JP2001313252A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境に影響を受けずに安定した濃度の気体雰
囲気を制御性良く形成することができる処理装置を提供
すること。 【解決手段】 基板Ｗを気体雰囲気に曝して所定の処理
を行う処理装置は、基板Ｗを収容するチャンバー５０
と、気体雰囲気を形成する液体を供給する液体ライン６
１と、液体ライン６１における液体の流量を制御するマ
スフローコントローラ６９と、液体ライン６１から供給
された液体を気化する気化器６３と、気化器６３で気化
された気体をキャリアするためのキャリアガスを供給す
るキャリアガス供給ライン６２と、気化器６３で気化さ
れた気体をキャリアガスでキャリアさせてチャンバー５
０へ供給する気体供給ライン６４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやＬＣＤ基板等の基板に対してアドヒージョン処理の
ような気体雰囲気での処理を行う処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィー
工程においては、半導体ウエハ（以下、単にウエハと記
す）にレジストを塗布し、これにより形成されたレジス
ト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パ
ターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パタ
ーンが形成される。

【０００３】従来から、このような一連の工程を実施す
るために、レジスト塗布・現像処理システムが用いられ
ている。このようなレジスト塗布・現像処理システム
は、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各
種処理ユニットが多段配置された処理ステーションと、
複数のウエハを収納するカセットが載置され、ウエハを
一枚ずつ処理ステーションに搬入し、処理後のウエハを
処理ステーションから搬出しカセットに収納するカセッ
トステーションと、このシステムに隣接して設けられ、
レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置との間
で半導体ウエハを受け渡しするためのインターフェイス
部とを一体的に設けて構成されている。

【０００４】このようなレジスト塗布・現像処理システ
ムでは、カセットステーションに載置されたカセットか
らウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬
送され、まずアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処
理が施され、クーリングユニットにて冷却された後、レ
ジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜が塗布され、
ホットプレートユニット（加熱処理ユニット）にてプリ
ベーク処理が施される。

【０００５】その後、ウエハは、処理ステーションから
インターフェイス部を介して露光装置に搬送されて、露
光装置にてレジスト膜に所定のパターンが露光される。
露光後、ウエハは、インターフェイス部を介して、再度
処理ステーションに搬送され、露光されたウエハに対
し、まず、ホットプレートユニットにてポストエクスポ
ージャーベーク処理が施され、冷却後、現像処理ユニッ
トにて現像液が塗布されて露光パターンが現像される。
その後、ホットプレートユニットにてポストベーク処理
が施され、冷却されて一連の処理が終了する。一連の処
理が終了した後、ウエハは、カセットステーションに搬
送されて、ウエハカセットに収容される。

【０００６】このような一連の処理のうちアドヒージョ
ン処理は、チャンバー内に水平に配置されたウエハにＨ
ＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）蒸気を供給すること
により、親水性のウエハの表面を疎水性に変化させる処
理であり、具体的には酸化膜基板下地のＯＨ基結合を化
学的に分離し、水分を除去する。

【０００７】この処理においては、従来、密閉されたタ
ンク内に入った液体状のＨＭＤＳを自然気化させ、その
雰囲気を例えばＮ_２ガスにて圧送し、半導体ウエハが収
容されたチャンバー内に供給している。タンク内の液面
高さ（液容量）は液面検知センサーにて監視されてお
り、液面が下がると液が供給されて液面が常に一定に保
たれるようにしているので、液面の表面積とタンク内の
雰囲気部容積も一定に保たれ、比較的安定した濃度の雰
囲気ガスを得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法においては、液体のＨＭＤＳを自然気化させ、
その雰囲気を用いているため、かつ周辺温度の影響を大
きく受ける。したがって、周辺温度が変化すると気化の
状態も変化し、雰囲気濃度に変動が生じる。すなわち、
雰囲気濃度の再現性および制御性が悪いという問題があ
る。また、装置間差が発生しやすく安定性に欠けるとい
う問題もある。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、環境に影響を受けずに安定した濃度の気体雰
囲気を制御性良く形成することができる処理装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、基板を気体雰囲気に曝して所定の処理を行う処理
装置であって、基板を収容するチャンバーと、前記気体
雰囲気を形成する液体を供給する液体ラインと、前記液
体ラインにおける液体の流量を制御する液体流量制御手
段と、前記液体ラインから供給された液体を気化する気
化器と、前記気化器で気化された気体をキャリアするた
めのキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、前
記気化器で気化された気体をキャリアガスでキャリアさ
せて前記チャンバーへ供給する気体供給ラインとを具備
することを特徴とする処理装置が提供される。この場合
に、前記キャリアガスラインに設けられ、キャリアガス
の流量を制御するキャリアガス流量制御手段をさらに具
備することが好ましい。

【００１１】本発明の第２の観点によれば、基板を気体
雰囲気に曝して所定の処理を行う処理装置であって、基
板を収容するチャンバーと、前記気体雰囲気を形成する
液体を供給する液体ラインと、前記液体ラインに設けら
れた第１の流量制御手段と、前記液体ラインから供給さ
れた液体を気化する気化器と、前記気化器で気化された
気体をキャリアするためのキャリアガスを供給するキャ
リアガスラインと、前記キャリアガスラインに設けられ
た第２の流量制御手段と、前記気化器で気化された気体
をキャリアガスでキャリアさせて前記チャンバーへ供給
する気体供給ラインとを具備することを特徴とする処理
装置が提供される。

【００１２】上記第１の観点または第２の観点におい
て、気体供給開始時に、前記キャリアガスラインを開に
してから前記液体ラインを開にするように制御し、気体
供給終了時に、前記液体ラインを閉にしてから前記キャ
リアガスラインを閉にするように制御する制御手段をさ
らに具備することが好ましい。

【００１３】また、上記第２の観点において、前記第１
および第２の流量制御手段は、それぞれマスフローコン
トローラを具備することができる。その場合には、気体
供給開始時に、前記キャリアガスラインの第２の流量制
御手段のマスフローコントローラを開にしてから前記液
体ラインの第１の流量制御手段のマスフローコントロー
ラを開にするように制御し、気体供給終了時に、前記第
１の流量制御手段のマスフローコントローラを閉にして
から前記第２の流量制御手段のマスフローコントローラ
を閉にするように制御する制御手段をさらに具備するこ
とが好ましい。

【００１４】上記いずれにおいても、前記液体ラインは
ガス圧送により液体を供給することができる。また、前
記気体供給ラインに設けられたドレインを回収するため
のドレインラインをさらに具備することが好ましい。さ
らに、前記気化器の温度調節を行う温調手段をさらに具
備することが好ましい。温調手段を具備する場合には、
前記気化器の気体出側ほど温度が高くなるように温度調
節すること、また、前記気化器内をパージする際に、基
板の処理を行うときよりも高い温度に前記気化器を温度
調節することがより好ましい。

【００１５】また、前記チャンバーの排気に含まれる前
記液体成分の濃度を検出する濃度センサと、前記濃度セ
ンサの検出した前記液体成分の濃度が所定のしきい値を
超えた場合に前記液体ラインおよび前記キャリアガスラ
インを閉にする制御手段とをさらに具備することが好ま
しい。さらに、前記気化器は、超音波振動によって液体
を気化させるものであってもよい。

【００１６】本発明においては、液体ラインの液体流量
を制御しつつ気化器により気化させるので、一定の量の
液体から一定の量を気化させることができ、環境の影響
を受けることなく、安定した濃度の気体雰囲気を制御性
良く確実に形成することができる。特に、上記第２の観
点のように、液体ラインおよびキャリアガスラインに流
量制御手段、例えばマスフローコントローラを設けるこ
とにより、気化する液体の量および気化した気体の供給
量を容易に制御することができ、雰囲気濃度を極めて容
易に制御することができる。

【００１７】また、上述したように、気体供給開始時
に、前記キャリアガスラインを開にしてから前記液体ラ
インを開にするように制御し、気体供給終了時に、前記
液体ラインを閉にしてから前記キャリアガスラインを閉
にするように制御する制御手段を設けることにより、ま
た第２の観点において前記第１および第２の流量制御手
段がそれぞれマスフローコントローラを具備する場合に
は、具体的には、気体供給開始時に、前記キャリアガス
ラインの第２の流量制御手段のマスフローコントローラ
を開にしてから前記液体ラインの第１の流量制御手段の
マスフローコントローラを開にするように制御し、気体
供給終了時に、第１の流量制御手段のマスフローコント
ローラを閉にしてから前記第２の流量制御手段のマスフ
ローコントローラを閉にするように制御することによ
り、液体のみが気化器に供給されることを阻止すること
ができ、気化器後の配管へ気化されずに液体のままで流
れ込むことが防止される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本発明
の一実施形態に係るアドヒージョンユニットが搭載され
たレジスト塗布・現像処理システムの全体構成について
説明する。図１は本発明の一実施形態に係るアドヒージ
ョンユニットを備えたレジスト塗布・現像処理システム
の全体構成の概略を示す平面図、図２はその正面図、図
３はその背面図である。

【００１９】このレジスト塗布・現像処理システム１
は、搬送ステーションであるカセットステーション１０
と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１
と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装
置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのイン
ターフェイス部１２とを具備している。

【００２０】上記カセットステーション１０は、被処理
体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗ
を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載
された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入また
はこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハ
カセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷ
の搬送を行うためのものである。

【００２１】このカセットステーション１０において
は、図１に示すように、載置台２０上に図中Ｘ方向に沿
って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成さ
れており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲ
がそれぞれのウエハＷ出入口を処理ステーション１１側
に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセット
ＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列さ
れている。また、カセットステーション１０は、載置台
２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬
送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、
カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷの
ウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ア
ーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１
ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的
にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アー
ム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述
する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ_３に属す
るアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステン
ションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようにな
っている。

【００２２】上記処理ステーション１１は、ウエハＷに
対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するため
の複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段
に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処
理される。この処理ステーション１１は、図１に示すよ
うに、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ
搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての
処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニ
ットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数
の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されてい
る。

【００２３】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４
６も一体的に回転可能となっている。

【００２４】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２５】また、図１に示すように、この実施の形態
においては、４個の処理部Ｇ_１，Ｇ _２，Ｇ_３，Ｇ_４がウ
エハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理
部Ｇ _５は必要に応じて配置可能となっている。

【００２６】これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ
_１，Ｇ_２はシステム正面（図１において手前）側に並列
に配置され、第３の処理部Ｇ_３はカセットステーション
１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ_４はインター
フェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５
の処理部Ｇ_５は背面部に配置可能となっている。

【００２７】第１の処理部Ｇ_１では、ウエハＷにレジス
トを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレ
ジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が
下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ_２も
同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗
布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が
下から順に２段に重ねられている。

【００２８】第３の処理部Ｇ_３においては、図３に示す
ように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行
うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。
すなわちレジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水
化処理を行う本発明の一実施形態に係るアドヒージョン
ユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニ
ット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステン
ションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリング
ユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらに
は現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの
ホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重
ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩ
Ｍ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、
クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持
たせてもよい。

【００２９】第４の処理部Ｇ_４も、オーブン型の処理ユ
ニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエ
ハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホ
ットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ね
られている。

【００３０】主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処
理部Ｇ_５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主
ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようにな
っている。したがって、第５の処理部Ｇ_５を設けた場合
でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすること
により空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２
に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことが
できる。

【００３１】上記インターフェイス部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長
さを有している。図１、図２に示すように、このインタ
ーフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップ
カセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に
配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中
央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。この
ウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有
しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、
Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光
装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエ
ハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処
理ステーション１１の第４の処理部Ｇ_４に属するエクス
テンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露
光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス
可能となっている。

【００３２】このようなレジスト塗布・現像処理システ
ム１においては、まず、カセットステーション１０にお
いて、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａ
が載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエ
ハカセットＣＲにアクセスして、そのウエハカセットＣ
Ｒから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ_３の
エクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。

【００３３】ウエハＷは、このエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送
装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。
そして、第３の処理部Ｇ_３のアライメントユニット（Ａ
ＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン
処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定
着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施さ
れる。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、
ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）に搬送されて冷却される。

【００３４】アドヒージョン処理が終了し、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、
ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理
終了後、ウエハＷは処理部Ｇ _３，Ｇ_４のいずれかのホッ
トプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、
その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷
却される。

【００３５】冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ_３
のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこ
でアライメントされた後、第４の処理部Ｇ_４のエクステ
ンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス
部１２に搬送される。

【００３６】インターフェイス部１２では、周辺露光装
置２３により余分なレジスト除去のための周辺露光がウ
エハ周縁の例えば１．５ｍｍの部分について施された
後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光
装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハ
Ｗのレジスト膜に露光処理が施される。

【００３７】露光後のウエハＷは、再びインターフェイ
ス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の
処理部Ｇ_４に属するエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装
置４６により、いずれかのホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が
施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により
冷却される。

【００３８】その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬送され、そこで露光パターンの現像および周縁
レジストの除去が行われる。現像終了後、ウエハＷはい
ずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されて
ポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニッ
ト（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理
が終了した後、第３の処理部Ｇ_３のエクステンションユ
ニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に
戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。

【００３９】次に、図４を参照して、本発明の一実施形
態に係るアドヒージョンユニット（ＡＤ）について説明
する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）は、ウエハ
Ｗを収容するチャンバー５０と、ＨＭＤＳガス供給部６
０とを備えている。

【００４０】チャンバー５０は、ウエハＷを支持すると
ともにウエハを加熱する加熱プレート５３を収容する下
部材５１と、下部材５１に対して着脱自在に設けられた
カバー部材５２とを備えている。加熱プレート５３の表
面には例えば６個（２個のみ図示）の位置決めピン５４
が設けられている。この位置決めピン５４の下部はスペ
ーサー（厚さ例えば０．１ｍｍ）となっており、ウエハ
Ｗは位置決めピン５４によって位置決めされるととも
に、そのスペーサーにより加熱プレート５３から離隔し
た位置に配置され、いわゆるプロキシミティー方式によ
り加熱するようになっている。カバー部材５２の上面に
はガス導入ポート５５およびガス排出ポート５６が設け
られており、ガス導入ポート５５からはＨＭＤＳガスお
よびパージガスがチャンバー５０内へ導入され、ガス排
出ポート５６からはチャンバー５０内のガスが排気され
るようになっている。

【００４１】ＨＭＤＳガス供給部６０は、液体状のＨＭ
ＤＳを供給する液体ＨＭＤＳ供給ライン６１と、キャリ
アガスとして例えばＮ_２ガスを供給するキャリアガス供
給ライン６２と、液体状のＨＭＤＳを気化する気化器６
３と、気化器６３で気化された気体状のＨＭＤＳをキャ
リアガスであるＮ_２にキャリアさせてチャンバー５０に
供給する気体ＨＭＤＳ供給ライン６４とを有している。
なお、気化器６３には気化濃度制御弁であるアクチュエ
ーター６３ａが設けられている。また、気化器６３の近
傍には、気化安定および気化促進用の温調手段として
の、温度調節機能を持ったヒーター８１が設けられてい
る。

【００４２】液体ＨＭＤＳ供給ライン６１は、液体状の
ＨＭＤＳ６６を貯留したＨＭＤＳタンク６５に挿入さ
れ、Ｎ_２ガスライン６７を介してＮ_２ガスをＨＭＤＳタ
ンク６５に供給することによりＨＭＤＳタンク６５内の
液体状のＨＭＤＳ６６が液体ＨＭＤＳ供給ライン６１を
圧送されるようになっている。液体ＨＭＤＳ供給ライン
６１には、上流側から開閉バルブ６８と、流量制御手段
としてのマスフローコントローラ６９とが介在されてい
る。

【００４３】キャリアガス供給ライン６２は、図示しな
いガス供給源からキャリアガスとして例えばＮ_２ガスを
気化器６３に供給するためのラインであり、上流側から
レギュレータ７０、フィルタ７１、開閉バルブ７２と、
流量制御手段としてのマスフローコントローラ７３が介
在されている。

【００４４】液体ＨＭＤＳ供給ライン６１の開閉バルブ
６８とマスフローコントローラ６９との間の部分と、キ
ャリアガス供給ライン６２の開閉バルブ７２とマスフロ
ーコントローラ７３との間の部分とは、バイパスライン
７４で結ばれており、バイパスライン７４には開閉バル
ブ７５が設けられている。このバイパスライン７４は、
メンテナンスを行う場合に、Ｎ_２ガスにより液ライン配
管をパージする際に用いられる。

【００４５】気体ＨＭＤＳ供給ライン６４には、開閉バ
ルブ７６が介在されているとともに、その気化器６３直
下部分にはドレインライン７７が接続されている。ドレ
インライン７７には開閉バルブ７８が設けられ、ドレイ
ンタンク７９が接続されている。

【００４６】コントローラ８０は、液体ＨＭＤＳ供給ラ
イン６１のマスフローコントローラ６９およびキャリア
ガス供給ライン６２のマスフローコントローラ７３を制
御するほか、制御ラインは記載してはいないが各ライン
に設けられた開閉バルブも制御可能となっている。この
コントローラ８０は、アドヒージョンユニット（ＡＤ）
のユニットコントローラ（図示せず）により制御され
る。

【００４７】このように構成されるアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）においては、まず、ウエハＷをチャンバー
５０内の加熱プレート５３上にセットし、下部材５１上
にカバー部材５２を装着して半密閉状態とし、ＨＭＤＳ
ガス供給部６０から気体状のＨＭＤＳをチャンバー５０
内に供給する。この際にＨＭＤＳガスを供給しつつチャ
ンバー５０内がガス排出ポート５６を介して排気され
る。

【００４８】この場合の気体状のＨＭＤＳは、ＨＭＤＳ
ガス供給部６０において、ＨＭＤＳタンク６５内の液体
ＨＭＤＳ６６をＮ_２ガス圧送により、液体ＨＭＤＳ供給
ライン６１を介して気化器６３に供給し、気化器６３に
おいて形成される。そして、気化器６３において形成さ
れた気体状のＨＭＤＳは、キャリアガス供給ライン６２
を介して気化器６３に供給されたキャリアガス（Ｎ_２ガ
ス）にキャリアされ、気体ＨＭＤＳ供給ライン６４を通
ってガス導入ポート５５からチャンバー５０内へ導入さ
れる。ＨＭＤＳによるアドヒージョン処理終了後はＨＭ
ＤＳの供給を停止してチャンバー５０内にパージガスを
流す。

【００４９】このように、本実施形態においては、液体
ＨＭＤＳ６６を液体ＨＭＤＳ供給ライン６１の液体流量
をマスフローコントローラ６９で制御しつつ気化器６３
により気化させるので、一定の量の液体から一定の量を
気化させることができ、従来の自然気化の場合のように
環境の影響を受けることなく、安定した濃度のＨＭＤＳ
ガス雰囲気を制御性良く確実に形成することができる。
また、液体ＨＭＤＳ供給ライン６１にマスフローコント
ローラ６９を設けて供給する液体ＨＭＤＳの量を制御す
るとともに、キャリアガス供給ライン６２にもマスフロ
ーコントローラ７３を設けることにより、気化する液体
ＨＭＤＳの量および気化したＨＭＤＳの供給量を容易に
制御することができ、雰囲気濃度を極めて容易に制御す
ることができる。従来のように、タンク内で自然気化さ
れた気体状のＨＭＤＳを供給する場合には、このように
濃度安定性および制御性が悪いばかりでなく、タンク内
の下部に気化しないで長期間残存しているいわゆる「死
液」の存在も問題となるが、本実施形態のように気化器
６３を用いる場合には、このような問題も解消すること
ができる。

【００５０】また、このようなＨＭＤＳの供給におい
て、コントローラ８０により、供給開始時に、キャリア
ガス供給ライン６２のマスフローコントローラ７３を開
にしてキャリアガス供給ライン６２にキャリアガスを流
してから、液体ＨＭＤＳ供給ライン６１のマスフローコ
ントローラ６９を開にするように制御し、気体供給終了
時に、液体ＨＭＤＳ供給ライン６１のマスフローコント
ローラ６９を閉にして液体ＨＭＤＳの供給を停止してか
らキャリアガス供給ライン６２のマスフローコントロー
ラ７３を閉にするように制御することが好ましい。この
ように制御することにより、液体状のＨＭＤＳのみが気
化器６３に供給されることを阻止することができ、気化
器６３後段へ気化されていないＨＭＤＳが液体のままで
流れ込むことが防止される。

【００５１】さらに、気体ＨＭＤＳ供給ライン６４には
ドレインライン７７が接続されており、気体ＨＭＤＳ供
給ライン６４に存在するドレインをドレインタンク７９
に導くことができるので、チャンバー５０にドレインが
供給されることを確実に防止することができる。

【００５２】次に、図５を参照して、本発明の他の実施
形態に係るアドヒージョンユニット（ＡＤ′）について
説明する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ′）は、
上述したアドヒージョンユニット（ＡＤ）と同様の構成
に加えて、チャンバー５０のガス排出ポート５６出側に
接続された排気ライン５６ａ上に設けられ、排ガス中に
含まれるＨＭＤＳの濃度を測定する濃度センサ９０を有
している。この濃度センサ９０の測定結果は常時演算装
置９１に出力されるようになっており、演算装置９１は
濃度センサ９０の測定結果と予め入力されたＨＭＤＳ濃
度の適正範囲とを比較演算し、ＨＭＤＳ濃度が適正範囲
から外れている場合に、バルブコントローラ９２にＨＭ
ＤＳ濃度の異常を示す信号を出力するようになってい
る。バルブコントローラ９２は、演算装置９１からＨＭ
ＤＳ濃度の異常を示す信号を受けると、キャリアガス供
給ライン６２の開閉バルブ７２と、液体ＨＭＤＳライン
６１の開閉バルブ６８とを閉鎖するようにこれらのバル
ブをコントロールするようになっている。また、演算装
置９１は、ＨＭＤＳの濃度が適正範囲から外れた場合に
は、そのことを外部に報知することが好ましい。

【００５３】このような構成によれば、ウエハＷのアド
ヒージョン処理の間に、何らかの理由でチャンバー５０
内のＨＭＤＳの濃度が適正範囲外となった場合に、演算
装置９１がバルブコントローラ９２にＨＭＤＳ濃度の異
常を示す信号を出力し、その信号によりバルブコントロ
ーラ９２が開閉バルブ７２および６８を閉鎖することに
より、ＨＭＤＳ濃度が適正範囲外となった時点で直ちに
処理を中断することができるので、不良製品の製造を未
然に防止することができる。

【００５４】なお、上記第１および第２の実施形態にお
いて気化器６３に設けられているヒータ８１は、例えば
図６に示すように、分割されたヒーターモジュール８１
ａ、８１ｂ、８１ｃからなり、これらが気化器６３にお
ける気化後の気体が吹き出す方向に沿って配設されたも
のであってもよい。気化器６３においては、気化した直
後の気体よりも気化器６３の出口付近の気体の温度の方
が低くなる。これは、液体の気化潜熱が原因である。し
たがって、ヒーター８１をこのように構成した場合に
は、ヒーターモジュール８１ａ、８１ｂ、８１ｃの加熱
温度をこの順で後者ほど高くなるようにすることによ
り、気化器６３内の気体の温度勾配に対応して気体を温
度調節することができ、これによりチャンバー５０内に
供給される気体の温度をより正確に制御することができ
る。

【００５５】また、以上のようなアドヒージョンユニッ
ト（ＡＤ）においては、例えばウエハＷのロット間の切
れ目等でチャンバー５０に供給する気体中のＨＭＤＳの
濃度を変更することができるが、そのような場合にはＨ
ＭＤＳの濃度を変更する前に気化器６３内にキャリアガ
スを流して気化器６３中のＨＭＤＳをパージすることが
好ましい。パージする際には、ヒーター８１の加熱温度
をウエハＷを処理する際の温度よりも高くすることがよ
り好ましい。これにより気化器６３中のＨＭＤＳを蒸発
させてより早くパージすることが可能である。

【００５６】さらに、上記のようにしてウエハＷのロッ
ト間の切れ目でＨＭＤＳの濃度を変更する場合、ＨＭＤ
Ｓの濃度を変更後、次ロットのウエハＷをチャンバー５
０内に搬入して処理する前に、ＨＭＤＳガス供給部６０
の作動状態を確認するために、気化器６３を通常のモー
ド（ウエハＷの実際の処理と同様の運転モード）で一旦
作動させるダミー処理を実施するとよい。

【００５７】さらにまた、上述の実施形態では、気化器
６３として液体と圧縮したキャリアガスとを同時に吹き
出す２流体霧化式のものを用いた場合について示した
が、超音波方式の気化器を用いてもよい。図７は、本実
施形態に適用される超音波方式の気化器の一例を示す断
面図である。この気化器１００は、キャリアガス供給ラ
イン６２および液体ＨＤＭＳ供給ライン６１が接続され
た気化室１０１と、気化室１０１の底部に設けられた振
動子１０２とを有しており、液体ＨＤＭＳ供給ライン６
１から供給された液体ＨＭＤＳを気化室１０１内に貯留
した状態で振動子１０２に励振回路１０３からの超音波
を付与することにより、液体ＨＭＤＳが霧化されるよう
になっている。

【００５８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。上記実施の形態では、レ
ジスト塗布・現像処理システムのアドヒージョンユニッ
トに本発明を適用した例について示したが、これに限ら
ず、液体原料を気化させて気体雰囲気を形成する場合で
あれば適用することが可能である。例えば、溶液の塗布
によりウエハ上に誘電体膜を形成するＳＯＤ（Spin On
Dielectric）処理装置では、ウエハをＨＭＤＳガスやア
ンモニアガス等の雰囲気に曝す工程が存在するが、この
ような工程においても本発明を適用することができる。
また、現像液を用いずにガスを用いてレジストパターン
を現像するドライ現像装置においても、ウエハを現像ガ
ス雰囲気に曝す際に本発明を適用することができる。さ
らに、上記実施の形態では流量制御用にマスフローコン
トローラを用いたが、必ずしもマスフローコントローラ
でなくてもよい。さらにまた、液体の供給をガス圧送で
行ったが、これに限らずポンプ等を用いてもよい。さら
にまた、上記実施形態では基板として半導体ウエハを用
いた場合について説明したが、半導体ウエハ以外の他の
被処理基板、例えばＬＣＤ基板に対しても適用可能であ
る。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体ラインの液体流量を制御しつつ気化器により気化さ
せるので、一定の量の液体から一定の量を気化させるこ
とができ、環境の影響を受けることなく、安定した濃度
の気体雰囲気を制御性良く確実に形成することができ
る。特に、液体ラインおよびキャリアガスラインにマス
フローコントローラを設けることにより、気化する液体
の量および気化した気体の供給量を容易に制御すること
ができ、雰囲気濃度を極めて容易に制御することができ
る。

【００６０】また、気体供給開始時に、前記キャリアガ
スラインを開にしてから前記液体ラインを開にするよう
に制御し、気体供給終了時に、前記液体ラインを閉にし
てから前記キャリアガスラインを閉にするように制御す
る制御手段を設けることにより、液体のみが気化器に供
給されることを阻止することができ、気化器後の配管へ
気化されずに液体のままで流れ込むことを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るアドヒージョンユニ
ットを備えたレジスト塗布・現像処理システムの全体構
成の概略を示す平面図。

【図２】図１のレジスト塗布・現像処理システムの全体
構成を示す正面図。

【図３】図１のレジスト塗布・現像処理システムの全体
構成を示す背面図。

【図４】本発明の一実施形態に係るアドヒージョンユニ
ットを示す概略構成図。

【図５】本発明の他の実施形態に係るアドヒージョンユ
ニットを示す概略構成図。

【図６】気化器に複数のヒーターモジュールからなるヒ
ーターを適用した場合におけるヒーター付近の拡大構成
図。

【図７】超音波方式の気化器の一例を示す断面図。

【符号の説明】

５０；チャンバー ５３；加熱プレート ５５；ガス導入ポート ５６；ガス排出ポート ６０；ＨＭＤＳガス供給部 ６１；液体ＨＭＤＳ供給ライン（液体ライン） ６２；キャリアガス供給ライン（キャリアガスライン） ６３；気化器 ６４；気体ＨＭＤＳ供給ライン（気体供給ライン） ６９，７３；マスフローコントローラ（流量制御手段） ８０；コントローラ（制御手段） ８１；ヒーター（温調手段） ＡＤ；アドヒージョンユニット Ｗ；半導体ウエハ（基板）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を気体雰囲気に曝して所定の処理を
   行う処理装置であって、 基板を収容するチャンバーと、 前記気体雰囲気を形成する液体を供給する液体ライン
   と、 前記液体ラインにおける液体の流量を制御する液体流量
   制御手段と、 前記液体ラインから供給された液体を気化する気化器
   と、 前記気化器で気化された気体をキャリアするためのキャ
   リアガスを供給するキャリアガスラインと、 前記気化器で気化された気体をキャリアガスでキャリア
   させて前記チャンバーへ供給する気体供給ラインとを具
   備することを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアガスラインに設けられ、キ
   ャリアガスの流量を制御するキャリアガス流量制御手段
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の処
   理装置。
3. 【請求項３】 基板を気体雰囲気に曝して所定の処理を
   行う処理装置であって、 基板を収容するチャンバーと、 前記気体雰囲気を形成する液体を供給する液体ライン
   と、 前記液体ラインに設けられた第１の流量制御手段と、 前記液体ラインから供給された液体を気化する気化器
   と、 前記気化器で気化された気体をキャリアするためのキャ
   リアガスを供給するキャリアガスラインと、 前記キャリアガスラインに設けられた第２の流量制御手
   段と、 前記気化器で気化された気体をキャリアガスでキャリア
   させて前記チャンバーへ供給する気体供給ラインとを具
   備することを特徴とする処理装置。
4. 【請求項４】 気体供給開始時に、前記キャリアガスラ
   インを開にしてから前記液体ラインを開にするように制
   御し、気体供給終了時に、前記液体ラインを閉にしてか
   ら前記キャリアガスラインを閉にするように制御する制
   御手段をさらに具備することを特徴とする請求項１から
   請求項３のいずれか１項に記載の処理装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の流量制御手段は、
   それぞれマスフローコントローラを具備することを特徴
   とする請求項３に記載の処理装置。
6. 【請求項６】 気体供給開始時に、前記キャリアガスラ
   インの第２の流量制御手段のマスフローコントローラを
   開にしてから前記液体ラインの第１の流量制御手段のマ
   スフローコントローラを開にするように制御し、気体供
   給終了時に、前記第１の流量制御手段のマスフローコン
   トローラを閉にしてから前記第２の流量制御手段のマス
   フローコントローラを閉にするように制御する制御手段
   をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の処
   理装置。
7. 【請求項７】 前記液体ラインはガス圧送により液体を
   供給することを特徴とする請求項１から請求項６のいず
   れか１項に記載の処理装置。
8. 【請求項８】 前記気体供給ラインに設けられたドレイ
   ンを回収するためのドレインラインをさらに具備するこ
   とを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に
   記載の処理装置。
9. 【請求項９】 前記気化器の温度調節を行う温調手段を
   さらに具備することを特徴とする請求項１から請求項８
   のいずれか１項に記載の処理装置。
10. 【請求項１０】 前記温調手段は、前記気化器の気体出
    側ほど温度が高くなるように温度調節することを特徴と
    する請求項９に記載の処理装置。
11. 【請求項１１】 前記温調手段は、前記気化器内をパー
    ジする際に、基板の処理を行うときよりも高い温度に前
    記気化器を温度調節することを特徴とする請求項９また
    は請求項１０に記載の処理装置。
12. 【請求項１２】 前記チャンバーの排気に含まれる前記
    液体成分の濃度を検出する濃度センサと、 前記濃度センサの検出した前記液体成分の濃度が所定の
    しきい値を超えた場合に前記液体ラインおよび前記キャ
    リアガスラインを閉にする制御手段とをさらに具備する
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１
    項に記載の処理装置。
13. 【請求項１３】 前記気化器は、超音波振動によって液
    体を気化させることを特徴とする請求項１から請求項１
    ２のいずれか１項に記載の処理装置。