TW202337536A - 溶劑蒸氣供給裝置及溶劑蒸氣供給方法 - Google Patents

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Abstract

藉由廉價之構成的溶劑蒸氣供給裝置，使供給至基板處理裝置之溶劑蒸氣的溫度與濃度穩定。 一種溶劑蒸氣供給裝置，將溶劑蒸氣供給至基板處理裝置，該基板處理裝置係將形成有包含至少2種聚合物之嵌段共聚物之膜的基板在溶劑蒸氣之氛圍下加熱而使該嵌段共聚物相分離，具備：溶劑儲存部，係以儲存於內部之溶劑的飽和溫度以上之溫度來進行保溫；預備冷卻部，係將在該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣進行預備冷卻；以及溫度調節部，係將經預備冷卻之該溶劑蒸氣的溫度調節為朝該基板處理裝置供給時之目標溫度，該溫度調節部係將調節為該目標溫度後之溶劑蒸氣朝該基板處理裝置供給。

Description

溶劑蒸氣供給裝置及溶劑蒸氣供給方法
本發明係關於一種溶劑蒸氣供給裝置及溶劑蒸氣供給方法。
專利文獻1揭示一種圖案形成方法，包含：於基板形成至少包含二種聚合物之嵌段共聚物之膜的步驟；將嵌段共聚物之膜在溶劑蒸氣氛圍下加熱而使嵌段共聚物相分離的步驟；以及去除已相分離之嵌段共聚物之膜中之一種聚合物的步驟。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2013-249430號公報
〔發明所欲解決之問題〕
本發明相關之技術係藉由廉價之構成的溶劑蒸氣供給裝置，使供給至基板處理裝置之溶劑蒸氣的溫度與濃度穩定。 〔解決問題之方式〕
本發明之一態樣為一種溶劑蒸氣供給裝置，係將該溶劑蒸氣供給至基板處理裝置，該基板處理裝置係將形成有包含至少2種聚合物之嵌段共聚物之膜的基板在溶劑蒸氣之氛圍下加熱，而使該嵌段共聚物相分離，具備：溶劑儲存部，係以儲存於內部之溶劑的飽和溫度以上之溫度來進行保溫；預備冷卻部，係將在該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣進行預備冷卻；以及溫度調節部，係將經預備冷卻之該溶劑蒸氣的溫度調節為朝該基板處理裝置供給時的目標溫度，該溫度調節部係將調節為該目標溫度後之溶劑蒸氣朝該基板處理裝置供給。 〔發明效果〕
根據本發明，能夠在廉價之構成的溶劑蒸氣供給裝置中，使供給至基板處理裝置之溶劑蒸氣的溫度與濃度穩定。
在半導體元件等之製造程序中，已知一種使用定向自組裝(DSA)微影技術來在半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)形成所欲圖案之方法。
此方法中，首先，係於晶圓塗布包含例如A聚合物鏈與B聚合物鏈之嵌段共聚物的塗布液，而於晶圓上形成嵌段共聚物之薄膜。接著，將晶圓加熱，而使無規地固溶於薄膜中之A聚合物鏈與B聚合物鏈相分離。接著，對晶圓照射紫外光，而形成相對於有機溶劑之可溶區域與難溶區域。之後，將有機溶劑供給至晶圓而使可溶區域溶解。藉此，於晶圓形成所欲圖案。
在使上述圖案形成方法之嵌段共聚物相分離的步驟中，係將控制為特定之溫度與濃度的溶劑之蒸氣(以下稱為「溶劑蒸氣」)供給至收容有晶圓之加熱裝置。此溶劑蒸氣係例如藉由將儲存溶劑之槽加熱而使溶劑氣化來生成。
此外，在從槽內之溶劑產生溶劑蒸氣時，由於因氣化熱而使槽內之溶劑的溫度下降，故而容易使從槽供給至加熱裝置之溶劑蒸氣的溫度與濃度產生變動。因此，為了使供給至加熱裝置之溶劑蒸氣穩定在特定之溫度與濃度，需要進行追蹤因氣化熱所導致之槽內的溶劑溫度之變動的控制，而進行溶劑溫度之調節、或是溶劑蒸氣之溫度調節或濃度調節。
然而，在藉由例如槽之溫度控制來調節槽內之溶劑溫度的方法中，由於槽之熱效率低，故而溶劑相對於槽之溫度控制的溫度變化之回應性低。因此，就使供給至加熱裝置之溶劑蒸氣之溫度與濃度穩定之方面而言，尚有改善的空間。又，亦有考量非為槽溫度之溫度控制，而是直接加熱槽內之溶劑的控制方法，但需要用以擔保相對於溶劑之耐藥性或安全性的機構，而有導致溶劑蒸氣供給裝置之構成複雜化與高價化之虞。又，雖亦考量有例如藉由槽內之壓力控制來調節溶劑蒸氣之濃度的控制方法，但對可進行壓力控制之供給裝置而言亦有裝置構成複雜化與高價化之虞。
因此，本發明相關之技術係藉由廉價之構成的溶劑蒸氣供給裝置，使供給至基板處理裝置之溶劑蒸氣之溫度與濃度穩定。
以下，參照圖式就本實施形態相關之圖案形成方法、基板處理裝置及溶劑蒸氣之供給裝置依序說明。此外，本說明書及圖式中，就實質上具有相同之機能之構成的要素附加相同符號並省略重複說明。
＜圖案形成方法＞ 圖1為用以說明本實施形態相關之圖案形成方法之說明圖。
首先，如圖1(a)所示，在作為基板之晶圓W上塗布使聚苯乙烯(PS)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之嵌段共聚物(PS-b-PMMA)溶解於有機溶劑而得的塗布液，而於晶圓W上形成PS-b-PMMA之膜10。此膜10中，作為第1聚合物之PS聚合物與作為第2聚合物之PMMA聚合物係彼此無規地混合。
接著，如圖1(b)所示，將形成有PS-b-PMMA之膜10的晶圓W朝作為基板處理裝置之加熱裝置F內搬入，並將晶圓W載置至加熱板HP上。然後，從加熱裝置F之上壁部來供給溶劑蒸氣，並將晶圓W在溶劑蒸氣氛圍下加熱至特定溫度。藉此，晶圓W上之嵌段共聚物之膜10便產生相分離，而使PS聚合物區域與PMMA聚合物區域呈交替排列。此外，為了使PS聚合物區域與PMMA聚合物區域排列為特定之圖案，較佳為於晶圓W之表面形成導引圖案。
溶解有PS-b-PMMA之塗布液的溶劑只要為可溶解PS聚合物與PMMA聚合物者的話，則無特別限定，可使用例如：甲苯、丙酮、乙醇、甲醇、及環己酮等。又，加熱中之膜10的溫度較佳為高於PS-b-PMMA之玻璃轉移溫度，可為例如150～350℃的溫度。
在將晶圓W加熱特定時間後，便停止朝加熱裝置F內供給溶劑蒸氣。然後，為了乾燥膜10，在非活性氣體(氮氣、氬氣或氦氣等稀有氣體)之氛圍下，進一步將PS-b-PMMA之膜10加熱。藉此，使膜10中之溶劑(及溶媒)蒸發。此外，為了在乾燥時不使PS聚合物及PMMA聚合物流動，乾燥時之膜10的溫度較佳為低於玻璃轉移溫度。
接著，如圖1(c)所示，對晶圓W上之PS-b-PMMA之膜10，照射紫外光。紫外光之照射係在氬(Ar)或氦(He)等的稀有氣體、或氮氣等的非活性氣體之氛圍下進行。紫外光只要具有屬於紫外光區域之波長成分的話，則無特別限定，較佳為具有例如200nm以下之波長成分。又，紫外光更佳為包含PMMA所能吸收之185nm以下的波長成分。在使用具有波長200nm以下之波長成分的紫外光的情況，可適用會發出波長172nm之紫外光的Xe準分子燈來作為光源L。
若於PS-b-PMMA之膜10照射紫外光，則在PS聚合物區域中產生交聯反應，而使PS聚合物區域變得難朝有機溶劑溶解，另一方面，由於在PMMA聚合物區域中，主鏈會被切斷，故而使PMMA聚合物區域變得易於朝有機溶劑溶解。此外，在使用波長172nm之紫外光的情況，其照射強度(劑量)較佳為約180mJ以下。在紫外光之照射強度為180mJ以下的情況，於後述朝PS-b-PMMA之膜10供給有機溶劑時，有機溶劑會變得不易浸透PS聚合物區域。其結果，PS聚合物區域之膨潤受到抑制，而變得易於去除PMMA聚合物區域。又，在紫外光之照射強度為180mJ以下的情況，能夠抑制PMMA聚合物區域之變質，而使PMMA聚合物區域變得易於溶解於有機溶劑。
接著，如圖1(d)所示，對PS-b-PMMA之膜10供給有機溶劑OS。藉此，膜10中之PMMA聚合物區域會溶解，而使PS聚合物區域殘留於晶圓W之表面上。作為有機溶劑OS，可適用例如異丙醇(IPA)。
之後，若將晶圓W之表面乾燥，則如圖1(e)所示，可在晶圓W之表面上獲得利用PS聚合物區域DS所得之圖案。
根據上述圖案形成方法，由於PS-b-PMMA之膜10的加熱係在溶劑蒸氣氛圍下進行，故而溶劑可在加熱中之膜10被吸收。因此，即便殘存於膜10之溶媒在加熱中蒸發，仍會因所吸收之溶劑而抑制相對於膜10中之PS聚合物及PMMA聚合物之溶媒及溶劑的濃度之下降。藉此，由於維持住PS聚合物及PMMA聚合物之流動性，而可促進PS-b-PMMA之流動化，進而促進相分離。
此外，本實施形態中，作為嵌段共聚物雖例示出PS-b-PMMA，但嵌段共聚物並不限定於此。嵌段共聚物亦可為例如：聚丁二烯-聚二甲基矽氧烷、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-聚甲基丙烯酸第三丁酯、聚丁二烯-丙烯酸第三丁酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚-4-乙烯基吡啶、聚乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-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、聚異戊二烯-聚-2-乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯-聚苯乙烯、聚丁二烯ー聚苯乙烯、聚異戊二烯-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-聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯-聚-N,N-二甲基丙烯醯胺、聚丁二烯-聚丙烯酸鈉、聚丁二烯-聚環氧乙烷、聚甲基丙烯酸第三丁酯-聚環氧乙烷、聚苯乙烯-聚丙烯酸、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯-聚二甲基矽氧烷(PS-b-PDMS)等。
＜基板處理裝置之構成＞ 接著，就作為實施上述圖案形成之基板處理裝置的一例之加熱裝置來說明。圖2為概略性地表示本實施形態相關之加熱裝置之概略構成之說明圖。
加熱裝置100具備：具有上端開口及底部之圓筒形狀的容器本體101；以及覆蓋此容器本體101之上端開口的蓋體102。容器本體101具備：具有圓環形狀之框體101a；從框體101a之底部延伸至內側之鍔狀的底部101b；以及被底部101b所支撐之保持晶圓W的載置台103。
在容器本體101之框體101a的上面與蓋體102之周緣部102a之間係設置有O形環等的密封構件104。藉此，來在容器本體101與蓋體102之間區劃出處理室105。
載置台103之內部係設置有加熱部106，加熱部106係連接有電源107。載置台103係藉由加熱部106及調溫器(未圖示)來加熱，且被載置台103所載置之晶圓W亦受到加熱。
載置台103係設置有用以在與外部之搬送手段(未圖示)之間進行晶圓W之收授之複數支的升降銷108，該等升降銷108係構成為藉由升降機構109來自由升降。載置台103之內面係設置有圍繞升降機構109之周圍的包覆體110。容器本體101與蓋體102係彼此構成為相對性地自由升降。圖2所示之例中，係藉由未圖示之升降機構，來使蓋體102在和容器本體101連接之處理位置與位於容器本體101之上方側的晶圓搬出入位置之間自由升降。
在蓋體102之中央部係貫穿有用以對載置於載置台103上之晶圓W供給包含溶劑蒸氣之氣體的氣體供給管路111。氣體供給管路111係連接有配管112，配管112係連接有沖洗處理室105之氮氣供給源113。藉此，能夠將作為沖洗氣體之氮氣朝處理室105供給。又，配管112係設置有三向閥114，該三向閥114係連接有後述溶劑蒸氣供給裝置200之蒸氣供給管240。
氣體供給管路111之下端部的下方係配置有整流板115。整流板115係形成有複數間隙(或開口)115a。複數間隙115a係以在整流板115之上側的空間與下側的空間之間產生大壓力差之方式來形成。因此，通過氣體供給管路111而被供給至處理室105之溶劑蒸氣會在整流板115之上側橫向擴散，且通過間隙115a而朝向晶圓W流動。因此，溶劑蒸氣會以幾乎均勻的濃度來對晶圓W進行供給。
又，蓋體102之上壁部102b的內部係面狀地擴展於形成有氣體供給管路111之中央區域以外的區域，例如形成有具有環狀之平面形狀的扁平之空洞部116。此空洞部116係連結有為蓋體102之外周側且在載置台103之外側中延伸於上下方向，並朝處理室105開口之排氣管路117。又，空洞部116係在例如蓋體102之中央部連接有複數支(例如6支)排氣管118。排氣管118係連接於噴射器119，噴射器119係連接於捕集槽120。 在排氣管路117與整流板115之間的位置中之蓋體102的內部係設置有加熱器121，而會將蓋體102加熱至特定的溫度。藉此來抑制被供給至蓋體102之溶劑蒸氣的凝結(液化)。
加熱裝置100具備控制部300。控制部300係具備有例如CPU及記憶體等之電腦，且具有程式儲存部(未圖示)。程式儲存部係儲存有控制使加熱裝置100中之嵌段共聚物相分離之處理之各種程式。例如，控制部300係基於該程式，來對電源107或噴射器119等之部件或構件輸出指令訊號，而進行從電源107朝加熱部106供給之電力、及從處理室105藉由噴射器119來排氣之包含溶劑蒸氣之氣體之排氣量等的控制。此外，上述程式係被記錄於可電腦讀取之記憶媒體者，亦可為從該記憶媒體來安裝於控制部300者。記憶媒體並不限為暫時性記憶媒體或非暫時性記憶媒體。程式的一部分或全部亦可以專用硬體(電路基板)來實現。
又，加熱裝置100中，係使用例如橢圓偏振計來作為In-situ膜厚計，而測定晶圓W上之嵌段共聚物之膜的厚度。因此，如圖3所示，加熱裝置100之蓋體102之上壁部102b係設置有會讓從橢圓偏振計(未圖示)所照射之紫外光及在晶圓W所反射之反射光穿透之穿透窗122。穿透窗122之上方係設置有覆蓋穿透窗122之遮光板123。遮光板123可藉由移動機構(未圖示)來於X軸方向移動，而構成為在覆蓋穿透窗122之位置與未覆蓋穿透窗122之位置之間自由移動。
在為了測定膜厚而對晶圓W照射紫外光之情況，若持續對晶圓W之固定區域照射紫外光，則膜會變質，而有難以進行膜厚之測定的情況。另一方面，在圖3所示之加熱裝置100中，在未測定膜厚之期間，會以遮光板123來覆蓋穿透窗122，而在測定膜厚之期間，則使遮光板123移動至未覆蓋穿透窗122之位置而可讓穿透窗122之上方呈開放。亦即，根據圖3所示之加熱裝置100，僅在需要測定膜厚的時間，才對晶圓W照射紫外光，故而可抑制膜之變質。此外，就抑制膜之變質之方面而言，亦可取代利用圖3般之遮光板123所進行之穿透窗122的開閉機構，而設置例如使晶圓W旋轉之機構，亦可設置使晶圓W移動於X軸方向及Y軸方向之機構。又，亦可設置穿透窗122之開閉機構與上述旋轉及移動機構兩者，而可任意設定在相同位置的計測次數。
＜溶劑蒸氣供給裝置之構成＞ 接著，就將溶劑蒸氣供給至加熱裝置100之溶劑蒸氣供給裝置200來說明。圖4為概略性地表示本實施形態相關之溶劑蒸氣供給裝置之概略構成之說明圖。此外，圖式中之虛線箭頭表示溶劑蒸氣之流向，實線箭頭則表示溶劑蒸氣之一部分凝結(液化)所產生之溶劑之流向。又，圖式中之配管構造係為了簡化說明而概略性地表示，各配管之連接位置等的配管構造係為了實現以下所說明之機能而可由所屬技術領域中具有通常知識者來適當構成。
(構成例1) 圖4所示之溶劑蒸氣供給裝置200具備：溶劑儲存部210；預備冷卻部220；以及溫度調節部230。
溶劑儲存部210具有：於內部儲存溶劑之槽211(以下，稱為「第1槽」)；以及加熱第1槽211之加熱部212。
加熱部212只要是能將第1槽211內之溶劑加熱即可，具體的加熱手段並無特別限定，可適用例如使用加熱器之加熱手段。第1槽211係藉由加熱部212，來加熱至儲存於第1槽211之溶劑之飽和溫度以上的溫度。藉此，使第1槽211內之溶劑氣化，而產生溶劑蒸氣。此外，第1槽211之具體的溫度可對應於第1槽211之材質或大小、第1槽211內之壓力等來適當變更，可為例如40℃以上之溫度。
在第1槽211中產生溶劑蒸氣時，會因氣化熱而使儲存於第1槽211內之溶劑被吸熱，第1槽211係以成為溶劑之飽和溫度以上之溫度的方式來持續加熱。因此，第1槽211係以溶劑之飽和溫度以上之溫度來保溫。此外，由於溶劑蒸氣之溫度會以後述溫度調節部230來調節為目標溫度，故而只要可在第1槽211產生溶劑蒸氣的話，便無需溶劑儲存部210中之嚴密的溫度管理。
第1槽211係連接有將氮氣供給至儲存於第1槽211內之溶劑的氮氣供給管213。在第1槽211之加熱時，為了使溶劑的溫度與濃度均勻化，係將氮氣供給至第1槽211而進行溶劑之起泡。此外，為了起泡所供給之氣體並不限定於氮氣，亦可為氬氣或氦氣等的其他非活性氣體。
第1槽211之底面係連接有排液管214，排液管214係設置有閥215。藉由定期性地開啟該閥215，來將積存於第1槽211之底部的雜質排出，而維持第1槽211之清淨度。
第1槽211係設置有儲存於內部之溶劑的液面感應器(未圖示)，在溶劑之液面為未達特定之高度的情況，係從溶劑供給源(未圖示)來將溶劑自動性地供給至第1槽211。
圖4之例中之預備冷卻部220係為溶劑蒸氣之流道的配管221，配管221係連接第1槽211與後述第2槽231。配管221並未被隔熱材所覆蓋，而被暴露於周圍之氛圍。由於配管221之周圍的氛圍溫度係低於第1槽211的溫度，故而在第1槽211所產生之溶劑蒸氣會因通過配管221而使溫度下降。
溶劑蒸氣係在該配管221內，被冷卻至相較於被供給至加熱裝置100之溶劑蒸氣的目標溫度要高幾℃之溫度。亦即，第1槽211所產生之溶劑蒸氣係在後述第2槽231被溫度調節前就被預備冷卻。此外，配管221之長度或直徑可對應於第1槽211之設定溫度或後述溫度調節部230中之溶劑蒸氣的溫度調節能力來適當變更。
圖4之例中之溫度調節部230具有：使利用配管221來預備冷卻後之溶劑蒸氣流入之第2槽231；以及將第2槽231冷卻之冷卻部232。
冷卻部232只要能將第2槽231內之溶劑冷卻的話，具體的冷卻手段則無特別限定，可適用例如使用帕耳帖元件之冷卻手段。第2槽231係藉由冷卻部232，以使被供給至第2槽231內之溶劑蒸氣的溫度成為供給至加熱裝置100時之目標溫度的方式來冷卻。
由於溶劑蒸氣之“濃度”與溶劑蒸氣之“溫度”有相關，故而預先藉由實驗等來取得使用溶劑蒸氣供給裝置200之情況的溶劑蒸氣之濃度與溫度的相關關係，藉此能特定出溶劑蒸氣成為所欲濃度時之溫度。亦即，藉由將溶劑蒸氣之溫度調節為對應於溶劑蒸氣之目標濃度的目標溫度，能夠將目標濃度之溶劑蒸氣供給至加熱裝置100。溫度調節部230中，係藉由將溶劑蒸氣冷卻至其目標溫度，而使溶劑蒸氣之濃度成為供給至加熱裝置100時之目標濃度。
在前述溶劑儲存部210中，由於第1槽211內混合有溶劑與溶劑蒸氣，故而即便控制第1槽211之溫度，針對於其溫度控制的溶劑蒸氣之溫度變化的應答性仍低，而難以使溶劑蒸氣之溫度穩定在固定溫度。另一方面，在溫度調節部230中，由於第2槽231內未儲存有溶劑，故而針對第2槽231之溫度控制的溶劑蒸氣之溫度變化的應答性高，而易於使溶劑蒸氣之溫度穩定在固定溫度。亦即，藉由分別在不同之容器進行溶劑蒸氣之生成與溫度調節，能夠提高溶劑蒸氣之溫度控制的應答性，而易於將溶劑蒸氣之溫度調節至目標溫度。
又，溫度調節部230中，就提高針對溶劑蒸氣之溫度控制的應答性之方面而言，第2槽231之容積較佳為小於第1槽211之容積。
此外，本實施形態中，雖為了冷卻第2槽231內之溶劑蒸氣而設置冷卻部232，但除了冷卻部232之外，亦可設置將第2槽231加熱之加熱部(未圖示)。在溶劑蒸氣低於目標溫度的情況，便可藉由該加熱部來將第2槽231加熱。
第2槽231係連接有用以將溶劑蒸氣供給至加熱裝置100之蒸氣供給管240，在第2槽231溫度調節為目標溫度後之溶劑蒸氣係透過蒸氣供給管240而被供給至加熱裝置100。蒸氣供給管240係以不使溶劑蒸氣之溫度變化的方式來被隔熱材241所覆蓋。
溶劑蒸氣供給裝置200具備：將使冷卻後之溶劑蒸氣的一部分凝結(液化)而產生之溶劑送液至第1槽211之送液機構250。送液機構250具有：連接於配管221之配管251；連接於第2槽231之配管252；以及使配管251內之溶劑與配管252內之溶劑匯流之匯流配管253。匯流配管253係連接於第1槽211。
藉由設置該送液機構250，能夠將藉由溶劑蒸氣之凝結所產生之溶劑回收再利用。此外，送液機構250之構成並不限定於本實施形態所說明之構成，只要為可將溶劑儲存部210所產生之溶劑蒸氣的一部分凝結而產生之溶劑送液至第1槽211內之構成即可。
以上，雖已就溶劑蒸氣供給裝置200之構成來說明，但以下說明中，係就溶劑蒸氣供給裝置200之其他構成例來說明。此外，以下構成例之說明中，就與圖4所示之構成例相同之構成之部分，係省略重複說明。
(構成例2) 在圖5所示之溶劑蒸氣供給裝置200中，預備冷卻部220具備：第3槽222；以及冷卻第3槽222之冷卻部223。
第3槽222係使第1槽211所產生之溶劑蒸氣流入之容器，且被配置於第1槽211與第2槽231之間。冷卻部223只要可冷卻第3槽222內之溶劑的話，具體的冷卻手段則無特別限定，可適用例如使用帕耳帖元件之冷卻手段。藉由冷卻部223來將第3槽222冷卻，藉此使被供給至第3槽222內之溶劑蒸氣的溫度降低至供給至加熱裝置100時之目標溫度附近。
第1槽211與第3槽222係以配管242來連接，配管242之周圍係被隔熱材243所覆蓋。又，第3槽222與第2槽231係以配管244來連接，配管244係以隔熱材245所覆蓋。此外，在此配管構造中，亦可為以在配管242與配管244中不產生溶劑蒸氣之凝結的方式來將例如第1槽211之餘熱導引至配管242與隔熱材243之間、及配管244與隔熱材245之間般之構成。
在以上般所構成之溶劑蒸氣供給裝置200中，溶劑蒸氣會以第1槽211、第3槽222、第2槽231之順序來運送。然後，第1槽211所產生之溶劑蒸氣雖會在第3槽222被預備冷卻，但在此預備冷卻中，溶劑蒸氣之溫度會被冷卻至目標溫度附近。亦即，在利用溫度調節部230來將溶劑蒸氣之溫度調節至目標溫度前，便利用預備冷卻部220來將溶劑蒸氣之溫度調節至目標溫度附近。藉此，溫度調節部230中，只要進行溶劑蒸氣之溫度的微調節，便可將溶劑蒸氣之溫度成為目標溫度。
此外，就提高針對於溶劑蒸氣之溫度控制的應答性之方面而言，較佳為使第3槽222之容積小於第1槽211之容積，使第2槽231之容積小於第3槽222之容積。
(構成例3) 圖6所示之溶劑蒸氣供給裝置200係將溶劑儲存部210、預備冷卻部220以及溫度調節部230一體化而設置於1個容器260。在此容器260中，係於溶劑儲存部210之上方配置有預備冷卻部220，於預備冷卻部220之上方配置有溫度調節部230。
在容器260之內部中，係於容器260之高度方向隔有間隔地配置有2片板體261、262，而藉由該等板體261、262來區劃出溶劑儲存部210、預備冷卻部220及溫度調節部230。詳而言之，係在溶劑儲存部210與預備冷卻部220之間配置有板體261，而在預備冷卻部220與溫度調節部230之間配置有板體262。此外，在容器260之高度方向中之溶劑儲存部210與預備冷卻部220與溫度調節部230的各區域之大小可對應於容器260之大小或加熱部212之加熱能力、冷卻部232之冷卻能力等來適當變更。
板體261、262係形成有可讓溶劑蒸氣通過之複數開口263。溶劑儲存部210所產生之溶劑蒸氣會透過該等開口263而通過於預備冷卻部220與溫度調節部230，藉此被供給至蒸氣供給管240。此外，板體261、262係區劃容器260之內部的分隔壁之一例，可使用例如穿孔金屬板。此處，穿孔金屬板亦可使用於其表面施加有樹脂塗裝者。又，板體261、262並不限於金屬材料，亦可為藉由樹脂所成形者。
預備冷卻部220中，並未於容器260之側面設置有如溶劑儲存部210之加熱部212或如溫度調節部230之冷卻部232般的溫度調節機構，預備冷卻部220係被暴露於容器260之周圍之氛圍。因此，溶劑儲存部210所產生之溶劑蒸氣係藉由通過預備冷卻部220來進行預備冷卻。之後，經預備冷卻之溶劑蒸氣係在溫度調節部230中被冷卻至目標溫度。
在藉由預備冷卻部220與溫度調節部230來使溶劑蒸氣的一部分凝結(液化)情況下，藉由凝結所產生之溶劑會附著於容器260之內面或各板體261、262。該等溶劑會因自重而落下至溶劑儲存部210，而被再利用。
此外，預備冷卻部220中之冷卻手段並無特別限定，可設置例如冷卻部232般之冷卻部(未圖示)。又，亦可在例如預備冷卻部220以不阻礙溶劑蒸氣之流動的方式來配置隔熱材(未圖示)，而使溶劑儲存部210之餘熱不會傳遞至預備冷卻部220及溫度調節部230。
又，亦可如圖7所示，將容器260之底面形成為中央部會朝下方突出之錐狀，而在錐狀之底面下端連接排液管214。藉此，在溶劑儲存部210產生雜質的情況，雜質便會集中在容器260之下端，而在從排液管214排液溶劑時易於去除雜質。錐狀之底面亦可適用於前述第1槽211之底面。
又，板體261、262亦可形成為中央部朝上方突出之錐狀。若板體261、262為此般形狀的話，藉由溶劑蒸氣之凝結所產生之溶劑的液滴會易於朝向板體261、262之周緣部而往下流。藉此，複數液滴便會匯集成為大液滴，而容易利用自重來產生落下。亦即，容易回收凝結之溶劑。又，溶劑之液滴不易產生覆蓋板體261、262之開口263般之阻塞，而可使從溶劑儲存部210到溫度調節部230之溶劑蒸氣的流量穩定。
(構成例4) 圖8所示之溶劑蒸氣供給裝置200具備：以氮氣來稀釋第1槽211所產生之溶劑蒸氣之稀釋室270。稀釋室270係連接有供給氮氣之氣體供給管271，氣體供給管271係連接於氮氣之氣體供給源272。此外，為了稀釋溶劑蒸氣所供給之氣體並無限定於氮氣，亦可為氬氣或氦氣等的其他非活性氣體。
該構成中之溶劑蒸氣供給裝置200中，溶劑蒸氣之溫度會以成為供給至加熱裝置100之目標溫度的方式來以氮氣稀釋溶劑蒸氣。藉此，來將溶劑蒸氣之濃度成為目標濃度。
根據以上構成例所說明之溶劑蒸氣供給裝置200，便不用實施會導致裝置構成之複雜化與高價化般的槽內之溶劑的直接加熱控制、或利用壓力控制所進行之溶劑蒸氣的濃度控制，而可將溶劑蒸氣之溫度與濃度調節至所欲之值。換言之，即便因溶劑蒸氣之產生時的氣化熱而使溶劑之溫度變動，仍可以廉價的裝置構成來將溶劑蒸氣之溫度與濃度調節為所欲之值。亦即，根據溶劑蒸氣供給裝置200，能夠以廉價的裝置構成，來使供給至加熱裝置100之溶劑蒸氣之濃度與溫度穩定。
此外，本發明相關之溶劑蒸氣供給裝置亦可適用於將溶劑蒸氣供給至半導體晶圓以外之處理對象基板，例如FPD(平板顯示器)基板之基板處理裝置之裝置。
本次所揭示之實施形態在所有的方面而言應都認為例示，而非為限制的。上述實施形態亦可不超出添附之申請專利範圍及其主旨而以各種形態來省略、置換、變更。
10:膜 100:加熱裝置 101:容器本體 101a:框體 101b:底部 102:蓋體 102a:周緣部 102b:上壁部 103:載置台 104:密封構件 105:處理室 106:加熱部 107:電源 108:升降銷 109:升降機構 110:包覆體 111:氣體供給管路 112:配管 113:氮氣供給源 114:三向閥 115:整流板 115a:間隙 116:空洞部 117:排氣管路 118:排氣管 119:噴射器 120:捕集槽 121:加熱器 122:穿透窗 123:遮光板 200:溶劑蒸氣供給裝置 210:溶劑儲存部 211:第1槽 212:加熱部 213:氮氣供給管 214:排液管 215:閥 220:預備冷卻部 221:配管 222:第3槽 223:冷卻部 230:溫度調節部 231:第2槽 232:冷卻部 240:蒸氣供給管 241:隔熱材 242:配管 243:隔熱材 244:配管 245:隔熱材 250:送液機構 251:配管 252:配管 253:匯流配管 260:容器 261:板體 262:板體 263:開口 270:稀釋室 271:氣體供給管 272:氣體供給源 300:控制部 W:晶圓 F:加熱裝置 HP:加熱板 L:光源 OS:有機溶劑 DS:PS聚合物區域
[圖1](a)~(e)為用以說明本實施形態相關之圖案形成方法之說明圖。 [圖2]為表示本實施形態相關之加熱裝置的概略構成之說明圖。 [圖3]為用以說明加熱裝置之穿透窗的開閉機構之說明圖。 [圖4]為表示本實施形態相關之溶劑蒸氣供給裝置的概略構成之說明圖。 [圖5]為表示溶劑蒸氣供給裝置之其他構成例之說明圖。 [圖6]為表示溶劑蒸氣供給裝置之其他構成例之說明圖。 [圖7]為表示溶劑蒸氣供給裝置之其他構成例之說明圖。 [圖8]為表示溶劑蒸氣供給裝置之其他構成例之說明圖。
200:溶劑蒸氣供給裝置
210:溶劑儲存部
211:第1槽
212:加熱部
213:氮氣供給管
214:排液管
215:閥
220:預備冷卻部
221:配管
230:溫度調節部
231:第2槽
232:冷卻部
240:蒸氣供給管
241:隔熱材
250:送液機構
251:配管
252:配管
253:匯流配管

Claims (10)

  1. 一種溶劑蒸氣供給裝置，將溶劑蒸氣供給至基板處理裝置，包含： 溶劑儲存部，係以儲存於內部之溶劑的飽和溫度以上之溫度來受到保溫； 預備冷卻部，係將在該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣進行預備冷卻；以及 溫度調節部，係將經預備冷卻之該溶劑蒸氣的溫度調節為朝該基板處理裝置供給時之目標溫度； 該溫度調節部係將調節為該目標溫度後之溶劑蒸氣朝該基板處理裝置供給。
  2. 如請求項1之溶劑蒸氣供給裝置，其中， 該預備冷卻部係有在該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣流通的配管； 該配管係連接於該溶劑儲存部與該溫度調節部。
  3. 如請求項1之溶劑蒸氣供給裝置，其中， 該預備冷卻部具有供在該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣流入之槽； 在該溶劑儲存部與該預備冷卻部之間、及在該預備冷卻部與該溫度調節部之間具有成為該溶劑蒸氣之流道的配管； 各配管係以隔熱材來包覆。
  4. 如請求項1之溶劑蒸氣供給裝置，其中， 該溶劑儲存部、該預備冷卻部與該溫度調節部係設置於1個容器； 於該溶劑儲存部之上方配置有該預備冷卻部，於該預備冷卻部之上方配置有該溫度調節部。
  5. 如請求項1之溶劑蒸氣供給裝置，更包含：送液機構，將使該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣的一部分凝結所產生之溶劑送液至該溶劑儲存部。
  6. 如請求項2之溶劑蒸氣供給裝置，更包含：送液機構，係將使該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣的一部分凝結所產生之溶劑送液至該溶劑儲存部。
  7. 如請求項3之溶劑蒸氣供給裝置，更包含：送液機構，係將使該溶劑儲存部所產生之該溶劑蒸氣的一部分凝結所產生之溶劑送液至該溶劑儲存部。
  8. 如請求項1之溶劑蒸氣供給裝置，其中， 該基板處理裝置係將形成有包含至少2種聚合物之嵌段共聚物之膜的基板，於溶劑蒸氣之氛圍下加熱而使該嵌段共聚物相分離。
  9. 一種溶劑蒸氣供給方法，將溶劑蒸氣供給至基板處理裝置，包含： 將溶劑加熱而產生該溶劑蒸氣之步驟； 將在產生該溶劑蒸氣之步驟所產生之該溶劑蒸氣進行預備冷卻之步驟；以及 將經預備冷卻之該溶劑蒸氣的溫度調節為朝該基板處理裝置供給時之目標溫度，而將調節為該目標溫度後之溶劑蒸氣朝該基板處理裝置供給之步驟。
  10. 如請求項9之溶劑蒸氣供給方法，其中， 該供給該溶劑之步驟係將該溶劑蒸氣供給至基板處理裝置，該基板處理裝置係將形成有包含至少2種聚合物之嵌段共聚物之膜的基板，在溶劑蒸氣之氛圍下加熱而使該嵌段共聚物相分離。
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