CN116243560A - 溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法 - Google Patents

溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116243560A
CN116243560A CN202211482328.2A CN202211482328A CN116243560A CN 116243560 A CN116243560 A CN 116243560A CN 202211482328 A CN202211482328 A CN 202211482328A CN 116243560 A CN116243560 A CN 116243560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solvent
solvent vapor
temperature
unit
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211482328.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宫田雄一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN116243560A publication Critical patent/CN116243560A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033—Other features
    • B01D5/0054—General arrangements, e.g. flow sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
    • B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
    • B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033—Other features
    • B01D5/0051—Regulation processes; Control systems, e.g. valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/0093—Removing and treatment of non condensable gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00—Controlling superheat temperature
    • F22G5/16—Controlling superheat temperature by indirectly cooling or heating the superheated steam in auxiliary enclosed heat-exchanger
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67178—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers vertical arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本发明提供一种溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法。溶剂蒸气供给装置向在所述溶剂蒸气的气氛下对形成有至少包含两种聚合物的嵌段共聚物的膜的基板进行加热的基板处理装置供给溶剂蒸气，来使所述嵌段共聚物相分离，所述溶剂蒸气供给装置具备：溶剂贮存部，其被以贮存于该溶剂贮存部的内部的溶剂的饱和温度以上的温度进行保温；预冷却部，其对在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气进行预冷却；以及温度调节部，其将预冷却后的所述溶剂蒸气的温度调节为向所述基板处理装置进行供给时的目标温度，其中，所述温度调节部向所述基板处理装置供给调节为所述目标温度后的溶剂蒸气。

Description

溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法
技术领域
本公开涉及一种溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法。
背景技术
专利文献1公开了一种图案形成方法，其包括以下步骤：在基板上形成包含至少两种聚合物的嵌段共聚物的膜；在溶剂蒸气气氛下对嵌段共聚物的膜进行加热，来使嵌段共聚物相分离；以及将相分离后的嵌段共聚物的膜中的一种聚合物去除。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-249430号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术通过低价格的结构的溶剂蒸气供给装置来使向基板处理装置供给的溶剂蒸气的温度及浓度稳定。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是一种溶剂蒸气供给装置，向在溶剂蒸气的气氛下对形成有包含至少两种聚合物的嵌段共聚物的膜的基板进行加热来使所述嵌段共聚物相分离的基板处理装置供给所述溶剂蒸汽，所述溶剂蒸气供给装置具备：溶剂贮存部，其以贮存于其内部的溶剂的饱和温度以上的温度进行保温；预冷却部，其对在所述溶剂贮存部产生的所述溶剂蒸气进行预冷却；以及温度调节部，其将预冷却后的所述溶剂蒸气的温度调节为向所述基板处理装置进行供给时的目标温度，其中，所述温度调节部向所述基板处理装置供给调节为所述目标温度后的溶剂蒸气。
发明的效果
根据本公开，能够通过低价格的结构的溶剂蒸气供给装置来使向基板处理装置供给的溶剂蒸气的温度及浓度稳定。
附图说明
图1是用于说明本实施方式所涉及的图案形成方法的说明图。
图2是示出本实施方式所涉及的加热装置的结构的概要的说明图。
图3是用于说明加热装置的透过窗的开闭机构的说明图。
图4是示出本实施方式所涉及的溶剂蒸气供给装置的结构的概要的说明图。
图5是示出溶剂蒸气供给装置的其它结构例的说明图。
图6是示出溶剂蒸气供给装置的其它结构例的说明图。
图7是示出溶剂蒸气供给装置的其它结构例的说明图。
图8是示出溶剂蒸气供给装置的其它结构例的说明图。
具体实施方式
在半导体器件等的制造工艺中，已知一种使用自组装(DSA)光刻技术在半导体晶圆(下面，称为“晶圆”)上形成期望的图案的方法。
在该方法中，首先，向晶圆涂布例如包含A聚合物链和B聚合物链的嵌段共聚物的涂布液，来在晶圆上形成嵌段共聚物的薄膜。接着，对晶圆进行加热，使随机地固溶于薄膜中的A聚合物链和B聚合物链相分离。接着，对晶圆照射紫外光，来形成相对于有机溶剂的可溶区域和难溶区域。之后，向晶圆供给有机溶剂来使可溶区域溶解。由此，在晶圆上形成期望的图案。
在上述的图案形成方法的使嵌段共聚物相分离的工序中，向收容有晶圆的加热装置供给被控制为规定的温度及浓度的溶剂的蒸气(下面，称为“溶剂蒸气”)。该溶剂蒸气例如通过对贮存溶剂的罐进行加热来使溶剂气化而生成。
另外，在从罐内的溶剂产生溶剂蒸气时，罐内的溶剂的温度由于气化热而下降，因此从罐向加热装置供给的溶剂蒸气的温度及浓度容易变动。因此，为了使向加热装置供给的溶剂蒸气稳定为规定的温度及浓度，需要追随由于气化热引起的罐内的溶剂温度的变动进行控制，来进行溶剂温度的调节、或者溶剂蒸气的温度调节或浓度调节。
然而，例如在通过罐的温度控制来调节罐内的溶剂温度的方法中，由于罐的热效率低，因此溶剂的温度变化相对于罐的温度控制的响应性低。因此，从使向加热装置供给的溶剂蒸气的温度及浓度稳定的观点出发，存在改善的余地。另外，还考虑不进行罐温度的温度控制而对罐内的溶剂进行直接加热的控制方法，但需要用于确保针对溶剂的耐药性、安全性的机构，担心会导致溶剂蒸气供给装置的结构的复杂化和高价格化。另外，例如还考虑通过罐内的压力控制来调节溶剂蒸气的浓度的控制方法，但担心能够进行压力控制的供给装置也会导致装置结构的复杂化和高价格化。
因此，本公开所涉及的技术通过低价格的结构的溶剂蒸气供给装置来使向基板处理装置供给的溶剂蒸气的温度及浓度稳定。
下面，参照附图来依次对本实施方式所涉及的图案形成方法、基板处理装置以及溶剂蒸气的供给装置进行说明。此外，在本说明书和附图中，关于实质上具有相同的功能结构的要素，标注相同的附图标记，由此省略重复说明。
<图案形成方法>
图1是用于说明本实施方式所涉及的图案形成方法的说明图。
首先，如图1的(a)所示，在作为基板的晶圆W上涂布使聚苯乙烯(PS)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的嵌段共聚物(PS-b-PMMA)溶解于有机溶剂而成的涂布液，来在晶圆W上形成PS-b-PMMA的膜10。该膜10通过作为第一聚合物的PS聚合物和作为第二聚合物的PMMA聚合物相互随机地混合而成。
接着，如图1的(b)所示，将形成有PS-b-PMMA的膜10的晶圆W搬入作为基板处理装置的加热装置F内，并将基板W载置于热板HP上。然后，从加热装置F的上壁部供给溶剂蒸气，在溶剂蒸气气氛下将晶圆W加热到规定温度。由此，发生晶圆W上的嵌段共聚物的膜10的相分离，从而使得PS聚合物区域和PMMA聚合物区域交替地排列。此外，为了使PS聚合物区域和PMMA聚合物区域以规定的图案进行排列，优选的是在晶圆W的表面形成引导图案。
溶解有PS-b-PMMA的涂布液的溶剂只要能够溶解PS聚合物和PMMA聚合物，则没有特别限定，例如能够使用甲苯、丙酮、乙醇、甲醇以及环己酮等。另外，加热中的膜10的温度优选为比PS-b-PMMA的玻璃化转变温度高，例如可以为150～350℃的温度。
在对晶圆W加热了规定的时间后，停止向加热装置F内供给溶剂蒸气。然后，为了使膜10干燥，在非活性气体(氮气、氩气或氦气等稀有气体)的气氛下进一步对PS-b-PMMA的膜10进行加热。由此，膜10中的溶剂(以及溶质)蒸发。此外，干燥时的膜10的温度优选为比玻璃化转变温度低，以使在干燥时PS聚合物和PMMA聚合物不流动。
接着，如图1的(c)所示，对晶圆W上的PS-b-PMMA的膜10照射紫外光。紫外光的照射在氩(Ar)或氦(He)等稀有气体、氮气等非活性气体的气氛下进行。紫外光只要具有属于紫外光区域的波长成分，则没有特别限定，但是例如优选的是具有200nm以下的波长成分。另外，紫外光更优选为包括能够被PMMA吸收的185nm以下的波长成分。在使用具有波长为200nm以下的波长成分的紫外光的情况下，能够适当地使用发出波长为172nm的紫外光的Xe准分子灯作为光源L。
当对PS-b-PMMA的膜10照射紫外光时，在PS聚合物区域中产生交联反应，PS聚合物区域难以溶解于有机溶剂，另一方面，在PMMA聚合物区域中主链被切断，因此PMMA聚合物区域容易溶解于有机溶剂。此外，在使用波长为172nm的紫外光的情况下，其照射强度(剂量)优选为约180mJ以下。在紫外光的照射强度为180mJ以下的情况下，在向后述的PS-b-PMMA的膜10供给有机溶剂时，有机溶剂难以渗透PS聚合物区域。其结果是，能够抑制PS聚合物区域的溶胀，容易去除PMMA聚合物区域。另外，在紫外光的照射强度为180mJ以下的情况下，能够抑制PMMA聚合物区域的变性，PMMA聚合物区域容易溶解于有机溶剂。
接着，如图1的(d)所示，对PS-b-PMMA的膜10供给有机溶剂OS。由此，膜10中的PMMA聚合物区域溶解，并且PS聚合物区域残留于晶圆W的表面上。作为有机溶剂OS，例如能够适当地使用异丙醇(IPA)。
之后，如图1的(e)所示，当使晶圆W的表面干燥时，在晶圆W的表面上得到由PS聚合物区域DS形成的图案。
根据上述的图案形成方法，由于在溶剂蒸气气氛下进行PS-b-PMMA的膜10的加热，因此溶剂能够被加热过程中的膜10吸收。因此，即使残留于膜10的溶质在加热过程中蒸发，也能够通过所吸收的溶剂来抑制膜10中的PS聚合物及PMMA聚合物相对于溶质及溶剂的浓度下降。由此，PS聚合物和PMMA聚合物的流动性得以维持，因此PS-b-PMMA的流动化被促进，从而能够促进相分离。
此外，在本实施方式中，例示了PS-b-PMMA作为嵌段共聚物，但嵌段共聚物并不限定于此。嵌段共聚物例如可以为：聚丁二烯-聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯-4-乙烯基吡啶、聚丁二烯-甲基丙烯酸甲酯，聚丁二烯-聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚丁二烯-丙烯酸叔丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚(4-乙烯基吡啶)、聚乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚(2-乙烯基吡啶)、聚乙烯-聚(2-乙烯基吡啶)、聚乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)、聚异戊二烯-聚(2-乙烯基吡啶)、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚丁二烯-聚苯乙烯、聚异戊二烯-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚(2-乙烯基吡啶)、聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯-聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)、聚丁二烯-聚丙烯酸钠、聚丁二烯-聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸叔丁酯-聚环氧乙烷、聚苯乙烯-聚丙烯酸、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(PS-b-PDMS)等。
<基板处理装置的结构>
接着，对作为用于实施上述的图案形成的基板处理装置的一例的加热装置进行说明。图2是示意性地示出本实施方式所涉及的加热装置的结构的概要的说明图。
加热装置100具备具有上端开口和底部的圆筒形状的容器主体101、以及覆盖该容器主体101的上端开口的盖体102。容器主体101具备具有圆环形状的框体101a、从框体101a的底部向内侧延伸的凸缘状的底部101b、以及支承于底部101b的用于保持晶圆W的载置台103。
在容器主体101的框体101a的上表面与盖体102的周缘部102a之间设置有O型环等密封构件104。由此，在容器主体101与盖体102之间划分出处理室105。
在载置台103的内部设置有加热部106，加热部106与电源107连接。载置台103由加热部106和温度调节器(未图示)加热，来使得载置于载置台103的晶圆W也被加热。
在载置台103设置有用于与外部的搬送单元(未图示)之间进行晶圆W的交接的多个升降销108，这些升降销108构成为通过升降机构109升降自如。在载置台103的背面设置有包围升降机构109的周围的罩体110。容器主体101和盖体102构成为彼此相对地升降自如。在图2所示的例子中，通过未图示的升降机构，盖体102在与容器主体101连接的处理位置同位于容器主体101的上方侧的晶圆搬出搬入位置之间升降自如。
在盖体102的中央部贯通有气体供给路111，该气体供给路111用于对载置于载置台103上的晶圆W供给包含溶剂蒸气的气体。气体供给路111与配管112连接，配管112与用于对处理室105进行吹扫的氮气供给源113连接。由此，能够向处理室105供给作为吹扫气体的氮气。另外，在配管112设置三通阀114，该三通阀114与后述的溶剂蒸气供给装置200的蒸气供给管240连接。
在气体供给路111的下端部的下方配置有整流板115。在整流板115形成有多个狭缝(或开口)115a。多个狭缝115a形成为在整流板115的上侧的空间与下侧的空间之间产生较大的压力差。因此，通过气体供给路111供给到处理室105的溶剂蒸气在整流板115的上侧横向地扩展，并且通过狭缝115a朝向晶圆W流动。因此，溶剂蒸气以大致均匀的浓度供给到晶圆W。
另外，在盖体102的上壁部102b的内部形成有例如具有环状的平面形状的扁平的空洞部116，该空洞部116在形成有气体供给路111的中央区域以外的区域呈面状扩展。该空洞部116与排气路117连结，该排气路117在盖体102的外周侧且载置台103的外侧沿上下方向延伸，并向处理室105开口。另外，在空洞部116中，例如在盖体102的中央部连接有多个(例如6个)排气管118。排气管118与喷射器119连接，喷射器119与捕获罐120连接。
在排气路117与整流板115之间的位置处的盖体102的内部设置有加热器121，盖体102被加热为规定的温度。由此，能够抑制供给到盖体102的溶剂蒸气的冷凝(液化)。
加热装置100具备控制部300。控制部300例如是具备CPU、存储器等的计算机，并且具有程序保持部(未图示)。在程序保存部中保存有对加热装置100中的使嵌段共聚物相分离的处理进行控制的各种程序。例如，控制部300基于该程序，向电源107、喷射器119等部件或构件输出指令信号，进行从电源107向加热部106供给的电力、以及通过喷射器119从处理室105进行排气的包含溶剂蒸气的气体的排气量等的控制。此外，上述程序可以记录于计算机可读取的存储介质中，并从该存储介质安装到控制部300。存储介质可以是暂态性存储介质或非暂态性存储介质。程序的一部分或全部可以由专用硬件(电路基板)实现。
另外，在加热装置100中，例如使用椭偏仪作为原位(In-situ)膜厚计来测定晶圆W上的嵌段共聚物的膜的厚度。因此，如图3所示，在加热装置100的盖体102的上壁部102b设置有使从椭偏仪(未图示)照射的紫外光和由晶圆W反射的反射光透过的透过窗122。在透过窗122的上方设置有覆盖透过窗122的遮光板123。遮光板123能够通过移动机构(未图示)沿X轴方向移动，并且构成为在覆盖透过窗122的位置与不覆盖透过窗122的位置之间移动自如。
当在向晶圆W照射紫外光以进行膜厚测定的情况下对晶圆W的固定区域持续地照射紫外光时，有时膜变性，使得膜厚的测定变得困难。另一方面，在图3所示的加热装置100中，能够在不测定膜厚的期间通过遮光板123覆盖透过窗122，在测定膜厚的期间使遮光板123移动到不覆盖透过窗122的位置来使透过窗122的上方开放。即，根据图3所示的加热装置100，仅在需要进行膜厚测量的时间向晶圆W照射紫外光，因此能够抑制膜的变性。此外，从抑制膜的变性的观点出发，例如可以设置使晶圆W旋转的机构也可以设置使晶圆W沿X轴方向及Y轴方向移动的机构，来代替如图3那样的通过遮光板123实现的透过窗122的开闭机构。另外，也可以设置透过窗122的开闭机构和上述旋转及移动机构这两方，并且能够任意地设定相同位置处的测定次数。
<溶剂蒸气供给装置的结构>
接着，对向加热装置100供给溶剂蒸气的溶剂蒸气供给装置200进行说明。图4是示意性地示出本实施方式所涉及的溶剂蒸气供给装置的结构的概要的说明图。此外，附图中的虚线箭头表示溶剂蒸气的流动，实线箭头表示溶剂蒸气的一部分冷凝(液化)而产生的溶剂的流动。另外，附图中的配管构造是为了便于说明而示意性地示出的，关于各配管的连接位置等配管构造，由本领域技术人员适当地构成，以实现以下说明的功能。
(结构例1)
图4所示的溶剂蒸气供给装置200具备溶剂贮存部210、预冷却部220以及温度调节部230。
溶剂贮存部210具有在内部贮存溶剂的罐211(下面，称为“第一罐”)和对第一罐211进行加热的加热部212。
加热部212只要能够加热第一罐211内的溶剂，则不对具体的加热单元进行特别限定，例如能够应用使用了加热器的加热单元。第一罐211由加热部212加热到贮存于第一罐211的溶剂的饱和温度以上的温度。由此，第一罐211内的溶剂气化，产生溶剂蒸气。此外，第一罐211的具体温度根据第一罐211的材质、大小、第一罐211内的压力等适当地变更，例如为40℃以上的温度。
在第一罐211中产生溶剂蒸气时，由于气化热而使贮存于第一罐211内的溶剂吸热，但第一罐211被持续地加热到溶剂的饱和温度以上的温度。因此，第一罐211以溶剂的饱和温度以上的温度进行保温。此外，溶剂蒸气的温度通过后述的温度调节部230调节为目标温度，因此只要能够在第一罐211中产生溶剂蒸气，则不需要溶剂贮存部210中的严格的温度管理。
第一罐211与向贮存于第一罐211内的溶剂供给氮气的氮气供给管213连接。在进行第一罐211的加热时，为了使溶剂的温度及浓度均匀化，向第一罐211供给氮气来进行溶剂的鼓泡。此外，为了鼓泡而供给的气体不限于氮气，也可以是氩气、氦气等其它非活性气体。
在第一罐211的底面连接有排出管214，在排出管214设置有阀215。通过定期地将该阀215打开，将积存于第一罐211的底部的杂质排出，来维持第一罐211的清洁度。
在第一罐211设置有贮存于内部的溶剂的液面传感器(未图示)，在溶剂的液面小于规定的高度的情况下，从溶剂供给源(未图示)自动地向第一罐211供给溶剂。
图4的例子中的预冷却部220是作为溶剂蒸气的流路的配管221，配管221与第一罐211及后述的第二罐231连接。配管221未通过隔热材料覆盖，而是暴露于周围的气氛中。配管221的周围的气氛温度比第一罐211的温度低，因此在第一罐211中产生的溶剂蒸气由于通过配管221而温度下降。
溶剂蒸气在该配管221内被冷却为比向加热装置100供给的溶剂蒸气的目标温度高数℃的温度。即，在第一罐211中产生的溶剂蒸气在由后述的第二罐231进行温度调节之前被预冷却。此外，配管221的长度、直径根据第一罐211的设定温度、后述的温度调节部230中的溶剂蒸气的温度调节能力而适当地变更。
图4的例子中的温度调节部230具有供由配管221预冷却后的溶剂蒸气流入的第二罐231和对第二罐231进行冷却的冷却部232。
冷却部232只要能够冷却第二罐231内的溶剂，则不对具体的冷却单元进行特别限定，例如能够应用使用了帕尔贴元件的冷却单元。第二罐231通过冷却部232冷却，以使供给到第二罐231内的溶剂蒸气的温度成为向加热装置100供给时的目标温度。
溶剂蒸气的“浓度”与溶剂蒸气的“温度”相关，因此，通过实验等预先获取使用溶剂蒸气供给装置200的情况下的溶剂蒸气的浓度与温度的相关性，由此能够确定溶剂蒸气成为期望浓度时的温度。即，能够通过将溶剂蒸气的温度调节为与溶剂蒸气的目标浓度对应的目标温度，来向加热装置100供给目标浓度的溶剂蒸气。在温度调节部230中，通过将溶剂蒸气冷却到其目标温度，溶剂蒸气的浓度成为向加热装置100供给时的目标浓度。
在前述的溶剂贮存部210中，由于在第一罐211内混合存在有溶剂和溶剂蒸气，因此即使控制第一罐211的温度，溶剂蒸气的温度变化相对于该温度控制的响应性也较低，难以使溶剂蒸气的温度稳定为固定温度。另一方面，在温度调节部230中，由于在第二罐231内未贮存有溶剂，因此溶剂蒸气的温度变化相对于第二罐231的温度控制的响应性较高，容易使溶剂蒸气的温度稳定为固定温度。即，通过分别在不同的容器中进行溶剂蒸气的生成和温度调节，能够提高溶剂蒸气的温度控制的响应性，从而容易将溶剂蒸气的温度调节为目标温度。
另外，在温度调节部230中，从提高相对于溶剂蒸气的温度控制的响应性的观点出发，优选的是第二罐231的容积比第一罐211的容积小。
此外，在本实施方式中，设置有冷却部232以冷却第二罐231内的溶剂蒸气，但除了冷却部232以外，也可以设置对第二罐231进行加热的加热部(未图示)。在溶剂蒸气比目标温度低的情况下，也可以通过该加热部对第二罐231进行加热。
第二罐231与用于向加热装置100供给溶剂蒸气的蒸气供给管240连接，在第二罐231中被温度调节为目标温度后的溶剂蒸气经由蒸气供给管240向加热装置100供给。蒸气供给管240由隔热材料241覆盖，以使溶剂蒸气的温度不发生变化。
溶剂蒸气供给装置200具备送液机构250，该送液机构250将由冷却后的溶剂蒸气的一部分冷凝(液化)而产生的溶剂输送到第一罐211。送液机构250具有与配管221连接的配管251、与第二罐231连接的配管252、以及使配管251内的溶剂与配管252内的溶剂合流的合流配管253。合流配管253与第一罐211连接。
通过设置该送液机构250，能够回收并再利用由于溶剂蒸气的冷凝而产生的溶剂。此外，送液机构250的结构不限定于本实施方式中所说明的结构，只要是能够将在溶剂贮存部210中产生的溶剂蒸气的一部分冷凝而产生的溶剂输送到第一罐211内的结构即可。
以上，对溶剂蒸气供给装置200的结构进行了说明，但在下面的说明中，对溶剂蒸气供给装置200的其它结构例进行说明。此外，在下面的结构例的说明中，关于与图4所示的结构例相同的结构，省略重复的说明。
(结构例2)
在图5所示的溶剂蒸气供给装置200中，预冷却部220具备第三罐222和用于冷却第三罐222的冷却部223。
第三罐222是供在第一罐211中产生的溶剂蒸气流入的容器，其配置在第一罐211与第二罐231之间。冷却部223只要能够冷却第三罐222内的溶剂，则不对具体的冷却单元进行特别限定，例如能够应用使用了帕尔贴元件的冷却单元。通过利用冷却部223冷却第三罐222，来使供给到第三罐222内的溶剂蒸气的温度下降到向加热装置100供给时的目标温度附近。
第一罐211与第三罐222通过配管242连接，并且配管242的周围由隔热材料243覆盖。另外，第三罐222与第二罐231通过配管244连接，配管244由隔热材料245覆盖。此外，在该配管构造中，例如可以是将第一罐211的余热取入配管242与隔热材料243之间以及配管244与隔热材料245之间的结构，以在配管242和配管244不发生溶剂蒸气的冷凝。
在如以上那样构成的溶剂蒸气供给装置200中，溶剂蒸气按照第一罐211、第三罐222、第二罐231的顺序被输送。而且，在第一罐211中产生的溶剂蒸气在第三罐222中被预冷却，但是在该预冷却中，溶剂蒸气的温度被冷却到目标温度附近。即，在利用温度调节部230将溶剂蒸气的温度调节为目标温度前，利用预冷却部220将溶剂蒸气的温度调节到目标温度附近。由此，在温度调节部230中，仅通过进行溶剂蒸气的温度的微调节，就能够使溶剂蒸气的温度成为目标温度。
此外，从提高相对于溶剂蒸气的温度控制的响应性的观点出发，优选的是第三罐222的容积比第一罐211的容积小，并且第二罐231的容积比第三罐222的容积小。
(结构例3)
在图6所示的溶剂蒸气供给装置200中，溶剂贮存部210、预冷却部220以及温度调节部230一体化地设置于一个容器260。在该容器260中，在溶剂贮存部210的上方配置有预冷却部220，在预冷却部220的上方配置有温度调节部230。
在容器260的内部，在容器260的高度方向上以隔开间隔的方式配置有两张板261、262，通过这些板261、262划分出溶剂贮存部210、预冷却部220以及温度调节部230。详细地说，在溶剂贮存部210与预冷却部220之间配置有板261，在预冷却部220与温度调节部230之间配置有板262。此外，容器260的高度方向上的溶剂贮存部210、预冷却部220以及温度调节部230的各部的区域的大小根据容器260的大小、加热部212的加热能力、冷却部232的冷却能力等适当地变更。
在板261、262形成有溶剂蒸气能够通过的多个开口263。在溶剂贮存部210中产生的溶剂蒸气经由这些开口263通过预冷却部220和温度调节部230，由此供给到蒸气供给管240。此外，板261、262是划分容器260的内部的分隔壁的一例，例如能够使用冲孔金属。在此，冲孔金属可以使用在其表面实施了树脂涂覆的冲孔金属。另外，板261、262不限于金属材料，也可以由树脂成形。
在预冷却部220中，在容器260的侧面未设置有如溶剂贮存部210的加热部212、温度调节部230的冷却部232那样的温度调节机构，预冷却部220暴露于容器260的周围的气氛中。因此，在溶剂贮存部210中产生的溶剂蒸气通过预冷却部220，由此被预冷却。之后，预冷却后的溶剂蒸气在温度调节部230中被冷却到目标温度。
在通过预冷却部220和温度调节部230使得溶剂蒸气的一部分冷凝(液化)的情况下，由于冷凝而产生的溶剂附着于容器260的内表面、各板261、262。这些溶剂由于自重而下落到溶剂贮存部210中，并且被再利用。
此外，关于预冷却部220中的冷却单元，没有特别限定，例如可以设置如冷却部232那样的冷却部(未图示)。另外，例如也可以在预冷却部220以不阻碍溶剂蒸气的流动的方式配置隔热材料(未图示)，使得溶剂贮存部210的余热不会传递到预冷却部220和温度调节部230。
另外，如图7所示，也可以将容器260的底面形成为中央部向下方突出的锥状，并且在锥状的底面的下端连接排出管214。由此，在溶剂贮存部210产生杂质的情况下，杂质集中于容器260的下端，在从排出管214进行溶剂的排液时容易去除杂质。锥状的底面也可以应用于前述的第一罐211的底面。
另外，板261、262也可以形成为中央部向上方突出的锥状。如果板261、262为这样的形状，则由于溶剂蒸气的冷凝而产生的溶剂的液滴容易朝向板261、262的周缘部流下。由此，多个液滴集合而成为较大的液滴，容易通过自重引起下落。即，容易回收冷凝后的溶剂。另外，不易产生如溶剂的液滴覆盖板261、262的开口263那样的堵塞，能够使从溶剂贮存部210到温度调节部230的溶剂蒸气的流量稳定。
(结构例4)
图8所示的溶剂蒸气供给装置200具备用于通过氮气将在第一罐211中产生的溶剂蒸气稀释的稀释室270。稀释室270与用于供给氮气的气体供给管271连接，气体供给管271与氮气的气体供给源272连接。此外，为了稀释溶剂蒸气而供给的气体不限于氮气，也可以是氩气、氦气等其它非活性气体。
在该结构的溶剂蒸气供给装置200中，通过氮气稀释溶剂蒸气，以使溶剂蒸气的温度成为向加热装置100进行供给的目标温度。由此，能够使溶剂蒸气的浓度成为目标浓度。
根据在以上的结构例中说明的溶剂蒸气供给装置200，能够以不用实施会导致装置结构的复杂化和高价格化的、罐内的溶剂的直接加热控制、通过压力控制进行的溶剂蒸气的浓度控制的方式，将溶剂蒸气的温度及浓度调节为期望的值。换言之，即使溶剂的温度由于产生溶剂蒸气时的气化热而变动，也能够以低价格的装置结构将溶剂蒸气的温度及浓度调节为期望的值。即，根据溶剂蒸气供给装置200，能够以低价格的装置结构使向加热装置100供给的溶剂蒸气的浓度及温度稳定。
此外，本公开所涉及的溶剂蒸气供给装置也能够应用于向半导体晶圆以外的处理对象基板、例如FPD(平板显示器)基板的基板处理装置供给溶剂蒸气的装置。
应该认为的是，本次公开的实施方式在所有方面均是例示，而不是限制性的。上述的实施方式可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
100：加热装置；200：溶剂蒸气供给装置；210：溶剂贮存部；220：预冷却部；230：温度调节部；W：晶圆。

Claims (10)

1.一种溶剂蒸气供给装置，向基板处理装置供给溶剂蒸气，所述溶剂蒸气供给装置具备：
溶剂贮存部，其被以贮存于该溶剂贮存部的内部的溶剂的饱和温度以上的温度进行保温；
预冷却部，其对在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气进行预冷却；以及
温度调节部，其将预冷却后的所述溶剂蒸气的温度调节为向所述基板处理装置进行供给时的目标温度，
其中，所述温度调节部向所述基板处理装置供给调节为所述目标温度后的溶剂蒸气。
2.根据权利要求1所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
所述预冷却部是供在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气流动的配管，
所述配管与所述溶剂贮存部及所述温度调节部连接。
3.根据权利要求1所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
所述预冷却部具有供在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气流入的罐，
在所述溶剂贮存部与所述预冷却部之间以及所述预冷却部与所述温度调节部之间具有成为所述溶剂蒸气的流路的配管，
各配管由隔热材料覆盖。
4.根据权利要求1所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
所述溶剂贮存部、所述预冷却部、以及所述温度调节部设置于一个容器，
在所述溶剂贮存部的上方配置有所述预冷却部，在所述预冷却部的上方配置有所述温度调节部。
5.根据权利要求1所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
具有送液机构，所述送液机构将在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气的一部分冷凝而产生的溶剂输送到所述溶剂贮存部。
6.根据权利要求2所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
具有送液机构，所述送液机构将在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气的一部分冷凝而产生的溶剂输送到所述溶剂贮存部。
7.根据权利要求3所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
具有送液机构，所述送液机构将在所述溶剂贮存部中产生的所述溶剂蒸气的一部分冷凝而产生的溶剂输送到所述溶剂贮存部。
8.根据权利要求1所述的溶剂蒸气供给装置，其特征在于，
所述基板处理装置在溶剂蒸气的气氛之下对形成有至少包含两种聚合物的嵌段共聚物的膜的基板进行加热，来使所述嵌段共聚物相分离。
9.一种溶剂蒸气供给方法，向基板处理装置供给溶剂蒸气，所述溶剂蒸气供给方法包括以下工序：
对溶剂进行加热来产生所述溶剂蒸气；
对在产生所述溶剂蒸气的工序中所产生的所述溶剂蒸气进行预冷却；以及
将预冷却后的所述溶剂蒸气的温度调节为向所述基板处理装置进行供给时的目标温度，向所述基板处理装置供给调节为所述目标温度后的溶剂蒸气。
10.根据权利要求9所述的溶剂蒸气供给方法，其特征在于，
在供给所述溶剂蒸气的工序中，向在溶剂蒸气的气氛下对形成有至少包含两种聚合物的嵌段共聚物的膜的基板进行加热来使所述嵌段共聚物相分离的基板处理装置供给所述溶剂蒸气。
CN202211482328.2A 2021-12-08 2022-11-24 溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法 Pending CN116243560A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-199047 2021-12-08
JP2021199047A JP2023084770A (ja) 2021-12-08 2021-12-08 溶剤蒸気供給装置及び溶剤蒸気供給方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116243560A true CN116243560A (zh) 2023-06-09

Family

ID=86608807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211482328.2A Pending CN116243560A (zh) 2021-12-08 2022-11-24 溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230173403A1 (zh)
JP (1) JP2023084770A (zh)
KR (1) KR20230086614A (zh)
CN (1) CN116243560A (zh)
TW (1) TW202337536A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5748708B2 (ja) 2012-06-01 2015-07-15 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法及び加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202337536A (zh) 2023-10-01
JP2023084770A (ja) 2023-06-20
US20230173403A1 (en) 2023-06-08
KR20230086614A (ko) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9922848B2 (en) Apparatus for and method of processing substrate
KR102520345B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101615584B1 (ko) 반도체 장치의 제조 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
US9558960B2 (en) Substrate processing method, non-transitory storage medium and heating apparatus
US9553003B2 (en) Substrate processing device and substrate processing method
US20090207390A1 (en) Adhesion promoting process, adhesion promoting device, coating and developing system and storage medium
US8411246B2 (en) Resist coating and developing apparatus and method
WO2007023648A1 (ja) 基板加熱装置、塗布・現像装置および基板加熱方法
JP7015219B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
TWI238470B (en) Film coating unit and film coating method
KR102169814B1 (ko) 성막 방법 및 성막 장치
KR100599056B1 (ko) 포토레지스트 제거 장치 및 방법
US10121659B2 (en) Pattern forming method and heating apparatus
CN116243560A (zh) 溶剂蒸气供给装置和溶剂蒸气供给方法
JP5859888B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR101308310B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
JP5748708B2 (ja) パターン形成方法及び加熱装置
JP2018067606A (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法
JP2007319821A (ja) 成膜方法および成膜装置
US20240218302A1 (en) Substrate treating method and treatment liquid
JP7300272B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US11835854B2 (en) Imprint device, imprint method, and semiconductor device manufacturing method
JPH1126443A (ja) 基板処理装置
KR20240091299A (ko) 가열 처리 장치, 가열 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
JP5939118B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication