KR101656333B1 - 소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

약액의 기화 효율이 높아 고농도의 소수화 가스를 기판으로 공급할 수 있고, 또한 약액의 열화를 억제할 수 있는 소수화 처리 장치를 제공한다. 기화실 내에 표면이 위치하는 기화면 형성부와, 이 기화면 형성부를 가열하기 위한 기화면 가열 수단과, 상기 기화면 형성부의 표면에 소수화 처리용의 약액을 공급하기 위한 약액 공급 포트와, 캐리어 가스를 상기 기화실 내로 도입하기 위한 가스 도입 포트와, 소수화 가스를 취출하기 위한 취출 포트와, 상기 취출 포트로부터 공급된 소수화 가스를 기판으로 공급하는 처리 용기를 구비하도록 소수화 처리 장치를 구성한다. 이 구성에 의해 기판으로 고농도의 소수화 가스를 공급할 수 있고, 처리를 행하지 않을 때에는 저장된 약액이 캐리어 가스에 접촉하는 일이 없으므로, 약액의 열화가 억제된다.

Description

소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 기억 매체{HYDROPHOBICIZING APPARATUS, HYDROPHOBICIZING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
종래의 반도체 디바이스 또는 LCD 기판 등의 제조 프로세스에서, 레지스트 패턴의 형성 처리에서의 공정 중 하나로서 기판 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, 간단하게 웨이퍼라고 함)에 대한 소수화 처리가 있다. 이 처리는, 웨이퍼에 레지스트를 도포하기 전에 하지막과 레지스트막의 밀착성을 향상시키기 위하여, 웨이퍼의 표면에 HMDS(hexamethyldisilazane)의 증기를 분사하여 친수성인 웨이퍼의 표면을 소수성으로 변화시키기 위하여 행해진다. 이 때, 소수화 처리는 웨이퍼의 표면과 베벨(bevel)부(외주부 단면(端面))까지 행해지는 경우가 많으며, 이와 같이 소수화 처리가 행해짐으로써 웨이퍼와 노광 장치와의 사이에 물을 개재시켜 노광을 행하는 액침 노광 처리를 행하는 경우에, 레지스트막이 박리되기 어려워진다고 하는 이점이 있다.
그리고 웨이퍼에 대하여 이러한 소수화 처리를 행하는 장치로서 특허 문헌 1에 기재된 다음의 장치가 알려져 있다. 즉, 액체 원료의 약액이 되는 HMDS를 탱크 내에 저장하고, 이 탱크에 캐리어 가스 공급원과 소수화 처리를 행하는 처리실을 각각 배관을 개재하여 접속시킨다. 그리고 탱크로 캐리어 가스 공급원으로부터 캐리어 가스를 공급함으로써 탱크 내의 HMDS를 예를 들면 버블링하여 기화시켜, 이 기화된 HMDS를 캐리어 가스에 의해 처리실로 반송한다.
그런데, 반도체 디바이스의 제조 공정에서는 스루풋의 향상이 요구되고 있으며, 따라서 이 소수화 처리에서도 처리 시간의 단축이 요구되고 있다. 따라서, 웨이퍼로 비교적 높은 농도의 HMDS 가스(소수화 가스)를 공급하여 스루풋의 향상을 도모하는 것이 검토되고 있다.
상기 소수화 가스 생성 속도가 HMDS와 캐리어 가스와의 접촉 면적에 비례한다는 점에서, HMDS를 저장하는 탱크로서 대형인 것을 이용하여 고농도의 HMDS 가스를 웨이퍼로 공급하여 스루풋을 향상시키는 것도 고려된다. 그러나, 이와 같이 대형화된 탱크는 처리 용기의 근처에 배치할 수 없어, 처리실과 탱크를 접속시키는 배관이 길어진다. 이처럼 배관이 길어지면, 비교적 높은 농도의 HMDS를 포함하는 소수화 가스가 배관을 통류하는 경우에 이 HMDS가 결로(結露)되어, 웨이퍼로 예정된 농도의 소수화 가스를 공급할 수 없게 된다고 하는 우려가 있고, 웨이퍼의 처리마다 상기 배관 내를 소수화 가스로 채울 필요가 있기 때문에 충분한 스루풋의 향상을 도모할 수 없다는 우려가 있다. 상기 결로 대책으로서 배관에 가열 유닛을 설치하여 결로를 방지하는 것도 고려되지만, 장치가 대형화되어 풋 프린트(점유바닥면적(foot print))가 증대된다.
또한, 탱크 내에서 HMDS는 항상 공급된 캐리어 가스와 계속 접촉하게 되기 때문에, 소수화 가스의 생성을 얼마간 행하지 않으면 탱크 내에서 HMDS와 캐리어 가스가 반응하여 HMDS의 액 열화가 일어날 우려가 있다. 가령 HMDS의 액 열화가 일어나면, 웨이퍼 표면의 소수화가 불충분해져 레지스트막의 밀착성을 향상시키는 것이 곤란해진다.
일본특허공개공보 평11-214292호(단락 번호 0036, 0037, 0048)
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것이며, 약액의 기화 효율이 높아 고농도의 소수화 가스를 기판으로 공급할 수 있고, 또한 약액의 열화를 억제할 수 있는 소수화 처리 장치, 소수화 처리 방법 및 그 방법을 실시하는 컴퓨터 프로그램을 포함한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소수화 처리 장치는, 기화실 내에 그 표면이 위치하는 기화면 형성부와, 상기 기화면 형성부를 가열하기 위한 기화면 가열 수단과, 상기 기화면 형성부의 표면에 소수화 처리용의 약액을 공급하기 위한 약액 공급 포트와, 캐리어 가스를 상기 기화실 내로 도입하기 위한 가스 도입 포트와, 상기 기화실 내에서 기화된 소수화 가스를 취출하기 위한 취출 포트와, 내부에 재치된 기판에 대하여 상기 취출 포트로부터 공급된 소수화 가스에 의해 소수화 처리를 행하기 위한 처리 용기를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 기화실은 예를 들면 상기 처리 용기의 천판(天板) 상에 설치되어 있고, 상기 기화면 형성부는 하방을 향할수록 넓어지는 형상으로 형성되고, 상기 약액 공급 포트는 상기 기화면 형성부의 상방측에 위치하고 있어도 좋다. 또한, 상기 기화면 형성부에는 모세관 현상에 의해 약액을 퍼지게 하기 위한 홈부가 형성되어 있어도 좋다. 상기 장치는, 상기 캐리어 가스를 기화실로 도입하기 전에 가열하는 가스 가열 수단을 구비하고 있어도 좋다. 또한 상기 장치는 예를 들면, 상기 취출 포트로부터 취출된 소수화 가스의 농도를 검출하는 농도 검출부와, 이 농도 검출부의 검출치에 기초하여 약액 공급 포트로부터 기화실로 공급되는 약액의 공급 유량을 늘리도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하고 있으며, 이 경우 상기 제어부는, 약액의 공급 유량을 늘리는 것에 의해서도 농도 검출부의 검출치가 규정치보다 낮을 때에는, 기화면 가열 수단의 가열 온도를 높이도록 제어 신호를 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소수화 처리 방법은, 기화실 내에 그 표면이 위치하는 기화면 형성부를 기화면 가열 수단에 의해 가열하는 공정과, 약액 공급 포트에 의해 상기 기화면 형성부의 표면에 소수화 처리용의 약액을 공급하는 공정과, 가스 도입 포트로부터 캐리어 가스를 상기 기화실 내로 도입하는 공정과, 취출 포트로부터 상기 기화실 내에서 기화된 소수화 가스를 취출하는 공정과, 처리 용기 내에 기판을 재치하는 공정과, 상기 취출 포트로부터 공급된 소수화 가스에 의해 기판에 소수화 처리를 행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 기화면 형성부에는 홈부가 형성되어, 모세관 현상에 의해 상기 홈부에 약액을 퍼지게 하는 공정을 포함하고 있어도 좋고, 상기 캐리어 가스를 기화실로 도입하기 전에 가스 가열 수단에 의해 가열하는 공정을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 농도 검출부에 의해 상기 취출 포트로부터 취출된 소수화 가스의 농도를 검출하는 공정과, 이 농도 검출부의 검출치에 기초하여 약액 공급 포트로부터 기화실로 공급되는 약액의 공급 유량을 늘리는 공정을 포함하고 있어도 좋으며, 이 경우 예를 들면 약액의 공급 유량을 늘리는 것에 의해서도 농도 검출부의 검출치가 규정치보다 낮을 때에는, 기화면 가열 수단의 가열 온도를 높이는 공정이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기억 매체는, 처리 용기 내의 기판으로 소수화 가스를 공급하는 소수화 처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 상기의 소수화 처리 방법을 실행하기 위한 단계군이 포함된 프로그램인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가열한 기화면 형성부로 소수화 처리용의 약액을 공급하여 퍼지게 하고, 이 약액을 기화시키고 있기 때문에, 고농도의 소수화 가스를 얻을 수 있다. 따라서 기화를 행하지 않을 때에는, 탱크의 경우와 같이 저장된 약액이 캐리어 가스에 접촉한다고 하는 일이 없으므로, 약액의 열화가 억제된다. 또한, 탱크를 이용하지 않기 때문에 소형화를 도모할 수 있고 또한, 기화 효율이 높으므로 캐리어 가스가 적어도 된다. 또한, 소수화 가스를 얻는 부분(기화 장치)을 소형화할 수 있다는 점에서 처리 용기의 천장부에 둘 수 있고, 그렇게 함으로써 배관이 짧아지므로 고농도의 소수화 가스를 반송해도 결로가 일어나기 어려워진다.
도 1은 본 발명의 소수화 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 상기 소수화 처리 장치의 가스 공급로의 상세를 도시한 도면이다.
도 3은 상기 소수화 처리 장치에 설치되는 기화 유닛의 종단면도이다.
도 4는 상기 기화 유닛의 횡단면도이다.
도 5는 상기 소수화 처리 장치의 배관을 도시한 사시도이다.
도 6은 상기 가열 유닛의 가스 흐름을 도시한 설명도이다.
도 7은 상기 소수화 처리 장치의 처리 용기 내의 가스 흐름을 도시한 설명도이다.
도 8은 상기 소수화 처리 장치에서 행하는 소수화 처리의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 9는 배관의 다른 구성예를 도시한 사시도이다.
도 10은 가열 유닛의 가열 블록의 다른 구성예를 도시한 측면도이다.
도 11은 상기 소수화 처리 장치를 구비한 도포 현상 장치의 평면도이다.
도 12는 상기 도포 현상 장치의 종단면도이다.
도 13은 참고 시험의 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 소수화 처리 장치의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이 소수화 처리 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 기판 예를 들면, 웨이퍼(W)에 대하여 소수화 처리를 행하기 위한 처리 용기(2)와, 이 처리 용기(2)로 이송되는 HMDS 가스(소수화 가스)를 생성하기 위한 기화 유닛(기화 장치)(5)을 구비하고 있다. 이 소수화 처리 장치(1)는 도시하지 않은 외장체에 기밀 상태로 수용되어 있다.
처리 용기(2)는 상부가 개구부로 되어 있는 용기 본체(21)와 이 개구부를 덮도록 설치된 덮개체(22)에 의해 구성되어 있다. 이 용기 본체(21)는 측벽부(21a)와 저부(底部)(21b)를 가지며, 용기 본체(21) 내에는 저부(21b)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 재치대(23)가 설치되어 있다. 즉, 본 실시예의 처리 용기(2)에서, 저부(21b)는 재치대(23)의 주연부를 지지하는 영역까지 형성되어 있어, 재치대(23)가 용기 본체(21)의 일부를 형성하는 태양으로 되어 있다. 그리고 재치대(23)는, 바닥이 있는 편평한 통 형상체인 지지 부재(24)와, 이 지지 부재(24)의 상측을 막도록 설치되어 당해 지지 부재(24)에 지지되는 열판(25)에 의해 구성되어 있다. 열판(25)은 그 이면 측에 히터(26)를 구비하고 있다. 또한, 열판(25)은 도시하지 않은 온도 계측 수단을 구비하고 있어, 이 온도 계측 수단의 출력에 따라 후술하는 제어부(100)가 히터(26)의 온도를 제어한다.
덮개체(22)는 측벽부(22a)와 천판(22b)을 구비하고 있으며, 용기 본체(21)의 주연부를 이루는 측벽부(21a)의 상면과 덮개체(22)의 주연부를 이루는 측벽부(22a)의 하면을 맞추어 근접시킴으로써, 용기 본체(21)의 개구부가 덮개체(22)로 덮여 처리실(2a)이 구획 형성된다. 이와 같이 하여 형성된 처리실(2a)의 내부에서는, 재치대(23)의 웨이퍼(W)의 재치면으로부터 덮개체(22)의 천판(22b)의 하면까지의 거리가 예를 들면 3 mm ~ 10 mm 정도로 설정된다.
이 용기 본체(21)와 덮개체(22)는 서로 상대적으로 승강 가능하게 구성되어 있으며, 덮개체(22)가 도시하지 않은 승강 기구에 의해 용기 본체(21)와 접촉하는 처리 위치와 용기 본체(21)의 상방에 위치하는 기판 반출입 위치와의 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 재치대(23)에는 도시하지 않은 외부의 반송 수단과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 복수개의 승강핀(27)이 설치되어 있으며, 이 승강핀(27)은 승강 기구(27a)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다. 이 복수개의 승강핀(27)은 각각이 재치대(23)에 형성된 관통홀(23a)을 관통하도록 배치되어 있어, 이 승강핀(27)이 상승함으로써 재치대(23) 상의 웨이퍼(W)는 재치대(23) 상으로부터 이격된다. 또한, 승강핀(27)은 재치대(23)의 이면측에 설치된 커버(28)에 의해 주위가 덮여 있다.
또한, 천판(22b)의 예를 들면 중앙부에는 HMDS 가스를 처리실(2a) 내로 공급하기 위한 가스 공급부(22c)가 형성되어 있고, 천판(22b) 상에는 기화 유닛(5)이 설치되어 있다. 가스 공급부(22c)는 도 2에 도시한 바와 같이 내부에 가스 유로(22d)가 형성된 원기둥 형상의 부재이다. 가스 공급부(22c)의 단면 형상은 가스 유로(22d)의 수직 방향에 대하여 대략 사다리꼴 형상을 하고 있어, 천판(22b)으로부터 하방을 향하여 점차 좁아지고 있다. 그리고 가스 공급부(22c)의 하단측의 측면에는, 예를 들면 직경 0.5 mm ~ 2 mm 정도의 다수의 공급홀(22e)이 가스 공급부(22c)의 둘레 방향에 걸쳐 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.
또한, 덮개체(22)의 측벽부(22a)에는 고리 형상의 연속된 공간인 버퍼실(31)이 형성되어 있다. 버퍼실(31)은 처리실(2a)의 둘레 방향을 따라 설치되어 있고, 그 하방이 용기 본체(21)에 개구되어 있다. 이 버퍼실(31)은 공급된 퍼지 가스(이 예에서는 N2 가스)를 일단 저장하는 역할을 가진다. 도면 중 32는 퍼지 가스의 유출로이며, 유출로(32)는 버퍼실(31)로부터 덮개체(22)를 관통하도록 상방으로 연장되어 있다. 이 유출로(32)는 처리실(2a)의 둘레 방향을 따라 소정의 간격으로 복수 설치되고, 잉여의 퍼지 가스가 버퍼실(31)로 공급되었을 때에 이 퍼지 가스를 버퍼실(31)의 외부로 방출하는 역할을 가진다.
또한, 용기 본체(21)의 측벽부(21a)에는, 당해 버퍼실(31)로 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급로(35)가 각각 상하 방향으로 관통하도록 용기 본체(21)의 둘레 방향을 따라 복수 형성되어 있다. 또한 이 퍼지 가스 공급로(35)에는 용기 본체(21)의 하면측에 설치된 용기 본체(21)의 둘레 방향을 따르는 고리 형상의 가스 공급실(36)이 접속되고, 가스 공급실(36)에는 퍼지 가스 공급관(37)의 일단이 접속된다. 그리고 퍼지 가스 공급관(37)의 타단은 밸브(V6)를 개재하여 N2(질소) 가스가 저장된 가스 공급원(40)에 접속되어 있다.
또한, 웨이퍼(W)에 소수화 처리를 행하기 위하여 용기 본체(21)와 덮개체(22)를 근접시켰을 때에, 용기 본체(21)와 덮개체(22)와의 사이에는 버퍼실(31)의 퍼지 가스를 처리실(2a)측을 향하여 공급하기 위한 링 형상의 연속된 간극이 형성된다. 이 간극은 퍼지 가스 공급홀(41)로서, 버퍼실(31)에 연통되고, 또한 버퍼실(31)을 따라 둘레 방향으로 형성되어 있다. 이 퍼지 가스 공급홀(41)은 재치대(23)의 상면보다 약간 높은 위치에 형성된다.
또한, 덮개체(22)는 처리실(2a) 내로 공급된 HMDS 가스 및 N2 가스를 배출하기 위한 배기홀(43)을 구비하고 있고, 배기홀(43)은 퍼지 가스 공급홀(41)의 상측에 둘레 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개구되어 있다. 또한, 덮개체(22)는 이 배기홀(43)에 연통하고, 당해 덮개체(22) 내부에 수평 방향으로 확장되는 고리 형상의 공동부(44)를 구비하고, 덮개체(22)의 상면에서의 상기 공동부의 내주측에는 덮개체(22)의 둘레 방향을 따라 복수 개구된 배기홀(45)이 설치되어 있다. 배기홀(45)에는 배기관(46)의 일단이 접속되고, 배기관(46)의 타단은 밸브(V7)를 개재하여 예를 들면 배기 펌프 등에 의해 구성되는 배기 수단(30)에 접속되어 있다.
이어서 기화 유닛(5)에 대하여 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 기화 유닛(5)은 하우징(51)을 구비하며, 하우징(51)은 덮개체(22)의 천판(22b) 상에 설치되어 있다. 하우징(51) 내는 도입된 N2 가스를 가열하기 위한 가스 가열실(52)과 공급된 HMDS액을 기화시키기 위한 기화실(53)로 구획되어 있고, 이들 가스 가열실(52) 및 기화실(53)은 횡방향으로 배열되어 있다. 예를 들면 가스 가열실(52)의 측방 하부에는 당해 가스 가열실(52)로 N2 가스를 도입하기 위한 개구부(54)가 형성되어 있다. 도면 중 55는 가스 도입 포트를 이루는 유통로로서, 가스 가열실(52)과 기화실(53)을 접속시키기 위하여 횡방향을 향하여 설치되어 있다. 도면 중 56은 가스 흐름 규제 부재로서, 가스 가열실(52)에서 N2 가스의 흐름을 규제하여 N2 가스가 충분히 후술하는 가열 블록(61)에 의해 가열되도록 하는 역할을 가진다.
개구부(54)에는 가스 공급관(50)의 일단이 접속되고, 가스 공급관(50)의 타단측은 밸브(V1)를 개재하여 N2 가스 공급원(40)에 접속되어 있다. 이 밸브(V1), 후술하는 밸브(V2) ~ 밸브(V5), 밸브(V8) 및 기술한 밸브(V6, V7)는, 개폐 기능과 유량 조정 기능을 구비하고 있어, 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호를 받아 하류측으로의 가스 또는 액체의 유량을 제어한다. 또한, 도 1에서는 편의상 도시를 생략하였으나, 밸브(V1)와 기화 유닛(5) 간에 가스 공급관(50)은 도 5에 도시한 바와 같이 재치대(23)의 측 둘레에 감겨 있다. 열판(25)의 열에 의해 가스 공급관(50)이 가열되고, N2 가스 공급원(40)으로부터 공급된 N2 가스는 가스 공급관(50)의 열에 의해 기화 유닛(5)으로 공급될 때까지 가열된다.
도 3, 도 4로 돌아와 설명을 계속한다. 가열 블록(61)은, 가스 가열실(52)로부터 기화실(53)을 향하여 이들 각 실에 걸치도록 연장되어 있다. 가열 블록(61)은 그 내부에 기화면 가열 수단을 이루는 전열선(電熱線)(62)을 구비하고 있어, 이 전열선(62)에 의해 당해 가열 블록(61) 전체가 가열되도록 되어 있다. 도면 중 63은 전력 케이블이다. 또한, 도면 중 64는 전열선(62)으로 공급하는 전력을 조정하기 위한 전력 콘트롤러로서, 후술하는 바와 같이 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호를 받아 전열선(62)으로 공급되는 전력이 제어된다.
또한, 가열 블록(61)은 기화실(53)에서 기화면 형성부를 구성하는 원뿔부(65)를 형성하고 있다. 원뿔부(65)의 표면에는 원뿔의 정수리부로부터 저부를 향하여 다수의 홈부(66)가 형성되어 있다. 이 홈부(66)는 후술하는 바와 같이, 원뿔부(65)의 정수리부로 HMDS액이 공급되었을 때에 HMDS액을 모세관 현상에 의해 상기 저부로 퍼지게 하는 역할을 가지고 있어, 이처럼 저부로 HMDS액을 퍼지게 함으로써 당해 HMDS액과 이 원뿔부(65)를 향하여 공급되는 N2 가스와의 접촉 면적을 늘려 다량의 HMDS 가스를 처리 용기(2)로 공급할 수 있다. 이 기화 유닛(5)에서는 웨이퍼(W)로 공급하는 HMDS 농도를 가열 블록(61)의 온도에 따라 제어하는 경우가 있기 때문에, 이 가열 블록(61)을 구성하는 재질로는 열전도율이 좋고 열용량이 작은 알루미늄 또는 SUS 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 원뿔부(65)의 표면은 습윤성을 높여 HMDS액을 퍼지게 하기 쉽게 하기 위하여, DLC(Diamond Like Carbon)에 의해 형성하거나 무전해 니켈 도금에 의해 피복해도 좋다.
도 3 중 H1로 도시한 원뿔부(65)의 높이 및 R1로 도시한 원뿔부(65)의 저부를 이루는 원의 반경의 길이가 길 수록 N2 가스와 HMDS액과의 접촉 면적이 커져 다량의 HMDS 가스를 공급할 수 있지만, R1이 지나치게 크면 기화 유닛(5)을 덮개체(22) 상에 둘 수 없게 되어 당해 기화 유닛(5)과 처리 용기(2)와의 거리가 멀어져 HMDS 가스의 결로가 우려되고, H1이 지나치게 크면 소수화 처리 장치(1)를 도포 현상 장치 등에 수용하는 경우에 장착 수가 한정된다. 따라서, 이러한 균형을 고려하여 원뿔부(65)의 크기가 적절하게 설계된다. 일례로서 도면 중 H1의 높이는 10 mm ~ 15 mm, R1의 길이는 25 mm ~ 30 mm이다. 또한, 각 홈부(66)의 폭은 예를 들면 3 mm ~ 5 mm이다.
또한, 가스 가열실(52)에서 가열 블록(61)은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 핀(fin)(67)을 구비하고 있어, 이들 핀(67)에 의해 가스 가열실(52)로부터 기화실(53)을 향하는 N2 가스를 효율적으로 가열할 수 있다.
기화실(53)의 천장부에는 고정 부재(57)를 개재하여 HMDS액 공급관(58)의 일단이 원뿔부(65)의 정수리부를 향하여 개구되어 있다. 이 HMDS액 공급관(58)의 일단은 약액 공급 포트를 구성하고, 발액성, 내열, 내식성이 우수한 소재에 의해 구성하는 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리테트라플루오르에틸렌(상표명 : 테프론) 또는 질화 붕소 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이 HMDS액 공급관(58)의 타단은 밸브(V8), 펌프(59)를 개재하여 HMDS액 공급원(5A)에 접속되어 있다. 밸브(V8)는 석 백 밸브(suck back valve)로서, HMDS액의 공급을 정지했을 때에 여분의 소량의 HMDS액이 하류측으로 흐르는 것을 방지하는 기능을 가진다. 펌프(59)는 HMDS액 공급원(5A)으로부터 HMDS액을 하류측으로 공급하는 역할을 가지며, 제어부(100)에 의해 그 동작의 타이밍이 제어된다.
기화실(53)에는 유통로(55)가 형성되는 측벽과 대향하는 측벽에 가스 취출 포트를 이루는 개구부(68)가 형성되어 있고, 개구부(68)에는 가스 공급관(71)의 일단이 접속되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 가스 공급관(71)의 타단은 밸브(V3, V4)를 이 순서로 개재하여 처리 용기(2)의 가스 유로(22d)에 접속되어 있다. 또한, 가스 공급관(71)에서 밸브(V4)의 후단(後段)측에는 농도 센서(76)가 설치되어 있다. 농도 센서(76)는 배관(71) 내의 HMDS의 농도를 검출하여, 검출한 농도에 따라 제어부(100)에 신호를 출력한다. 또한, 가스 공급관(71)은 관 내에서 HMDS가 결로되는 것을 방지하기 위하여 단열성 높게 구성된다. 구체적으로 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이 2 중 관 구조로 하며, 외관(72)과 내관(73)과의 사이는 진공 구조로 한다. 또한, 발포 테프론 또는 글라스 울 등의 단열재에 의해 가스 공급관(71)의 외측을 피복해도 좋다.
또한, 밸브(V3, V4)의 사이에서 가스 공급관(71)에는 배관(75, 74)의 일단이 각각 접속되어 있다. 배관(75)의 타단측은 밸브(V2)를 개재하여 N2 가스 공급원(40)에 접속되어 있고, 배관(74)의 타단측은 밸브(V5)를 개재하여 배기 수단(30)에 접속되어 있다.
이어서 제어부(100)에 대하여 설명한다. 이 소수화 처리 장치(1)를 제어하는 제어부(100)는 예를 들면 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램, 메모리, CPU 등을 구비하며, 프로그램에는 이 제어부(100)로부터 소수화 처리 장치(1)의 각 부로 제어 신호를 보내어 소정의 소수화 처리를 진행시키도록 명령(각 단계)이 포함되어 있다. 이 프로그램은, 기억 매체 예를 들면 플렉서블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 기억부에 저장되어 제어부(100)에 실행 가능한 상태로 전개된다. 이 프로그램에는 덮개체(22)의 승강 기구, 배기 수단(30), 밸브(V1 ~ V8) 등을 제어하기 위한 프로그램도 포함되어 있어, 당해 프로그램은 제어부(100)의 메모리에 미리 기억된 프로세스 레시피에 따라 소수화 처리 장치(1)의 각 부를 제어하도록 되어 있다.
또한, 유저는 도시하지 않은 설정 수단에 의해 웨이퍼(W)로 공급하는 HMDS의 농도를 설정할 수 있도록 되어 있으며, 그 설정치가 상기 메모리에 기억된다. 후술하는 바와 같이 농도 센서(76)에 의해 검출되는 HMDS 농도가 이 설정치가 되도록 제어가 행해진다. 또한, 상기 설정 수단으로부터는 후술하는 바와 같이 알람을 발생시키는 기준이 되는 HMDS 농도의 허용 범위를 설정할 수 있다. 농도 센서(76)에 의해 검출되는 HMDS 농도가 이 허용 범위 외로 되었을 때에는 제어부(100)에 설치된 도시하지 않은 표시 화면에 이처럼 허용 범위 외로 되었다는 취지의 알람이 표시된다.
이어서 본 실시예의 소수화 처리 장치(1)에서의 소수화 처리 방법에 대하여 기화 유닛(5)에서의 가스의 흐름, 처리 용기(2)에서의 가스의 흐름을 각각 도시한 도 6, 도 7을 참조하여 설명한다. 먼저 소수화 처리 장치(1)의 유저는 상기 설정 수단에 의해 웨이퍼(W)로 공급하는 가스에 포함되는 HMDS의 농도를 설정하고, 이 설정치로 HMDS 가스를 공급하기 위한 프로세스 레시피를 선택한다. 또한, 유저는 상기 알람을 발생시키는 기준이 되는 허용 범위를 설정한다. 여기서는 유저에 의해 웨이퍼(W)로 공급하는 가스 중의 HMDS의 농도가 3.0%, 상기 허용 범위가 1.5% ~ 5%로 각각 설정된 것으로 한다.
그리고, 선택한 프로세스 레시피에 기초하여 제어부(100)로부터 소수화 처리 장치(1)의 각 부로 제어 신호가 출력되고, 재치대(23)의 열판(25)이 히터(26)에 의해 가열되어, 설정한 소정의 온도가 된다. 그리고, 열판(25)에 의해 지지 부재(24)가 가열되어 이에 따라 지지 부재(24)에 감겨 있는 가스 공급관(50)이 가열된다. 이 시점에서는 밸브(V1 ~ V8)는 모두 닫혀 있다.
이어서, 기화 유닛(5)의 가열 블록(61)의 온도가 상승하여 설정한 온도 예를 들면 80℃ ~ 90℃가 된다. 또한, 펌프(59)가 동작하고 밸브(V8)가 열려, HMDS액 공급관(58)으로부터 HMDS액이 선택된 레시피에 규정된 유량으로 기화실(53)의 원뿔부(65)의 정수리부로 공급되어, 원뿔부(65)에 의해 가열된다. 상기 원뿔부(65)에는 정수리부로부터 저부를 향하여 복수의 홈부(66)가 형성되어 있다는 점에서, 이 홈부(66)가 이루는 모세관 현상 및 중력의 작용에 의해 HMDS액은 가열되면서 자동으로 신속하게 상기 저부를 향하여 퍼져 간다.
이 HMDS액의 공급과 대략 동시에 덮개체(22)를 기판 반출입 위치까지 상승시켜 도시하지 않은 외부의 반송 수단에 의해 웨이퍼(W)를 처리실(2a) 내로 반입하여, 승강핀(27)과의 협동 작업에 의해 웨이퍼(W)를 재치대(23)에 재치한다. 그 후, 도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이 덮개체(22)를 처리 위치까지 강하시켜 용기 본체(21)와 덮개체(22)로 처리실(2a)을 형성한다. 웨이퍼(W)는 재치대(23)에 재치됨으로써 소정의 프로세스 온도, 예를 들면 85℃로 가열된다.
그리고 예를 들면 웨이퍼(W)가 상기 프로세스 온도로 가열된 것을 온도 계측 수단으로 확인한 후, 밸브(V1, V3, V4)가 열리고 가스 공급원(40)으로부터 공급된 상온의 N2 가스가 가스 공급관(50)을 통해 하류측으로 소정의 유량으로 통류한다. 또한, 이들 밸브가 열리는 것과 대략 동시에 밸브(V6)가 열리고 가스 공급원(40)으로부터 가스 공급관(37), 처리 용기(2)의 하부의 가스 공급실(36)을 거쳐 버퍼실(31)로 퍼지 가스인 N2 가스가 공급된다. 또한, 밸브(V7)가 열리고 처리 용기(2)의 배기홀(43)로부터 배기가 행해진다.
가스 공급관(50)으로 공급된 캐리어 가스인 N2 가스는, 열판(25)에 의해 가열된 당해 가스 공급관(50)의 열에 의해 가열되면서 기화 유닛(5)의 가스 가열실(52)로 공급된다. 이 가스 가열실(52)로부터 기화실(53)을 향하는 동안에 가열 블록(61)에 의해 더욱 N2 가스는 가열되어 예를 들면 50℃ ~ 80℃가 된다.
그리고, 가열된 N2 가스가 도 6에 점선 화살표로 도시한 바와 같이 원뿔부(65)에 분사된다. HMDS의 기화는 원뿔부(65)의 열에 의해 행해지고, 가열된 N2 가스에 의해 더욱더 기화실(53) 내에서의 HMDS의 기화가 촉진된다. 또한, 캐리어 가스가 가열되어 있기 때문에 기화된 HMDS의 결로를 방지할 수 있다. 이와 같이 기화된 HMDS 가스(소수화 가스)는 N2 가스와 함께 가스 공급관(71), 가스 유로(22d) 및 공급홀(22e)을 거쳐 처리실(2a)의 중앙부로 공급된다. 그리고 HMDS 가스 및 N2 가스는 도 7에 화살표로 도시한 바와 같이 배기홀(43)의 흡인력에 끌려 처리실(2a)의 주연부로 확산되어, 처리실(2a) 내부에 이들 가스가 충만해진다. 그리고, 웨이퍼(W)의 표면 전체가 HMDS에 노출되어 웨이퍼(W)의 소수화 처리가 행해진다.
또한 소수화 처리 시에는, 덮개체(22)의 버퍼실(31)로 퍼지 가스로서 공급되는 N2 가스와 처리실(2a)로 공급되는 캐리어 가스인 N2 가스의 공급량의 합계량보다 배기 수단(30)에 의한 배기량이 커지도록 가스의 공급량 및 배기량이 제어된다. 이 때문에 버퍼실(31)의 퍼지 가스는 간극(41)으로부터 처리실(2a)측을 향하여 흡인되고, 배기홀(43)에서 처리실(2a)로부터 배기홀(43)을 향하는 가스에 합류하여 배기된다. 이와 같이, 처리실(2a)을 둘러싸도록 항상 퍼지 가스의 기류가 퍼지 가스 공급홀(41)로 유입되므로, 처리실(2a)의 주위에 퍼지 가스의 에어 커튼이 형성된 상태가 되어, 이 에어 커튼에 의해 처리실(2a)이 외부와 차단되게 된다. 따라서 처리실(2a)을 밀폐화하지 않아도 처리실(2a) 내의 소수화 가스가 외부로 누설되는 것이 방지 가능해지고 있다.
그런데, 밸브(V8)를 열어 HMDS액의 공급을 개시한 후에 소정의 시간 경과후, 도 8의 순서도에 나타낸 바와 같이 제어부(100)는 농도 센서(76)로부터 보내지는 출력 신호에 기초하여 가스 공급관(71)을 통류하는 가스 중의 HMDS 농도를 검출하고, 그 검출한 HMDS 농도가 설정치(여기서는 기술한 바와 같이 3.0%로 설정되어 있음)인지 아닌지를 판정한다(단계(S1)). 단계(S1)에서 검출된 HMDS 농도가 설정치라고 판정된 경우에는, 제어부(100)는 계속해서 HMDS 농도가 이 설정치인지 아닌지의 판정을 행한다.
검출한 HMDS 농도가 설정치가 아니라고 판정한 경우, 제어부(100)는 HMDS 농도가 허용 범위(여기서는 기술한 바와 같이 1.5% ~ 5%로 설정되어 있음) 내에 있는지 아닌지를 판정한다(단계(S2)). HMDS 농도가 허용 범위 내에는 없다고 판정한 경우에 제어부(100)는 표시 화면에 알람을 표시한다(단계(S3)). 넘지 않았다고 판정한 경우에 제어부(100)는 검출된 HMDS 농도가 상기 설정치보다 높은지 아닌지를 판정한다(단계(S4)). HMDS 농도가 상기 설정치보다 높다고 판정한 경우에는 제어부(100)는 밸브(V8)에 제어 신호를 송신하여 기화 유닛(5)으로 공급하고 있는 HMDS액의 유량을 일정량 감소시킨다(단계(S5)). 그리고, 밸브(V8)에 상기 제어 신호를 송신한 후에 소정의 시간 경과 후, 제어부(100)는 단계(S1) 이후의 각 단계를 반복하여 실시한다.
또한, 단계(S4)에서 HMDS 농도가 설정치보다 높지 않다고 판정된 경우에, 제어부(100)는 밸브(V8)에 제어 신호를 송신하여 기화 유닛(5)으로 공급하고 있는 HMDS액의 유량을 일정량 증가시킨다(단계(S6)). 그리고, 밸브(V8)에 상기 제어 신호를 송신한 후에 소정의 시간 경과후, 제어부(100)는 HMDS 농도가 설정치보다 낮은지 아닌지의 판정을 행한다(단계(S7)).
단계(S7)에서 HMDS 농도가 설정치보다 낮지 않다고 판정된 경우, 제어부(100)는 단계(S1) 이후의 각 단계를 반복하여 실시한다. 또한, 단계(S7)에서 HMDS 농도가 설정치보다 낮다고 판정된 경우, 제어부(100)는 전력 콘트롤러(64)에 제어 신호를 송신하여 가열 블록(61)으로 공급하는 전력을 일정량 늘려 가열 블록(61)의 온도를 높인다(단계(S8)). 상기 제어 신호를 송신한 후에 소정의 시간이 경과했다고 판정한 후, 제어부(100)는 단계(S7) 이후의 단계를 반복하여 행한다.
웨이퍼(W)의 반입으로부터 설정한 시간이 경과하여 당해 웨이퍼(W)의 소수화 처리가 완료되면, 소수화 처리 장치(1)에서는 밸브(V8)를 닫아 HMDS액의 공급을 정지하고, 제어부(100)는 상기의 농도 센서(76)의 검출에 기초한 HMDS액의 유량 및 가열 블록(61)으로의 공급 전력의 제어를 정지시킨다. 그리고 제어부(100)는, 밸브(V1)를 닫고 또한 밸브(V2)를 열어 N2 가스의 유로를 전환하여, 당해 N2 가스가 기화 유닛(5)을 경유하지 않고 처리실(2a)로 공급된다. 그 한편으로 계속해서 배기홀(43)로부터의 배기가 행해져 처리실(2a)에 잔류하고 있는 N2 가스 및 HMDS 가스가 흡인된다. 이에 따라 처리실(2a) 내의 가스가 HMDS 가스와 N2 가스의 혼합 가스로부터 HMDS 가스를 포함하지 않는 N2 가스로 치환된다.
상기 N2 가스의 유로의 전환으로부터 소정의 시간 경과 후, 밸브(V2, V4)를 닫고 또한 밸브(V1, V3, V5)가 열려 N2 가스의 유로가 바뀌어, 당해 N2 가스는 기화 유닛(5)을 거쳐 처리 용기(2)를 경유하지 않고 배기된다. 이에 따라, 가스 가열실(52), 기화실(53)에 잔류하고 있던 HMDS 가스가 N2 가스에 밀려 제거된다. 상기 N2 가스의 유로 전환으로부터 소정의 시간 경과 후 밸브(V1, V3, V5)가 닫히고, 웨이퍼(W)가 반입 시와는 반대 순서로 처리 용기(2)로부터 반출된다.
상술한 본 실시예의 소수화 처리 장치(1)에서는, 가열 블록(61)의 원뿔부(65)로 HMDS액을 공급하여 퍼지게 하고, 이 HMDS액을 기화시키고 있기 때문에, HMDS의 농도가 높은 소수화 가스를 얻을 수 있다. 따라서 기화를 행하지 않을 때에는 탱크의 경우와 같이 저장된 HMDS액이 캐리어 가스에 접촉한다고 하는 일이 없으므로, HMDS액의 열화가 억제된다. 또한, 탱크를 이용하지 않기 때문에 소형화를 도모할 수 있고 또한, 기화 효율이 높으므로 캐리어 가스가 적어도 된다. 또한, 기화 유닛(5)을 소형화할 수 있다는 점에서 처리 용기(2)의 천장부에 둘 수 있고, 그렇게 함으로써 기화 유닛(5)으로부터 처리 용기(2)로 소수화 가스를 공급하는 가스 공급관(71)을 단축시킬 수 있으므로 HMDS의 농도가 높은 소수화 가스를 반송해도 결로가 일어나기 어려워진다. 또한, 가스 공급관(71)에 히터를 설치하는 등의 HMDS의 결로 대책이 불필요해지기 때문에, 장치(1)의 대형화를 방지할 수 있다.
또한, 원뿔부(65)는 다수의 홈부(66)를 구비하여 모세관 현상에 의해 HMDS액을 그 홈부(66) 내에 퍼지게 하여, 이에 따라 HMDS액과 캐리어 가스인 N2 가스와의 접촉 면적이 커져 HMDS액의 기화 효율을 보다 높일 수 있다. 또한, N2 가스 공급관(50)은 재치대(23)의 열판(25)의 열에 의해 가열되고, 또한 기화 유닛(5)에서 기화실(53)로 도입되는 N2 가스를 가열하기 위한 가스 가열실(52)이 설치되어 있음으로써, HMDS액의 기화 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 상기의 예에서 기화 유닛(5)으로 N2 가스를 공급하는 N2 가스 공급관(50)으로서는, 재치대(23)를 둘러싸도록 설치하는 대신에 도 9에 도시한 바와 같이 처리 용기(2)의 천판(22b) 상을 두르도록 설치해도 좋다. 열판(25)의 열에 의해 천판(22b)이 가열됨으로써 가스 공급관(50)이 가열되어, 그 열에 의해 기화 유닛(5)으로 공급되는 N2 가스가 가열된다. 또한, 기화 유닛(5)과 처리 용기(2)를 접속시키는 가스 공급관(71)을 마찬가지로 천판(22b) 상 또는 재치대(23)의 주위를 두르도록 배치해도 좋다.
또한, 원뿔부(65)에 형성하는 홈부(66)로는 상기의 예에 한정되지 않으며, 도 10에 도시한 바와 같이 경사지게 형성되어 있어도 좋다. 또한, 가열 블록(61)에서 HMDS액이 공급되는 개소로는 원뿔 형상으로 구성하는 것에 한정되지 않지만, 당해 원뿔과 같이 하방을 향할 수록 넓어지는 형상의 것을 이용함으로써, 홈부(66)에 의한 모세관 현상 외에 중력의 작용에 의해서도 HMDS액을 도포할 수 있어 기화 효율을 높일 수 있으므로 유리하다.
이어서 본 실시예의 각 소수화 처리 장치(1)가 포함된 일례인 도포 현상 장치(8)를 포함한 레지스트 패턴 형성 장치에 대하여 간단하게 설명한다. 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 도포 현상 장치(8)는, 서로 접속된 캐리어 블록(8a), 처리 블록(8b), 인터페이스 블록(8c)으로 이루어진다. 이 도포 현상 장치(8)에 예를 들면 액침 노광을 행하는 노광 장치(8d)가 접속되어 레지스트 패턴 형성 장치가 구성되어 있다. 캐리어 블록(8a)은, 재치대(80) 상에 재치된 밀폐형의 캐리어(81)로부터 제 1 전달 암(82)이 웨이퍼(W)를 취출하여 당해 블록에 인접 배치된 처리 블록(8b)으로 전달하고, 제 1 전달 암(82)에 의해 처리 블록에서 처리된 처리 완료 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(81)로 되돌리도록 구성되어 있다.
처리 블록(8b)에는, 현상 처리를 행하기 위한 제 1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제 2 블록(BCT층)(B2), 레지스트액의 도포 처리를 행하기 위한 제 3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제 4 블록(ITC층)(B4)이 설치되어 있으며, 이 처리 블록(8b)은 하부로부터 차례로 각 블록을 적층함으로써 구성되어 있다. 또한 각 블록에는 가열부 또는 냉각부 등을 적층함으로써 구성된 처리 유닛군(83)이 설치되어 있으며, 제 3 블록(B3)의 처리 유닛군(83)에 소수화 처리 장치(1)가 포함되어 있다.
또한, 처리 블록(8b)에는 캐리어 블록(8a)측에 제 1 선반 유닛(84)이 설치되고, 인터페이스 블록(8c)측에 제 2 선반 유닛(85)이 설치되어 있고, 제 1 선반 유닛(84)의 각 부 간에 웨이퍼(W)를 반송하기 위하여 이 제 1 선반 유닛(84)의 근방에는 승강 가능한 제 2 전달 암(86)이 설치되어 있다. 이 제 1 선반 유닛(84), 제 2 선반 유닛(85)에는 복수의 전달 유닛이 설치되어 있어, 이 전달 유닛 중 도 12에서 CPL이 부여되어 있는 전달 유닛에는 온도 조절용의 냉각 유닛이 구비되어 있고, BF가 부여되어 있는 전달 유닛에는 복수매의 웨이퍼(W)를 재치 가능해지도록 버퍼 유닛이 구비되어 있다. 인터페이스 블록(8c)은 인터페이스 암(87)을 구비하고 있어, 이 인터페이스 암(87)에 의해 제 2 선반 유닛과 노광 장치(8d)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 노광 장치(8d)는 인터페이스 암(87)으로부터 반송된 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 노광 처리를 행한다.
제 1 블록(B1)은, 현상 유닛(88)이 예를 들면 2 단으로 적층되어 있어, 이 2 단의 현상 유닛(88)으로 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 암(89a)이 설치되어 있다. 제 2 블록(B2)과 제 4 블록(B4)은, 각각 반사 방지막을 형성하기 위한 약액을 스핀 코팅에 의해 도포하는 도포 유닛과, 이 도포 유닛에서 행해지는 처리의 전 처리 및 후 처리를 행하기 위한 가열, 냉각계의 처리 유닛군과, 도포 유닛과 처리 유닛군의 사이에 설치되어 이들 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송 암(89b, 89d)을 구비하고 있다. 제 3 블록(B3)에서는, 약액을 레지스트액으로 변경하고, 본 실시예의 소수화 처리 장치(1)가 포함되어 있다는 점 이외에는 제 2, 4 블록(B2, B4)과 동일한 구성이다.
이 레지스트 패턴 형성 장치에서는, 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴을 형성하는 경우, 먼저 캐리어 블록(8a)으로부터 웨이퍼(W)를 제 1 선반 유닛(84)의 전달 유닛, 예를 들면 제 2 블록(B2)에 대응하는 전달 유닛(CPL2)으로 제 1 전달 암(82)에 의해 차례로 반송하고, 이 웨이퍼(W)를 전달 유닛(CPL3) 및 반송 암(89c)을 거쳐 제 3 블록(B3)으로 반입하여, 소수화 처리 장치(1)에서 웨이퍼(W)의 표면을 소수화한 후 레지스트막을 형성한다. 그 후 웨이퍼(W)는, 반송 암(89c)에 의해 제 1 선반 유닛(84)의 전달 유닛(BF3)으로 전달된다. 전달 유닛(BF3)으로 전달된 웨이퍼(W)는, 제 2 전달 암(86)에 의해 전달 유닛(CPL4)으로 전달되고, 반송 암(89d)에 의해 제 4 블록(B4)으로 반송된다. 그리고, 제 4 블록(B4)에서 웨이퍼(W)의 레지스트막 상에 반사 방지막을 형성하여 전달 유닛(TRS4)으로 전달된다. 또한 이 레지스트 패턴 형성 장치에서는, 요구되는 사양 등에 따라 레지스트막 상에 반사 방지막을 형성하지 않는 경우도 있고 또는, 웨이퍼(W)에 대하여 소수화 처리를 행하는 대신에 제 2 블록(B2)에서 웨이퍼(W)에 직접 반사 방지막이 형성되는 경우도 있다.
또한, 제 1 블록(B1) 내의 상부에는, 제 1 선반 유닛(84)의 전달부(91a)로부터 제 2 선반 유닛(85)의 전달부(91b)로 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용 반송 수단인 셔틀(90)이 설치되어 있다. 레지스트막 또는 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제 2 전달 암(86)에 의해 전달 유닛(BF2, BF3) 또는 전달 유닛(TRS4)으로부터 전달부(91a)에서 셔틀(90)로 전달되어, 셔틀(90)에 의해 전달부(91b)로 반송된다.
셔틀(90)을 거쳐 전달부(91b)로 반송된 웨이퍼(W)는, 인터페이스 블록(8c)의 인터페이스 암(87)에 의해 인터페이스 블록(8c)으로 운반되어 노광 장치(8d)로 반송된다. 그리고 노광 장치(8d)에 의해 웨이퍼(W)에 소정의 노광 처리가 행해진 후, 인터페이스 암(87)에 의해 웨이퍼(W)는 제 2 선반 유닛(85)의 전달 유닛(TRS6)으로 전달된다. 그리고 반송 암(89a)에 의해 제 1 블록(B1)으로 반송되어 현상 처리가 행해진 후, 반송 암(89a)에 의해 제 1 선반 유닛 중 제 1 전달 암(82)의 액세스 가능 범위의 전달 유닛으로 전달되어, 제 1 전달 암(82)에 의해 캐리어(81)로 반송된다. 이에 따라 본 실시예의 레지스트 패턴 형성 장치에서는, 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴을 형성한다.
(참고 시험)
상기의 처리 용기(2)를 구비한 소수화 처리 장치를 이용하여 웨이퍼(W)에 소수화 처리를 행하였다. 실험 1로서, 기술한 기화 유닛(5)을 상기 처리 용기(2)에 접속시키는 대신에 버블링을 행하기 위한 탱크를 구비한 기화 장치를 상기 처리 용기에 접속시켰다. 그리고, 웨이퍼(W)를 처리 용기(2) 내로 반입하여 당해 웨이퍼(W)를 90℃로 가열하고 30 초간 소수화 가스를 공급하여 처리를 행하였다. 소수화 처리 중에 처리 용기(2) 내에 설치한 농도 센서를 이용하여 HMDS의 체적 농도를 측정했다. 소수화 처리 후 10 초간 N2 가스를 공급하여 처리 용기 내의 가스 치환을 행한 후, 웨이퍼(W)를 처리 용기(2)로부터 반출하여 그 표면의 접촉각을 측정했다.
또한 실험 2로서, 실험 1과 동일한 장치를 이용하여 동일하게 실험을 행하되, 버블링을 행하는 탱크의 온도를 실험 1보다 높게 설정했다. 실험 3에서는 상기 버블링용의 탱크를 구비한 기화 장치를 접속시키는 대신에 탱크 내의 HMDS액의 액면에 캐리어 가스를 공급하는 기화 장치를 구성하여, 실험 1, 2와 동일하게 처리를 행하였다.
도 13은 각 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 그래프의 세로축은 접촉각을, 그래프의 가로축은 검출된 HMDS의 체적 농도를 나타내고 있다. 접촉각이 클 수록 웨이퍼가 높게 소수화된 것을 나타낸다. 그래프에 나타낸 바와 같이 HMDS 농도가 높을 수록 웨이퍼(W)의 접촉각이 커진다. 따라서, 처리 용기(2) 내로 농도가 높은 HMDS를 공급함으로써 소수화 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
1 : 소수화 처리 장치
2 : 처리 용기
2a : 처리실
21 : 용기 본체
22 : 덮개체
22b : 천판
23 : 재치대
24 : 지지 부재
25 : 열판
5 : 기화 유닛
52 : 가스 가열실
53 : 기화실
61 : 가열 블록
62 : 전열선
65 : 원뿔부
66 : 홈부
68 : 개구부
100 : 제어부

Claims (13)

  1. 하우징 내에 설치되고, 상기 하우징의 외부의 공급원으로부터 공급되는 캐리어 가스를 가열하기 위한 가스 가열실과,
    상기 하우징 내에 상기 가스 가열실로부터 구획되어 형성되는 기화실과,
    상기 기화실 내에 표면이 위치하는 기화면 형성부와,
    상기 기화면 형성부를 가열하고, 또한 상기 가스 가열실에 공급된 캐리어 가스를 가열하기 위해, 상기 기화실로부터 상기 가스 가열실로 연장되어 설치되는 가열 블록과,
    상기 기화면 형성부의 표면에 소수화 처리용의 약액을 공급하기 위한 약액 공급 포트와,
    상기 가스 가열실에서 가열된 캐리어 가스를 상기 기화실 내로 도입하여 상기 기화면 형성부의 표면에 공급하기 위한 가스 도입 포트와,
    상기 기화실 내에서 기화된 소수화 가스를 취출하기 위한 취출 포트와,
    내부에 재치된 기판에 대하여 상기 취출 포트로부터 공급된 소수화 가스에 의해 소수화 처리를 행하기 위한 처리 용기를 구비한 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기화실은 상기 처리 용기의 천판 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기화면 형성부는 하방을 향할수록 넓어지는 형상으로 형성되고, 상기 약액 공급 포트는 상기 기화면 형성부의 상방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기화면 형성부는 모세관 현상에 의해 약액을 퍼지게 하기 위한 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어 가스를 가스 가열실로 도입하기 전에 가열하는 가스 가열 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 취출 포트로부터 취출된 소수화 가스의 농도를 검출하는 농도 검출부와, 상기 농도 검출부의 검출치에 기초하여 약액 공급 포트로부터 기화실로 공급되는 약액의 공급 유량을 늘리도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 약액의 공급 유량을 늘리는 것에 의해서도 농도 검출부의 검출치가 규정치보다 낮을 때에는, 가열 블록의 가열 온도를 높이도록 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 장치.
  8. 하우징 내에 설치되는 가스 가열실에, 상기 하우징의 외부의 공급원으로부터 캐리어 가스를 공급하는 공정과,
    상기 하우징 내에 상기 가스 가열실로부터 구획되어 형성되는 기화실 내에 표면이 위치하는 기화면 형성부를 상기 기화실로부터 상기 가스 가열실로 연장되어 설치되는 가열 블록에 의해 가열하는 공정과,
    상기 가스 가열실에 공급된 캐리어 가스를 상기 가열 블록에 의해 가열하는 공정과,
    약액 공급 포트에 의해 상기 기화면 형성부의 표면에 소수화 처리용의 약액을 공급하는 공정과,
    가스 도입 포트로부터 상기 가스 가열실에서 가열된 캐리어 가스를 상기 기화실 내로 도입하여 상기 기화면 형성부의 표면에 공급하는 공정과,
    취출 포트로부터 상기 기화실 내에서 기화된 소수화 가스를 취출하는 공정과,
    처리 용기 내에 기판을 재치하는 공정과,
    상기 취출 포트로부터 공급된 소수화 가스에 의해 기판에 소수화 처리를 행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 소수화 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기화면 형성부에는 홈부가 형성되어, 모세관 현상에 의해 상기 홈부에 약액을 퍼지게 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 캐리어 가스를 가스 가열실로 도입하기 전에 가스 가열 수단에 의해 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    농도 검출부에 의해 상기 취출 포트로부터 취출된 소수화 가스의 농도를 검출하는 공정과,
    상기 농도 검출부의 검출치에 기초하여 약액 공급 포트로부터 기화실로 공급되는 약액의 공급 유량을 늘리는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    약액의 공급 유량을 늘리는 것에 의해서도 농도 검출부의 검출치가 규정치보다 낮을 때에는, 가열 블록의 가열 온도를 높이는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수화 처리 방법.
  13. 처리 용기 내의 기판으로 소수화 가스를 공급하는 소수화 처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서,
    상기 프로그램은, 제 8 항 또는 제 9 항에 기재된 소수화 처리 방법을 실행하기 위한 단계군이 포함된 프로그램인 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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