CN101996859B - 疏水化处理装置、疏水化处理方法以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种药液的气化效率高、且能向基板供给高浓度的疏水化气体、还能抑制药液发生变质的疏水化处理装置、疏水化处理方法以及存储介质。疏水化处理装置包括：气化面形成部，其表面位于气化室内；气化面加热部件，其用于加热该气化面形成部；药液供给口，其用于将疏水化处理用的药液供给到上述气化面形成部的表面上；气体导入口，其用于将载气导入上述气化室内；引出口，其用于引出疏水化气体；处理容器，其用于将自上述引出口供给的疏水化气体供给到基板上。利用该结构能够将高浓度的疏水化气体供给到基板上，且由于在不进行处理时所贮存的药液不会与载气接触，因此能够抑制药液变质。

Description

疏水化处理装置、疏水化处理方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及疏水化处理装置、疏水化处理方法以及存储介质。
背景技术
以往在半导体器件、LCD基板等的制造工艺中，抗蚀图案的形成处理中的工序之一是对基板例如半导体晶圆(以下简称晶圆)进行疏水化处理。之所以进行该处理，是为了向晶圆的表面喷射HMDS(六甲基二硅氮烷，hexamethyldisilazane)的蒸气而使晶圆表面从亲水性变成疏水性，以能在将抗蚀剂涂敷在晶圆上之前提高基底膜与抗蚀膜的密合性。此时，多将疏水化处理进行至晶圆的表面和斜面(bavel)部(外周部端面)，通过上述那样进行疏水化处理，在实施浸液曝光处理的情况下，具有抗蚀膜不容易被剥离这一优点，该浸液曝光处理使水介于晶圆和曝光装置之间而进行曝光。
作为对晶圆进行上述疏水化处理的装置，公知下述专利文献1所述那样的装置。即、该装置将作为液体原料的药液的HMDS液贮存在罐内，且借助各配管分别使载气供给源和用于进行疏水化处理的处理室与该罐相连接。自载气供给源将载气供给到罐内，从而使罐内的HMDS液例如鼓泡(bubbling)而气化，然后利用载气将该气化了的HMDS气体输送到处理室内。
另外，由于在半导体器件的制造工序中希望可以提高生产率，因而也希望可以缩短在该疏水化处理中的处理时间。因此，正在研究向晶圆供给浓度比较高的HMDS气体(疏水化气体)以谋求提高生产率。
由于上述疏水化气体的产生速度相对于HMDS液与载气的接触面积成正比，因此可以使用大型的罐为作为贮存HMDS液的罐而向晶圆供给高浓度的HMDS气体，从而能够提高生产率。但是，上述那样大型化的罐无法配置在处理容器的附近，由此导致用于连接处理室和罐的配管变长。在配管如上所述那样变长时，担心在含有浓度比较高的HMDS气体的疏水化气体流过配管的情况下，该HMDS气体发生结露而不能向晶圆供给预定浓度的疏水化气体，加之由于每次处理晶圆时都要使上述配管内充满疏水化气体，因此可能无法充分地提高生产率。作为防止出现上述结露现象的对策，可以通过在配管中设置加热单元而防止疏水化气体发生结露，但该方法使装置大型化，导致占有空间(footprint)(占有地面面积)变大。
另外，在罐内，HMDS液是与被一直供给的载气持续接触的，因此若片刻没有产生疏水化气体，则HMDS液与载气在罐内反应而有可能引发HMDS液的变质。一旦HMDS液发生变质，则不能使晶圆的表面充分疏水化，从而难以提高晶圆表面与抗蚀膜的密合性。
专利文献1：日本特开平11-214292号公报(第[0036]、[0037]、[0048]段)
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做成的，目的在于提供药液的气化效率高、且能够向基板供给高浓度的疏水化气体、此外还能抑制药液发生变质的疏水化处理装置、疏水化处理方法以及含有用于实施该方法的计算机程序的存储介质。
本发明的疏水化处理装置的特征在于，该装置包括：气化面形成部，其表面位于气化室内；气化面加热部件，其用于加热上述气化面形成部；药液供给口，其用于将疏水化处理用的药液供给到上述气化面形成部的表面上；气体导入口，其用于将载气导入上述气化室内；引出口，其用于引出在上述气化室内被气化了的疏水化气体；处理容器，其用于利用自上述引出口供给的疏水化气体对被载置在该处理容器内部的基板进行疏水化处理。
也可以将上述气化室例如设在上述处理容器的顶板上，将上述气化面形成部形成为随着向下去而逐渐变宽的形状，上述药液供给口位于上述气化面形成部的上方侧。另外，也可以在上述气化面形成部上形成用于使药液利用毛细管现象扩散的槽部。上述疏水化处理装置也可以具有气体加热部件，在将上述载气导入气化室中之前，利用该气体加热部件加热上述载气。另外，上述疏水化处理装置例如还包括：浓度检测部，其用于检测自上述引出口引出的疏水化气体的浓度；控制部，其根据该浓度检测部的检测值输出控制信号，以便增加自药液供给口供给到气化室中的药液的供给流量，在上述疏水化处理装置包括上述浓度检测部和控制部的情况下，在即使增加了药液的供给流量、但浓度检测部的检测值仍低于规定值时，上述控制部输出控制信号，以便升高气化面加热部件的加热温度。
本发明的疏水化处理方法的特征在于，该方法包括下述工序：利用气化面加热部件加热表面位于气化室内的气化面形成部的工序；利用药液供给口将疏水化处理用的药液供给到上述气化面形成部的表面上的工序；自气体导入口将载气导入上述气化室内的工序；自引出口引出在上述气化室内被气化了的疏水化气体的工序；将基板载置在处理容器内的工序；利用自上述引出口供给的疏水化气体对基板进行疏水化处理的工序。
该疏水化处理方法也可以包括在上述气化面形成部上形成槽部且利用毛细管现象使药液在上述槽部中扩散的工序，还可以包括在将上述载气导入气化室中之前利用气体加热部件加热该载气的工序。另外，该疏水化处理方法还可以包括：利用浓度检测部检测自上述引出口引出的疏水化气体的浓度的工序；根据该浓度检测部的检测值增加自药液供给口供给到气化室中的药液的供给流量的工序；在该疏水化处理方法包括上述2个工序的情况下，还包括下述工序：在例如即使增加了药液的供给流量、但浓度检测部的检测值仍低于规定值时、升高气化面加热部件的加热温度的工序。
本发明的存储介质存储有疏水化处理装置所用的计算机程序，该疏水化处理装置用于将疏水化气体供给到处理容器内的基板上，其特征在于，在上述程序中编有用于执行上述疏水化处理方法的步骤组。
采用本发明，由于将疏水化处理用的药液供给到加热后的气化面形成部上且使该药液在该气化面形成部上扩散并使该药液气化，因此能够获得高浓度的疏水化气体。因而，在不进行气化时，不会像使用罐时那样发生载气与所贮存的药液接触这样的情况，因此能够抑制药液的变质。另外，由于不使用罐，因此不仅能够实现装置的小型化，而且由于气化效率高，所以使用少量的载气即可。另外，由于能够小型化地构成用于获得疏水化气体的部分(气化装置)，因此能够将该部分设在处理容器的顶部，由此能够缩短配管，因此即使输送高浓度的疏水化气体，也不易引发结露。
附图说明
图1是表示本发明的疏水化处理装置的剖视图。
图2是表示上述疏水化处理装置的气体供给通路的详细结构的图。
图3是设在上述疏水化处理装置中的气化单元的纵剖视图。
图4是上述气化单元的横剖视图。
图5是表示上述疏水化处理装置的配管的立体图。
图6是表示上述气化单元中的气流的说明图。
图7是表示上述疏水化处理装置的处理容器内的气流的说明图。
图8是表示利用上述疏水化处理装置进行的疏水化处理的步骤的流程图。
图9是表示配管的另一结构例的立体图。
图10是表示加热单元的加热部件的另一结构例的侧视图。
图11是具有上述疏水化处理装置的涂敷、显影装置的俯视图。
图12是上述涂敷、显影装置的纵剖视图。
图13是表示参考试验的结果的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的疏水化处理装置的实施方式。如图1所示，该疏水化处理装置1包括处理容器2和气化单元(气化装置)5；上述处理容器2用于对基板例如晶圆W进行疏水化处理；上述气化单元5用于产生被送入该处理容器2中的HMDS气体(疏水化气体)。该疏水化处理装置1以气密状态被收纳在未图示的外壳体中。
处理容器2包括上部形成为开口部的容器主体21和以覆盖该开口部的方式设置的盖体22。该容器主体21具有侧壁部21a和底部21b，且在容器主体21内设有被底部21b支承的晶圆W的载置台23。也就是说在本实施方式的处理容器2中，底部21b形成至用于支承载置台23的周缘部的区域，形成载置台23为容器主体21的一部分的形态。并且，载置台23由支承构件24和热板25构成；上述支承构件24为有底的扁平的筒状体；上述热板25以封闭该支承构件24上侧的方式设置、且被支承在该支承构件24上。在热板25的背面侧设有加热器26。另外，热板25具有未图示的温度测量部件，后述的控制部100依据该温度测量部件的输出而控制加热器26的温度。
盖体22包括侧壁部22a和顶板22b，使形成容器主体21的周缘部的侧壁部21a的上表面和形成盖体22的周缘部的侧壁部22a的下表面对齐地靠近，从而利用盖体22覆盖容器主体21的开口部而划分形成处理室2a。在上述那样形成的处理室2a的内部，从载置台23的晶圆W的载置面到盖体22的顶板22b的下表面的距离被设定为例如3mm～10mm左右。
该容器主体21和盖体22能够彼此相对地自由升降，利用未图示的升降机构能够使盖体22在与容器主体21接触的处理位置和位于容器主体21上方的基板搬入搬出位置之间自由升降。另外，在载置台23中设有多根升降销27，该升降销27用于在载置台23与未图示的外部的输送部件之间交接晶圆W，能够利用升降机构27a使该升降销27自由升降。该多根升降销27分别贯穿形成在载置台23中的通孔23a地配置，通过使该升降销27上升，使载置台23上的晶圆W自载置台23上离开。另外，利用设在载置台23的背面侧的罩28覆盖升降销27的周围。
另外，在顶板22b的例如中央部形成有用于将HMDS气体供给到处理室2a内的气体供给部22c，且在顶板22b上设有气化单元5。如图2所示，气体供给部22c为在内部形成有气体流路22d的圆柱状的构件。气体供给部22c的截面形状相对于气体流路22d的铅垂方向为大致梯形，且气体供给部22c自顶板22b向下逐渐变细。并且，在气体供给部22c的下端侧的侧面上、在气体供给部22c的整个周向上隔开规定间隔形成有许多例如直径为0.5mm～2mm的程度的供给孔22e。
另外，在盖体22的侧壁部22a上形成有环状的连续空间即缓冲室31。缓冲室31沿处理室2a的周向设置，缓冲室31的下方向容器主体21开口。该缓冲室31具有暂时将所供给的吹扫气体(在本例中为N2气体)存积起来的功能。图中的附图标记32表示吹扫气的流出通路，流出通路32以自缓冲室31贯穿盖体22的方式向上方延伸。沿处理室2a的周向以规定间隔设置多个该流出通路32，在将剩余的吹扫气体供给到缓冲室31中时，该流出通路32起到将该吹扫气排放到缓冲室31的外部的作用。
此外，在容器主体21的侧壁部21a上以分别沿上下方向贯穿的方式沿容器主体21的周向形成有多个吹扫气体供给通路35，该吹扫气体供给通路35用于将吹扫气体供给到该缓冲室31内。另外，设在容器主体21的下表面侧的、沿容器主体21的周向的环状的气体供给室36与该吹扫气体供给通路35相连接，吹扫气体供给管37的一端与气体供给室36相连接。吹扫气体供给管37的另一端借助阀V6与贮存有N2气体(氮气)的气体供给源40相连接。
另外，在为了对晶圆W进行疏水化处理而使容器主体21与盖体22靠近时，在容器主体21与盖体22之间形成环状且连续的间隙，该间隙用于向处理室2a侧供给缓冲室31内的吹扫气体。该间隙为吹扫气体供给孔41，且与缓冲室31连通，并且沿缓冲室31在周向形成该吹扫气体供给孔41。该吹扫气体供给孔41形成在比载置台23的上表面稍高的位置上。
另外，盖体22具有用于将被供给到处理室2a内的HMDS气体以及N2气体排出的排气孔43，在吹扫气体供给孔41的上侧沿周向隔开规定间隔开设多个该排气孔43。此外，盖体22具有与该排气孔43连通且在该盖体22的内部沿水平方向扩展的环状的空心部44，在盖体22上表面的上述空心部的内周侧设有多个排气孔45，该排气孔45沿盖体22的周向开口。排气管46的一端与排气孔45相连接，排气管46的另一端借助阀V7与排气部件30相连接，该排气部件30例如由排气泵等构成。
接下来，使用图3以及图4说明气化单元5。气化单元5具有壳体51，壳体51设在盖体22的顶板22b上。在壳体51内划分有用于加热被导入的N2气体的气体加热室52和用于使被供给的HMDS液气化的气化室53，横向并列配置上述气体加热室52以及气化室53。在例如气体加热室52的侧下方部形成有用于将N2气体导入该气体加热室52内的开口部54。图中的附图标记55表示构成气体导入口的流通路径，且横向设置该流通路径，以连接气体加热室52和气化室53。图中的附图标记56表示气流限制构件，在气体加热室52中起到限制N2气体的气流、能够利用后述的加热部件61充分加热N2气体的作用。
气体供给管50的一端与开口部54相连接，气体供给管50的另一端侧借助阀V1与N2气体供给源40相连接。该阀V1、后述的阀V2～阀V5、阀V8以及已述阀V6、V7具有开闭功能和流量调整功能，它们在接收自控制部100输出的控制信号后控制流向下游侧的气体或液体的流量。另外，如图5所示，在阀V1与气化单元5之间将气体供给管50卷绕在载置台23的侧周，在图1中为了方便说明而省略表示该结构。利用热板25的热量加热气体供给管50，从而能够利用气体供给管50中的热量加热自N2气体供给源40供给的N2气体直到将该N2气体供给到气化单元5内。
返回图3、图4继续说明。加热部件61自气体加热室52向气化室53以横跨上述各室的方式延伸。加热部件61在内部具有构成气化面加热部件的电热丝62，利用该电热丝62能够加热整个该加热部件61。图中的附图标记63表示电缆。另外，图中的附图标记64表示用于调整向电热丝62供给的电力的电力控制器，如后所述，该电力控制器接收自控制部100输出的控制信号来控制向电热丝62供给的电力。
另外，加热部件61形成有用于在气化室53中构成气化面形成部的圆锥部65。在圆锥部65的表面上自圆锥的顶部向底部形成有许多个槽部66。如后所述，在将HMDS液供给到圆锥部65的顶部时，该槽部66起到能够使HMDS液利用毛细管现象向上述底部扩散的作用，通过上述那样使HMDS液向底部扩散，能够增加该HMDS液与朝向该圆锥部65供给的N2气体的接触面积，从而能够将大量的HMDS气体供给到处理容器2中。在该气化单元5中，有时根据加热部件61的温度控制向晶圆W供给的HMDS的浓度，因此作为构成该加热部件61的材质，优选使用导热系数高、热容量小的铝、SUS等。另外，为了提高圆锥部65表面的湿润性而使HMDS液容易扩散，也可以利用DLC(类金刚石，diamond-like carbon)形成圆锥部65的表面、或者利用非电解镀镍覆盖圆锥部65的表面。
图3中的附图标记H1所示的圆锥部65的高度以及附图标记R1所示的构成圆锥部65的底部的圆的半径的长度越大、N2气体与HMDS液的接触面积越大，能够供给大量的HMDS气体，但是在R1过大时，不能将气化单元5设在盖体22上，担心因为该气化单元5与处理容器2的距离拉开而使HMDS气体发生结露，在H1过大时，在将疏水化处理装置1收纳在涂敷、显影装置等中的情况下，搭载数量受限。因而，为了均衡上述情况，可以适当设计圆锥部65的大小。作为一例，将图中的附图标记H1所示的高度设为10mm～15mm，将附图标记R 1所示的长度设为25mm～30mm。另外，各槽部66的宽度为例如3mm～5mm。
另外，加热部件61在气体加热室52中具有沿上下方向延伸的多个散热片67，利用上述散热片67能够高效地加热自气体加热室52流向气化室53的N2气体。
在气化室53的顶部，HMDS液供给管58的一端借助固定构件57朝向圆锥部65的顶部开口。该HMDS液供给管58的一端构成药液供给口，且优选利用具有抗液性且耐热性、耐腐蚀性优异的原料构成，例如由聚四氟乙烯(商标名：特氟隆)、氮化硼等原料构成。另外，如图1所示，HMDS液供给管58的另一端借助阀V8、泵59与HMDS液供给源5A相连接。阀V8为回吸阀(suck back valve)，在停止供给HMDS液时，起到防止剩余的少量HMDS液流到下游侧的功能。泵59具有将HMDS液自HMDS液供给源5A供给到下游侧的功能，利用控制部100控制该泵59的动作的时刻。
在气化室53中，在与形成有流通路55的侧壁相对的侧壁上形成有用于构成气体引出口的开口部68，气体供给管71的一端与开口部68相连接。如图1所示，气体供给管71的另一端按照阀V3、V4的顺序借助阀V3、V4与处理容器2的气体流路22d相连接。另外，在气体供给管71中的阀V4的后段侧设有浓度传感器76。浓度传感器76用于检测配管71内的HMDS的浓度、然后依据所检测到的浓度将信号输出到控制部100中。另外，为了防止HMDS气体在气体供给管71的管内发生结露而使气体供给管71具有较高的绝热性。详细而言，例如图3所示将气体供给管71形成为双重管构造，外管72与内管73之间为真空构造。另外，也可以利用发泡特氟隆、玻璃棉等绝热材料覆盖气体供给管71的外侧。
另外，在阀V3、V4之间配管73、74的一端分别与气体供给管71相连接。配管73的另一端侧借助阀V2与N2气体供给源40相连接，配管74的另一端侧借助阀V5与排气部件30相连接。
接下来说明控制部100。用于控制该疏水化处理装置1的控制部100由例如计算机构成，该控制器100包括程序、存储器、CPU等，在程序中编入有命令(各步骤)，以自该控制部100向疏水化处理装置1的各部分发送控制信号，从而使该各部分进行规定的疏水化处理。该程序被存储在存储介质例如软盘、光盘、硬盘、MO(光磁盘)等的存储部中，且能在控制部100中以可被执行的状态展开该程序。在该程序中还包含用于控制盖体22的升降机构、排气部件30、阀V1～V8等的程序，该程序能够依据被预先存储在控制部100的存储器中的工艺制程程序控制疏水化处理装置1的各部分。
另外，用户能够利用未图示的设定部件设定向晶圆W供给的HMDS的浓度，且该设定值被存储在上述存储器中。如后所述，以能够使由浓度传感器76检测到的HMDS浓度达到该设定值的方式进行控制。另外，能够利用上述设定部件设定如后所述那样作为发出警报的基准的HMDS浓度的容许范围。在利用浓度传感器76检测到的HMDS浓度为该容许范围之外的值时，在设于控制部100的未图示的显示画面上如上所述显示旨在浓度大于容许范围的警报。
接下来，参照分别表示气化单元5中的气流、处理容器2中的气流的图6、图7说明本实施方式的疏水化处理装置1的疏水化处理方法。首先，疏水化处理装置1的用户利用上述设定部件设定向晶圆W供给的气体中所含的HMDS的浓度，且根据该设定值选择用于供给HMDS气体的工艺制程程序。然后，用户设定作为发出上述警报的基准的容许范围。这里，假设用户将供给到晶圆W上的气体中的HMDS的浓度设为3.0％、将上述容许范围分别设为1.5％～5％。
然后，根据所设定的工艺制程程序自控制部100向疏水化处理装置1的各部分输出控制信号，从而利用加热器26加热载置台23上的热板25而使热板25的温度达到所设定的规定温度。然后，利用热板25加热支承构件24，由此加热被卷绕在支承构件24上的气体供给管50。在该时刻，阀V1～V8全部关闭。
然后，气化单元5中的加热部件61的温度上升，达到所设定的温度例如80℃～90℃。另外，泵59工作，并且阀V8打开，从而自HMDS液供给管58以选定的制程程序所规定的流量向气化室53中的圆锥部65的顶部供给HMDS液，然后利用圆锥部65加热该HMDS液。由于在上述圆锥部65上自顶部向底部形成有多个槽部66，因此能够一边加热HMDS液一边利用重力作用以及该槽部66所具有的毛细管现象使HMDS液自动且快速地向上述底部扩散。
与供给该HMDS液大致同时地使盖体22上升至基板搬入搬出位置，利用未图示的外部的输送部件将晶圆W搬入处理室2a内，利用未图示的外部的输送部件与升降销27的协作操作而将晶圆W载置在载置台23上。之后，如图1以及图7所示，使盖体22下降至处理位置而利用容器主体21和盖体22形成处理室2a。将晶圆W载置在载置台23上，从而将晶圆W加热到规定的工艺温度、例如85℃。
然后，例如在温度测量部件确认了已经将晶圆W加热到上述工艺温度之后，阀V1、V3、V4打开，从而使自气体供给源40供给的常温N2气体在气体供给管50中以规定流量流向下游侧。另外，阀V6几乎与上述阀同时打开，从而自气体供给源40经过气体供给管37、处理容器2下部的气体供给室36向缓冲室31内供给作为吹扫气体的N2气体。此外，使阀V7打开而自处理器2的排气孔43进行排气。
被供给到气体供给管50内的作为载气的N2气体一边被利用热板25加热的该气体供给管50的热量加热、一边被供给到气化单元5的气体加热室52中。N2气体在自该气体加热室52流向气化室53的期间内被加热部件61进一步加热而达到例如50℃～80℃。
然后，被加热了的N2气体如图6中点划线的箭头所示那样被喷射到圆锥部65上。利用圆锥部65的热量进行HMDS的气化，利用被加热的N2气体在气化室53内进一步促进HMDS的气化。而且，由于载气被加热，因此，能够防止被气化的HMDS结露。这样被气化的HMDS气体(疏水化气体)与N2气体一起经由气体供给管71、气体流路22d以及供给孔22e被供给到处理室2a的中央部。然后，HMDS气体以及N2气体如图7的箭头所示那样被排气孔43的吸引力吸引而向处理室2a的周缘部扩散，从而上述气体充满处理室2a的内部。于是，晶圆W的整个表面暴露在HMDS气体中，进行晶圆W的疏水化处理。
另外，在进行疏水化处理时，控制气体的供给量以及排气量，以使排气部件30的排气量大于作为吹扫气体被供给到盖体22的缓冲室33中的N2气体和作为载气被供给到处理室2a中的N2气体的供给量的总量。因此，自间隙41向处理室2a侧吸引缓冲室31中的吹扫气体，然后利用排气孔43使缓冲室31中的吹扫气体与自处理室2a流向排气孔43的气体合流而被排出。这样，吹扫气体的气流始终以围绕处理室2a的方式流入吹扫气体供给孔41，因此成为在处理室2a的周围形成吹扫气体的气帘的状态，利用该气帘将处理室2a与外部隔断。因而，即使非封闭地形成处理室2a，也能够防止处理室2a内的疏水化气体泄漏到外部。
另外，在使阀V8打开而开始供给HMDS液起经过规定时间后，如图8的流程所示，控制部100进行如下控制：根据自浓度传感器76发送的输出信号检测在气体供给管71中流通的气体中的HMDS的浓度，判断所检测到的HMDS的浓度是否为设定值(这里设定值如上所述被设定为3％)(步骤S1)。当判断在步骤S1中检测的HMDS的浓度为设定值的情况下，控制部100继续判断HMDS的浓度是否为该设定值。
在判断所检测的HMDS的浓度不是设定值的情况下，控制部100判断HMD S的浓度是否在容许范围(这里容许范围如上所述被设定为1.5％～5％)内(步骤S2)。当判断HMDS的浓度不在容许范围内的情况下，控制部100在显示画面上显示警报(步骤S3)。当判断HMDS的浓度未超出容许范围内的情况下，控制部100判断所检测的HMDS的浓度是否高于上述设定值(步骤S4)。在判断HMDS气体的浓度高于上述设定值的情况下，控制部100向阀V8发送控制信号，将向气化单元5供给的HMDS液的流量减少一定量(步骤S5)。然后，在将上述控制信号发送到阀V8中后的规定时间后，控制部100重复实施步骤S1以后的各步骤。
另外，当在步骤S4中判断HMDS的浓度不高于设定值的情况下，控制部100向阀V8发送控制信号，将向气化单元5供给的HMDS液的流量增加一定量(步骤S6)。然后，在将上述控制信号发送到阀V8中后的规定时间后，控制部100判断HMDS的浓度是否低于设定值(步骤S7)。
当在步骤S7中判断HMDS的浓度不低于设定值的情况下，控制部100重复实施步骤S1以后的各步骤。另外，当在步骤S7中判断HMDS的浓度低于设定值的情况下，控制部100向电力控制器64发送控制信号，将向加热部件61供给的电力增加一定量，从而提高加热部件61的温度(步骤S8)。在判断距离上述控制信号的发送已经经过了规定时间后，控制部100重复实施步骤S7以后的各步骤。
当自搬入晶圆W开始经过了设定的时间而完成了该晶圆W的疏水化处理时，在疏水化处理装置1中使阀V8关闭而停止供给HMDS液，且使控制部100停止下述控制，即、根据浓度传感器76的检测结果控制HMDS液的流量以及控制向加热部件61供给的电力。然后，控制部100使阀V1关闭并且打开阀V2而切换N2气体的流路，将该N2气体不经由气化单元5就供给到处理室2a中。另一方面，继续自排气孔43进行排气，吸引残留在处理室2a中的N2气体以及HMDS气体。由此，将处理室2a内的气体从HMDS气体与N2气体的混合气体替换为不合HMDS气体的N2气体。
在切换了上述N2气体的流路经过了规定时间后，使阀V2、V4关闭并且打开阀V1、V3、V5，从而切换N2气体的流路，将该N2气体经由气化单元5但不经由处理容器2就排出。由此，残留在气体加热室52、气化室53中的HMDS气体被N2气体冲走而被去除。在切换了上述N2气体的流路起经过规定时间后，关闭阀V1、V3、V5，按照与搬入晶圆W时的步骤相反的步骤自处理容器2搬出该晶圆W。
在上述本实施方式的疏水化处理装置1中，将HMDS液供给到加热部件61的圆锥部65上而使HMDS液扩散且使HMDS液气化，因此能够获得HMDS的浓度较高的疏水化气体。因而，在不进行气化时，由于不会像使用罐时那样发生载气与所贮存的HMDS液接触这样的情况，因此能够抑制HMDS液的变质。另外，由于不使用罐，因此不仅能够实现装置的小型化，而且由于气化效率高，所以使用少量的载气即可。另外，由于能够小型化地构成气化单元5，因此能够将该气化单元5设在处理容器2的顶部，由此能够缩短用于自气化单元5向处理容器2供给疏水化气体的气体供给管71，因此即使输送HMDS的浓度较高的疏水化气体，也不易引发结露。另外，由于无需采用例如在气体供给管71中设置加热器的方法来防止HMDS气体发生结露，因此能够防止装置1的大型化。
另外，圆锥部65具有许多个槽部66，利用毛细管现象使HMDS液在该槽部66内扩散，由此能够增大HMDS液与作为载气的N2气体的接触面积，从而进一步提高HMDS液的气化效率。另外，利用载置台23的热板25的热量加热N2气体供给管50、此外还在气化单元5中设置用于加热被导入气化室53内的N2气体的气体加热室52，从而能够进一步提高HMDS液的气化效率。
另外，作为在上述例中用于向气化单元5内供给N2气体的N2气体供给管50，代替以围绕载置台23的方式设置该N2气体供给管50的方法，也可以如图9所示那样在处理容器2的顶板22b上以盘绕(日文：引き回す)的方式设置该N2气体供给管50。利用热板25的热量加热顶板22b，从而加热气体供给管50，由此能够利用该热量加热被供给到气体单元5中的N2气体。另外，同样也可以在顶板22b上或载置台23的周围以盘绕的方式配置用于连接气化单元5和处理容器2的气体供给管71。
另外，作为形成在圆锥部65上的槽部66，并不限定于上述例子，也可以如图10所示斜向形成该槽部66。另外，加热部件61中的作为被供给HMDS液的部位，并不限定于构成为圆锥状，但采用像该圆锥那样向下逐渐变宽的形状，除了利用槽部66的毛细管现象，还可以利用重力作用使HMDS液扩散，从而能够提高气化效率，因此采用该圆锥状的结构是有利的。
接下来，简单说明含有作为装入有本实施方式的各疏水化处理装置1的一例的涂敷、显影装置8的抗蚀图案形成装置。如图11及图12所示，涂敷、显影装置8由彼此相连接的转运区(carrier block)8a、处理区8b和转接区(interface block)8c构成。将例如用于进行浸液曝光的曝光装置8d与该涂敷、显影装置8相连接，从而构成抗蚀图案形成装置。转运区8a构成为利用第1交接臂82自载置在载置台80上的密闭式托架(carrier)81取出晶圆W，然后将该晶圆W交接到与转运区8a相邻配置的处理区8b中，并且利用第1交接臂82接受在处理区中处理完毕的晶圆W而将该晶圆W送回到托架81中。
在处理区8b中设有第1区(DEV层)B1、第2区(BCT层)B2、第3区(COT层)B3和第4区(ITC层)B4；上述第1区B1用于进行显影处理；上述第2区B2用于在抗蚀膜的下层侧进行防反射膜的形成处理；上述第3区B3用于进行抗蚀液的涂敷处理；上述第4区B4用于在抗蚀膜的上层侧进行防反射膜的形成处理，该处理区8b通过自下部依次层叠各区而构成。另外，在各区中设有处理单元组83，该处理单元组83是通过层叠加热部、冷却部等而构成的，在第3区B3的处理单元组83中装入有疏水化处理装置1。
另外，在处理区8b中，在转运区8a侧设有第1架单元84，在转接区8c侧设有第2架单元85，为了在第1架单元84的各部分之间输送晶圆W，在第1架单元84附近设有升降自由的第2交接臂86。在该第1架单元84、第2架单元85上设有多个交接单元，在该交接单元中，在图12中标注了CPL的交接单元中设有温度调节用的冷却单元，在标注了BF的交接单元中以能够载置多张晶圆W的方式设有缓冲单元。转接区8c具有转接臂87，利用该转接臂87在第2架单元与曝光装置8d之间交接晶圆W。曝光装置8d对被转接臂87输送来的晶圆W进行规定的曝光处理。
在第1区B1中层叠有例如两层显影单元88，在该两层的显影单元88中设有用于输送晶圆W的输送臂89a。第2区B2和第4区B4分别包括：涂敷单元，其利用旋涂法涂敷用于形成各防反射膜的药液；加热、冷却系统的处理单元组，其用于进行该涂敷单元所进行的处理的前处理以及后处理；输送臂89b、89d，其设在涂敷单元与处理单元组之间、用于在涂敷单元与处理单元组之间交接晶圆W。在第3区B3中，除了将药液变更为抗蚀液、且装入有本实施方式的疏水化处理装置1之外，其他结构与第2、第4区B2、B4相同。
在该抗蚀图案形成装置中，当在晶圆W上形成抗蚀图案的情况下，首先，利用第1交接臂82自转运区8a将晶圆W依次输送到第1架单元84的交接单元、例如与第2区B2对应的交接单元CPL2中，然后借助交接单元CPL3以及输送臂89c将该晶圆W搬入第3区B3中，在利用疏水化处理装置1对晶圆W的表面进行了疏水化处理后，在晶圆W的表面上形成抗蚀膜。然后，利用输送臂89c将晶圆W交接到第1架单元84的交接单元BF3中。利用第2交接臂86将被交接到交接单元BF3中的晶圆W交接到交接单元CPL4中，然后利用输送臂89d将该晶圆W输送到第4区B4中。之后，在第4区B4中在晶圆W的抗蚀膜上形成防反射膜，然后将该晶圆W交接到交接单元TRS4中。另外，在该抗蚀图案形成装置中，有时依据期望的规格等不在抗蚀膜上形成防反射膜、有时不对晶圆W进行疏水化处理而在第2区B2中直接在晶圆W上形成防反射膜。
另外，在第1区B1内的上部设有作为专用的输送部件的梭式件(shuttle)90，该梭式件90用于自第1架单元84的交接部91a直接将晶圆W输送到第2架单元85的交接部91b中。利用第2交接臂86将形成有抗蚀膜、防反射膜的晶圆W自交接单元BF2、BF3或者TRS4中取出而在交接部91a处将该晶圆W交接到梭式件90上，然后利用梭式件90将该晶圆W输送到交接部91b中。
利用转接区8c的转接臂87将借助梭式件90被输送到交接部91b中的晶圆W引入转接区8c中，然后将该晶圆W输送到曝光装置8d中。在利用曝光装置8d对晶圆W进行了规定的曝光处理之后，利用转接臂87将晶圆W交接到第2架单元85的交接单元TRS6中。然后利用输送臂89a将晶圆W输送到第1区B1内，在对该晶圆W进行了显影处理之后，利用输送臂89a将晶圆W交接到第1架单元中的、第1交接臂82能够接近(access)的范围内的交接单元中，然后利用第1交接臂82将晶圆W输送到托架81中。由此能够在本实施方式的抗蚀图案形成装置中在晶圆W上形成抗蚀图案。
参考试验
使用具有上述处理容器2的疏水化处理装置对晶圆W进行了疏水化处理。作为试验1，代替使上述气化装置5与上述处理容器2相连接的结构、使具有用于进行鼓泡的罐的气化装置与上述处理容器相连接。然后，将晶圆W搬入处理容器2内，以90℃的温度加热该晶圆W且供给30秒的疏水化气体，从而对晶圆W进行了处理。在进行疏水化处理的过程中使用被设在处理容器2内的浓度传感器测量了HMDS的体积浓度。在疏水化处理结束后向处理容器2内供给10秒的N2气体，从而将处理容器内的气体置换成N2气体，之后自处理容器2搬出晶圆W，测量了晶圆W表面的接触角(Contact angle)。
另外，作为试验2，使用与试验1相同的装置进行了相同的试验，但试验2中的用于进行鼓泡的罐的温度高于试验1的温度。作为试验3，代替使具有上述鼓泡用的罐的气化装置与处理容器相连接的结构、构成用于向罐内的HMDS液的液面供给载气的气化装置，进行了与试验1、2相同的处理。
图13是表示各试验结果的曲线图。曲线图的纵轴表示接触角、曲线图的横轴表示所检测到的HMDS的体积浓度。接触角越大、晶圆越能被较好地疏水化。如曲线图所示，HMDS的浓度越高、晶圆W的接触角越大。因而可知，通过将高浓度的HMDS供给到处理容器2内，能够提高疏水化处理的生产率。

Claims (10)

1.一种疏水化处理装置，其特征在于，
该疏水化处理装置包括：
气化面形成部，其表面位于气化室内；
气化面加热部件，其用于加热上述气化面形成部；
药液供给口，其用于将疏水化处理用的药液供给到上述气化面形成部的表面上；
气体导入口，其与上述药液供给口分开设置，用于将载气导入上述气化室内；
引出口，其用于引出在上述气化室内被气化了的疏水化气体；
处理容器，其用于利用自上述引出口供给的疏水化气体对被载置在该处理容器内部的基板进行疏水化处理，
该疏水化处理装置具有位于上述气体导入口上游侧的气体流路中的气体加热部件，在将上述载气导入气化室之前，利用该气体加热部件加热上述载气。
2.根据权利要求1所述的疏水化处理装置，其特征在于，
上述气化室被设在上述处理容器的顶板上。
3.根据权利要求1或2所述的疏水化处理装置，其特征在于，
上述气化面形成部形成为随着向下方去而逐渐变宽的形状，上述药液供给口位于上述气化面形成部的上方侧。
4.根据权利要求3所述的疏水化处理装置，其特征在于，
在上述气化面形成部上形成有用于使药液利用毛细管现象扩散的槽部。
5.根据权利要求1或2所述的疏水化处理装置，其特征在于，
该疏水化处理装置还包括：浓度检测部，其用于检测自上述引出口引出的疏水化气体的浓度；控制部，其根据该浓度检测部的检测值输出控制信号，以增加自药液供给口供给到气化室中的药液的供给流量。
6.根据权利要求5所述的疏水化处理装置，其特征在于，
在即使增加了药液的供给流量而浓度检测部的检测值仍低于规定值时，上述控制部输出控制信号，以升高气化面加热部件的加热温度。
7.一种疏水化处理方法，其特征在于，
该疏水化处理方法包括下述工序：
利用气化面加热部件加热气化面形成部的工序，该气化面形成部的表面位于气化室内；
利用药液供给口将疏水化处理用的药液供给到上述气化面形成部的表面上的工序；
自与上述药液供给口分开设置的气体导入口将载气导入上述气化室内的工序；
自引出口引出在上述气化室内被气化了的疏水化气体的工序；
将基板载置在处理容器内的工序；
利用自上述引出口供给的疏水化气体对基板进行疏水化处理的工序，
该疏水化处理方法还包括在将上述载气导入气化室之前利用设置在上述气体导入口的上游侧的气体流路的气体加热部件加热该载气的工序。
8.根据权利要求7所述的疏水化处理方法，其特征在于，
该疏水化处理方法还包括在上述气化面形成部上形成槽部且利用毛细管现象使药液在上述槽部中扩散的工序。
9.根据权利要求7或8所述的疏水化处理方法，其特征在于，
该疏水化处理方法还包括下述工序：
利用浓度检测部检测自上述引出口引出的疏水化气体的浓度的工序；
根据该浓度检测部的检测值增加自药液供给口供给到气化室中的药液的供给流量的工序。
10.根据权利要求9所述的疏水化处理方法，其特征在于，
该疏水化处理方法还包括在即使增加了药液的供给流量而浓度检测部的检测值仍低于规定值时升高气化面加热部件的加热温度的工序。
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