基板の乾燥を開始する前の溶剤の膜厚が減少する。これにより、基板から除去すべき溶剤の量が減少するので、基板の乾燥時間をさらに短縮できる。しかも、温度の上昇によって溶剤の表面張力が低下するので、基板の乾燥中にパターンに加わる力をさらに減少させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記疎水化工程は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記基板に供給される前記疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を、前記パターンの側面の全域に前記疎水化領域が形成されるときの前記疎水化剤の供給流量および供給時間よりも減少させる工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１３】
この方法によれば、パターンの側面の全域に疎水化領域が形成される疎水化剤の供給流量および供給時間が予め測定されている。パターンの高さが最大高さよりも大きい場合、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方が、予め測定された疎水化剤の供給流量および供給時間よりも減少される。隣接する２つのパターンの間の液体は、通常、その上部から疎水化剤に置換されていく。そのため、供給流量および供給時間の少なくとも一方を減少させると、パターンの側面の先端側部分に疎水化領域が形成される一方で、パターンの側面の根元側部分に非疎水化領域が残る。これにより、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記疎水化工程は、前記パターンが積層膜であり、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域を構成する少なくとも一つの膜を疎水化させる疎水化剤を前記基板に供給する工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１５】
パターンが三層構造である例について説明する。パターンの上層膜、中間膜、および下層膜が、それぞれ、Ｓｉ含有膜、Ｓｉ含有膜、および金属膜であり、最大高さが中間膜の範囲内である場合（図１０参照）、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が基板に供給され、上層膜および中間膜が疎水化される。
パターンの上層膜、中間膜、および下層膜が、それぞれ、金属膜、Ｓｉ含有膜、およびＳｉ含有膜であり、最大高さが中間膜の範囲内である場合（図１１参照）、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、シリコン系疎水化剤が所定の供給流量および供給時間で基板に供給され、中間膜が疎水化される。その後、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が基板に供給され、上層膜が疎水化される。
【００１６】
このように、この方法によれば、パターンを構成する膜の種類に応じて疎水化剤の種類が選択され、選択された種類の疎水化剤が基板に供給される。これにより、パターンの側面の先端側部分に疎水化領域が形成される一方で、パターンの側面の根元側部分に非疎水化領域が残る。したがって、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記疎水化工程が終了してから前記乾燥工程が終了するまで、水が前記基板に接触しない状態を維持する非接触工程を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板への疎水化剤の供給が終了してから基板の乾燥が終了するまでの期間、水（純水等の水を主成分とする液体）が基板に供給されない。そのため、この期間は、水が基板に接触しない状態が維持される。金属膜を疎水化させる疎水化剤（メタル系疎水化剤）によって疎水化された基板に水が接触すると、基板の疎水性が大幅に低下してしまう場合がある。したがって、このような疎水化剤が基板に供給された場合であっても、基板の疎水性が大幅に低下することを防止することができる。これにより、パターン倒れの発生を抑制または防止することができる。
【００１８】
前記乾燥前リンス工程は、室温よりも高温の前記溶剤を前記基板に供給する工程であってもよい。
この場合、疎水化剤が基板に供給された後に、室温よりも高温の溶剤が基板に供給される。溶剤の温度が室温よりも高いので、疎水化剤を効率的に溶剤に置換でき、疎水化剤から溶剤への置換時間を短縮できる。さらに、基板の乾燥中に溶剤の蒸発が促進され、基板の乾燥時間が短縮される。さらに、溶剤の蒸発が促進されるので、基板の乾燥を開始する前の溶剤の膜厚が減少する。これにより、基板から除去すべき溶剤の量が減少するので、基板の乾燥時間をさらに短縮できる。しかも、温度の上昇によって溶剤の表面張力が低下するので、基板の乾燥中にパターンに加わる力をさらに減少させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを取得する情報取得工程と、前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅においてパターン倒れが発生しない高さ（最大値である必要はない）であるパターン高さを特定するパターン高さ特定工程と、前記パターンの側面における前記パターン高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記パターン高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを含む、基板処理方法である。
【００２０】
請求項８に記載の発明のように、前記基板処理方法は、前記パターンの側面における前記パターン高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記パターン高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記基板の処理条件を変更する処理条件変更工程をさらに含んでいてもよい。この場合、前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程であってもよい。
請求項９に記載の発明は、前記パターンは、上層膜、中間膜および下層膜を含む積層パターン（たとえば、三層構造のパターン）であり、前記パターン高さを特定する工程では、前記中間膜の高さ（たとえば、前記中間膜の最下部の高さ）を前記パターン高さとして特定し、前記疎水化工程では、前記上層膜および中間膜の側面に疎水化領域を形成するとともに、前記下層膜の側面の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記疎水化剤を前記基板に供給する、請求項７または８に記載の基板処理方法である。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、基板を保持する基板保持手段と、疎水化剤を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する疎水化剤供給手段と、水よりも表面張力が小さい溶剤を前記基板保持手段に保持されている基板に供給する溶剤供給手段と、前記基板保持手段に保持されている基板から液体を除去することにより当該基板を乾燥させる乾燥手段と、処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さが入力される情報受付部と、パターンのある特定の幅においてパターン倒れが発生しないパターンの高さの最大値である最大高さを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記最大高さの中から前記情報受付部に入力された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索部と、前記情報受付部に入力された前記パターンの高さが前記最大高さ検索部によって見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較部とを含み、前記疎水化剤供給手段、溶剤供給手段、および乾燥手段を制御する制御装置とを含む、基板処理装置である。
【００２２】
前記制御装置は、処理すべき基板の表面に形成されたパターンの幅および高さを前記情報受付部に取得ささせる情報取得工程と、前記記憶部に記憶された前記最大高さの中から前記情報取得工程で取得された前記パターンの幅に対応する最大高さを検索する最大高さ検索工程と、前記情報取得工程で取得された前記パターンの高さが、前記最大高さ検索工程で見つけられた前記最大高さよりも大きいか否かを判定する高さ比較工程と、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、前記疎水化剤を前記基板に供給する疎水化工程と、前記疎水化工程の後に、水よりも表面張力が小さい前記溶剤を前記基板に供給することにより、前記基板に保持されている前記疎水化剤を前記溶剤に置換する乾燥前リンス工程と、前記乾燥前リンス工程の後に、前記基板に保持されている前記溶剤を除去することにより、前記基板を乾燥させる乾燥工程とを実行する。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２３】
請求項１１に記載の発明のように、前記制御装置は、基板の処理条件を変更する処理条件変更部をさらに含んでいてもよい。この場合、前記制御装置は、前記パターンの高さが前記最大高さよりも大きい場合、前記パターンの側面における前記最大高さよりも前記パターンの先端側の領域の全体に前記疎水化領域が形成され、前記パターンの側面における前記パターンの根元から前記最大高さまでの領域の少なくとも一部に前記非疎水化領域が残るように、前記処理条件変更部に前記処理条件を変更させる処理条件変更工程をさらに実行してもよい。前記疎水化工程は、前記処理条件変更工程で変更された前記処理条件に従って、前記疎水化剤を前記基板に供給する工程であってもよい。
請求項１２に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記基板に保持されている液体を加熱する加熱手段をさらに含み、前記制御装置は、前記乾燥前リンス工程と並行して、前記基板に保持されている前記溶剤を前記加熱手段に加熱させる加熱工程をさらに実行する、請求項１０または請求項１１に記載の基板処理装置である。この構成によれば、請求項３の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図であり、薬液ノズルが処理位置に位置し、遮断板が退避位置に位置している状態を示している。
【図２】処理ユニットの内部を水平に見た模式図であり、薬液ノズルが退避位置に位置し、遮断板が処理位置に位置している状態を示している。
【図３】基板処理装置によって実行される第１処理例について説明するための工程図である。
【図４】基板処理装置によって実行される第２処理例について説明するための工程図である。
【図５】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】制御装置に記憶されたテーブルを示す図である。
【図７】基板を乾燥させる前と後のパターンの状態を示す模式図であり、図７（ａ）は、パターンの高さが最大高さ（パターン倒れが発生しない高さの最大値）である場合を示しており、図７（ｂ）は、パターンの高さが最大高さよりも大きい場合を示している。
【図８】パターンの高さが最大高さ（パターン倒れが発生しない高さの最大値）よりも大きいか否かを判定するときのフローチャートである。
【図９】疎水化剤を基板に供給した後のパターンの状態を示す模式図である。
【図１０】疎水化剤を基板に供給した後のパターンの状態を示す模式図である。
【図１１】疎水化剤を基板に供給した後のパターンの状態を示す模式図である。
【図１２】加熱工程を含む図３に示す全ての工程を実行した場合と、加熱工程以外の図３に示す全ての工程を実行した場合のパターン倒壊率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。図１は、薬液ノズル１５が処理位置に位置し、遮断板８が退避位置に位置している状態を示している。図２は、薬液ノズル１５が退避位置に位置し、遮断板８が処理位置に位置している状態を示している。
【００２６】
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液を用いて基板Ｗを処理する処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。
処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中心部を通る鉛直な回転軸線まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック４と、水平な姿勢でスピンチャック４の上方に配置された円板状の遮断板８と、スピンチャック４に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数のノズルと、スピンチャック４等を収容する箱型のチャンバー（図示せず）とを含む。
【００２７】
スピンチャック４は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース５と、スピンベース５の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン６と、スピンベース５を回転させることにより回転軸線まわりに基板Ｗを回転させるスピンモータ７とを含む。スピンチャック４は、複数のチャックピン６を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース５の上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【００２８】
遮断板８は、支軸９によって水平な姿勢で支持されている。支軸９は、遮断板８から上方に延びている。支軸９は、遮断板８よりも上方の位置で水平に延びる支持アーム（図示せず）に支持されている。遮断板８の中心線は、基板Ｗの回転軸線上に配置されている。遮断板８の外径は、基板Ｗの外径以上である。遮断板８は、水平で円形の下面と、遮断板８の下面中央部で開口する下向き吐出口８ａとを含む。遮断板８の下面は、スピンチャック４に保持されている基板Ｗの上面に対向する。
【００２９】
処理ユニット２は、処理位置（図２に示す位置）と退避位置（図１に示す位置）との間で遮断板８を鉛直方向に昇降させる遮断板昇降ユニット１０を含む。処理位置は、薬液ノズル１５が基板Ｗと遮断板８との間に進入できない高さまで遮断板８の下面が基板Ｗの上面に近接する近接位置である。退避位置は、薬液ノズル１５が遮断板８と基板Ｗとの間に進入可能な高さまで遮断板８が退避した離間位置である。遮断板昇降ユニット１０は、処理位置から退避位置までの任意の位置（高さ）に遮断板８を位置させることができる。
【００３０】
処理ユニット２は、室温（たとえば、２０〜３０℃）よりも高温の加熱液を基板Ｗの下面中央部に向けて吐出する加熱ノズル１１と、加熱液を加熱ノズル１１に導く加熱配管１２と、加熱配管１２に介装された加熱バルブ１３と、加熱配管１２から加熱ノズル１１に供給される加熱液を室温よりも高い温度で加熱するヒータ１４とを含む。
基板Ｗがスピンチャック４に保持されている状態では、加熱ノズル１１の吐出口が、基板Ｗの下面中央部に上下方向に対向する。この状態で加熱バルブ１３が開かれると、ヒータ１４によって加熱された加熱液が、基板Ｗの下面中央部に向けて加熱ノズル１１の吐出口から吐出される。加熱液は、たとえば温水（加熱された純水）であり、加熱ノズル１１から吐出されるときの温水の温度は、５０℃以上（たとえば、８０℃）である。加熱液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、）または希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、などであってもよい。
【００３１】
処理ユニット２は、薬液を下方に吐出する薬液ノズル１５と、薬液ノズル１５に薬液を導く薬液配管１６と、薬液配管１６に介装された薬液バルブ１７と、薬液ノズル１５が先端部に取り付けられたノズルアーム（図示せず）と、ノズルアームを水平に移動させることにより薬液ノズル１５を移動させるノズル移動ユニット１８とを含む。ノズル移動ユニット１８は、平面視で基板Ｗの中央部を通る円弧状の経路に沿って薬液ノズル１５を水平に移動させる。ノズル移動ユニット１８は、薬液ノズル１５が基板Ｗの上方に位置する処理位置（図１に示す位置）と、薬液ノズル１５および基板Ｗが平面視で重ならないように薬液ノズル１５が退避した退避位置（図２に示す位置）との間で薬液ノズル１５を移動させる。
【００３２】
処理ユニット２は、基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を下方に吐出する中心ノズル１９と、中心ノズル１９に処理液を導く処理液配管２０とを含む。処理ユニット２は、さらに、処理液配管２０に溶剤（液体）を導く溶剤配管２７と、溶剤配管２７に介装された溶剤バルブ２８と、処理液配管２０にリンス液を導くリンス液配管２９と、リンス液配管２９に介装されたリンス液バルブ３０とを含む。
【００３３】
処理ユニット２は、さらに、処理液配管２０に第１疎水化剤（液体）を導く第１疎水化剤配管２１と、第１疎水化剤配管２１から処理液配管２０に供給される第１疎水化剤の供給流量を変更する第１流量調整バルブ２２と、第１疎水化剤配管２１に介装された第１疎水化剤バルブ２３と、処理液配管２０に第２疎水化剤（液体）を導く第２疎水化剤配管２４と、第２疎水化剤配管２４から処理液配管２０に供給される第２疎水化剤の供給流量を変更する第２流量調整バルブ２５と、第２疎水化剤配管２４に介装された第２疎水化剤バルブ２６とを含む。
【００３４】
中心ノズル１９の吐出口は、遮断板８の下面中央部で開口する下向き吐出口８ａの上方に配置されている。中心ノズル１９は、遮断板８および支軸９とともに昇降する。第１疎水化剤バルブ２３が開かれると、第１疎水化剤配管２１内の第１疎水化剤が、第１流量調整バルブ２２の開度に対応する流量で、処理液配管２０を介して中心ノズル１９に供給される。同様に、第２疎水化剤バルブ２６、溶剤バルブ２８、およびリンス液バルブ３０のいずれかが開かれると、第２疎水化剤、溶剤、およびリンス液のいずれかが、処理液配管２０を介して中心ノズル１９に供給される。これにより、第１疎水化剤、第２疎水化剤、溶剤、およびリンス液が、中心ノズル１９から選択的に吐出される。
【００３５】
「リンス液」は、水を含む液体である。リンス液は、たとえば純水（脱イオン水）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
「溶剤」は、疎水化剤および水を溶解させることができ、かつ水を含みにくい液体である。溶剤は、たとえば、アルコール、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＥＧＭＥＡ（エチレングリコールモノメチルエーテル）、およびフッ素系溶剤の少なくとも一つを含む。溶剤は、水よりも表面張力が小さく、かつ水よりも沸点が低い。
【００３６】
アルコールは、たとえば、メチルアルコール、エタノール、プロピルアルコール、およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の少なくとも一つを含む。
ケトンは、たとえば、アセトン、およびジエチルケトンの少なくとも一つを含む。
フッ素系溶剤は、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）の少なくとも一つを含む。
【００３７】
「第１疎水化剤」および「第２疎水化剤」は、互いに種類の異なる疎水化剤である。第１疎水化剤および第２疎水化剤は、水を含みにくい液体である。第１疎水化剤は、たとえば、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、また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である。第２疎水化剤についても同様である。
【００３８】
シリコン系疎水化剤は、たとえば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、たとえば、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、およびアルキルジシラザンの少なくとも一つを含む。
メタル系疎水化剤は、たとえば、非シランカップリング剤である。非シランカップリング剤は、たとえば、配位性の高い疎水化剤である。
【００３９】
第１疎水化剤は、希釈溶剤で希釈された疎水化剤であってもよいし、希釈溶剤で希釈されていない疎水化剤の原液であってもよい。第２疎水化剤についても同様である。
「希釈溶剤」は、前述の疎水化剤および溶剤ならびに水を溶解させることができ、かつ水を含みにくい液体である。希釈溶剤は、たとえば、アルコール（一価アルコール）、多価アルコール、ケトン、ＰＧＭＥＡ、ＥＧＭＥＡ、およびフッ素系溶剤の少なくとも一つを含む。希釈溶剤は、水よりも表面張力が小さく、かつ水よりも沸点が低い。
【００４０】
アルコールは、たとえば、メチルアルコール、エタノール、プロピルアルコール、およびＩＰＡの少なくとも一つを含む。
多価アルコールは、たとえば、エチレングリコールを含む。
ケトンは、たとえば、アセトン、およびジエチルケトンの少なくとも一つを含む。
フッ素系溶剤は、たとえば、ＨＦＥ、ＨＦＣの少なくとも一つを含む。
【００４１】
図３は、基板処理装置１によって実行される第１処理例について説明するための工程図である。以下では、デバイス形成面である表面にパターン（図７参照）が形成された基板Ｗを処理するときの処理例について説明する。パターンは、ライン状のパターンでもよいし、シリンダ状のパターンでもよい。また、「基板Ｗの上面（表面）」は、基板Ｗ自体の上面（表面）およびパターンの表面を含む。以下の各工程は、制御装置３がレシピ３３（図５参照）に従って基板処理装置１を制御することにより実行される。
【００４２】
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバー内に基板Ｗを搬入する搬入工程が行われる。
具体的には、制御装置３は、遮断板８および薬液ノズル１５が退避位置に位置している状態で、基板Ｗを保持している搬送ロボット（図示せず）のハンドをチャンバー内に進入させる。その後、制御装置３は、デバイス形成面である表面が上に向けられた状態で搬送ロボットに基板Ｗをスピンチャック４上に載置させ、スピンチャック４に基板Ｗを保持させる。続いて、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー内から退避させる。その後、制御装置３は、スピンチャック４に基板Ｗの回転を開始させる。
【００４３】
次に、基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液処理工程が行われる（図３のステップＳ１）。
具体的には、制御装置３は、ノズル移動ユニット１８を制御することにより、遮断板８が退避位置に位置している状態で、薬液ノズル１５を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置３は、薬液バルブ１７を開いて、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて薬液ノズル１５に薬液を吐出させる。薬液ノズル１５から吐出された薬液は、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。このとき、制御装置３は、ノズル移動ユニット１８に薬液ノズル１５を移動させることにより、基板Ｗの上面に対する薬液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させてもよい。このようにして、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜が形成され、基板Ｗが薬液で処理される。薬液バルブ１７が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、薬液バルブ１７を閉じて、薬液の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、ノズル移動ユニット１８を制御することにより、薬液ノズル１５を退避位置に移動させる。
【００４４】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給する水リンス工程が行われる（図３のステップＳ２）。
具体的には、制御装置３は、遮断板昇降ユニット１０を制御することにより、薬液ノズル１５が退避位置に位置している状態で、遮断板８を退避位置から処理位置に移動させる。その後、制御装置３は、リンス液バルブ３０を開いて、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９に純水を吐出させる。これにより、薬液の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜に置換され、基板Ｗ上の薬液が、純水で洗い流される。リンス液バルブ３０が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ３０を閉じて、純水の吐出を停止させる。
【００４５】
次に、溶剤（液体）を基板Ｗの上面に供給する第１溶剤置換工程が行われる（図３のステップＳ３）。
具体的には、制御装置３は、遮断板８が処理位置に位置している状態で、溶剤バルブ２８を開いて、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９に溶剤を吐出させる。これにより、第１溶剤としての溶剤が基板Ｗの上面全域に供給される。溶剤は、水を溶解させることができる液体であるから、基板Ｗ上の純水の一部は、基板Ｗに供給された溶剤によって基板Ｗの周囲に押し出され、残りの純水は、基板Ｗに供給された溶剤に溶け込む。純水が溶け込んだ溶剤は、その後に基板Ｗに供給された溶剤によって基板Ｗの周囲に押し出される。したがって、溶剤の供給が継続されることにより、全てまたは殆ど全ての純水が基板Ｗから排出され、純水の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う溶剤の液膜に置換される。溶剤バルブ２８が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、溶剤バルブ２８を閉じて、溶剤の吐出を停止させる。
【００４６】
次に、疎水化剤（液体）を基板Ｗの上面に供給する第１疎水化工程が行われる（図３のステップＳ４）。
具体的には、制御装置３は、遮断板８が処理位置に位置している状態で、疎水化剤バルブ（第１疎水化剤バルブ２３または第２疎水化剤バルブ２６）を開いて、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９に疎水化剤を吐出させる。これにより、疎水化剤が基板Ｗの上面全域に供給される。基板Ｗ上の溶剤は、疎水化剤を溶解させることができる液体であるから、疎水化剤の供給が継続されることにより、全てまたは殆ど全ての溶剤が基板Ｗから排出され、溶剤の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う疎水化剤の液膜に置換される。これにより、疎水化剤がパターンの内部にまで入り込んで、基板Ｗの上面が疎水化される。前記疎水化剤バルブが開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、前記疎水化剤バルブを閉じて、疎水化剤の吐出を停止させる。
【００４７】
次に、室温の溶剤（液体）を基板Ｗの上面に供給する乾燥前リンス工程（図３のステップＳ５）と、室温よりも高温の加熱液の一例である温水を基板Ｗの下面に供給することにより基板Ｗ上の溶剤を加熱する加熱工程（図３のステップＳ６）とが、並行して行われる。
乾燥前リンス工程に関しては、制御装置３は、遮断板８が処理位置に位置している状態で、溶剤バルブ２８を開いて、室温の溶剤を回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９に吐出させる。これにより、溶剤が基板Ｗの上面全域に供給される。そのため、全てまたは殆ど全ての疎水化剤が基板Ｗから排出され、疎水化剤の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う溶剤の液膜に置換される。溶剤バルブ２８が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、溶剤バルブ２８を閉じて、溶剤の吐出を停止させる。
【００４８】
加熱工程に関しては、制御装置３は、加熱バルブ１３を開いて、温水を回転している基板Ｗの下面中央部に向けて加熱ノズル１１に吐出させる。加熱ノズル１１から吐出された温水は、基板Ｗの下面中央部に着液した後、基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。これにより、温水が基板Ｗの下面全域に供給される。そのため、基板Ｗの全域が温水によって加熱され、基板Ｗ上の溶剤が基板Ｗによって加熱される。加熱バルブ１３が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、加熱バルブ１３を閉じて、加熱ノズル１１からの温水の吐出を停止させる。
【００４９】
加熱ノズル１１が温水の吐出を開始する時刻は、中心ノズル１９が溶剤の吐出を開始する時刻と同じであってもよいし、その前または後であってもよい。同様に、加熱ノズル１１が温水の吐出を終了する時刻は、中心ノズル１９が溶剤の吐出を終了する時刻と同じであってもよいし、その前または後であってもよい。つまり、中心ノズル１９が溶剤を吐出している期間の少なくとも一部において、加熱ノズル１１が温水を吐出するのであれば、温水の吐出を開始する時刻と終了する時刻は、いずれの時刻であってもよい。たとえば、中心ノズル１９が溶剤を吐出している全期間において、加熱ノズル１１が温水を吐出してもよい。
【００５０】
乾燥前リンス工程および加熱工程が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が行われる（図３のステップＳ７）。
具体的には、制御装置３は、スピンモータ７を制御することにより、遮断板８が処理位置に位置している状態で、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗに付着している溶剤に加わり、溶剤が基板Ｗからその周囲に振り切られる。そのため、溶剤が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ７に基板Ｗの回転を停止させる。
【００５１】
次に、基板Ｗをチャンバーから搬出する搬出工程が行われる。
具体的には、制御装置３は、スピンチャック４に基板Ｗの保持を解除させる。さらに、制御装置３は、遮断板昇降ユニット１０を制御することにより、遮断板８を処理位置から退避位置に移動させる。その後、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー内に進入させ、スピンチャック４上の基板Ｗをハンドに支持させる。その後、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー内から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバーから搬出される。
【００５２】
図４は、基板処理装置１によって実行される第２処理例について説明するための工程図である。以下では、デバイス形成面である表面にパターン（図７参照）が形成された基板Ｗを処理するときの処理例について説明する。以下の各工程は、制御装置３がレシピ３３（図５参照）に従って基板処理装置１を制御することにより実行される。
第２処理例は、第２溶剤置換工程（図４のステップＳ１１）および第２疎水化工程（図４のステップＳ１２）をさらに含む点で、第１処理例と異なる。したがって、以下では、第２溶剤置換工程および第２疎水化工程について説明し、それ以外の工程の説明を省略する。
【００５３】
第１疎水化工程（図４のステップＳ４）が行われた後は、溶剤（液体）を基板Ｗの上面に供給する第２溶剤置換工程が行われる（図４のステップＳ１１）。
具体的には、制御装置３は、遮断板８が処理位置に位置している状態で、溶剤バルブ２８を開いて、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９に溶剤を吐出させる。これにより、第２溶剤としての溶剤が基板Ｗの上面全域に供給される。溶剤は、疎水化剤を溶解させることができる液体であるから、基板Ｗ上の疎水化剤の一部は、基板Ｗに供給された溶剤によって基板Ｗの周囲に押し出され、残りの疎水化剤は、基板Ｗに供給された溶剤に溶け込む。疎水化剤が溶け込んだ溶剤は、その後に基板Ｗに供給された溶剤によって基板Ｗの周囲に押し出さる。したがって、溶剤の供給が継続されることにより、全てまたは殆ど全ての疎水化剤が基板Ｗから排出され、疎水化剤の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う溶剤の液膜に置換される。溶剤バルブ２８が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、溶剤バルブ２８を閉じて、溶剤の吐出を停止させる。
【００５４】
次に、第２疎水化剤（液体）を基板Ｗの上面に供給する第２疎水化工程が行われる（図４のステップＳ１２）。
具体的には、制御装置３は、遮断板８が処理位置に位置している状態で、疎水化剤バルブを開く。すなわち、第１疎水化工程（図４のステップＳ４）で第１疎水化剤バルブ２３が開かれた場合、制御装置３は、第２疎水化剤バルブ２６を開き、第１疎水化工程（図３のステップＳ４）で第２疎水化剤バルブ２６が開かれた場合は、制御装置３は、第１疎水化剤バルブ２３を開く。そのため、第１疎水化工程（図４のステップＳ４）で基板Ｗに供給された疎水化剤とは種類の異なる疎水化剤が、回転している基板Ｗの上面中央部に向けて中心ノズル１９から吐出され、基板Ｗの上面全域に供給される。溶剤は、疎水化剤を溶解させることができる液体であるから、疎水化剤の供給が継続されることにより、全てまたは殆ど全ての溶剤が基板Ｗから排出され、溶剤の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う疎水化剤の液膜に置換される。これにより、疎水化剤がパターンの内部にまで入り込んで、基板Ｗの上面が疎水化される。前記疎水化剤バルブが開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、前記疎水化剤バルブを閉じて、疎水化剤の吐出を停止させる。その後、乾燥前リンス工程（図４のステップＳ５）および加熱工程（図４のステップＳ６）が行われる。
【００５５】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。図６は、制御装置３に記憶されたテーブル３４を示す図である。図７は、基板Ｗを乾燥させる前と後のパターンの状態を示す模式図である。図７（ａ）は、パターンの高さＨ１が最大高さＨmax（パターン倒れが発生しない高さの最大値）である場合を示しており、図７（ｂ）は、パターンの高さＨ２が最大高さＨmaxよりも大きい場合を示している。
【００５６】
制御装置３は、ＣＰＵ（中央処理装置）および記憶装置を含むコンピュータである。図５に示すように、制御装置３は、各種の情報が入力される情報受付部３１と、プログラム等の情報が記憶された記憶部３２とを含む。情報受付部３１に入力される情報は、ホストコンピュータ等の外部装置から送信されるものであってもよいし、基板処理装置１に備えられた入力装置を介して情報受付部３１に入力されるものであってもよい。パターンの幅Ｗ１および高さＨを含む基板Ｗの情報は、情報受付部３１に入力される。記憶部３２には、基板Ｗの処理条件を示すレシピ３３と、パターンの幅Ｗ１と最大高さＨmaxとの関係を示すテーブル３４とが記憶されている。
【００５７】
図６に示すように、テーブル３４は、大きさがそれぞれ異なる複数の幅Ｗ１と、前記複数の幅Ｗ１にそれぞれ対応する複数の最大高さＨmaxとを含む。複数の最大高さＨmaxは、パターンが表面に形成された基板Ｗに溶剤を供給し、その後、前記基板Ｗを乾燥させる処理において、パターンの幅Ｗ１および高さＨのそれぞれを複数の値に変更して得られた測定値である。最大高さＨmaxは、パターンのある特定の幅Ｗ１においてパターン倒れが発生しないパターンの高さＨの最大値である。高さ以外の条件が同じであり、パターンの高さＨが当該パターンの幅Ｗ１に対応する最大高さＨmax以下であれば、溶剤が供給された基板Ｗを乾燥させたときにパターン倒れが発生しない。
【００５８】
図７（ａ）に示すパターンの高さＨ１は、当該パターンの幅Ｗ１における最大高さＨmaxであり、パターン倒れが発生しない。その一方で、図７（ｂ）に示すパターンの高さＨ２は、当該パターンの幅Ｗ１における最大高さＨmax（高さＨ１）よりも大きく、パターン倒れが発生する。テーブル３４は、図７（ａ）に示すパターンの高さＨ１とこのパターンの幅Ｗ１とを集めたデータの集合体である。
【００５９】
なお、パターンの幅Ｗ１および高さＨが同一であっても、パターンの材質やパターンの形成方法が異なると、パターンの強度が変化する。たとえば、パターンの幅Ｗ１および高さＨが同一であっても、パターンが単層膜である場合とパターンが積層膜である場合とでは、パターンの強度が異なる可能性がある。したがって、最大高さＨmaxは、強度が最も低いパターンを用いて測定したときの値であることが好ましい。
【００６０】
図５に示すように、制御装置３は、情報受付部３１に入力されたパターンの幅Ｗ１に対応する最大高さＨmaxを記憶部３２に記憶されたテーブル３４から検索する最大高さ検索部３５と、情報受付部３１に入力されたパターンの高さＨが最大高さ検索部３５によって見つけられた最大高さＨmaxよりも大きいか否かを判定する高さ比較部３６とを含む。制御装置３は、さらに、パターンの高さＨが最大高さＨmaxよりも大きい場合に記憶部３２に記憶されたレシピ３３を変更するレシピ変更部３７と、記憶部３２に記憶されたレシピ３３で指定された条件に基づいて基板処理装置１に基板Ｗを処理させるレシピ実行部３８とを含む。最大高さ検索部３５等は、制御装置３にインストールされたプログラムを制御装置３が実行することにより実現される機能ブロックである。
【００６１】
図８は、パターンの高さＨが最大高さＨmaxよりも大きいか否かを判定するときのフローチャートである。
処理すべき基板Ｗの表面に形成されたパターンの幅Ｗ１および高さＨは、第１および第２処理例等の基板Ｗの処理が開始される前に、情報受付部３１に入力される（図８に示すステップＳ２１）。最大高さ検索部３５は、情報受付部３１に入力されたパターンの幅Ｗ１に対応する最大高さＨmaxを記憶部３２に記憶されたテーブル３４から検索する（図８に示すステップＳ２２）。高さ比較部３６は、情報受付部３１に入力されたパターンの高さＨが最大高さ検索部３５によって見つけられた最大高さＨmaxよりも大きいか否かを判定する（図８に示すステップＳ２３）。
【００６２】
パターンの高さＨが最大高さＨmaxよりも大きい場合（図８に示すステップＳ２３でＹｅｓ）、図９等に示すように、レシピ変更部３７は、パターンの側面における最大高さＨmaxよりもパターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、レシピ３３を変更する（図８に示すステップＳ２４）。そして、レシピ変更部３７は、レシピ変更部３７によって変更されたレシピ３３に従って処理ユニット２等を制御することにより、第１および第２処理例等の基板Ｗの処理を基板処理装置１に実行させる（図８に示すステップＳ２５）。
【００６３】
なお、図８は、パターンの高さＨが最大高さＨmax以下の場合（図８に示すステップＳ２３でＮｏ）、レシピ３３を変更せずに、既存のレシピ３３を実行する例を示している。しかしながら、パターンの高さＨが最大高さＨmax以下の場合、パターンの高さＨが小さいので、疎水化剤を基板Ｗに供給しなくても、基板Ｗの乾燥中にパターン倒れが発生しないかもしれない。したがって、この場合、レシピ変更部３７は、図３に示すステップＳ４〜Ｓ６、または図４に示すステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１、Ｓ１２が実行されないように、レシピ３３を変更してもよい。このようにすれば、基板Ｗの処理時間および疎水化剤等の消費量を大幅に減少させることができる。
【００６４】
図９〜図１１は、疎水化剤を基板Ｗに供給した後のパターンの状態を示す模式図である。図９〜図１１では、疎水化剤の供給によって形成された疎水化領域の範囲を太い二点鎖線で示している。図９〜図１１のいずれにおいても、パターンの高さＨは、パターンの幅Ｗ１よりも大きい。
図１０および図１１に示す「Ｓｉ含有膜」は、たとえば、ポリシリコン膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＢＳＧ膜（ホウ素を含むＳｉＯ２膜）、およびＴＥＯＳ膜（ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いてＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ２膜）のいずれかである。ＳｉＯ２膜、ＢＳＧ膜、およびＴＥＯＳ膜は、酸化膜でもある。また、図１０および図１１に示す「金属膜」は、たとえば、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｕ、およびＡｌの少なくとも一つを含む膜である。金属膜は、たとえば、ＴｉＮ膜、およびＷ膜のいずれかである。
【００６５】
パターンの高さＨが最大高さＨmaxよりも大きい場合（図８に示すステップＳ２３でＹｅｓ）、レシピ変更部３７は、パターンの側面の先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、パターンの側面の根元側の領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残るように、レシピ３３で指定された疎水化剤の供給流量、疎水化剤の供給時間、および疎水化剤の種類を含む複数の条件の少なくとも一つを変更する。
【００６６】
図９は、パターンが単層膜であり、パターンの高さＨが、当該パターンの幅Ｗ１に対応する最大高さＨmaxよりも大きい例を示している。このパターンが形成された基板Ｗを処理する場合、レシピ変更部３７は、レシピ３３に指定されている疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を減少させる。変更前のレシピ３３ではパターンの側面の全域が疎水化される疎水化剤の供給流量および供給時間が指定されている。隣接する２つのパターンの間の液体は、通常、その上部から疎水化剤に置換されていく。したがって、供給流量および供給時間の少なくとも一方を減少させると、疎水化剤がパターンの根元にまで十分に供給され難くなる。そのため、レシピ実行部３８が変更後のレシピ３３を実行すると、パターンの側面における最大高さＨmaxよりもパターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域の少なくとも一部に非疎水化領域が残る。
【００６７】
図１０は、パターンが三層構造であり、パターンの上層膜、中間膜、および下層膜が、それぞれ、Ｓｉ含有膜、Ｓｉ含有膜、および金属膜であり、最大高さＨmaxが中間膜の範囲内である例を示している。このパターンが形成された基板Ｗを処理する場合、レシピ変更部３７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が第１処理例において基板Ｗに供給されるようにレシピ３３を変更し、レシピ実行部３８は、変更後のレシピ３３に従って基板処理装置１を制御することにより、第１処理例を基板処理装置１に実行させる。これにより、上層膜および中間膜に疎水化領域が形成され、下層膜に非疎水化領域が残る。
【００６８】
図１１は、パターンが三層構造であり、パターンの上層膜、中間膜、および下層膜が、それぞれ、金属膜、Ｓｉ含有膜、およびＳｉ含有膜であり、最大高さＨmaxが中間膜の範囲内である例を示している。このパターンが形成された基板Ｗを処理する場合、レシピ変更部３７は、シリコン系疎水化剤が第２処理例の第１疎水化工程（図４に示すステップＳ４）で基板Ｗに供給され、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が第２処理例の第２疎水化工程（図４に示すステップＳ１２）で基板Ｗに供給されるように、レシピ３３を変更する。さらに、レシピ変更部３７は、下層膜に非疎水化領域が残るように、シリコン系疎水化剤の供給流量および供給時間を減少させる。レシピ実行部３８は、変更後のレシピ３３に従って基板処理装置１を制御することにより、第２処理例を基板処理装置１に実行させる。これにより、上層膜および中間膜に疎水化領域が形成され、下層膜に非疎水化領域が残る。
【００６９】
以上のように本実施形態では、大きさがそれぞれ異なる複数のパターンの幅Ｗ１に関してパターン倒れが発生しないパターンの高さＨの最大値（最大高さＨmax）が予め測定されている。処理すべき基板Ｗの表面に形成されたパターンの幅Ｗ１が分かると、これに対応する最大高さＨmaxが検索される。そして、対応する最大高さＨmaxが分かると、パターンの高さＨがこの最大高さＨmaxよりも大きいか否かが判定される。パターンの高さＨが最大高さＨmaxよりも大きい場合、基板Ｗを疎水化させる疎水化剤が基板Ｗに供給される。これにより、パターンの側面における最大高さＨmaxよりもパターンの先端側の領域の全体に疎水化領域が形成され、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域の一部または全部に非疎水化領域が残る。つまり、最大高さＨmaxよりも先端側の領域は、疎水化されるが、パターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域は、疎水化されない若しくは部分的にしか疎水化されない。
【００７０】
疎水化剤が基板Ｗに供給された後は、水よりも表面張力が小さい溶剤が基板Ｗに供給され、基板Ｗに保持されている疎水化剤が溶剤に置換される。その後、溶剤が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。このとき、溶剤の液面がパターンの先端からパターンの根元に向かって移動する。前述のように、最大高さＨmaxよりも先端側の領域が疎水化されているので、溶剤の表面とパターンの側面との境界がこの領域にあるときは、前記境界で発生する力が小さく、パターン倒れが発生し難い。また、パターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域は、十分に疎水化されていないものの、溶剤の表面とパターンの側面との境界がこの領域にあるときは、力点（前記境界）から作用点（パターンの根元）までの距離が小さいので、パターンに加わるモーメントが小さい。そのため、パターン倒れが発生し難い。
【００７１】
このように、本実施形態では、パターンの側面における最大高さＨmaxよりもパターンの先端側の領域の全体を疎水化させるので、パターン倒れの発生を抑制または防止することができる。さらに、パターンの側面におけるパターンの根元から最大高さＨmaxまでの領域に、非疎水化領域を残すので、パターンの側面の全域を疎水化させる場合に比べて、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。これにより、パターン倒れの発生を抑制または防止しながら基板Ｗを乾燥させることができ、疎水化剤の供給流量および供給時間の少なくとも一方を低減できる。
【００７２】
また本実施形態では、疎水化剤および溶剤がこの順番で基板Ｗに供給され、基板Ｗに保持されている溶剤が加熱される（図３および図４に示す加熱工程）。加熱により溶剤の温度が上昇するので、疎水化剤を効率的に溶剤に置換でき、疎水化剤から溶剤への置換時間を短縮できる。さらに、基板Ｗの乾燥中に溶剤の蒸発が促進され、基板Ｗの乾燥時間が短縮される。さらに、溶剤の蒸発が促進されるので、基板Ｗの乾燥を開始する前の溶剤の膜厚が減少する。これにより、基板Ｗから除去すべき溶剤の量が減少するので、基板Ｗの乾燥時間をさらに短縮できる。しかも、温度の上昇によって溶剤の表面張力が低下するので、基板Ｗの乾燥中にパターンに加わる力をさらに減少させることができる。
【００７３】
図１２は、加熱工程を含む図３に示す全ての工程を実行した場合と、加熱工程以外の図３に示す全ての工程を実行した場合のパターンの倒壊率を示している。パターンの倒壊率は、基板Ｗの表面に形成されたパターンの総数に対する倒壊したパターンの数の割合を意味する。測定条件の違いは、加熱工程の有無だけであり、それ以外の測定条件については同じである。図１２の右側に示すように、加熱工程を実行しなかった場合、パターン倒れが発生した。これに対して、図１２の左側に示すように、加熱工程を実行した場合、パターンの倒壊率が零であり、加熱工程を実行しなかった場合よりもパターンの倒壊率が低下した。したがって、乾燥前リンス工程（図３および図４に示すステップＳ５）と並行して加熱工程（図３および図４に示すステップＳ６）を実行することにより、パターンの倒壊率を低下させることができる。
【００７４】
また本実施形態では、基板Ｗへの疎水化剤の供給が終了してから基板Ｗの乾燥が終了するまでの期間、水（純水等の水を主成分とする液体）が基板Ｗに供給されない。そのため、この期間は、水が基板Ｗに接触しない状態が維持される。金属膜を疎水化させる疎水化剤（メタル系疎水化剤）によって疎水化された基板Ｗに水が接触すると、基板Ｗの疎水性が大幅に低下してしまう場合がある。したがって、このような疎水化剤が基板Ｗに供給された場合であっても、基板Ｗの疎水性が大幅に低下することを防止することができる。これにより、パターン倒れの発生を抑制または防止することができる。
【００７５】
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述の実施形態では、基板の表面に形成されたパターン幅においてパターン倒れが発生しないパターン高さの最大値である最大高さを予測していた。しかし、その値を超えればパターン倒れが発生する可能性が非常に高くなる、というようなパターン高さの閾値を必ずしも正確に予測する必要はない。
【００７６】
例えば、パターン倒れが発生する可能性の低いパターン高さは経験的に把握されている。このパターン高さよりもパターン先端側の領域をすべて疎水化すれば、パターン倒れを防止することができる。
例えば、前述したように、図１０および図１１に示す上層膜、中間膜および下層膜からなる三層構造のパターンの場合、最大高さＨmaxは中間膜の範囲内に位置していることが経験的に知られている。この場合、最大高さＨmaxの値を正確に把握している必要はない。したがって、図８のステップＳ２２およびＳ２３を実行する必要はない。
【００７７】
処理しようとする基板に三層構造のパターンが形成されていることが特定できれば、上層膜および中間膜の側面に疎水化膜を形成するとともに、下層膜の側面の一部に疎水膜が形成されないように疎水工程を実行する。この場合も、パターン倒れが防止できる。また、パターンの側面全てを疎水化する必要がないため、疎水化剤の量および疎水化に要する処理時間を短縮することができる。
【００７８】
また、前述の実施形態では、加熱ノズル１１から吐出された温水（加熱液）を用いて基板Ｗ上の溶剤を加熱する場合について説明したが、加熱液に加えて若しくは加熱液の代わりに、室温よりも高温の気体（加熱ガス）を用いて基板Ｗ上の溶剤を加熱してもよい。たとえば、温水の代わりに、高温の窒素ガスまたはクリーンエアーを加熱ノズル１１に吐出させてもよい。また、加熱流体（加熱液および加熱ガス）に加えて若しくは加熱流体の代わりに、赤外線ランプやホットプレートを用いて基板Ｗ上の溶剤を加熱してもよい。
【００７９】
前述の実施形態では、基板Ｗ上の溶剤を加熱する加熱工程が乾燥前リンス工程と並行して実行される場合について説明したが、加熱工程が省略されてもよい。
前述の実施形態では、乾燥前リンス工程において室温の溶剤を中心ノズル１９に吐出させる場合について説明したが、室温よりも高温の溶剤を中心ノズル１９に吐出させてもよい。たとえば、溶剤配管２７から処理液配管２０に供給される溶剤を加熱するヒータが設けられてもよい。
【００８０】
前述の実施形態では、乾燥前リンス工程において基板Ｗ上の疎水化剤を溶剤で置換する場合について説明したが、基板Ｗ上の疎水化剤を純水等のリンス液で置換し、その後、基板Ｗ上のリンス液を溶剤で置換してもよい。つまり、疎水化工程（第１または第２疎水化工程）の後であって乾燥前リンス工程の前に、水リンス工程を行ってもよい。
前述の実施形態では、中心ノズル１９から吐出された疎水化剤の液体を基板Ｗに供給する場合について説明したが、疎水化剤の蒸気やミスト、シャワーを中心ノズル１９から吐出させてもよい。同様に、中心ノズル１９から吐出された溶剤の液体を基板Ｗに供給する場合について説明したが、溶剤の蒸気やミストを中心ノズル１９から吐出させてもよい。
【００８１】
前述の実施形態では、疎水化剤、溶剤、および純水を同じノズル（中心ノズル１９）から吐出させる場合について説明したが、疎水化剤、溶剤、および純水は、別々のノズルから吐出されてもよい。疎水化剤、溶剤、および純水を吐出するノズルは、遮断板８に固定されたノズルに限らず、薬液ノズル１５のような基板Ｗの表面を走査可能なノズルであってもよい。
【００８２】
前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、矩形の基板を処理する装置であってもよい。
前述の実施形態では、基板処理装置１が、枚葉式の装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の装置であってもよい。
前述の全ての実施形態のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１        ：基板処理装置
３        ：制御装置
４        ：スピンチャック（基板保持手段）
５        ：スピンベース
６        ：チャックピン（基板保持手段）
７        ：スピンモータ（乾燥手段）
１１      ：加熱ノズル（加熱手段）
１２      ：加熱配管
１３      ：加熱バルブ（加熱手段）
１４      ：ヒータ
１９      ：中心ノズル（疎水化剤供給手段、溶剤供給手段）
２０      ：処理液配管
２１      ：第１疎水化剤配管
２２      ：第１流量調整バルブ（疎水化剤供給手段）
２３      ：第１疎水化剤バルブ（疎水化剤供給手段）
２４      ：第２疎水化剤配管
２５      ：第２流量調整バルブ（疎水化剤供給手段）
２６      ：第２疎水化剤バルブ（疎水化剤供給手段）
２７      ：溶剤配管
２８      ：溶剤バルブ（溶剤供給手段）
３１      ：情報受付部
３２      ：記憶部
３３      ：レシピ
３４      ：テーブル
３５      ：最大高さ検索部
３６      ：高さ比較部
３７      ：レシピ変更部
３８      ：レシピ実行部
Ｈ        ：パターンの高さ
Ｈ１      ：パターンの高さ
Ｈ２      ：パターンの高さ
Ｈmax      ：最大高さ
Ｗ        ：基板
Ｗ１      ：パターンの幅
【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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