JP4900110B2

JP4900110B2 - 薬液気化タンク及び薬液処理システム

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Publication number: JP4900110B2
Application number: JP2007189975A
Authority: JP
Inventors: 耕市水永; 裕幸工藤; 和彦大島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: US20090020072A1; JP2009022905A; KR20090009745A; KR101191028B1; US8858710B2

Description

本発明は、貯留された薬液に気化用ガスを供給して処理ガスを生成し、その処理ガスを被処理体に供給して処理を行うための薬液気化タンク及び薬液処理システムに関する。

半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストを塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に現像してレジストパターンを形成しており、このような処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したシステムを用いて行われている。

塗布、現像装置には、基板へ処理薬液を供給して処理を行う様々な液処理装置が設けられる場合があり、その液処理装置は、例えば処理薬液の気化を行う薬液気化タンクと、ウエハが収納される処理空間を構成し、気化された処理薬液をそのウエハに供給して処理を行う処理モジュールとにより構成される。具体的に、液処理装置の一例としてはレジストの塗布前に当該レジストのウエハへの密着性を向上させることを目的としてウエハに疎水化処理を行う疎水化処理システムがあり、この疎水化処理システムはＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）液の気化を行うためのＨＭＤＳ液気化タンクと、ＨＭＤＳガスをウエハＷに供給して処理を行う疎水化処理モジュールとを備えている。このタンク内のＨＭＤＳ液の液面は所定の範囲に収まるように管理され、気化効率が所定の範囲内になるように制御されて、疎水化処理モジュールに所定の濃度範囲のＨＭＤＳガスが供給されるようになっている。通常、スループットを向上させるためにこの疎水化処理モジュールは塗布、現像装置に複数設けられており、前記薬液気化タンクも各々の疎水化処理モジュールごとに個別に設けられていた。

ところでＨＭＤＳのような薬液は薬液気化タンクに貯留されてから時間が経つに従ってその鮮度が低下し、分解して濃度が低下することでウエハに対する作用が劣化するため、各処理モジュールの稼動状況により各タンク内におけるＨＭＤＳの使用状況が異なった場合に、これらタンク間でＨＭＤＳの鮮度がばらつき、各ウエハの疎水化処理状態もばらついてしまい、その結果として歩留まりが低下するおそれがある。また上記のように塗布、現像装置に複数個の疎水化処理システムを設ける場合、疎水化処理モジュールと同じ数のＨＭＤＳ液気化タンクを設けると、これら疎水化処理システムの設置スペースが増大し、ひいては塗布、現像装置の設置スペースも増大するという不利益がある。

特許文献１には複数の処理モジュールで用いられる薬液気化タンクを共通化して、タンク内の各部屋を液が通流できるように仕切り、仕切った各部屋で夫々バブリングによる気化処理を行うことについて示されている。しかしタンクの各部屋と処理モジュールとを接続する各配管の径及び長さなどの違いにより、通常これらの配管内の圧力損失には夫々違いが生じる。このような配管の圧力損失の影響をうけること及び上記の各処理モジュールの稼動状況などの違いにより、各処理モジュールに処理ガスを供給するにつれて、仕切られた各部屋の圧力のばらつきが大きくなり、次第に各部屋間で薬液の液面レベルが異なってくる。そうなると、各部屋ごとに薬液と各部屋内の気体との比率が変化してくるため、結果として各部屋ごとに気化効率が変化し、各処理モジュールへ供給するＨＭＤＳガスの濃度が互いにばらつき、制御できなくなってしまうという問題がある。

実公平７−３４９３６（第１図）

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、貯留された薬液に気化用ガスを供給して処理ガスを生成し、その処理ガスを被処理体に供給して処理を行うための薬液気化タンクにおいて、複数の被処理体に供給する処理ガスの濃度のばらつきを抑えることができる薬液気化タンク及び薬液処理システムを提供することである。

本発明の薬液気化タンクは、貯留された薬液に気化用ガスを供給して処理ガスを生成し、その処理ガスを被処理体に供給して処理を行うための薬液気化タンクにおいて、
その内部空間が仕切り部材により横方向に分割されるように気密に仕切られて複数の気化室と、これら複数の気化室のいずれにも隣接する中間室とが形成されるタンク本体と、
各気化室の液面下にて、各気化室間で薬液を流通させるために各仕切り部材に設けられた薬液流通路と、
各気化室の液面よりも上方にて各気化室と前記中間室との間に位置する仕切り部材に設けられた、前記中間室を介して各気化室間で気圧を均一にするためのガス流通路と、
各気化室毎に設けられ、気化室内の薬液に気化用ガスを供給して、薬液の液面上の空間に処理ガスを生成させる気化用ガス供給部と、
各気化室毎に設けられ、前記気化室にて生成された処理ガスを外部に取り出す処理ガス取り出し路と、
気化室に薬液を供給するための薬液供給路と、
前記薬液供給路から薬液を気化室に供給するための大気開放口と、
を備えたことを特徴とする。

薬液供給路は各気化室の間で共用されていてもよい。また仕切り部材は例えば、複数の気化室に加えて、気化室の液面レベルを検出するための液面センサを備えた液面監視室を形成し、当該液面監視室は、気化室の液面下に開口して、気化室と液面監視室との間で薬液を流通させるための薬液流通路と、気化室の液面よりも上方にて開口して、気化室と液面監視室との間で気圧を均一にするためのガス流通路とを備え、前記液面センサにより検出された液面レベルに基づいて、気化室に薬液が供給される。薬液供給路は、前記液面監視室に設けられていてもよく、液面監視室を周方向に囲むように各気化室が設けられていてもよい。

また本発明の薬液処理システムは、処理ガスを用いて被処理体に処理を行うための処理空間を各々備えた複数の処理モジュールと、上述の薬液気化タンクと、
前記処理ガス取り出し路を介して各処理空間に処理ガスを供給するガス供給手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の薬液気化タンクによれば、タンク本体内を横方向に仕切り、複数の気化室を形成する仕切り部材に、液面下に開口した各気化室間で薬液を流通させる薬液流通路と、液面上に開口した各気化室間の気圧を均一にするためのガス流通路と、が設けられるため、各気化室間を薬液が流通することができ、各気化室の薬液の量の比率が一定になると共に薬液の濃度がばらつくことが抑えられる。従って各気化室で個別に薬液の気化処理を行っても薬液が気化された処理ガスの濃度のばらつきが抑えられ、その処理ガスが供給される各被処理体の処理状態のばらつきが抑えられる。また各気化室で個別に気化処理が行われることで、被処理体の数に応じた数の薬液気化タンクを設ける必要がないため、薬液気化タンクが設置されるスペースを抑えることができる。

本発明の薬液気化タンクの実施の形態の一例として、薬液としてＨＭＤＳ液を気化させるためのＨＭＤＳ液気化タンク３を含んだ薬液処理システムである疎水化処理システム１について説明する。図１は疎水化処理システム１の概略図であり、疎水化処理システム１は４つの疎水化処理モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備えており、これら疎水化処理モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは夫々ガス供給管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを介して薬液気化タンク３に設けられた後述の気化室４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに接続されている。

疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄについて説明する。これら疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄは同様に構成されており、疎水化処理モジュール１Ａを例に挙げて図２を参照しながら説明する。疎水化処理モジュール１Ａは載置台１２を備え、載置台１２上にはウエハＷの裏面を支持する例えばウエハＷの周方向に沿って４つ（図では２つのみ記載）の突部１２ａが設けられている。載置台１２にはウエハＷの外側を囲うように排気口１３が形成されており、排気口１３には排気管１３ａの一端が接続されている。排気管１３ａの他端は、例えば排気量を制御する圧力制御手段１４ａを介して真空ポンプなどからなる排気手段１４に接続されている。

載置台１２には鉛直方向に３つの孔１５ａが穿設されており、各孔１５ａはウエハＷの周方向に沿って配列され、各孔１５ａには昇降ピン１５が挿通されている。昇降ピン１５を支持する基台１５ｂは不図示の駆動機構により昇降し、昇降ピン１５が載置台１２表面に突没して、ウエハＷを疎水化処理モジュール１Ａに搬送する不図示の搬送機構と載置台１２との間でウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。図中１６、１７、夫々カバー、Ｏリングである。カバー１６には排気口１８を介して排気管１８ａの一端が接続され、排気管１８ａの他端は排気管１３ａに合流しており、後述する蓋体２０と載置台１２とに囲まれる処理空間Ｓから孔１５ａ内に流入したＨＭＤＳガスが、ウエハＷの処理中に疎水化処理モジュール１Ａの外部に漏れないようになっている。

排気口１３の周囲には、互いに径が異なり、上方に向かうリング状の突部２１，２２が形成されており、突部２１，２２の上部には後述する蓋体２０が下降したときにその蓋体２０の裏面に接するシール部材２３，２４が夫々設けられている。突部２１，２２間に形成される溝部２５にはその他端が吸引機構２７に接続された排気管２６の一端が接続されており、蓋体２０がシール部材２３，２４に接触したときに溝部２５内が排気されて、蓋体２０の裏面がシール部材２３，２４に密着し、処理空間Ｓが気密になることにより、疎水化処理モジュール１Ａの外部にＨＭＤＳガスが漏れないようになっている。またウエハＷに対して処理が行われていないときに処理空間Ｓは例えば大気雰囲気に連通しており、後述するようにＨＭＤＳ液気化タンク３内にＨＭＤＳ液を供給するときの大気開放口となる。

蓋体２０は不図示の昇降機構により処理空間Ｓ内にウエハＷを搬入できるように載置台１２に対して昇降するように構成されており、その裏面中央部にはガスの吐出口２８が設けられている。また蓋体２０には前記ガス供給管１１Ａが接続されている。

この疎水化処理モジュール１Ａにおいては、蓋体２０が載置台１２に対して上昇した状態でウエハＷが載置台１２に載置されると、蓋体２０が下降して処理空間Ｓが気密になる。その後ＨＭＤＳガスが吐出口２８から供給され、処理空間Ｓ内のガスを排気管１３ａ，１８ａ内に押しやり、図中矢印で示すようにウエハＷ表面全体に供給されてウエハＷに疎水化処理が行われる。疎水化処理後、排気管１３ａ，１８ａから排気が行われると共に不図示のＮ2ガス供給機構からＮ2ガスが処理空間Ｓ内に供給されて、処理空間Ｓ内のＨＭＤＳガスが除去されるようになっている。例えば蓋体２０の昇降動作及び処理空間Ｓの排気は後述の制御部１００により制御される。

続いて本発明の要部を構成するＨＭＤＳ液気化タンク３について図３〜図５を参照しながら説明する。図３、図４、図５は夫々ＨＭＤＳ液気化タンクの縦断側面図、分解斜視図、横断平面図である。ＨＭＤＳ液気化タンク３は例えば偏平な円形の容器として構成されており、当該ＨＭＤＳ液気化タンク３の上壁及びＨＭＤＳ液気化タンク３内に形成される各部屋の仕切りを構成する上側部材３Ａと、ＨＭＤＳ液気化タンク３の底壁及び側壁を構成する下側部材３Ｂと、を備えている。上側部材３Ａと下側部材３Ｂとによりタンク本体３Ｃが構成される。

上側部材３Ａは図４及び図５に示すように互いに口径の異なる円筒形の仕切り壁３１，３２を備えている。仕切り壁３１は仕切り壁３２に囲まれ、これら仕切り壁３１，３２は互いに平面視同心円状に形成されている。また仕切り壁３１から仕切り壁３２へ向けて夫々平面視十字に４つの仕切り壁３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ）が設けられている。これら仕切り壁３１〜３３により、上側部材３１には気化室４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄとして構成される平面視周方向に配列された４つの部屋と、これら気化室４Ａ〜４Ｄに囲まれる液面監視室６として構成される部屋とが形成されている。仕切り壁３１〜３３の上部にはタンク３の上壁を構成する円形板３４が設けられ、円形板３４の周縁部は仕切り壁３２の外側へ張り出している。

下側部材３Ｂは有底の円筒状に構成されており、その口内には上側部材３の仕切り壁３２が収まるようになっている。下側部材３Ｂの側壁の上部は外側へと張り出してフランジ３５を形成しており、このフランジ３５と上側部材３Ａの円形板３４の周縁部とがＯリング３６を介して密着し、薬液気化タンク３内が気密に構成されている。

図３に示すように各仕切り壁３１〜３３の下端は薬液気化タンク３の底面から離れており、ＨＭＤＳ液３０の流路３７が形成されている。この流路３７により、ＨＭＤＳ液気化タンク３内に供給されたＨＭＤＳ液３０が、各気化室４Ａ〜４Ｄ、液面監視室６及び各気化室４Ａ〜４Ｄの外側に設けられた仕切り壁３２及び薬液気化タンク３の側壁に囲まれる外周室４Ｅの間で互いに通流するようになっている。

仕切り壁３１には液面監視室６と各気化室４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄとが夫々連通するように通気孔４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが夫々形成されており、また仕切り壁３２には各気化室４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと外周室４Ｅとが夫々連通するように通気孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが夫々形成されている。これら通気孔４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄは、後述のように薬液気化タンク３内に供給されるＨＭＤＳ液３０の液面レベルの上限レベルＨＬよりも高い位置に形成されており、各室間４Ａ〜４Ｅ間で通気し、各室内４Ａ〜４Ｅの圧力が均一になり、各室４Ａ〜４Ｅ間でＨＭＤＳ液３０が流通して、これら各室４Ａ〜４Ｅの液面レベルを均一にする役割を有している。各通気孔４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄの口径は、大きすぎると後述するように一の気化室で行われる気化処理が他の気化室の気化処理に影響を与えて、例えば処理ガスの濃度の変動を招くおそれがあることから、例えば５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましい。各通気孔４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄは図では夫々１つずつ示しているが、上記のように各部屋間の気化処理に影響を与えずに、液面レベルが均一になればよいので夫々複数設けられていてもよい。

続いて各気化室４Ａ〜４Ｄについて説明する。各気化室４Ａ〜４Ｄは、同様に形成されており、ここでは気化室４Ａを例に挙げて説明する。円形板３４には気化室４Ａに連通する３つの孔４３，４４，４５が形成されている。なお各孔４３〜４４は実際に製造されたＨＭＤＳ液気化タンク３では図４に示すように周方向に配列されているが、図３では便宜上横方向に展開して示している。上述のようにその一端が処理モジュール１Ａに接続されたガス供給管１１Ａの他端は、孔４３を介して気化室４Ａ内に進入しており、気化室４Ａの液面上の空間４０に開口している。

また孔４４を介してガス供給管４６の一端が気化室４Ａに進入しており、このガス供給管４６の一端にはガスノズル４７が設けられ、ガス供給管４６からガスノズル４７に供給されたＮ2ガスはＨＭＤＳ液３０の液面に吐出されるようになっている。ガスノズル４７は処理ガスを生成させるガス供給部に相当する。ガス供給管４６の他端はバルブやマスフローコントローラなどを含む流量制御部４８を介して、Ｎ2ガスが貯留されたＮ2ガス供給源４９に接続されており、流量制御部４８が後述する制御部１００からの制御信号を受けて、Ｎ2ガスのＨＭＤＳ液３０の液面への給断を制御する。流量制御部４８は疎水化処理モジュール１ＡにＨＭＤＳガスを供給するためのガス供給手段に相当する。図中５１，５２，５３は、円形板３４上に設けられた筒状の継ぎ手であり、継ぎ手５１，５２は夫々ガス供給管４５、１１Ａを支持している。またこの実施形態において、孔４５は継ぎ手５３を介してシール部材５４により塞がれている。

他の気化室４Ｂ〜４Ｄについて簡単に説明すると、ガス供給管１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの他端が、ガス供給管１１Ａの他端と同様に、夫々気化室４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに夫々進入しており、各気化室４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの空間４０に開口している。

続いて液面監視室６について説明する。円形板３４には液面監視室６に連通する４つの孔６１，６２，６３，６４が設けられている。なお孔６１〜６４は実際に製造されたタンクでは図４に示すように周方向に配列されているが、図示の便宜上図３では横方向に一列に配列して示している。孔６１を介してＨＭＤＳ液供給管６５の一端が液面監視室６内に進入して開口しており、ＨＭＤＳ液供給管６５の他端は、バルブ及びマスフローコントローラなどを含む流量制御部６６を介して新鮮なＨＭＤＳ液３０が貯留されたＨＭＤＳ液供給源６７に接続されている。制御部１００からの制御信号に応じて流量制御部６６がＨＭＤＳ液供給源６７から気化タンク３への前記ＨＭＤＳ液３０の給断を制御し、供給されたＨＭＤＳ液３０が気化タンク３内の各室４Ａ〜４Ｅに貯留されるようになっている。

液面監視室６には棒状の液面センサ６８が設けられている。この液面センサ６８は孔６２に挿通され、その下部がＨＭＤＳ液３０の液面下に浸されるようになっている。液面センサ６８の下側から上側に向かって液面の高さ（液面レベル）を検出するための複数の検出部６９が設けられており、液面センサ６８はその検出部６９により検出された液面レベルに対応する信号を制御部１００に送信する。

また孔６３を介して排気管７１の一端が液面監視室６に進入しており、液面監視室６の液面上の空間６０に開口している。排気管７１の他端はＨＭＤＳ液気化タンク３の外部の大気雰囲気に開口しており、排気管７１には制御部１００からの制御信号に基づいて開閉されるバルブ７２が介設され、バルブ７２が開かれると空間６０が前記大気雰囲気に開放される。

疎水化処理モジュール１１Ａ〜１１ＤのいずれかでウエハＷに処理が行われておらず、密閉されていない処理空間Ｓがある場合は、ＨＭＤＳ液気化タンク３内にＨＭＤＳ液を注入するときに、タンク３内のガスがその処理空間Ｓを介して疎水化処理モジュール１１の外部へと流通できるため、ＨＭＤＳ液３０がＨＭＤＳ液タンク３内に注入することができるが、処理モジュール１１Ａ〜１１ＤのすべてにおいてウエハＷに対して疎水化処理が行われているときにタンク３内にＨＭＤＳ液を供給する場合は、すべての処理空間Ｓが密閉されているため、ＨＭＤＳ液気化タンク３内のガスが処理空間Ｓを介して疎水化処理モジュール１１の外部へと流通できず、そのままだと当該ＨＭＤＳ液気化タンク３の内圧によりＨＭＤＳ液を供給できないので、このバルブ７２を開き、ＨＭＤＳ液気化タンク３内のガスが大気雰囲気へと流通できる状態になった後にＨＭＤＳ液気化タンク３内にＨＭＤＳ液３０が供給される。

また孔６４を介して排液管７３の一端が、液面監視室６に進入し、ＨＭＤＳ液３０の液面下に開口しており、排液管７３の他端は例えば円形板３４上に設けられたバルブ７４を介して排液機構７５に接続されており、例えば手動によりバルブ７４が開かれるとタンク３内のＨＭＤＳ液が除去される。図中７６，７７，７８，７９は円筒状の継ぎ手であり、夫々ＨＭＤＳ液供給管６５、液面センサ６８、排気管７１、排液管７３を支持している。

続いて制御部１００について説明する。制御部１００は、例えばコンピュータからなり、不図示のプログラム格納部を有している。このプログラム格納部には、後述の作用で説明する現像処理が行われるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納され、このプログラムが制御部１００に読み出されることで制御部１００はＮ2ガスノズル４７からのガスの供給や薬液気化タンク３内へのＨＭＤＳ液３０の供給などを制御する。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

また制御部１００は、不図示の入力画面を備えている。疎水化処理システム１のユーザはこの入力画面から、ＨＭＤＳ液気化タンク３内のＨＭＤＳ液３０の液面レベルについて上限レベルＨＬ及び下限レベルＬＬを設定できるようになっている。後述の作用で説明するようにＨＭＤＳガスが各疎水化処理モジュール１１Ａ〜１１Ｄに供給され、ＨＭＤＳ液３０の液面レベルが下限レベルＬＬになったときに、制御部１００によりＨＭＤＳ液供給源６７からＨＭＤＳ液３０がＨＭＤＳ液気化タンク３内に供給され、図６に示すように液面レベルが上限レベルＨＬになり、各処理モジュール１１Ａ〜１１Ｄでの処理中に液面レベルがＨＬとＬＬとの間に保たれるようになっている。上限レベルＨＬは通気孔４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄの高さよりも低いレベルであり、下限レベルＬＬは流路３７の上端よりも高いレベルである。上限レベルＨＬ，下限レベルＬＬの値は夫々、この間の範囲の液面レベルで生成するＨＭＤＳガス濃度が夫々異なることにより、疎水化処理のばらつきが発生しないように設定される。

また例えばＨＭＤＳ液供給源６７からＨＭＤＳ液３０が供給されてから所定の時間が経過すると、例えば入力画面にアラームが表示される。ユーザはこのアラームに基づいてバルブ７４を開き、ＨＭＤＳ液気化タンク３内の全てのＨＭＤＳ液３０を除去し、バルブ７４を閉じた後、入力画面に表示されるスイッチを押すことで、ＨＭＤＳ液気化タンク３に、その液面レベルが前記上限レベルＨＬになるようにＨＭＤＳ液３０が供給される。これによって気化タンク３内のＨＭＤＳ液３０の鮮度が保たれるようになっている。

疎水化処理システム１の作用について、図７を参照しながら疎水化処理モジュール１Ａ，１ＢのウエハＷに対して処理が行われる場合を例に挙げて説明する。例えば疎水化処理モジュール１Ａの載置台１２にウエハＷが載置され、その処理空間Ｓが気密空間となると、疎水化処理モジュール１Ａは制御部１００に信号を送信する。その信号を受けた制御部１００は、流量制御部４８に制御信号を送信して、気化室４Ａのガスノズル４７から当該気化室４ＡのＨＭＤＳ液３０の液面に所定の流量でＮ2ガスが供給される。供給されたＮ2ガスによりＨＭＤＳ液の気化が促進されると共にタンク３内のＨＭＤＳ液３０気化室４Ａの内圧が上昇し、ＨＭＤＳガスがガス供給管１１Ａを介して疎水化処理モジュール１Ａに供給されて、前記ウエハＷに疎水化処理が行われる。

気化室４Ａに供給されたＮ2ガスは、通気孔４１ａ〜４１ｄ及び４２ａ〜４２ｄを介して他の気化室４Ｂ〜４Ｄ、外周室４Ｅ及び液面監視室６に流入し、これら気化室４Ｂ〜４Ｄ、外周室４Ｅ及び液面監視室６のＨＭＤＳ液３０が流路３７を介して気化室４Ａに流入して、各気化室４Ａ〜４Ｄ、外周室４Ｅ及び液面監視室６で液面レベルが均一に保たれた状態で気化タンク３内のＨＭＤＳ液３０が減少する（図７（ａ），（ｂ））。

続いて疎水化処理モジュール１Ｂの載置台１２にウエハＷが搬入され、その処理空間Ｓが気密空間となると、疎水化処理モジュール１Ｂは制御部１００に信号を送信する。その信号を受けた制御部１００は、気化室４Ｂに対応する流量制御部４８に制御信号を送信し、ガスノズル４７から気化室４Ｂの液面に例えば、気化室４Ａに供給する流量と同じ流量でＮ2ガスが供給され、ＨＭＤＳガスがガス供給管１１Ｂを介して疎水化処理モジュール１Ｂに供給されて、疎水化処理モジュール１１ＢのウエハＷに疎水化処理が行われる。

気化室４Ｂに供給されたＮ2ガスは、通気孔４１ｂ〜４１ｄ及び通気室４２ｂ〜４２ｄを介して気化室４Ｃ，４Ｄ、外周室４Ｅ及び液面監視室６に流入し、これら気化室４Ｃ，４Ｄ及び液面監視室６のＨＭＤＳ液３０が流路３７を介して気化室４Ａの他に気化室４Ｂにも流入して、各気化室４Ａ〜４Ｄ、外周室４Ｅ及び液面監視室６で液面レベルが均一に保たれた状態で気化タンク３内のＨＭＤＳ液３０が減少を続ける（図７（ｃ））。

ＨＭＤＳ液３０の気化が進み、液面レベルが予め設定された下限レベルＬＬになると、液面センサ６８が制御部１００に信号を送信し、制御部１００は流量制御部６６に制御信号を送信して、ＨＭＤＳ液供給源６７からＨＭＤＳ液供給管６５を介してＨＭＤＳ液３０が気化タンク３内に供給され、その液面レベルが上昇し、予め設定された上限レベルＨＬに達すると、液面センサ６８が制御部１００に信号を送信し、ＨＭＤＳ液３０の供給が停止する。

そして気化室４ＡにＮ2ガスの供給が開始されてから所定の時間が経過すると、気化室４ＡへのＮ2ガスの供給が停止し、処理モジュール１Ａでの疎水化処理が終了する。そして気化室４ＢにＮ2ガスの供給が開始されてから所定の時間が経過すると、気化室４ＢへのＮ2ガスの供給が停止し、処理モジュール１Ｂでの疎水化処理が終了する。

このＨＭＤＳ液気化タンク３によれば、タンク３内の空間を横方向に仕切り、気化室４Ａ〜４Ｄを形成する仕切り壁３１，３２，３３Ａ〜３３Ｄと、ＨＭＤＳ液３０の液面下に開口した各気化室４Ａ〜４Ｄ間でＨＭＤＳ液３０を流通させる流路３７と、ＨＭＤＳ液３０の液面上に開口した各気化室４Ａ〜４Ｄ間の圧力を均一にするための通気孔４１ａ〜４１ｄと、を備えることで各気化室４Ａ〜４Ｄ内の気圧が均一化されて各気化室４Ａ〜４Ｄ間をＨＭＤＳ液３０が流通することができるため、各気化室４Ａ〜４Ｄで液面レベルがばらつくことが抑えられると共に各気化室４Ａ〜４ＤでＨＭＤＳ液３０の濃度がばらつくことが抑えられる。従って各気化室４Ａ〜４Ｄで個別にＨＭＤＳ液の気化処理を行ってもＨＭＤＳガスの濃度のばらつきが抑えられる。その結果として各疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄの各ウエハＷへの疎水化処理状態にばらつきが生じることが抑えられる。

また、このＨＭＤＳ液気化タンク３は、個別に気化室４Ａ〜４Ｄを備えることで、疎水化処理モジュールの数と同数の薬液気化タンクを設けるような場合に比べて当該薬液気化タンクの設置スペースの削減を図ることができる。また、各気化室４Ａ〜４Ｄ及び液面監視室６間でＨＭＤＳ液３０が流通できるので、液面センサ７３、ＨＭＤＳ液供給管６５、排液管７３などが、各気化室４Ａ〜４Ｄで共用され、これらの部材を各気化室４Ａ〜４Ｄごとに設ける必要がないため、疎水化処理モジュールの数と同数のＨＭＤＳ液気化タンクを設けるような場合に比べて製造コストの低下を図ることができる。

また疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄの稼動状況に差がある場合に、ＨＭＤＳ液が共用化されているため、疎水化処理モジュールの数に応じて気化タンクを設けるような場合に比べて、ＨＭＤＳ液を効率よく消費することができる。従ってＨＭＤＳ液の鮮度が低下したときに排液を行うにあたり、その排液量を抑えることができるため、コストの低下を図ることができる。

ＨＭＤＳ液気化タンク３においては、気化室４Ａ〜４Ｄから仕切られた液面監視室６を備え、その液面監視室６の液面レベルを検出して各気化室４Ａ〜４Ｄの液面レベルの管理を行っているため、気化室４Ａ〜４Ｄで気化処理が行われることで気化室４Ａ〜４Ｄの液面が揺れても、これらの液面の揺れが液面監視室６の液面に伝わり、液面監視室６の液面が揺れることが抑えられる。従って精度高く液面レベルを管理することができ、ＨＭＤＳガスの濃度の変動を抑えることができるためウエハＷへの疎水化処理のばらつきをより確実に抑えることができる。また液面監視室６が、気化室４Ａ〜４Ｄに囲まれるように気化タンク３の中央部に設けられることで、ＨＭＤＳ液気化タンク３の設置する床が傾いていても、液面監視室６がタンクの周縁部に配置されるような場合に比べて、液面監視室６の液面の傾きが抑えられることで、液面レベルの検出精度が低下することが抑えられるので好ましい。

また上述のようにＨＭＤＳ液気化タンク３は、各疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄで処理を行っていても液面監視室６のバルブ７２を開放することで、ＨＭＤＳ液３０をタンク内に供給でき、各疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄの処理を停止させる必要が無い。従ってこれらの処理モジュール１Ａ〜１Ｄの稼動に影響を与えないため、これらのモジュールによるスループットの低下を抑えることができる。

上記実施形態においては例えばバルブ７４が制御部１００により一定周期で開閉され、自動で廃液が行われるようになっていてもよい。また使用する薬液としてはＨＭＤＳ液に限られず、各気化室及び液面監視室のレイアウトも上記実施形態に限られない。また各疎水化処理モジュールに異なる濃度のＨＭＤＳガスを供給するために各気化室４Ａ〜４Ｄの液面に夫々異なる流量でＮ2ガスを供給したり、各気化室４Ａ〜４Ｄの大きさが夫々異なるように構成されていてもよい。

続いてＨＭＤＳ液気化タンク３の変形例であるＨＭＤＳ液気化タンク８について図８を参照しながら説明する。このＨＭＤＳ液気化タンク８は、ＨＭＤＳ液気化タンク３と略同様に構成されており、同じ構成部分については同符号を付けて示している。この実施例においても各気化室４Ａ〜４Ｄは同様に構成されているので、代表して気化室４Ａについて説明すると、Ｎ2ガス供給管４６の端部には多数の吐出口８２を備えた平板状のバブリング用ノズル８１が設けられており、ノズル８１は液面下に浸漬され、バブリングによりＨＭＤＳ液３０の気化処理が行われるようになっている。また孔５２を介して希釈用ガス供給管８３の一端が気化室４Ａに進入し、液面上の空間４０に開口している。希釈用ガス供給管８３の他端はバルブやマスフローコントローラからなる流量制御部８４を介してＮ2ガス供給源４９に接続されている。流量制御部８４は制御部１００からの制御信号に基づいてＮ2ガス供給源４９から空間４０へのＮ2ガスの給断を制御し、バブリングにより空間４０に生じたＨＭＤＳガスの濃度を希釈する役割を有しており、疎水化処理モジュール１Ａに適切な濃度のＨＭＤＳガスが供給される。

このようなＨＭＤＳ液気化タンク８もＨＭＤＳ液気化タンク３と同様の効果を有する。ＨＭＤＳ液気化タンク８ではバブリングを行うことにより各気化室４Ａ〜４Ｄの液面が揺れやすいので、上記のように液面監視室６を気化室４Ａ〜４Ｄから仕切り、その液面監視室６の液面を監視することが、精度高く液面の管理を行うために特に有効である。

続いて上述の疎水化処理システム１が組み込まれた塗布、現像装置の構成の一例について図９〜図１１を参照しながら簡単に説明する。図中Ｂ１は基板であるウエハＷが例えば２５枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するためのキャリアブロックであり、キャリアＣ１を複数個載置可能な載置部９０ａを備えたキャリア受け渡し部９０と、このキャリア受け渡し部９０から見て前方の壁面に設けられる開閉部９１と、開閉部９１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。

キャリアブロックＢ１の奥側には筐体９２にて周囲を囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロックＢ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び主搬送手段Ａ２，Ａ３はキャリアブロックＢ１側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハＷは処理ブロックＢ１内を一端側の棚ユニットＵ１から他端側の棚ユニットＵ３まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアブロックＢ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁９３により囲まれる空間内に置かれている。また図中９４、９５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。

液処理ユニットＵ４，Ｕ５は、例えば図１０に示すように塗布液（レジスト液）や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部９６の上に、塗布ユニットＣＯＴ、現像ユニットＤＥＶ及び反射防止膜形成ユニットＢＡＲＣ等を複数段例えば５段に積層した構成とされている。また上述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、図１１に示すように液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、液処理前後のウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット（ＬＨＰ）、ウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＰＬ）、露光後のウエハＷを過熱する加熱ユニット（ＰＥＢ）等が含まれ、例えば棚ユニットＵ２に上述の疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄが設けられており、棚ユニットＵ２付近に上述のＨＭＤＳ液気化タンク３が設けられている。図中ＴＲＳはウエハＷの受け渡しステージである。

処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、例えば第１の搬送室９７及び第２の搬送室９８からなるインターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。インターフェイスブロックＢ３の内部には処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための２つの受け渡し手段Ａ４、Ａ５及び棚ユニットＵ６が設けられている。

続いてこの装置におけるウエハの流れについて一例を示す。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が載置台９０に載置されると、開閉部９１と共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しユニット（図示せず）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡され、棚ユニットＵ１〜Ｕ３内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば疎水化処理モジュール１Ａ〜１Ｄにて疎水化処理、冷却ユニット（ＣＰＬ）にて冷却処理が行われ、しかる後塗布ユニットＣＯＴにてレジスト液が塗布される。

続いてウエハＷは棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚をなす加熱ユニット（ＬＨＰ）で加熱（ベーク処理）され、更に冷却された後棚ユニットＵ３の受け渡しユニットを経由してインターフェイスブロックＢ３へと搬入される。このインターフェイスブロックＢ３においてウエハＷは例えば受け渡し手段Ａ４→棚ユニットＵ６→ 受け渡し手段Ａ５という経路で露光装置Ｂ４へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウエハＷは逆の経路で主搬送手段Ａ２まで搬送され、現像ユニットＤＥＶにて現像されることでレジストパターンを備えたレジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは載置台９０上の元のキャリアＣ１へと戻される。

本発明の実施の形態に係るＨＭＤＳ液気化タンクを備えた疎水化処理システムのブロック図である。前記疎水化処理システムに含まれる疎水化処理モジュールの縦断側面図である。前記ＨＭＤＳ液気化タンクの縦断側面図である。前記ＨＭＤＳ液気化タンクの分解斜視図である。前記ＨＭＤＳ液気化タンクの横断平面図である。前記液面レベルが変動する様子を示したグラフである。ＨＭＤＳ液気化タンクの液面レベルが変動する様子を示した説明図である。他のＨＭＤＳ気化タンクの構成例を示した縦断側面図である。前記現像装置が適用された塗布、現像装置の平面図である。前記塗布、現像装置の斜視図である。前記塗布、現像装置の縦断側面図である。

符号の説明

Ｗウエハ
１疎水化処理システム
１Ａ〜１Ｄ疎水化処理モジュール
１００制御部
３ＨＭＤＳ液気化タンク
３０ＨＭＤＳ液
３１，３２，３３仕切り壁
３７流路
４Ａ〜４Ｄ気化室
４１ａ〜４１ｄ通気孔
６８液面センサ

Claims

貯留された薬液に気化用ガスを供給して処理ガスを生成し、その処理ガスを被処理体に供給して処理を行うための薬液気化タンクにおいて、
その内部空間が仕切り部材により横方向に分割されるように気密に仕切られて複数の気化室と、これら複数の気化室のいずれにも隣接する中間室とが形成されるタンク本体と、
各気化室の液面下にて、各気化室間で薬液を流通させるために各仕切り部材に設けられた薬液流通路と、
各気化室の液面よりも上方にて各気化室と前記中間室との間に位置する仕切り部材に設けられた、前記中間室を介して各気化室間で気圧を均一にするためのガス流通路と、
各気化室毎に設けられ、気化室内の薬液に気化用ガスを供給して、薬液の液面上の空間に処理ガスを生成させる気化用ガス供給部と、
各気化室毎に設けられ、前記気化室にて生成された処理ガスを外部に取り出す処理ガス取り出し路と、
気化室に薬液を供給するための薬液供給路と、
前記薬液供給路から薬液を気化室に供給するための大気開放口と、
を備えたことを特徴とする薬液気化タンク。
薬液供給路は各気化室の間で共用されることを特徴とする請求項１記載の薬液気化タンク。
仕切り部材は、複数の気化室に加えて、気化室の液面レベルを検出するための液面センサを備えた液面監視室を形成し、当該液面監視室は、気化室の液面下に開口して、気化室と液面監視室との間で薬液を流通させるための薬液流通路と、気化室の液面よりも上方にて開口して、気化室と液面監視室との間で気圧を均一にするためのガス流通路とを備え、前記液面センサにより検出された液面レベルに基づいて、気化室に薬液が供給されることを特徴とする請求項１または２記載の薬液気化タンク。
薬液供給路は、前記液面監視室に設けられていることを特徴とする請求項３記載の薬液気化タンク。
液面監視室を周方向に囲むように各気化室が設けられていることを特徴とする請求項３または４記載の薬液気化タンク。
処理ガスを用いて被処理体に処理を行うための処理空間を各々備えた複数の処理モジュールと、
請求項１ないし５のいずれか一に記載の薬液気化タンクと、
前記処理ガス取り出し路を介して各処理空間に処理ガスを供給するガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする薬液処理システム。