CN109496346A - 图案倒塌恢复方法、基板处理方法以及基板处理装置 - Google Patents

图案倒塌恢复方法、基板处理方法以及基板处理装置 Download PDF

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Abstract

一种图案倒塌恢复方法，是使形成于基板的表面的已倒塌的图案恢复的方法，所述图案倒塌恢复方法包括反应气体供给工序，在所述反应气体供给工序中，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体。所述反应气体供给工序包括氟化氢蒸气供给工序，在所述氟化氢蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气。所述图案倒塌恢复方法还包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行进行，用于加热所述基板。

Description

图案倒塌恢复方法、基板处理方法以及基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种图案倒塌恢复方法、基板处理方法以及基板处理装置。成为处理对象的基板例如包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板，FED(FieldEmission Display，场致发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等。
背景技术
在半导体装置的制程中，使用药液或冲洗液(rinse liquid)等处理液来处理半导体晶片等基板的表面。
例如，用于逐张地处理基板的单张式的基板处理装置是具有：旋转卡盘(spinchuck)，一边将基板保持为大致水平，一边使该基板旋转；以及喷嘴(nozzle)，将处理液供给至通过该旋转卡盘旋转的基板的上表面。
在典型的基板处理工序中，向保持于旋转卡盘的基板供给药液，之后通过供给冲洗液来将基板上的药液置换成冲洗液。一般的冲洗液是去离子水。
之后，为了排除基板上的冲洗液，执行干燥工序。作为干燥工序，已知使基板以高速旋转来对基板进行甩动干燥的旋转干燥(spin dry)工序。
但是，就形成于基板的表面的凸状图案、线状图案等图案而言，在干燥工序中，因冲洗液所具有的表面张力等而存在倒塌的担忧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US Unexamined Patent Application No.US2008/190454 A1公报
发明内容
发明所要解决的问题
本申请发明人等研究了：如何使旋转干燥工序中已倒塌的图案在后来恢复。
因此，本发明的一目的在于，提供一种能够使已倒塌的图案恢复的图案倒塌方法、基板处理方法以及基板处理装置。
解决问题的技术方案
本发明提供一种图案倒塌恢复方法，为使形成于基板的表面的已倒塌的图案恢复的方法，所述图案倒塌恢复方法包括反应气体供给工序，在所述反应气体供给工序中，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体。
本申请发明人提出了以下的见解。也即，在具有弹性的图案发生倒塌的情况下，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力会在一定程度上作用于已倒塌的图案上。
然而，实际上，即使图案具有弹性，仍会维持倒塌状态。本申请发明人认为维持倒塌状态的主要原因之一在于，相邻的图案倒塌而使其前端部彼此相互地接触，而相互地接触的前端部彼此会因为伴随基板处理所产生的生成物而粘接。
根据该方法，向基板的表面供给能够与夹杂于该表面的生成物反应的反应气体。在已倒塌的图案的前端部彼此因所述生成物而粘接的情况下，供给至基板的表面的反应气体会与将已倒塌的图案的前端部彼此相粘接的生成物(以下，称为“生成粘接物”)发生反应，通过该反应来分解生成粘接物。因此，能够从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够使已倒塌的图案恢复。
在本发明的一实施方式中，所述反应气体供给工序包括氟化氢蒸气供给工序，在所述氟化氢蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气。
在使用硅基板作为基板等的情况中，有时会在基板的表面夹杂硅氧化物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含硅氧化物。
根据该方法，向基板的表面供给包含氟化氢的蒸气。如化学式(1)所示，氟化氢与硅氧化物起反应，且分解成H2SiF6和水。
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O……(1)
因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因硅氧化物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含硅氧化物的生成粘接物起反应而进行分解。因此，能够从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够使已倒塌的图案恢复。
所述图案倒塌恢复方法还可包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行地进行，用于加热所述基板。
由于氟化氢与硅氧化物起反应，因此存在生成残渣(例如H2SiF6的残渣)的担忧。
根据该方法，与将包含氟化氢的蒸气供给至基板的动作并行地，加热基板。因此，能够使残渣蒸发来从基板的表面去除该残渣。
基板的表面的加热温度例如设置为比H2SiF6的沸点(大约109℃)更高的温度。
所述图案倒塌恢复方法还可包括水蒸气供给工序，在执行所述氟化氢蒸气供给工序之后执行所述水蒸气供给工序，在所述水蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给水蒸气。
在执行氟化氢蒸气供给工序之后的基板的表面，存在残留有氟的担忧。
根据该方法，在执行氟化氢蒸气供给工序之后，向基板的表面供给水蒸气。因水蒸气会与氟良好地反应，因此就残留于基板的表面的氟而言，能够通过供给至基板的表面的水蒸气来去除。因此，不会发生氟的残留，能够使已倒塌的图案恢复。
所述反应气体供给工序可包括臭氧气供给工序，在所述臭氧气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体。
根据该方法，向基板的表面供给包含臭氧气的气体。根据用于基板处理的处理液的种类，有时会在基板的表面夹杂有机物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含有机物。
臭氧气与有机物发生反应。因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因有机物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含有机物的生成粘接物起反应而进行分解，由此从图案的前端部去除生成粘接物。
当从图案的前端部去除生成粘接物时，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。由此能够使已倒塌的图案恢复。
本发明提供一种基板处理方法，为处理在表面形成有图案的基板的方法，所述基板处理方法包括：处理液供给工序，向所述基板的表面供给处理液；旋转干燥工序，在执行所述处理液供给工序之后，使所述基板以高速旋转，来对所述基板进行甩动干燥；以及图案恢复工序，在执行所述旋转干燥工序之后，执行所述图案恢复工序，在所述图案恢复工序中，执行反应气体供给工序来使已倒塌的所述图案恢复，所述反应气体供给工序指，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体的工序。
本申请发明人提出了以下的见解。即，在具有弹性的图案发生倒塌的情况下，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力在一定程度地作用于已倒塌的图案上。
然而，实际上，即使图案具有弹性，仍会维持倒塌状态。本申请发明人认为维持倒塌状态的主要原因之一在于，相邻的图案倒塌而使其前端部彼此相互地接触，而相互地接触的前端部彼此会因为伴随基板处理所产生的生成物而粘接。
根据该方法，向基板的表面供给能够与夹杂于该表面的生成物反应的反应气体。在已倒塌的图案的前端部彼此因所述生成物而粘接的情况下，供给至基板的表面的反应气体会与生成粘接物发生反应，通过该反应来分解生成粘接物。因此，能够从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够在图案恢复工序中使已倒塌的图案恢复。
此外，在执行旋转干燥工序之后执行图案恢复工序。即使在进行基板处理时的旋转干燥工序中，形成于基板的表面的图案倒塌的情况下，也可以在后来所执行的图案恢复工序中恢复已倒塌的图案。
在本发明的一实施方式中，所述反应气体供给工序包括氟化氢蒸气供给工序，在所述氟化氢蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气。
在使用硅基板作为基板等的情况中，有时会在基板的表面夹杂硅氧化物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含硅氧化物。
根据该方法，向基板的表面供给包含氟化氢的蒸气。如化学式(2)所示，氟化氢与硅氧化物起反应，且分解成H2SiF6和水。
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O……(2)
因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因硅氧化物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含硅氧化物的生成粘接物起反应而进行分解。因此，能够从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够使已倒塌的图案恢复。
所述基板处理方法还可包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行地进行，用于加热所述基板。
由于氟化氢与硅氧化物起反应，因此存在生成残渣(例如H2SiF6的残渣)的担忧。
根据该方法，与将包含氟化氢的蒸气供给至基板的动作并行地，加热基板。因此，能够使残渣蒸发来从基板的表面去除该残渣。
基板的表面的加热温度例如设置为比H2SiF6的沸点(大约109℃)更高的温度。
所述基板处理方法还可包括水蒸气供给工序，在执行所述氟化氢蒸气供给工序之后执行所述水蒸气供给工序，在所述水蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给水蒸气。
在执行氟化氢蒸气供给工序之后的基板的表面，存在残留有氟的担忧。
根据该方法，在执行氟化氢蒸气供给工序之后，向基板的表面供给水蒸气。因水蒸气会与氟良好地反应，因此就残留于基板的表面的氟而言，能够通过供给至基板的表面的水蒸气来去除。因此，不会发生氟的残留，能够使已倒塌的图案恢复。
所述反应气体供给工序可包括臭氧气供给工序，在所述臭氧气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体。
根据该方法，向基板的表面供给包含臭氧气的气体。根据用于基板处理的处理液的种类，有时会在基板的表面夹杂有机物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含有机物。
臭氧气与有机物发生反应。因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因有机物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含有机物的生成粘接物起反应而进行分解，由此从图案的前端部去除生成粘接物。
当从图案的前端部去除生成粘接物时，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。由此能够使已倒塌的图案恢复。
本发明提供一种基板处理装置，包括：基板保持单元，保持在表面形成有图案的基板；旋转单元，使由所述基板保持单元所保持的基板围绕着通过所述基板的中央部的旋转轴线旋转；处理液供给单元，向由所述基板保持单元所保持的基板的表面供给处理液；反应气体供给单元，向由所述基板保持单元所保持的基板的表面供给反应气体，所述反应气体能够与夹杂于该表面的生成物发生反应；以及控制装置，控制所述旋转单元、所述处理液供给单元及所述反应气体供给单元，所述控制装置执行：处理液供给工序，向所述基板的表面供给处理液；旋转干燥工序，在执行所述处理液供给工序之后，使所述基板以高速旋转，来对所述基板进行甩动干燥；以及图案恢复工序，在执行所述旋转干燥工序之后，执行所述图案恢复工序，在所述图案恢复工序中，执行反应气体供给工序来使已倒塌的所述图案恢复，所述反应气体供给工序指，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体的工序。
本申请发明人提出了以下的见解。即，在具有弹性的图案发生倒塌的情况下，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力在一定程度地作用于已倒塌的图案上。
然而，实际上，即使图案具有弹性，仍会维持倒塌状态。本申请发明人认为维持倒塌状态的主要原因之一在于，相邻的图案倒塌而使其前端部彼此相互地接触，而相互地接触的前端部彼此会因为伴随基板处理所产生的生成物而粘接。
根据该结构，在图案恢复工序中，向基板的表面供给能够与夹杂于该表面的生成物反应的反应气体。在已倒塌的图案的前端部彼此因所述生成物而粘接的情况下，供给至基板的表面的反应气体会与生成粘接物发生反应，通过该反应从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够在图案恢复工序中使已倒塌的图案恢复。
此外，在执行旋转干燥工序之后执行图案恢复工序。即使在进行基板处理时的旋转干燥工序中，形成于基板的表面的图案倒塌的情况下，也可以在后来所执行的图案恢复工序中恢复已倒塌的图案。
在本发明的一实施方式中，在所述反应气体供给工序中，所述控制装置执行用于向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气的氟化氢蒸气供给工序。
在使用硅基板作为基板等的情况中，有时会在基板的表面夹杂硅氧化物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含硅氧化物。
根据该结构，向基板的表面供给包含氟化氢的蒸气。如化学式(3)所示，氟化氢与硅氧化物起反应，且分解成H2SiF6和水。
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O……(3)
因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因硅氧化物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含硅氧化物的生成粘接物起反应而进行分解。因此，能够从图案的前端部去除生成粘接物。
通过从图案的前端部去除生成粘接物，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。因此，能够使已倒塌的图案恢复。
所述基板处理方法还可包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行地进行，用于加热所述基板。
由于氟化氢与硅氧化物起反应，因此存在生成残渣(例如H2SiF6的残渣)的担忧。
根据该结构，与将包含氟化氢的蒸气供给至基板的动作并行地，加热基板。因此，能够使残渣蒸发来从基板的表面去除该残渣。
基板的表面的加热温度例如设置为比H2SiF6的沸点(大约109℃)更高的温度。
所述控制装置还可与所述氟化氢蒸气供给工序并行地执行用于加热所述基板的基板加热工序。
在执行氟化氢蒸气供给工序之后的基板的表面，存在残留有氟的担忧。
根据该结构，在执行氟化氢蒸气供给工序之后，向基板的表面供给水蒸气。因水蒸气会与氟良好地反应，因此就残留于基板的表面的氟而言，能够通过供给至基板的表面的水蒸气来去除。因此，不会发生氟的残留，能够使已倒塌的图案恢复。
在所述反应气体供给工序中，所述控制装置可执行用于向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体的臭氧气供给工序。
根据该结构，向基板的表面供给包含臭氧气的气体。根据用于基板处理的处理液的种类，有时会在基板的表面夹杂有机物。在该情况下，认为粘接已倒塌的图案的前端部彼此的生成粘接物主要包含有机物。
臭氧气与有机物发生反应。因此，在已倒塌的图案的前端部彼此因有机物而粘接的情况下，供给至基板的表面的包含氟化氢的蒸气会与包含有机物的生成粘接物起反应而进行分解，由此从图案的前端部去除生成粘接物。
当从图案的前端部去除生成粘接物时，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会对已倒塌的图案起作用。由此能够使已倒塌的图案恢复。
可参照附图与下述的实施方式的说明，更加明确本发明的上述目的、特征与效果以及其它目的、特征与效果。
附图说明
图1是用于说明本发明的第一实施方式的基板处理装置的内部的布局(layout)的俯视图。
图2是用于说明所述基板处理装置中所具有的液体处理单元的结构例的图解性的剖视图。
图3是用于说明所述基板处理装置中所具有的恢复处理单元的结构例的图解性的剖视图。
图4是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电气结构的框图。
图5A是用于说明通过所述基板处理装置执行的第一基板处理例的流程图。
图5B是用于说明通过所述基板处理装置执行的第一基板处理例的流程图。
图6A至图6C是用于说明图案的倒塌的图解性的示意图。
图7A及图7B是用于说明已倒塌的图案的恢复的图解性的示意图。
图8是用于说明本发明的第二实施方式的基板处理装置的内部的布局的俯视图。
图9是用于说明所述基板处理装置所具有的恢复处理单元的结构例的图解性的剖视图。
图10是用于说明所述基板处理装置的主要部分的电气结构的框图。
图11是用于说明通过所述基板处理装置执行的第二基板处理例的流程图。
图12是用于说明本发明的第三实施方式的基板处理装置的恢复处理单元的结构例的图解性的剖视图。
图13是示出第一恢复试验的结果的示意图。
图14A及图14B是用于说明第一恢复试验的结果的影像图。
图15是示出第二恢复试验的结果的示意图。
具体实施方式
图1是用于说明本发明的一实施方式的基板处理装置1的内部的布局的示意性的俯视图。基板处理装置1是指通过处理液或处理气体逐张地处理半导体晶片等圆板状的基板W的单张式的装置。在基板处理装置1的处理对象的基板W的表面形成有图案。基板处理装置1包括：多个处理单元2，处理基板W；装载端(load port)LP，载置用于容纳在处理单元2所处理的多张基板W的搬运器(carrier)C；搬运机械手(robot)IR及基板搬运机械手CR，在装载端口LP与处理单元2之间搬运基板W；以及控制装置3，控制基板处理装置1。搬运机械手IR及基板搬运机械手CR是通过控制装置3而控制。搬运机械手IR在搬运器C与基板搬运机械手CR之间搬运基板W。基板搬运机械手CR在搬运机械手IR与处理单元2之间搬运基板W。多个处理单元2包括：液体处理单元2A，向基板W的表面(图案形成面)供给处理液，并以处理液来处理基板W；以及恢复处理单元2B，使因液体处理单元2A进行的处理的结果倒塌的图案恢复。
图2是用于说明基板处理装置1所具有的液体处理单元2A的结构例的图解性的剖视图。
液体处理单元2A使用清洗药液或蚀刻液来处理基板W。液体处理单元2A包括：箱形的第一腔室4；旋转卡盘(基板保持单元、旋转单元)5，在第一腔室4内一边将基板W保持于水平，一边使基板W围绕着通过基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1旋转；药液供给单元(处理液供给单元)6，用于将药液供给至由旋转卡盘5所保持的基板W的上表面；冲洗液供给单元(处理液供给单元)7，用于将冲洗液供给至基板W的上表面；有机溶剂供给单元(处理液供给单元)8，用于将具有比水更低的表面张力的有机溶剂的液体供给至由旋转卡盘5所保持的基板W的上表面；以及筒状的处理杯9，包围旋转卡盘5。
作为旋转卡盘5，采用将基板W夹持于水平方向而将基板W保持为水平的夹持式的卡盘。具体而言，旋转卡盘5包括：旋转马达(spin motor)10；旋转轴11，与该旋转马达10的驱动轴一体化；以及圆板状的旋转基座(spin base)12，大致水平地安装于旋转轴11的上端。
在旋转基座12的上表面的周缘部配置有多个(三个以上，例如六个)夹持构件13。多个夹持构件13在与基板W的外周形状对应的圆周上隔开适当的间隔来配置于旋转基座12的上表面的周缘部。
此外，作为旋转卡盘5并不限于夹持式，例如也可采用如下真空吸附式卡盘(vacuum chuck；真空卡盘)，即，通过真空吸附基板W的背面，来将基板W保持为水平的姿势，且在该状态下使该基板W围绕着铅垂的旋转轴线旋转，从而使由旋转卡盘5所保持的基板W旋转。
药液供给单元6包括药液喷嘴14。药液喷嘴14例如是以连续流动的状态喷出液体的直式喷嘴(straight nozzle)，在旋转卡盘5的上方，将药液喷嘴14的喷出口朝向基板W的上表面的中央部固定性地配置。在药液喷嘴14连接有被供给有来自药液供给源的药液的药液配管15。在药液配管15的途中部，设置有用于切换来自药液喷嘴14的药液供给或停止供给的药液阀16。当药液阀16被打开时，从药液配管15供给至药液喷嘴14的连续流动的药液会从设定于药液喷嘴14的下端的喷出口喷出。此外，当药液阀16被关闭时，停止从药液配管15向药液喷嘴14供给药液的动作。药液例如包括硫酸、醋酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氨水、过氧化氢水、有机酸(例如柠檬酸(citric acid)、草酸(oxalate)等)、有机碱(alkali)(例如，TMAH：tetra methyl ammonium hydroxide；四甲基氢氧化铵等)、有机溶剂(例如，IPA：Isopropyl Alcohol；异丙醇等)、及界面活性剂、防腐剂中的至少一个液体。
冲洗液供给单元7包括冲洗液喷嘴17。冲洗液喷嘴17例如是以连续流动的状态喷出液体的直式喷嘴，在旋转卡盘5的上方，将冲洗液喷嘴17的喷出口朝向基板W的上表面的中央部固定性地配置。在冲洗液喷嘴17连接有被供给有来自冲洗液供给源的冲洗液的冲洗液配管18。在冲洗液配管18的途中部，设置有用于切换来自冲洗液喷嘴17的冲洗液的供给或停止供给的冲洗液阀19。当冲洗液阀19被打开时，从冲洗液配管18供给至冲洗液喷嘴17的连续流动的冲洗液会从设定于冲洗液喷嘴17的下端的喷出口喷出。此外，当冲洗液阀19被关闭时，停止从冲洗液配管18向冲洗液喷嘴17供给冲洗液的动作。冲洗液，例如是去离子水(DIW)。但不限于DIW，也可为碳酸水、电解离子水、含氢水、臭氧水及稀释浓度(例如，10ppm至100ppm左右)的盐酸水中的一种。
有机溶剂供给单元8包括有机溶剂喷嘴20。有机溶剂喷嘴20例如是以连续流动的状态喷出液体的直式喷嘴，在旋转卡盘5的上方，将有机溶剂喷嘴20的喷出口朝向基板W的上表面的中央部固定性地配置。在有机溶剂喷嘴20连接有被供给有来自有机溶剂供给源的液体的有机溶剂的有机溶剂配管21。在有机溶剂配管21的途中部，设置有用于切换来自有机溶剂喷嘴20的有机溶剂的供给或停止供给的有机溶剂阀22。当有机溶剂阀22被打开时，从有机溶剂配管21供给至有机溶剂喷嘴20的连续流动的有机溶剂会从设定于有机溶剂喷嘴20的下端的喷出口喷出。此外，当有机溶剂阀22被关闭时，停止从有机溶剂配管21向有机溶剂喷嘴20供给液体的有机溶剂的动作。液体的有机溶剂，例如是异丙醇(IsopropylAlcohol：IPA)。液体的有机溶剂，除了IPA以外，还可以例示甲醇(methanole)、乙醇(ethanol)、丙酮(acetone)、HFE(hydro fluoro ether；氢氟醚)。这些均是表面张力比水(DIW)的表面张力更小的有机溶剂。
此外，药液喷嘴14、冲洗液喷嘴17及有机溶剂喷嘴20不必分别固定性地配置于旋转卡盘5，例如也可采用如下的所谓扫描喷嘴(scan nozzle)的方式，即，该扫描喷嘴安装于能够在旋转卡盘5的上方的水平面内摇动的臂部上，通过该臂部的摆动，扫描基板W的上表面中的处理液的着落位置。
在第一腔室4的侧方的隔壁，形成有用于搬入或搬出基板W的搬入搬出口23。液体处理单元2A是还包括：挡门(shutter)24，用于开闭搬入搬出口23；以及挡门开闭单元25，包括用于开闭驱动挡门24的汽缸(cylinder)等。
图3是用于说明基板处理装置1中所具有的恢复处理单元2B的结构例的图解性的剖视图。
恢复处理单元2B将反应气体(能够与夹杂于基板W的表面的生成物起反应的反应气体)供给至基板W的表面，来使图案恢复。作为反应气体，恢复处理单元2B使用包含氟化氢(HF)的蒸气(HF vapor，以下，称为“氟化氢蒸气”)。
恢复处理单元2B包括：例如筒状(圆筒状)的第二腔室28；基板保持单元32，容纳于第二腔室28内，且包括保持板31；氟化氢蒸气供给单元(反应气体供给单元)33，用于向由保持板31所保持的基板W的上表面供给氟化氢蒸气；以及水蒸气供给单元34，用于向由保持板31所保持的基板W的上表面供给水蒸气。
第二腔室28包括：周壁39；以及上下相向的上壁40及底壁41。第二腔室28为使用蒸气来处理基板W的蒸气处理腔室(Vapor Process Chamber：VPC)。
在保持板31的内部，埋设有用于加热由保持板31所保持的基板W的加热器42。通过加热器42的发热来对保持板31的上表面进行加温。即，保持板31具有作为加热板(hotplate)的功能，从下方保持基板W，并且从下方对保持对象的基板W进行加热。
基板保持单元32是还包括：多个(例如，三个)升降销(lift pin)36，使基板W相对于保持板31而升降；共用的支撑构件37，支撑多个升降销36；以及升降销升降单元38，结合于支撑构件37，且包括汽缸。
保持板31固定于朝向铅垂方向延伸的旋转轴57的上端。在旋转轴57是结合有旋转马达58，该旋转马达58使旋转轴57围绕着与旋转轴57的中心轴线一致的旋转轴线A2旋转。
多个升降销36***第二腔室28的底壁41，且在第二腔室28外被支撑构件37支撑。升降销升降单元38使多个升降销36在上位置(例如，能够在与基板搬运机械手CR之间进行基板W的交接的位置，图3的双点划线所示)与下位置(图3的实线所示)之间一体地升降，该上位置是指，多个升降销36的前端朝向保持板31的上方突出的位置，该下位置是指，多个升降销36的前端退避至保持板31的下方的位置。
此外，在第二腔室28的周壁39，形成有用于将基板W搬入第二腔室28内或从第二腔室28内搬出基板W的搬入搬出口43。在周壁39的外侧，设置有用于开闭搬入搬出口43的挡门44。在挡门44结合有包括汽缸等的挡门开闭单元45。挡门开闭单元45使挡门44在关闭位置与打开位置之间移动，其中，所述关闭位置指，挡门44密闭搬入搬出口43的位置，所述打开位置指，挡门44打开搬入搬出口43的位置。
如图3所示，氟化氢蒸气供给单元33包括设置于第二腔室28的上壁40的氟化氢蒸气导入配管46。在氟化氢蒸气导入配管46供给有来自氟化氢蒸气供给源的氟化氢蒸气。供给至氟化氢蒸气导入配管46的氟化氢蒸气也可以包含载气(carrier gas)(例如，氮气等非活性气体)。氟化氢蒸气导入配管46贯通上壁40，且将氟化氢蒸气导入第二腔室28内。氟化氢蒸气供给单元33还包括用于开闭氟化氢蒸气导入配管46的氟化氢蒸气阀47。
水蒸气供给单元34包括设置于第二腔室28的上壁40的水蒸气导入配管48。在水蒸气导入配管48供给有来自水蒸气供给源的水蒸气。供给至水蒸气导入配管48的水的蒸气也可以包含载气(例如，氮气等非活性气体)。水蒸气导入配管48贯通上壁40，且将水蒸气导入第二腔室28内。从水蒸气导入配管48导入于第二腔室28内的水蒸气，优选是具有水的沸点以上的温度(例如大约140℃)的过热水蒸气。水蒸气供给单元34是还包括用于开闭水蒸气导入配管48的水蒸气阀49。
在第二腔室28的内部，在上壁40与保持板31之间配置有沿着水平方向延伸的整流板50。在整流板50形成有与第二腔室28的内部相向的多个喷出孔51。在上壁40与整流板50之间划分出：用于扩散供给至第二腔室28的内部的气体(氟化氢蒸气或水蒸气)的扩散空间。
当氟化氢蒸气阀47被打开时，来自氟化氢蒸气导入配管46的氟化氢蒸气供给至第二腔室28的内部。来自氟化氢蒸气导入配管46的氟化氢蒸气从整流板50的多个喷出孔51分散而喷出，在第二腔室28内，形成在与上壁40的内表面平行的面内具有大致均匀的流速的喷淋状，并落至由保持板31所保持的基板W。
此外，当水蒸气阀49被打开时，来自水蒸气导入配管48的水蒸气供给至第二腔室28的内部。来自水蒸气导入配管48的水蒸气从整流板50的多个喷出孔51分散而喷出，在第二腔室28内，形成在与上壁40的内表面平行的面内具有大致均匀的流速的喷淋状，并落至由保持板31所保持的基板W。
此外，例如在第二腔室28的周壁39，设置有用于将作为非活性气体的一例的氮气导入于第二腔室28内的非活性气体导入配管53。在非活性气体导入配管53通过非活性气体阀52供给有非活性气体。非活性气体导入配管53例如也可以设置于上壁。
此外，在第二腔室28的底壁41形成有排气口54。在排气口54连接有排气配管55的基端，该排气配管55的前端被连接于排气源(未图示)。在排气配管55的途中部设置有排气阀56。当排气阀56被打开时，第二腔室28内的环境气体从排气口54排出，当排气阀56被关闭时，停止来自排气口54的排气。
图4是用于说明基板处理装置1的主要部分的电气结构的框图。
控制装置3例如使用微型计算机(microcomputer)所构成。控制装置3具有CPU(Central Processing Unit；中央处理器)等运算单元、固定内存器件、硬盘驱动器等存储单元、以及输入输出单元。在存储单元存储有用于使运算单元执行的程序。
此外，控制装置3按照预先设定的程序控制旋转马达10、挡门开闭单元25、旋转马达58、升降销升降单元38、挡门开闭单元45、加热器42等的动作。此外，控制装置3按照预先设定的程序开闭药液阀16、冲洗液阀19、有机溶剂阀22、氟化氢蒸气阀47、水蒸气阀49、非活性气体阀52、排气阀56等。
图5A及图5B是用于说明通过基板处理装置1(液体处理单元2A及恢复处理单元2B)执行的第一基板处理例的流程图。图6A至图6C是用于说明图案62的倒塌的图解性的图。图7A及图7B是用于说明已倒塌的图案62的恢复的图解性的图。
以下，一边参照图1至图5B，一边说明第一基板处理例。适当参照图6A至图6C及图7A、图7B。在通过基板处理装置1实施第一基板处理例时，首先，通过液体处理单元2A对基板W实施液体处理，之后，通过恢复处理单元2B对基板W实施恢复处理。通过液体处理单元2A对基板W所实施的液体处理指清洗处理或蚀刻处理。
首先，说明通过液体处理单元2A对基板W进行的液体处理。在执行通过液体处理单元2A进行的液体处理时，未清洗的基板W会被搬入至第一腔室4的内部(图5A的步骤S1)。
具体而言，控制装置3使保持着基板W的基板搬运机械手CR(参照图1)的手部H1(参照图1)进入第一腔室4的内部。因此，基板W以使其表面(处理对象面)朝向上方的状态被交至旋转卡盘5。之后，基板W保持于旋转卡盘5。如图6A等所示，搬入至第一腔室4的内部的基板W例如是在硅(Si)基板61(半导体基板的一例)的表面形成微细的图案(薄膜图案)62而成的。图案62例如也可以以线宽W1为10nm至45nm左右、相邻的图案间的间隔W2为10nm至几μm左右的方式形成。形成图案62的结构体的膜厚T例如为50nm至5μm左右。此外，例如，该结构体的高宽比(aspect ratio)(膜厚T相对于线宽W1的比)例如也可以为5至500左右。
在基板W保持于旋转卡盘5之后，控制装置3控制旋转马达10(参照图2)，来使基板W开始旋转(图5A的步骤S2)。
当基板W的旋转到达预先设定的液体处理速度(例如大约800rpm)时，控制装置3执行向基板W的表面供给药液的药液工序(图5A的步骤S3)。具体而言，控制装置3打开药液阀16。因此，从药液喷嘴14朝向旋转状态的基板W的表面供给药液。供给的药液借助离心力遍及基板W的整个面，且对基板W实施使用药液的药液处理。当开始喷出药液起经过预先设定的时间时，控制装置3关闭药液阀16来停止来自药液喷嘴14的药液的喷出。因此，结束药液工序(S3)。
接着，控制装置3执行冲洗工序(图5A的步骤S4)，在该冲洗工序中，将基板W上的药液置换成冲洗液，并从基板W上排除药液。具体而言，控制装置3打开冲洗液阀19。因此，从冲洗液喷嘴17朝向旋转状态的基板W的表面喷出冲洗液。喷出的冲洗液借助离心力遍及基板W的整个面。通过该冲洗液来冲走附着在基板W上的药液。
当开始供给冲洗液起经过预先设定的时间时，控制装置3在冲洗液覆盖基板W的上表面的整个区域的状态下控制旋转马达10，从而使基板W的转速从液体处理速度阶段性地减小至浸液速度(paddle speed)(零或大约40rpm以下的低转速，例如大约10rpm)。之后，将基板W的转速维持于覆浆速度。因此，如图6A所示，在基板W的表面，使覆盖基板W的上表面的整个区域的水的液膜保持为浸液(paddle)状。
接着，将基板W上的冲洗液置换为作为表面张力更低的低表面张力液的有机溶剂(图5A的步骤S5)。具体而言，控制装置3打开有机溶剂阀22，来从有机溶剂喷嘴20朝向基板W的表面喷出液体的有机溶剂(例如IPA)。因此，形成于基板W的表面的液膜所包括的冲洗液被置换成有机溶剂，从而在基板W的表面形成(浸液状的)有机溶剂的液膜。在基板W的上表面上的冲洗液被置换为有机溶剂之后，控制装置3关闭有机溶剂阀22，来停止来自有机溶剂喷嘴20的有机溶剂的喷出。
之后，控制装置3执行旋转干燥工序(图5A的步骤S6)。具体而言，控制装置3使基板W加速至比液体处理速度更大的规定的旋转干燥速度(例如大约1000rpm)，且使基板W以该旋转干燥速度旋转。因此，较大的离心力施加于基板W上的液体，从而使附着于基板W的液体被甩离至基板W的周围。如此，从基板W去除液体，从而使基板W干燥。
当开始进行基板W的高速旋转起经过预先设定的时间时，控制装置3是控制旋转马达10，来使通过旋转卡盘5进行的基板W的旋转停止(图5A的步骤S7)。
之后，从第一腔室4内搬出基板W(图5A的步骤S8)。具体而言，控制装置3使基板搬运机械手CR的手部H1进入第一腔室4的内部。然后，控制装置3使旋转卡盘5上的基板W保持于基板搬运机械手CR的手部H1。之后，控制装置3使基板搬运机械手CR的手部H1从第一腔室4内退避。因此，能够从第一腔室4搬出进行液体处理之后的基板W。
在通过液体处理单元2A进行的旋转干燥工序(S6)中，可能会发生图案62的倒塌。在旋转干燥工序(S6)中，如图6A所示，在图案62内形成有有机溶剂的液面(空气与液体的界面)，有机溶剂的表面张力会作用于液面与图案62的接触位置。此时，进入于图案62之间的有机溶剂的液面高度H在基板W的各处不均匀，因此，存在于图案62的周围的有机溶剂的液面高度H，会在形成图案62的结构体的全周不均等。因此，作用于图案62的有机溶剂的表面张力(毛细管力)会在该图案62的全周不平衡，图案62会朝向较大的表面张力所作用的方向倾倒。因此，如图6B所示，会发生图案62的倒塌。
另一方面，图案62具有弹性，在该情况下，即使在图案62已发生倒塌的情况下，要通过图案本身所具有的弹性而立起(恢复)的力也会在一定程度上作用于已倒塌的图案62上。
即使图案62具有弹性，仍然也经常维持倒塌状态。作为该主要原因之一，本申请发明人认为：如图6C所示，相邻的图案62倒塌而使前端部62a彼此相互地接触，而相互地接触的前端部62a彼此会因为伴随液体处理单元2A的液体处理所产生的生成粘接物63而粘接，由此图案62的立起会受到阻碍。并且认为：由于长期间维持图案62的倒塌状态，该图案62就会存储倒塌形状，从而使倒塌状态维持。如本实施方式所述，在使用硅基板61作为基板的情况下，认为生成粘接物63主要包括硅氧化物。生成粘接物63也可以除了硅氧化物以外，还包括氧化钛(TiO2)，或者也可代替硅氧化物来包括氧化钛(TiO2)。
其次，说明通过恢复处理单元2B对基板W进行的恢复处理(图案恢复工序)。在执行通过恢复处理单元2B进行的恢复处理时，通过液体处理单元2A进行液体处理之后的基板W被搬入于第二腔室28的内部(图5B的步骤S9)。在将基板W搬入恢复处理单元2B内之前，控制装置3先控制挡门开闭单元45以使挡门44移动至打开位置，由此，开放搬入搬出口43。此外，在将基板W搬入恢复处理单元2B内之前，控制装置3控制升降销升降单元38，来使升降销36配置于其前端朝向保持板31的上方突出的位置。
具体而言，控制装置3使保持有基板W的基板搬运机械手CR(参照图1)的手部H1(参照图1)进入于第二腔室28的内部。因此，将基板W以其表面(处理对象面)朝向上方的状态交至基板保持单元32。通过手部H1将搬入于第二腔室28内的基板W载置于升降销36上。之后，控制装置3控制升降销升降单元38，来使升降销36朝向下位置下降。通过该升降销36的下降，使升降销36上的基板W移载至保持板31上。然后，通过产生于基板W的下表面与保持板31的上表面之间的摩擦力，将基板W保持于保持板31。
在升降销36上载置基板W之后，控制装置3使手部H1从第二腔室28内退避。在手部H1从第二腔室28内退避之后，控制装置3控制挡门开闭单元45来使挡门44移动至关闭位置，由此，能够通过挡门44对搬入搬出口43进行密闭，从而使第二腔室28内成为密闭空间。
在搬入搬出口43被密闭之后，控制装置3控制加热器42，来从下表面侧开始对基板W进行加热(图5B的步骤S10)，且使基板W升温至比H2SiF6的沸点(大约109℃)更高的规定的温度(例如大约120℃)。此外，在基板W保持于保持板31之后，控制装置3控制旋转马达58(参照图3)，来使基板W开始旋转。
当基板W的温度到达处理温度(例如大约120℃)、且基板W的旋转到达恢复处理速度(例如大约300rpm)时，控制装置3执行氟化氢蒸气供给工序(图5B的步骤S11)。氟化氢蒸气供给工序(S11)为向由保持板31所保持的基板W的表面供给氟化氢蒸气的工序。具体而言，控制装置3通过打开氟化氢蒸气阀47及排气阀56，来从氟化氢蒸气导入配管46向第二腔室28内导入氟化氢蒸气。因此，如图7A所示，能够向基板W的表面的整个区域供给氟化氢蒸气(HF Vapor)。在该情况下，如化学式(2)所示，氟化氢与硅氧化物发生反应，且分解成H2SiF6和水。
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O……(2)
在将已倒塌的图案62的前端部62a彼此粘接的生成粘接物63包含硅氧化物的情况下，供给至基板W的表面的氟化氢蒸气会与包含硅氧化物的生成粘接物63发生反应来进行分解，且生成H2SiF6。
此外，与氟化氢蒸气的供给并行地，控制装置3控制加热器42，来以升温至比H2SiF6的沸点(大约109℃)更高的温度的方式加热基板W，因此能够使H2SiF6的残渣蒸发，来从基板W的表面去除该残渣，其中，所述H2SiF6的残渣是氟化氢蒸气中所包含的氟化氢和硅氧化物(SiO2等)发生反应而产生的。
通过从图案62的前端部62a去除生成粘接物63，要通过图案62本身所具有的弹性而立起(恢复)的力作用于已倒塌的图案62。因此，如图7B所示，已倒塌的图案62就会立起(恢复)。
此外，与氟化氢蒸气的供给并行地，使基板W旋转，从而使氟化氢蒸气均匀地供给至基板W的上表面的整个区域。
在第一基板处理例中，供给至第二腔室28内的氟化氢蒸气的供给流量包括载气并供给大约15公升(liter)/分。此时的氟化氢蒸气与载气间的流量比例如大约为1：1。氟化氢蒸气的供给时间、即氟化氢蒸气供给工序(S11)的执行时间大约为1分钟。
当开始供给氟化氢蒸气起经过预先设定的时间时，控制装置3关闭氟化氢蒸气阀47。因此，停止向基板W的表面供给氟化氢蒸气的动作。
接着，控制装置3执行向基板W的表面供给水蒸气的水蒸气供给工序(图5B的步骤S12)。具体而言，控制装置3打开水蒸气阀49。因此，从水蒸气导入配管48向第二腔室28内导入水蒸气，且该氟化氢蒸气供给至基板W的表面。此外，与水蒸气的供给并行地，使基板W旋转，从而使水蒸气均匀地供给至基板W的上表面的整个区域。
水蒸气与氟良好地反应。因此，即使是在氟残留于进行水蒸气供给工序(S12)之后的基板W的表面的情况下，通过向基板的上表面供给水蒸气，来去除残留于基板W的表面的氟。
接着，第二腔室28内的环境气体被置换成非活性气体(图5B的步骤S13)。具体而言，控制装置3打开非活性气体阀52。因此，从非活性气体导入配管53向第二腔室28内导入常温的非活性气体，结果，使第二腔室28的内部的环境气体会急速地被置换成从非活性气体导入配管53导入的非活性气体。向第二腔室28内供给非活性气体的供给时间(非活性气体冲洗(purge)时间)大约为30秒。
在第二腔室28内的环境气体被置换成非活性气体环境气体之后，控制装置3控制加热器42，来停止对基板W进行的加热(图5B的步骤S14)。此外，控制装置3关闭非活性气体阀52及排气阀56。
之后，控制装置3控制升降销升降单元38，来使升降销36上升至基板W相对于保持板31的上位置。通过升降销36的上升，使目前由保持板31所保持的基板W支撑于升降销36。之后，控制装置3控制挡门开闭单元45，来将挡门44配置于打开位置，从而使搬入搬出口43开放。在该状态下，通过基板搬运机械手CR从第二腔室28搬出升降销36所支撑的基板W(图5B的步骤S15)。
如上所述，根据本实施方式，向基板W的表面的整个区域供给氟化氢蒸气。在基板W的表面夹杂有硅氧化物。在该情况下，认为生成粘接物63将已倒塌的图案的前端部彼此粘接，此外，生成粘接物63包含硅氧化物(SiO2等)。
在该情况下，因氟化氢蒸气中所包含的氟化氢会与硅氧化物(SiO2等)发生反应，因此供给至基板W的表面的氟化氢蒸气会与包含硅氧化物的生成粘接物63发生反应而进行分解，由此，能够从图案62的前端部62a去除生成粘接物63。
通过从图案62的前端部62a去除生成粘接物63，要通过图案62本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会作用于已倒塌的图案62。因此，能够使已倒塌的图案62恢复。
此外，与对基板W进行的氟化氢蒸气的供给并行地，加热基板W。通过使氟化氢蒸气中所包含的氟化氢与硅氧化物(SiO2等)发生反应，存在生成H2SiF6的残渣的担忧。然而，通过与对基板W进行的氟化氢蒸气的供给并行地加热基板W，能够使这样的残渣蒸发，从而从基板W的表面去除该残渣。
此外，在氟化氢蒸气供给工序(S11)之后，执行水蒸气供给工序(S12)。在进行氟化氢蒸气供给工序(S11)之后的基板W的表面，存在残留氟的担忧(也即，存在发生所谓F残留的担忧)。因水蒸气与氟良好地发生反应，因此就残留于基板W的表面的氟而言，能够通过供给至基板W的表面的水蒸气来去除。因此，在不发生氟的残留的情况下，能够使已倒塌的图案62恢复。
图8是用于说明本发明的第二实施方式的基板处理装置201的内部的布局的俯视图。图9是用于说明基板处理装置201所具有的恢复处理单元2C的结构例的图解性的剖视图。
在第二实施方式所示的实施方式中，对于与所述第一实施方式共同的部分，标注与图1至图7B的情况相同的附图标记，并省略说明。基板处理装置201与基板处理装置1的差异点在于，具有恢复处理单元2C来代替恢复处理单元2B。
恢复处理单元2C向基板W的表面供给反应气体来使图案恢复。恢复处理单元2C使用包含臭氧气的气体(以下，称为“臭氧气气体”)来作为反应气体。
如图9所示，恢复处理单元2C包括：例如筒状(圆筒状)的第三腔室228；基板保持单元232，容纳于第三腔室228内，且包括保持板31；以及臭氧气供给单元(反应气体供给单元)203，用于向由保持板31所保持的基板W的上表面供给臭氧气气体。
第二实施方式的第三腔室228具有与第一实施方式的第二腔室28相同的结构。
第二实施方式的基板保持单元232具有与第一实施方式的基板保持单元32相同的结构。
如图9所示，臭氧气供给单元203包括设置于第二腔室28的上壁40的臭氧气导入配管204。在臭氧气导入配管204供给有包含来自臭氧气供给源的臭氧气的气体(以下，称为“臭氧气气体”)。供给至臭氧气导入配管204的臭氧气气体(O3)，也可以包含载气(例如，氮气等非活性气体)。臭氧气导入配管204贯通上壁40，来将臭氧气气体(O3)导入于第二腔室28内。臭氧气供给单元203还包括用于开闭臭氧气导入配管204的臭氧气阀205。
当臭氧气阀205被打开时，来自臭氧气导入配管204的臭氧气气体(O3)供给至第二腔室28的内部。来自臭氧气导入配管204的臭氧气气体(O3)从整流板50的多个喷出孔51分散而喷出，在第二腔室28内，形成在与上壁40的内表面平行的面内具有大致均匀的流速的喷淋状，并落至由保持板31所保持的基板W上。
图10是用于说明基板处理装置201的主要部分的电气结构的框图。
控制装置3按照预先设定的程序来控制旋转马达10、挡门开闭单元25、旋转马达58、升降销升降单元38、挡门开闭单元45、加热器42等的动作。此外，控制装置3按照预先设定的程序来开闭药液阀16、冲洗液阀19、有机溶剂阀22、臭氧气阀205、非活性气体阀52、排气阀56等。
图11是用于说明通过基板处理装置201(液体处理单元2A及恢复处理单元2C)执行的第二基板处理例的流程图。
在第二基板处理例中，通过液体处理单元2A对基板W实施的液体处理与第一基板处理例的情况相同。即，第二基板处理例包括图5A的步骤S1至步骤S8的各个工序。在图11中仅记载了图5A的步骤S9之后的工序。
根据在药液工序(图5A的步骤S3)中使用的药液的种类，有时在进行液体处理(通过液体处理单元2A进行的液体处理)之后存在有机物。在该情况下，认为生成粘接物63(参照图6C)主要包含有机物。
以下，一边参照图8至图11，一边说明第二基板处理例的恢复处理。第二基板处理例的恢复处理是在恢复处理单元2C中执行的。在执行通过恢复处理单元2C进行的恢复处理时，通过液体处理单元2A进行液体处理之后的基板W会被搬入于第二腔室28的内部(图11的步骤S21)。向恢复处理单元2C内的基板W的搬入是与向恢复处理单元2B(参照图2)内的基板W的搬入(图5B的步骤S9)相同的工序。
在向升降销36上载置基板W之后，控制装置3使手部H1从第二腔室28内退避。在手部H1从第二腔室28内退避之后，控制装置3控制挡门开闭单元45，来使挡门44移动至关闭位置，由此，通过挡门44对搬入搬出口23进行密闭，从而使第二腔室28内成为密闭空间。
在搬入搬出口43被密闭之后，控制装置3控制加热器42，来从下表面侧开始对基板W进行加热，从而使基板W升温至规定的处理温度(例如大约120℃)。此外，控制装置3控制旋转马达58(参照图3)，来使基板W开始旋转。
当基板W的温度到达处理温度(例如大约120℃)、且基板W的旋转到达恢复处理速度(例如大约300rpm)时，控制装置3执行臭氧气供给工序(图11的步骤S22)。臭氧气供给工序(S22)为向由保持板31所保持的基板W的表面供给臭氧气气体(O3)的工序。具体而言，控制装置3通过打开臭氧气阀205及排气阀56，来从臭氧气导入配管204向第二腔室28内导入臭氧气气体(O3)。因此，能够向基板W的表面的整个区域供给臭氧气气体(O3)。在该情况下，臭氧气气体(O3)中所包含的臭氧气与有机物起反应，从而使有机物分解。
在将已倒塌的图案62(参照图6B)的前端部62a(参照图6B)彼此粘接的生成粘接物63包含有机物的情况下，供给至基板W的表面的臭氧气气体(O3)中所包含的臭氧气，会与包含有机物的生成粘接物63发生反应而分解。由此，从图案62的前端部去除生成粘接物63。
通过从图案62的前端部62a去除生成粘接物63，要通过图案62本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会作用于已倒塌的图案62。由此，已倒塌的图62会立起(恢复)。
此外，与臭氧气气体(O3)的供给并行地，使基板W旋转，从而能够将臭氧气气体(O3)均匀地供给至基板W的上表面的整个区域。
在本实施方式中，供给至第二腔室28内的臭氧气气体(O3)的供给流量包括载气并供给大约20公升/分。此时的臭氧气与载气的流量比例如大约为1：7。臭氧气气体(O3)的供给时间、即臭氧气供给工序(S22)的执行时间大约为3分钟。
当开始供给臭氧气气体(O3)起经过预先设定的时间时，控制装置3关闭臭氧气阀205。由此，停止向基板W的表面供给臭氧气气体(O3)的动作。
接着，第二腔室28内的环境气体被置换成非活性气体(图11的步骤S23)。恢复处理单元2C中的通过非活性气体进行的置换为，与恢复处理单元2B(参照图2)中的通过非活性气体进行的置换(图5B的步骤S13)相同的工序。
在第二腔室28内的环境气体被置换成非活性气体环境气体之后，控制装置3控制加热器42来停止对基板W的加热。此外，控制装置3关闭非活性气体阀52及排气阀56。
之后，控制装置3控制升降销升降单元38，来使升降销36上升至基板W相对于保持板31的上位置。通过升降销36的上升，使目前由保持板31所保持的基板W支撑于升降销36。之后，控制装置3控制挡门开闭单元45，来将挡门44配置于打开位置，由此开放搬入搬出口43。在该状态下，通过基板搬运机械手CR从第二腔室28搬出由升降销36所支撑的基板W(图11的步骤S24)。
如上所述，根据本实施方式，向基板W的表面供给臭氧气气体(O3)。在基板W的表面夹杂有机物。在该情况下，可认为生成粘接物63将已倒塌的图案的前端部彼此粘接，此外，生成粘接物63包含有机物。
在该情况下，因臭氧气会与有机物发生反应，因此供给至基板W的表面的臭氧气气体(O3)所包含的臭氧气，会与包含有机物的生成粘接物63发生反应而分解，因此，能够从图案62的前端部62a去除生成粘接物63。
通过从图案62的前端部62a去除生成粘接物63，要通过图案62本身所具有的弹性而立起(恢复)的力就会作用于已倒塌的图案62。因此，能够使已倒塌的图案62恢复。
图12是用于说明本发明的第三实施方式的基板处理装置301的恢复处理单元302的结构例的图解性的剖视图。
在第三实施方式中，对于与上述第一实施方式所示的各部对应的部分，标注与图1至图7B的情况相同的附图标记，并省略说明。
基板处理装置301具有恢复处理单元302来代替恢复处理单元2B。与第一实施方式的恢复处理单元2B不同的一点在于，具有不是密闭腔室的第四腔室303来作为腔室。恢复处理单元302包括：箱状的第四腔室303；容纳于第四腔室303内的基板保持单元304；以及相向构件305，与由基板保持单元304的保持板31所保持的基板W的上表面相向。基板保持单元304具有与第一实施方式的基板保持单元32(参照图3)相同的结构。
在本实施方式中，通过使相向构件305接近于基板W的上表面，在相向构件305与基板W的上表面之间形成半密闭空间307。在该半密闭空间307，向基板W的表面供给氟化氢蒸气。
相向构件305包括大致圆板状的相向板308。相向板308配置于基板保持单元304的上方。相向板308是以水平的姿势支撑于朝向上下方向延伸的支撑轴309。相向板308为具有与基板W相同或比基板W更大的外径的圆板状。相向板308的中心轴线配置于旋转轴线A1上。
相向板308包括：配置成水平的圆板部310；以及沿着圆板部310的外周缘所设置的筒状部311。筒状部311也可以呈圆锥台状。具体而言，如图12所示，筒状部311也可以以从圆板部310的外周缘朝向外侧扩展的方式朝向下方延伸。此外，如图12所示，筒状部311的壁厚也可以随着靠近筒状部311的下端而变小。
恢复处理单元302还包括用于喷出处理液的喷嘴312。喷嘴312沿着上下方向贯通相向板308的中央部。在喷嘴312的下端部，形成有在相向板308的下表面中央部开口的喷出口313。喷嘴312设置为能够与相向板308一起朝向铅垂方向升降。
恢复处理单元302还包括通过支撑轴309连结于相向板308的相向板升降单元314。恢复处理单元302还可具有使相向板308围绕着相向板308的中心轴线旋转的遮挡板旋转单元。相向板升降单元314使相向板308在接近位置(图12所示的位置)与退避位置(未图标)之间升降，其中，所述接近位置指，相向板308的下表面中央部接近于基板W的上表面的位置，所述退避位置指，设置于接近位置的上方的位置。
恢复处理单元302还包括：氟化氢蒸气供给单元(反应气体供给单元)315，向喷出口313供给氟化氢蒸气；以及水蒸气供给单元316，向喷出口313供给水蒸气。氟化氢蒸气供给单元315及水蒸气供给单元316分别代替第一实施方式的氟化氢蒸气供给单元33(参照图3)及水蒸气供给单元34(参照图3)来使用。
氟化氢蒸气供给单元315包括：氟化氢蒸气配管317，用于向喷嘴312供给氟化氢蒸气；以及氟化氢蒸气阀318，用于开闭氟化氢蒸气配管317。
水蒸气供给单元316包括：水蒸气配管319，用于向喷嘴312供给水蒸气；以及水蒸气阀320，用于开闭水蒸气配管319。
当关闭了水蒸气配管319的状态下打开氟化氢蒸气阀318时，向喷嘴312供给氟化氢蒸气，且从喷出口313朝向下方喷出氟化氢蒸气。
另一方面，当关闭了氟化氢蒸气阀318的状态下打开水蒸气配管319时，向喷嘴312供给水蒸气，且从喷出口313朝向下方喷出水蒸气。
控制装置3按照预先设定的程序来控制旋转马达58、升降销升降单元38、加热器42等的动作。此外，控制装置3按照预先设定的程序来开闭氟化氢蒸气阀318、水蒸气阀320等。
在恢复处理单元302中，执行与第一基板处理例相同的处理，且实现与在第一基板处理例中所说明的作用效果相同的作用效果。下面，仅对于在恢复处理单元302中所执行的恢复处理中的、与上述第一基板处理例的恢复处理不同的部分进行说明。
当基板W的温度到达处理温度(例如大约120℃)、且基板W的旋转到达恢复处理速度(例如大约300rpm)时，控制装置3执行氟化氢蒸气供给工序(相当于图5B的步骤S11)。具体而言，控制装置3控制相向板升降单元314，来将相向板308配置于接近位置。因此，在相向构件305与基板W的上表面之间形成圆筒状的半密闭空间307。此外，控制装置3打开氟化氢蒸气阀318及排气阀56。因此，来自氟化氢蒸气配管317的氟化氢蒸气导入于半密闭空间307，且充满于半密闭空间307，因此，能够对基板W的表面的整个区域供给氟化氢蒸气。
当开始供给氟化氢蒸气起经过预先设定的时间时，控制装置3关闭氟化氢蒸气阀318。因此，停止向基板W的表面供给氟化氢蒸气的动作。
接着，控制装置3执行向基板W的表面供给水蒸气的水蒸气供给工序(相当于图5B的步骤S12)。具体而言，控制装置3打开水蒸气阀320。因此，来自水蒸气配管319的水蒸气导入于半密闭空间307，且充满于半密闭空间307，因此，向基板W的表面的整个区域供给水蒸气。
当开始喷出水蒸气起经过预先设定的时间时，控制装置3控制加热器42来停止对基板W的加热(相当于图5B的步骤S14)。此外，控制装置3关闭非活性气体阀52及排气阀56。控制装置3控制相向板升降单元314，来将相向板308配置于退避位置。
之后，控制装置3控制升降销升降单元38，来使升降销36上升至基板W相对于保持板31的上位置。通过升降销36的上升，使目前由保持板31所保持的基板W支撑于升降销36。在该状态下，通过基板搬运机械手CR从第四腔室303搬出由升降销36所支撑的基板W(相当于图5B的步骤S15)。
﹤第一恢复试验﹥
其次，说明用于使已倒塌的图案恢复的第一恢复试验。首先，说明第一恢复试验。
采用形成有具有高宽比16的图案的半导体基板，来作为第一恢复试验的试料。对两个试料(试料1及试料2)进行有机溶剂的供给(相当于图5A的步骤S5)及旋转干燥工序(相当于图5A的步骤S6)，之后进行了氟化氢蒸气供给工序(相当于图5B的步骤S11)。
在执行旋转干燥工序之后，在形成于各个试料的图案上看到了倒塌。分析通过SEM(电子扫描显微镜)得到的影像，来求出各个试料的已倒塌的结构体的数量。就已倒塌的结构体的数量而言，是从未发生图案倒塌的状态的结构体的数量、减去在进行旋转干燥工序之后站立的结构体的数量而求出的。
以下述的条件，对试料1及试料2进行了氟化氢蒸气供给工序。
试料1：一边将试料加热至130℃，一边在大气环境下供给1分钟的氟化氢蒸气。
试料2：一边将试料加热至120℃，一边在大气环境下供给2分钟的氟化氢蒸气。
对执行氟化氢蒸气供给工序之后的试料(试料1及试料2)，在恢复处理后，分析通过SEM得出的影像，来求出从倒塌状态恢复的结构体的数量。就从倒塌状态恢复的结构体的数量而言，是从在进行旋转干燥工序之后站立的结构体的数量、减去在进行氟化氢蒸气供给工序之后站立的结构体的数量而求出的。
然后，计算正规恢复率(Normalized recovery rate：在恢复处理后，从倒塌状态恢复的结构体的数量/恢复处理前倒塌的结构体的数量(％))。将结果示出于图13。
此外，将进行氟化氢蒸气供给工序之前和之后的试料1的通过SEM得到的影像图，分别示出于图14A、图14B。
根据第一恢复试验的结果得知：通过向试料(半导体基板)的表面供给氟化氢蒸气，能够使已倒塌的图案恢复。此外，得知：随着氟化氢蒸气的供给时间变长，图案的恢复程度会上升。
﹤第二恢复试验﹥
接下来，说明第二恢复试验。
采用形成有具有高宽比16的图案的半导体基板，来作为第二恢复试验的试料。对四个试料(试料3至试料6)进行有机溶剂的供给(相当于图5A的步骤S5)及旋转干燥工序(相当于图5A的步骤S6)，之后进行了氟化氢蒸气供给工序(相当于图5B的步骤S11)。
在执行旋转干燥工序之后，在形成于各个试料的图案上看到了倒塌。分析通过SEM(电子扫描显微镜)得到的影像，来求出各个试料的已倒塌的图案的数量。
四个试料(试料3至试料6)的中的试料3及试料4为图案倒塌比较少的样本(sample)(在全部17800个图案中，已倒塌的图案小于1000个)，试料5及试料6为图案倒塌比较多的样本。
以下述的条件，对试料3至试料6进行了氟化氢蒸气供给工序。
试料3及试料5：在大气环境下，供给10分钟的氟化氢蒸气。
试料4及试料6：在大气环境下，供给30分钟的氟化氢蒸气。
对执行氟化氢蒸气供给工序之后的试料(试料3至试料6)，分析通过SEM得到的影像，来求出已倒塌的图案的数量。图15示出了进行氟化氢蒸气供给工序之前和之后的各个试料的倒塌的图案的数量。
根据图15可以得知：通过向试料(半导体基板)的表面供给氟化氢蒸气，能够使已倒塌的图案恢复。此外，得知：进行氟化氢蒸气供给工序之前的图案倒塌越多，图案的恢复程度越高。
以上，虽已说明了本发明的三个实施方式，但是本发明也能够进一步以其它方式实施。
例如在第三实施方式中，如图12的虚线所示，恢复处理单元302也可还具有用于向喷出口313供给有机溶剂的有机溶剂供给单元(处理液供给单元)351。此外，可还具有：药液供给单元(处理液供给单元)352，用于向由基板保持单元304所保持的基板W的上表面供给药液；以及冲洗液供给单元(处理液供给单元)353，用于向由基板保持单元304所保持的基板W的上表面供给冲洗液。在该情况下，能够以一个处理单元来进行第一基板处理例，能够缩短输送基板W所需的时间，结果能够提高生产量(throughput)。
第二实施方式的基板保持单元232，也可以不在保持板31的内部设置加热器42。也就是说，在第二实施方式中，也能够采用不具有作为加热板的功能的保持板，来作为保持板31。在该情况下，在臭氧气供给工序(图11的步骤S22)中，不对基板W进行加热。
此外，在第一实施方式及第二实施方式中，也可以通过将处理液供给单元(药液供给单元6、冲洗液供给单元7及有机溶剂供给单元8)组合于恢复处理单元2B、2C，从而以一个处理单元执行第一基板处理例或第二基板处理例。
此外，在上述的第一实施方式及第二实施方式中，也可在刚刚将基板W搬入于第二腔室28内之后，开始将第二腔室28内的环境气体置换为非活性气体。此外，虽然在搬入搬出基板W时开放搬入搬出口23，但是为了防止与搬入搬出口23的开放状态并行地、第二腔室28外的气体(外部空气)进入第二腔室28内，也可以向第二腔室28的内部供给非活性气体。
此外，在第一实施方式及第三实施方式中，也可在开始进行水蒸气供给工序(S12)之前，结束对基板W的加热。即，也可以不使水蒸气供给工序(S12)和基板W的加热并行进行。
此外，在第一实施方式及第三实施方式中(第一基板处理例中)，也可以省略水蒸气供给工序(S12)。在该情况下，在第一实施方式及第三实施方式中，能够除去水蒸气供给单元34、316。
此外，在第一实施方式至第三实施方式中，虽然说明了与反应气体供给工序(氟化氢蒸气供给工序、臭氧气供给工序)并行地使基板W旋转的例，但是也可以一边使基板W维持于静止的状态，一边进行反应气体供给工序(氟化氢蒸气供给工序(S12)、臭氧气供给工序(S13))。
此外，也可以组合第一实施方式和第二实施方式。即，一个基板处理装置1也可以具有恢复处理单元2B(参照图3)、和恢复处理单元2C(参照图9)这两者。
此外，也可以将第三实施方式组合于第二实施方式。
此外，在上述的各个实施方式中，虽然说明了基板处理装置1、201、301为用于处理圆板状的基板W的装置的情形，但基板处理装置1、201、301也可以是用于处理液晶显示装置用玻璃基板等多边形的基板的装置。
虽然详细地说明了本发明的实施方式，但这些实施方式仅仅是用于明确本发明的技术性内容的具体例，本发明不应解释成限定于这些具体例，本发明的范围仅被随附的权利要求所限定。
本发明是与2016年9月16日向日本特许厅提出的日本特愿2016-182122号对应，且该日本特愿2016-182122号的所有内容通过引用编入于本申请中。
附图标记说明
1 基板处理装置
2A 液体处理单元
2B 恢复处理单元
2C 恢复处理单元
3 控制装置
4 第一腔室
5 旋转卡盘(基板保持单元、旋转单元)
6 药液供给单元(处理液供给单元)
7 冲洗液供给单元(处理液供给单元)
8 有机溶剂供给单元(处理液供给单元)
28 第二腔室
32 基板保持单元
33 氟化氢蒸气供给单元(反应气体供给单元)
34 水蒸气供给单元
42 加热器
62 图案
201 基板处理装置
203 臭氧气供给单元(反应气体供给单元)
232 基板保持单元
301 基板处理装置
302 恢复处理单元
304 基板保持单元
315 氟化氢蒸气供给单元(反应气体供给单元)
316 水蒸气供给单元
W 基板

Claims (15)

1.一种图案倒塌恢复方法，为使形成于基板的表面的已倒塌的图案恢复的方法，
所述图案倒塌恢复方法包括反应气体供给工序，在所述反应气体供给工序中，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体。
2.根据权利要求1所述的图案倒塌恢复方法，其中，
所述反应气体供给工序包括氟化氢蒸气供给工序，在所述氟化氢蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气。
3.根据权利要求2所述的图案倒塌恢复方法，其中，
还包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行地进行，用于加热所述基板。
4.根据权利要求2或3所述的图案倒塌恢复方法，其中，
还包括水蒸气供给工序，在执行所述氟化氢蒸气供给工序之后执行所述水蒸气供给工序，在所述水蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给水蒸气。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的图案倒塌恢复方法，其中，
所述反应气体供给工序包括臭氧气供给工序，在所述臭氧气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体。
6.一种基板处理方法，为处理在表面形成有图案的基板的方法，
所述基板处理方法包括：
处理液供给工序，向所述基板的表面供给处理液；
旋转干燥工序，在执行所述处理液供给工序之后，使所述基板以高速旋转，来对所述基板进行甩动干燥；以及
图案恢复工序，在执行所述旋转干燥工序之后，执行所述图案恢复工序，在所述图案恢复工序中，执行反应气体供给工序来使已倒塌的所述图案恢复，所述反应气体供给工序指，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体的工序。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其中，
所述反应气体供给工序包括氟化氢蒸气供给工序，在所述氟化氢蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气。
8.根据权利要求7所述的基板处理方法，其中，
还包括基板加热工序，所述基板加热工序与所述氟化氢蒸气供给工序并行地进行，用于加热所述基板。
9.根据权利要求7或8所述的基板处理方法，其中，
还包括水蒸气供给工序，在执行所述氟化氢蒸气供给工序之后执行所述水蒸气供给工序，在所述水蒸气供给工序中，向所述基板的所述表面供给水蒸气。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述反应气体供给工序包括臭氧气供给工序，在所述臭氧气供给工序中，向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体。
11.一种基板处理装置，包括：
基板保持单元，保持在表面形成有图案的基板；
旋转单元，使由所述基板保持单元所保持的基板围绕着通过所述基板的中央部的旋转轴线旋转；
处理液供给单元，向由所述基板保持单元所保持的基板的表面供给处理液；
反应气体供给单元，向由所述基板保持单元所保持的基板的表面供给反应气体，所述反应气体能够与夹杂于该表面的生成物发生反应；以及
控制装置，控制所述旋转单元、所述处理液供给单元及所述反应气体供给单元，
所述控制装置执行：
处理液供给工序，向所述基板的表面供给处理液；
旋转干燥工序，在执行所述处理液供给工序之后，使所述基板以高速旋转，来对所述基板进行甩动干燥；以及
图案恢复工序，在执行所述旋转干燥工序之后，执行所述图案恢复工序，在所述图案恢复工序中，执行反应气体供给工序来使已倒塌的所述图案恢复，所述反应气体供给工序指，向所述基板的所述表面供给能够与夹杂于所述表面的生成物发生反应的反应气体的工序。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其中，
在所述反应气体供给工序中，所述控制装置执行用于向所述基板的所述表面供给包含氟化氢的蒸气的氟化氢蒸气供给工序。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其中，
所述控制装置还与所述氟化氢蒸气供给工序并行地执行用于加热所述基板的基板加热工序。
14.根据权利要求12或13所述的基板处理装置，其中，
在执行所述氟化氢蒸气供给工序之后，所述控制装置还执行用于向所述基板的所述表面供给水蒸气的水蒸气供给工序。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的基板处理装置，其中，
在所述反应气体供给工序中，所述控制装置执行用于向所述基板的所述表面供给包含臭氧气的气体的臭氧气供给工序。
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