TWI479536B - Hydrophobic treatment device and hydrophobic treatment method - Google Patents

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TWI479536B TW099128098A TW99128098A TWI479536B TW I479536 B TWI479536 B TW I479536B TW 099128098 A TW099128098 A TW 099128098A TW 99128098 A TW99128098 A TW 99128098A TW I479536 B TWI479536 B TW I479536B
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Description

疏水化處理裝置及疏水化處理方法
本發明係關於疏水化處理裝置及疏水化處理方法。
在以往半導體裝置或LCD基板等之製造過程中，作為光阻圖案之形成處理中之工程之一，則有對基板例如半導體晶圓(以下單稱為晶圓)之疏水化處理。該處理係在晶圓塗佈光阻之前，為了提升基底膜和光阻膜之密接性，進行對晶圓之表面噴吹HMDS(hexamethyldisilazane)之蒸汽而使親水性之晶圓表面變化成疏水性。此時，疏水化處理大多執行到晶圓之表面和斜邊部(外周部端面)，藉由如此執行疏水化處理，使水介於晶圓和曝光裝置之間而執行曝光之浸潤式曝光處理之時，則有光阻膜難剝落之優點。
然後，就以對晶圓執行如此之疏水化處理之裝置而言，所知的有專利文獻1所記載般之下述裝置。即是，將成為液體原料之藥液的HMDS貯留在容器槽內，該容器槽經各個配管連接載體氣體供給源和執行疏水化處理之處理室。然後，藉由從載體氣體供給源對容器槽供給載體氣體，使容器槽內之HMDS例如蒸發而氣化，藉由載體氣體將該氣化之HMDS搬運至處理室。
然而，在半導體裝置之製造工程中，追求提升產量， 因此即使在該疏水化處理中，也追求縮短處理時間。在此，研究出對晶圓供給比較高濃度之HMDS氣體(疏水化氣體)而謀求提昇處理量。
由於上述疏水化氣體生成速度與HMDS和載體氣體之接觸面積成比例，故也考慮貯留HMDS之容器槽係使用大型容器槽，將高濃度之HMDS氣體供給至晶圓，來提升處理量。但是，如此大型化之容器槽無法配置在處理容器之附近，連接處理室和容器槽之配管則較長。當如此配管變長時，於含有濃度比較高之HMDS的疏水化氣體流通於配管之時，該HMDS則凝結，需擔心有無法對晶圓供給預定濃度之疏水化氣體，因每次晶圓之處理，上述配管內需要充滿疏水化氣體，故有無法謀求提升充分處理量之虞。就以上述凝結對策而言，雖然也考慮在配管設置加熱單元來防止凝結，但是裝置則大型化，台面面積(佔有地板面積)則增大。
再者，在容器槽內，因HMDS與常被供給之載體氣體持續接觸，故當暫時不執行疏水化氣體之生成時，則有在容器槽內HMDS和載體氣體反應而引起HMDS之液惡化之虞。假設，當引起HMDS之液體惡化時，晶圓表面之疏水化則成為不充分，有難以提升光阻膜之密接性。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-214292號公報(段落號碼0036、0037、0048)
本發明係在如此之情形下研究出，提供藥液之氣化效率高，可以對基板供給高濃度之疏水化氣體，並且可以抑制藥液之惡化的疏水化處理裝置、疏水化處理方法及含有實施其方法之電腦程式的記憶媒體。
本發明之疏水化處理裝置之特徵係具備有：氣化面形成部，其表面係位於氣化室內；氣化面加熱手段，其係用以加熱該氣化面形成部；藥液供給埠，其係用以對上述氣化面形成部之表面供給疏水化處理用之藥液；氣體導入埠，其係為了將使擴展於上述氣化面形成部之藥液氣化的載體氣體導入至上述氣化室內，設置成與上述藥液供給埠不同個體；取出埠，其係用以取出在上述氣化室內被氣化之疏水化氣體；和處理容器，其係用以對被載置於內部之基板，藉由從上述取出埠所供給之疏水化氣體，執行疏水化處理。
上述氣化室係被設置在例如上述處理容器之天板上，上述氣化面形成部係被形成越朝下方越寬之形狀，上述藥液供給埠即使位於上述氣化面形成部之上方側亦可。再者，即使在上述氣化面形成部形成用以藉由毛細管現象使藥液擴展之溝部亦可。上述裝置即使具備有於將上述載體氣體導入至氣化室之前執行加熱之氣體加熱手段亦可。再者，上述裝置例如具備：濃度檢測部，其係用以檢測出自上述取出埠所取出之疏水化氣體之濃度；和控制部，其係以根據該濃度檢測部之檢測值而增加從藥液供給埠被供給至氣化室之藥液的供給流量之方式，輸出控制訊號，此時上述控制部係在即使藉由增加藥液之供給流量，濃度檢測部之檢測值也較規定值低時，以提高氣化面加熱手段之加熱溫度之方式，輸出控制訊號。
本發明之疏水化處理方法之特徵係具備：藉由氣化面加熱手段加熱其表面位於氣化室內之氣化面形成部的工程；藉由藥液供給埠對上述氣化面形成部之表面供給疏水化處理用之藥液的工程；從設置成與上述藥液供給埠不同個體之氣體導入埠，將使擴展於上述氣化面形成部之藥液氣化的載體氣體導入至上述氣化室內的工程；從取出埠取出在上述氣化室內被氣化之疏水化氣體的工程；在處理容器內載置基板之工程；和藉由從上述取出埠被供給之疏水化氣體對基板進行疏水化處理的工程。
即使含有在上述氣化面形成部形成溝部，藉由毛細管現象使藥液擴展至上述溝部之工程亦可，即使含有於將上述載體氣體導入至氣化室之前藉由氣體加熱手段執行加熱之工程亦可。再者，即使包含：藉由濃度檢測部檢測出從上述取出埠所取出之疏水化氣體之濃度的工程；和根據該濃度檢測部之檢測值而增加從藥液供給埠被供給至氣化室之藥液的供給流量的工程亦可，此時包含於即使藉由增加藥液之供給流量，濃度檢測部之檢測值也較規定值低時，升高氣化面加熱手段之加熱溫度的工程。
本發明之記憶媒體係儲存有對處理容器內之基板供給疏水化氣體之疏水化處理裝置所使用之電腦程式，其特徵為：上述程式係編成用以實行上述之疏水化處理方法之步驟群的程式。
若藉由本發明時，因將疏水化處理用之藥液供給至加熱後之氣化面形成部而擴散，而使該藥液氣化，故可以取得高濃度之疏水化氣體。因此，於不執行氣化之時，因不會有如容器槽般所貯留之藥液接觸於載體氣體，故可抑制藥液之惡化。再者，因不使用容器槽，故可以謀求小型化，並且因氣化效率高，故載體氣體少即可。再者，由於可以使取得疏水化氣體之部分(氣化裝置)小型化，故可以置放在處理容器之頂棚部，如此一來，因配管變短，故即使搬運高濃度之疏水化氣體，也難以引起凝結。
針對本發明之疏水化處理裝置之實施型態一面參照圖面一面予以說明。該疏水化處理裝置1係如第1圖所示般，具備有用以對基板例如晶圓W進行疏水化處理之處理容器2，和用以被送進該處理容器2之HMDS氣體(疏水化氣體)之氣化單元(氣化裝置)5。該疏水化處理裝置1係在氣密狀態下儲存於無圖示之外裝體。
處理容器2係藉由上部成為開口部之容器本體21，和設置成覆蓋該開口部之蓋體22所構成。該容器本體21具有側壁部21a和底部21b，在容器本體21內，設置有藉由底部21b所支撐之晶圓W之載置台23。即是，在本實施形態之處理容器2中，底部21b被形成至支撐載置台23之周緣部之區域，載置台23成為形成容器本體21之一部分的態樣。然後，載置台23係藉由有底扁平之筒狀體的支撐構件24，和被設置成阻塞該支撐構件24之上側，被該支撐構件24所支撐之熱板25所構成。熱板25在其背面側具備有加熱器26。再者，熱板25具備有無圖示之溫度測量手段，因應該溫度測量手段之輸出，後述之控制部100控制加熱器26之溫度。
蓋體22具備側壁部22a和天板22b，對準構成容器本體21之周緣部之側壁部21a之上面，和構成蓋體22之周緣部之側壁部22a之下面並使接近，容器本體21之開口部被蓋體22覆蓋而區劃形成處理室2a。在如此所形成之處理室2a之內部，從載置台23之晶圓W之載置面至蓋體22之天板22b之下面為止之距離，被設定成例如3mm～10mm左右。
該容器本體21和蓋體22係被構成互相相對性升降自如，構成在蓋體22藉由無圖示之升降機構而與容器本體21接觸之處理位置，和位於容器本體21之上方之基板搬出入位置之間，升降自如。再者，在載置台23，設置有用以在與無圖示之外部搬運手段之間執行晶圓W之收授的多數根升降銷27，該升降銷27係被構成藉由升降機構27a升降自如。該多數根升降銷27係各被配設成貫通形成在載置台23之貫通孔23a，藉由該升降銷27上升，載置台23上之晶圓W從載置台23上間隔開。再者，升降銷27係藉由被設置在載置台23之背面側之蓋體28而覆蓋周圍。
再者，在天板22b之例如中央部，形成有用以將HMDS氣體供給至處理室2a內之氣體供給部22c，在天板22b上設置氣化單元5。氣體供給部22c係如第2圖所示般，為內部形成有氣體流路22d之圓柱形狀之構件。氣體供給部22c之剖面形狀，對氣體流路22d之垂直方向構成略梯形，從天板22b朝向下方逐漸變細。然後，在氣體供給部22c之下端側之側面，例如直徑0.5mm～2mm左右之多數供給孔22e，係在氣體供給部22c之周方向隔著特定間隔而被形成。
再者，在蓋體22之側壁部22a，形成有環狀連續之空間的緩衝室31。緩衝室31係沿著處理室2a之周方向而設置，其下方在容器本體21開口。該緩衝室31具有暫時積存被供給之沖洗氣體(在該例中為N2 氣體)之任務。圖中32為沖洗氣體之流出路，流出路32係以從緩衝室31貫通蓋體22之方式，延伸至上方。該流出路32係沿著處理室2a之周方向而以特定間隔多數被設置，具有當剩下之洗淨氣體被供給至緩衝室31之時，該沖洗氣體釋放至緩衝室31之外部的任務。
並且，在容器本體21之側壁部21a，以各貫通上下方向之方式沿著容器本體21之周方向，多數形成有用以對該緩衝室31供給沖洗氣體之沖洗氣體供給路35。再者，在該沖洗氣體供給路35，連接有沿著被設置在容器本體21之下面側之容器本體21之周方向的環狀氣體供給室36，在氣體供給室36連接沖洗氣體供給管37之一端。然後，沖洗氣體供給管37之另一端，係經閥V6而連接於積存N2 (氮)氣體之氣體供給源40。
再者，為了對晶圓W進行疏水化處理，而使容器本體21和蓋體22接近時，則在容器本體21和蓋體22之間，形成用以將緩衝室31之沖洗氣體朝向處理室2a側供給之環狀連續的間隙。該間隙為沖洗氣體供給孔41，與緩衝室31連通，並且沿著緩衝室31而形成在周方向。該沖洗氣體供給孔41係被形成在較載置台23之上面些許高之位置。
再者，蓋體22具備有用以排出被供給至處理室2a內之HMDS氣體及N2 氣體之排氣孔43，排氣孔43係在沖洗氣體供給孔41之上側，於周方向隔著特定間隔多數開口。並且，蓋體22係與該排氣孔43連通，具備有在該蓋體22內部朝水平方向擴展之環狀空洞部44，在蓋體22之上面中之上述空洞部之內周側，沿著蓋體22之周方向設置有多數開口之排氣孔45。在排氣孔45連接排氣管46之一端，排氣管46之另一端係經閥V7而連接於藉由例如排氣泵等所構成之排氣手段30。
接著針對氣化單元5，使用第3圖及第4圖予以說明。氣化單元5具備框體51，框體51係被設置在蓋體22之天板22b上。框體51內被區劃成用以加熱被導入之N2 氣體之氣體加熱室52，和用以使被供給之HMDS液氣化之氣化室53，該些氣體加熱室52及氣化室53係被配列成並列。例如，在氣體加熱室52之側方下部，在該氣體加熱室52形成有用以導入N2 氣體之開口部54。圖中55為構成氣體導入埠之流通路，為了連接氣體加熱室52和氣化室53，係朝向橫方向而被設置。圖中56為氣流規制構件，具有在氣體加熱室52中規制N2 氣流，N2 氣體藉由後述加熱區塊61充分被加熱之任務。
在開口部54連接排氣管50之一端，氣體供給管50之另一端側係經閥V1而連接於N2 氣體供給源40。該閥V1、後述之閥V2～閥V5、閥8及先前所述之閥V6、V7具備有開關功能和流量調整功能，接受自控制部100輸出之控制訊號，控制朝向下游側之氣體或液體之流量。再者，在第1圖中，為了方便省略圖示，但是在閥V1和氣化單元5間，氣體供給管50係如第5圖所示般，被捲繞在載置台23之側周。藉由熱板25之熱，加熱氣體供給管50，從N2 氣體供給源40被供給之N2 氣體，係藉由氣體供給管50之熱，被加熱至供給至氣化單元5為止。
回到第3圖、第4圖繼續說明。加熱區塊61係從氣體加熱室52朝向氣化室53，延伸成橫跨該些各室。加熱區塊61在其內部具備有構成氣化面加熱手段之電熱線62，藉由該電熱線62，加熱該加熱區塊61之全體。圖中63為電力纜線。再者，圖中64為用以調整供給至電熱線62之電力的電力控制器，如後述般，接受從控制部100所輸出之控制訊號，控制供給至電熱線62之電力。
再者，加熱區塊61係在氣化室53形成構成氣化面形成部之圓錐部65。在圓錐部65之表面，從圓錐之頂部朝向底部形成有多數溝部66。該溝部66係如後述般，具有當HMDS液被供給至圓錐部65之頂部之時，藉由毛細管現象使HMDS液朝上述底部擴展之任務，如此一來，藉由使HMDS液朝底部擴展，增加該HMDS液和朝向該圓錐部65所供給之N2 氣體之接觸面積，可以將多量之HMDS氣體供給至處理容器2。在該氣化單元5中，因具有藉由加熱區塊61之溫度控制供給至晶圓W之HMDS濃度之時，故就以構成該加熱區塊61之材質而言，使用熱傳導率佳且熱電容小之鋁或SUS等為理想。再者，圓錐表面65之表面，為了提高濕潤性，容易擴展HMDS液，即使藉由DLC(類鑽碳)形成，或藉由無電解鍍鎳而覆蓋亦可。
構成第3圖中以H1所示之圓錐部65之高度及以R1所示之圓錐部65之底部的圓之半徑長度越大，N2 氣體和HMDS液之接觸面積變大，可以供給多量之HMDS氣體，但是當R1過大時，則無法將氣化單元5放置在蓋體22上，該氣化單元5和處理容器2之距離分開，需擔心HMDS氣體之凝結，當H1過大，在塗佈、顯像裝置等收納疏水化處理裝置1之時，搭載數則受限。因此，考慮如此之均衡，適當設計圓錐部65之大小。就以一例而言，圖中H1之高度為10mm～15mm，R1之長度為25mm～30mm。再者，各溝部66之寬度為例如3mm～5mm。
再者，在氣體加熱室52中，加熱區塊61具備有於上下方向延伸之多數葉片67，藉由該些葉片67，可以效率佳地加熱從氣體加熱室52朝向氣化室53之N2 氣體。
在氣化室53之頂棚部，HMDS液供給管58之一端經固定構件57朝向圓錐部65之頂部開口。該HMNDS液供給管58之一端構成藥液供給埠，藉由撥液性且耐熱、耐蝕性佳的素材構成為理想，例如藉由聚四氟乙烯(商標名：特氟隆)或氮化硼等所構成。再者，如第1圖所示般，HMDS液供給管58之另一端，係經閥V8、泵59而連接於HMDS液供給源5A。閥V8為回吸閥，具有於停止HMDS液之供給時，防止多餘之少量HMDS液流向下游側之功能。泵59具有從HMDS液供給源5A將HMDS液供給至下流側之任務，藉由控制部100控制其動作之時序。
在氣化室53，於與形成有流通路55之側壁相向之側壁，形成有構成氣體取出埠之開口部68，在開口部68連接有氣體供給管71之一端。如第1圖所示般，氣體供給管71之另一端係經閥V3、V4之此順序而連接於處理容器2之氣體流路22d。再者，在氣體供給管71，於閥V4之後段側，設置濃度感測器76。濃度感測器76係檢測出配管71內之HMDS之濃度，並且因應檢測出之濃度而對控制部100輸出訊號。再者，氣體供給管71係為了防止HMDS在管內凝結，構成高隔熱性。具體而言，例如第3圖所示般，設為雙管構造，外管72和內管73之間係設為真空構造。再者，藉由發泡特氟隆或玻璃棉等之隔熱材，覆蓋氣體供給管71之外側亦可。
再者，在閥V3、V4之間，於氣體供給管71各連接有配管74、75之一端。配管75之另一端側，係經閥V2而連接於N2 氣體供給源40，配管74之另一端側係經閥V5而連接於排氣手段30。
在此，針對控制部100予以說明。控制該疏水化處理裝置1之控制部100係由例如電腦所構成，具備有程式、記憶體、CPU等，程式係以從該控制部100將控制訊號發送至疏水化處理裝置1之各部，使進行特定疏水化處理之方式，編入命令(各步驟)。該程式係被儲存於記憶媒體例如軟碟、光碟、硬碟、MO(光磁碟)等之記憶部，以控制部100可實行之狀態被展開。該程式也包含用以控制蓋體22之升降機構、排氣手段30、閥V1～V8等之程式，該程式係因應事先記憶於控制部100之記憶體的程式配方，而控制疏水化處理裝置1之各部。
再者，使用者係藉由無圖示之設定手段，成為可以設定供給至晶圓W之HMDS之濃度，其設定值被記憶於上述記憶體。如後述般，以濃度感測器76所檢測出之HMDS濃度成為該設定值之方式，進行控制。再者，從上述設定手段可以如後述般設定成為發出警報之基準的HMDS濃度之容許範圍。藉由濃度感測器76所檢測出之HMDS濃度於成為該容許範圍外之時，在設置在控制部100之無圖示之表示畫面，則顯示如此成為容許範圍外之主旨的警報。
接著，針對本實施形態之疏水化處理裝置1中之疏水化處理方法，一面參照各表示氣化單元5中之氣流、處理容器2中之氣流的第6圖、第7圖，一面予以說明。首先，疏水化處理裝置1之使用者係藉由上述設定手段，設定供給至晶圓W之氣體所含之HMDS之濃度，並選擇用以該設定值供給HMDS氣體之程式配方。並且，使用者設定成為發出上述警報之基準的容許範圍。在此，藉由使用者，將供給至晶圓W之氣體中之HMDS之濃度設定成3.0%，將上述容許範圍分別設定成1.5%～5%。
然後，根據所設定之程式配方，從控制部100輸出控制訊號至疏水化處理裝置1之各部，藉由加熱器26加熱載置台23之熱板25，成為所設定之特定溫度。然後，藉由熱板25加熱支撐構件24，依此加熱捲在支撐構件24之氣體供給管50。在該時點，關閉整全部閥V1～V8。
接著，氣化單元5之加熱區塊61之溫度上升，所設定之溫度成為例如80℃～90℃。再者，當泵59動作時，閥V8也同時打開，從HMDS液供給管58，以選擇出之配方所規定之流量，將HMDS液供給至氣化室53之圓錐部65之頂部，藉由圓錐部65加熱。由於在上述圓錐部65，從頂部朝向底部形成有多數溝部66，故藉由該溝部66達成之毛細管現象及重力之作用，HMDS液一面被加熱，一面自動且快速朝上述底部擴展。
大概與該HMDS液之供給同時，使蓋體22上升至基板搬出搬入位置，藉由無圖示之外部之搬運手段，將晶圓W搬入至處理室2a內，藉由與昇降銷27之協動作業，將晶圓W載置在載置台23。之後，如第1圖及第7圖所示般，使蓋體22下降至處理位置，在容器本體21和蓋體22形成處理室2a。晶圓W係藉由被載置在載置台23，加熱至特定製程溫度，例如85℃。
然後，例如以溫度測量手段確認晶圓W被加熱至上述製程溫度之後，打開閥V1、V3、V4，從氣體供給源40所供給之常溫之N2 氣體則以特定流量朝下游測流通於氣體供給管50。再者，大概與該些閥打開之同時，閥V6開啟，從氣體供給源40經氣體供給管37、處理容器2之下部之氣體供給室36而對緩衝室31供給沖洗氣體之N2 氣體。並且，打開閥V7，自處理容器2之排氣孔43進行排氣。
被供給至氣體供給管50之載體氣體之N2 氣體，係一面藉由熱板25而被加熱之該氣體供給管50的熱，而被加熱，一面被供給至氣化單元5之氣體加熱室52。在自該氣體加熱室52朝向氣化室53之期間，藉由加熱區塊61，又加熱N2 氣體，成為例如50℃～80℃。
然後，被加熱之N2 氣體如第6圖所示之虛線之箭號所示般，被吹向圓錐部65。HMDS之氣化係藉由圓錐部65之熱而進行，藉由被加熱之N2 氣體，又促進在氣化室53內之HMDS之氣化。再者，因載體氣體被加熱，故可以防止被氣化之HMDS之凝結。如此一來被氣化之HMDS氣體(疏水化氣體)與N2 氣體，同時經氣體供給管71、氣體流路22d及供給孔22e而被供給至處理室2a之中央部。然後，HMDS氣體及N2 氣體係如第7圖箭號所示般，被排氣孔43之吸力吸引而擴散至處理室2a之周緣部，在處理室2a內部充滿該些氣體。然後，晶圓W之表面全體被曝露於HMDS，執行晶圓W之疏水化處理。
並且，於疏水化處理時，以藉由排氣手段30之排氣量大於當作沖洗氣體被供給至蓋體22之緩衝室31之N2 氣體和被供給至處理室2a之載體氣體之N2 氣體之供給量的合計量之方式，控制氣體之供給量和排氣量。因此，緩衝室31之沖洗氣體係從間隙41朝向處理室2a側被吸引，藉由排氣孔43與從處理室2a朝向排氣孔43之氣體合流，而被排氣。如此一來，以包圍處理室2a之方式，因沖洗氣體之氣流經常流入沖洗氣體供給孔41，故成為在處理室2a之周圍形成沖洗氣體之氣簾的狀態，依據該氣簾，處理室2a與外部隔絕。因此，即使不使處理室2a密閉化，亦可防止處理室2a內之疏水化氣體洩漏至外部。
然而，打開閥V8，開始供給HMDS液，經過特定時間後，則如第8圖之流程所示般，控制部100根據從濃度感測器76所送出之輸出訊號，檢測出流通氣體供給管71之氣體中之HMDS濃度，判定其檢測出之HMDS濃度是否為設定值(在此，如上述般設定成3.0%)(步驟S1)。於判斷出於在步驟S1中所檢測出之HMDS濃度為設定值之時，控制部100繼續進行判斷HMDS濃度是否為該設定值。
於判定所檢測出之HMDS濃度非設定值之時，控制部100判定HMDS濃度是否在容許範圍(在此，如先前所述般設定成1.5%～5%)內(步驟S2)。當判定HMDS濃度不在容許範圍內之時，控制部100則在顯示畫面顯示警報(步驟S3)。當判定不超過之時，控制部100則判定所檢測出之HMDS濃度是否高於上述設定值(步驟S4)。當判定HMDS濃度高於上述設定值之時，控制部100發送控制訊號至閥V8，並且供給至氣化單元5之HMDS液之流量減少一定量(步驟S5)。然後，將上述控制訊號發送至閥V8，經過特定時間後，控制部100重複實施步驟S1之後的各步驟。
再者，當在步驟S4判定HMDS濃度不高於設定值之時，控制部100發送控制訊號至閥V8，並且供給至氣化單元5之HMDS液之流量增加一定量(步驟S6)。然後，將上述控制訊號發送至閥V8，經過特定時間後，控制部100執行HMDS濃度是否低於設定值之判定(步驟S7)。
然後，在步驟S7判定HMDS濃度不低於設定值之時，控制部100重複實施步驟S1之後的各步驟。再者，當在步驟S7判定HMDS濃度低於設定值之時，控制部100發送控制訊號至電力控制器64，並且以一定量增加供給至加熱區塊61之電力，提高加熱區塊61之溫度(步驟S8)。於判定發送上述控制訊號而經過特定時間後，控制部100重複實施步驟S7之後的各步驟。
當自晶圓W之搬入經過設定之時間，完成該晶圓W之疏水化處理時，在疏水化處理裝置1中，關閉閥V8，停止HMDS液之供給，控制部100係停止根據上述濃度感測器76之檢測而控制HMDS液之流量及供給至加熱區塊61之電力。然後，控制部100係關閉閥V1，並且打開閥V2而切換N2 氣體之流路，該N2 氣體係不經由氣化單元5，而被供給至處理室2a。另外，接著執行自排氣孔43之排氣，吸引殘留在處理室2a之N2 氣體及HMDS氣體。依此，處理室2a內之氣體係由HMDS氣體和N2 氣體之混合氣體，被置換成不含HMDS氣體之N2 氣體。
從上述N2 氣體之流路之切換經過特定時間後，關閉閥V2、V4，並且打開閥V1、V3、V5，切換N2 氣體之流路，該N2 氣體係經氣化單元5，不經由處理容器2而被排氣。依此，殘留在氣體加熱室52、氣化室53之HMDS氣體被N2 氣體沖走，而被除去。從上述N2 氣體之流路切換經過特定時間關閉閥V1、V3、V5，晶圓W以與搬入時相反之程序從處理容器2被搬出。
在上述本實施形態之疏水化處理裝置1中，HMDS液供給至加熱區塊61之圓錐部65而擴展，因氣化該HMDS液，故可以取得HMDS之濃度高之疏水化氣體。因此，於不執行氣化之時，因不會有如容器槽般所貯留之HMDS液接觸於載體氣體，故可抑制HMDS之惡化。再者，因不使用容器槽，故可以謀求小型化，並且因氣化效率高，故載體氣體少即可。再者，由於可以使氣化單元5小型化，故可以放置在處理容器2之頂棚部，如此一來，因可以縮短將疏水化氣體從氣化單元5供給至處理容器2之氣體供給管71，故即使搬運HMDS之濃度高之疏水化氣體，也難以引起凝結。再者，因不需要在氣體供給管71設置加熱器等之HMDS之凝結對策，故可以防止裝置1之大型化。
再者，圓錐部65具備有多數之溝部66，藉由毛細管現象擴展至其溝部66內，依此增大HMDS液和載體氣體之N2 之接觸面積，可以更提高HMDS液之氣化效率。再者，N2 氣體供給管50係藉由載置台23之熱板25之熱被加熱，並且在氣化單元5中，設置用以加熱被導入至氣化室53之N2 氣體之氣體加熱室52，依此可以更提高HMDS液之氣化效率。
再者，在上述例中，就以供給至氣化單元5之N2 氣體供給管50而言，即使如第9圖所示般設置成在處理容器2之天板22b上拉繞，來取代設置成包圍載置台23亦可。藉由熱板25之熱加熱天板22b，加熱氣體供給管50，藉由其熱加熱被供給至氣化單元5之N2 氣體。再者，即使將連接氣化單元5和處理容器2之氣體供給管71，同樣配置成在天板22b上或載置台23之周圍拉繞亦可。
再者，就以形成圓錐部65之溝部66而言，並不限定於上述例，即使如第10圖所示般，形成傾斜亦可。再者，就以在加熱區塊61中供給HMDS液之處而言，雖然不限定於構成圓錐狀，但藉由使用如該圓錐般越往下方越寬之形狀者，除藉由溝部66之毛細管現象之外，亦可以藉由重力之作用，可以擴展HMDS液，並且可以提高氣化效率，故有利。
接著，針對包含組裝本實施形態之各疏水化處理裝置1之一例的塗佈、顯像裝置8之光阻圖案形成裝置予以簡單說明。如第11圖及第12圖所示般，塗佈、顯像裝置8係由互相連接之載體區塊8a、處理區塊8b、介面區塊8c所構成。在該塗佈、顯像裝置8連接執行例如浸潤式曝光之曝光裝置8d，構成光阻圖案形成裝置。載體區塊8a係被構成第1收授臂82從載置在載置台80上之密閉型之載體81取出晶圓W，收授至鄰接配置在該區塊之處理區塊8b，並且藉由第1收授臂82接取在處理區塊被處理之處理完畢之晶圓W返回至載體81。
在處理區塊8b，設置有用以執行顯像處理之第1區塊(DEV層)B1、用以執行形成在光阻膜之下層側的反射防止膜之形成處理的第2區塊(BCT層)B2、用以執行光阻液之塗佈處理的第3區塊(COT)B3、形成在光阻膜之上層側的反射防止膜之形成處理之第4區塊(ITC層)B4，該處理區塊8b係依據從下部依序疊層各區塊而被構成。再者，在各區塊，設置有藉由疊層加熱部或冷卻部而構成之處理單元群83，在第3區塊B3之處理單元群83組裝有疏水化處理裝置1。
再者，在處理區塊8b，於載體區塊8a側設置有第1棚架單元84，在介面區塊8c側設置有第2棚架單元85，為了在第1棚架單元84之各部間，搬運晶圓W，在該第1棚架單元84之附近，設置有升降自如之第2收授臂86。該第1棚架單元84、第2棚架單元85設置有多數收授單元，在該收授單元中，具備有在第12圖中附上CPL之收授單元具備有溫度調節用之冷卻單元，附上BF之收授單元具備有緩衝單元以能夠載置多數片晶圓W。介面區塊8c具備有介面臂87，藉由該介面臂87在第2棚架單元和曝光裝置8d之間，執行晶圓W之收授。曝光裝置8d係對從介面臂87被搬運之晶圓W執行特定之曝光處理。
第1區塊B1係顯像單元88被疊層例如兩段，在該兩段之顯像單元88設置有用以搬運晶圓W之搬運臂89a。第2區塊B2和第4區塊B4係具備有藉由轉旋塗佈來塗佈用以形成各反射防止膜之藥液的塗佈單元；和用以執行在該塗佈單元所進行之處理之前處理及後處理之加熱、冷卻系統之處理單元群；和被設置在塗佈單元和處理單元群之間，在該些之間，進行晶圓W之收授的搬運臂89b、89d。在第3區塊B3中，將藥液變更成光阻液，除組裝本實施形態之疏水化處理裝置1之點以外，其構成與第2、4區塊B2、B4相同。
在該光阻圖案形成裝置中，於在晶圓W形成光阻圖案之時，首先從載體區塊8a將晶圓W搬入至第1棚架單元84之收授單元，例如藉由第1收授臂82依序搬運至對應於第2區塊B2之收授單元CPL2，經收授單元CPL3及搬運臂89c將該晶圓W搬入至第3區塊B3，於在疏水化處理裝置1使晶圓W表面疏水化之後，形成光阻膜。之後，晶圓W藉由搬運臂89c，被收授至第1棚架單元84之收授單元BF3。被收授至收授單元BF3之晶圓W，係藉由第2收授臂86而被收授至收授單元CPL4，藉由搬運臂89d而被搬運至第4區塊B4。然後，在第4區塊B4中，於晶圓W之光阻膜上形成反射防止膜，而被收授至收授單元TRS4。並且，在該光阻圖案形成裝置中，因應欲求之規格等也有不在光阻膜之上形成反射防止膜之時，或在第2區塊B2在晶圓W直接形成反射防止膜而取代對晶圓W進行疏水化處理之情形。
再者，在第1區塊B1內之上部，設置有用以將晶圓W直接從第1棚架單元84之收授部91搬運至第2棚架85之收授部91b之專用搬運手段的梭子90。形成光阻膜或反射防止膜之晶圓W係藉由第2收授臂86，從收授單元BF2、BF3或TRS4在收授部91a被收授至梭子90，藉由梭子90被搬運至收授部91b。
經梭子90被搬運至收授部91b之晶圓W係藉由介面區塊8c之介面臂87被取進介面區塊8c，搬運至曝光裝置8d。然後，藉由曝光裝置8d對晶圓W執行特定曝光處理之後，晶圓W藉由介面臂87而被收授至第2棚架單元85之收授單元TRS6。然後，藉由搬運臂89a搬運至第1區塊B1而執行顯像處理之後，藉由搬運臂89a，被收授至第1棚架單元內，第1收授臂82之可存取範圍之收授單元，藉由第1收授臂82被搬運至載體81。依此，在本實施形態之光阻圖案形成裝置中，在晶圓W形成光阻圖案。
(參考試驗)
使用具備有上述處理容器2之疏水化處理裝置而對晶圓W進行疏水化處理。就以實驗1而言，將具備有用以進行蒸發之容器槽的氣化裝置連接於上述處理容器，以取代將先前所述之氣化單元5連接於上述處理容器2。然後，將晶圓W搬入至處理容器2內，以90℃加熱該晶圓W，供給疏水化氣體30秒間而進行處理。於疏水化處理中使用設置在處理容器2內之濃度檢測器而測量HMDS之體積濃度。於疏水化處理後供給N2 氣體10秒間，而執行處理容器內之氣體置換後，自處理容器2搬出晶圓W，並測量其表面之接觸角。
再者，作為實驗2，雖然使用與實驗1相同之裝置，進行同樣實驗，但是將進行蒸發之容器槽之溫度設定成高於實驗1。實驗3係構成對容器槽內之HMDS液之液面供給載體氣體之氣化裝置，進行與實驗1、2相同之處理，以取代連接具備有上述蒸發用之容器槽的氣化裝置。
第13圖為表示各實驗結果之曲線圖。曲線圖之縱軸係表示接觸角，曲線圖之橫軸係表示被檢測出之HMDS之體積濃度。表示接觸角越大，晶圓越高疏水化。如曲線圖所示般，HMDS濃度越高，晶圓W之接觸角越大。因此，可知藉由對處理容器2內供給高HMDS，可以提高輸水化處理之處理量。
1．．．疏水化處理裝置
2．．．處理容器
2a．．．處理室
21．．．容器本體
22．．．蓋體
22b．．．天板
23．．．載置台
24．．．支撐構件
25．．．熱板
5．．．氣化單元
52．．．氣體加熱室
53．．．氣化室
61．．．加熱區塊
62．．．電熱線
65．．．圓錐部
66．．．溝部
68．．．開口部
100．．．控制部
第1圖為表示本發明之疏水化處理裝置的剖面圖。
第2圖為表示上述疏水化處理裝置之氣體供給路之詳細圖。
第3圖為被設置在上述疏水化處理裝置之氣化單元之縱剖面圖。
第4圖為上述氣化單元之橫剖面圖。
第5圖為表示上述疏水化處理裝置之配管的斜視圖。
第6圖為表示上述加熱單元之氣流的說明圖。
第7圖為表示上述疏水化處理裝置之處理容器內之氣流的說明圖。
第8圖為表示以上述疏水化處理裝置所執行之疏水化處理之程序的流程圖。
第9圖為表示配管之其他構成例的斜視圖。
第10圖為表示加熱單元之加熱區塊之其他構成例的側面圖。
第11圖為表示具備有上述疏水化處理裝置之塗佈、顯像裝置之俯視圖。
第12圖為上述塗佈、顯像裝置之縱剖面圖。
第13圖為表示參考試驗之結果的曲線圖。
5．．．氣化單元
22b．．．天板
51．．．框體
52．．．氣體加熱室
53．．．氣化室
54．．．開口部
55．．．流通路
56．．．規制構件
57．．．固定構件
58．．．HMDS液供給管
61．．．加熱區塊
62．．．電熱線
63．．．電力纜線
64．．．電力控制器
65．．．圓錐部
66．．．溝部
67．．．葉片
68．．．開口部
71．．．氣體供給管
72．．．外管
73．．．內管
100．．．控制部

Claims (10)

  1. 一種疏水化處理裝置，其特徵為：具備氣化面形成部，其表面係位於氣化室內；氣化面加熱手段，其係用以加熱上述氣化面形成部；藥液供給埠，其係用以對上述氣化面形成部之表面供給疏水化處理用之藥液；氣體導入埠，其係用以將載體氣體導入至上述氣化室內；取出埠，其係用以取出在上述氣化室內被氣化之疏水化氣體；處理容器，其係用以對被載置於內部之基板，藉由從上述取出埠所供給之疏水化氣體，執行疏水化處理；及氣體加熱手段，其係將上述載體氣體導入至氣化室之前施予加熱。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之疏水化處理裝置，其中上述氣化室係被設置在上述處理容器之天板上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之疏水化處理裝置，其中上述氣化面形成部係被形成越朝下方越寬之形狀，上述藥液供給埠係位於上述氣化面形成部之上方側。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之疏水化處理裝置，其中上述氣化面形成部形成有用以藉由毛細管現象使藥液 擴展之溝部。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載之疏水化處理裝置，其中具備：濃度檢測部，其係用以檢測出自上述取出埠所取出之疏水化氣體之濃度；和控制部，其係以根據該濃度檢測部之檢測值而增加從藥液供給埠被供給至氣化室之藥液的供給流量之方式，輸出控制訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之疏水化處理裝置，其中上述控制部係於即使藉由增加藥液之供給流量，濃度檢測部之檢測值也較規定值低時，以升高氣化面加熱手段之加熱溫度之方式，輸出控制訊號。
  7. 一種疏水化處理方法，其特徵為：具備藉由氣化面加熱手段加熱其表面位於氣化室內之氣化面形成部的工程；藉由藥液供給埠對上述氣化面形成部之表面供給疏水化處理用之藥液的工程；從氣體導入埠將載體氣體導入至上述氣化室內的工程；從取出埠取出在上述氣化室內被氣化之疏水化氣體的工程；在處理容器內載置基板之工程；藉由從上述取出埠被供給之疏水化氣體對基板進行疏水化處理的工程；及 將上述載體氣體導入至氣化室之前藉由氣體加熱手段施予加熱的工程。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之疏水化處理方法，其中包含在上述氣化面形成部形成溝部，藉由毛細管現象使藥液擴展至上述溝部之工程。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所記載之疏水化處理方法，其中包含：藉由濃度檢測部檢測出從上述取出埠所取出之疏水化氣體之濃度的工程；和根據該濃度檢測部之檢測值而增加從藥液供給埠被供給至氣化室之藥液的供給流量的工程。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之疏水化處理方法，其中包含於即使藉由增加藥液之供給流量，濃度檢測部之檢測值也較規定值低時，升高氣化面加熱手段之加熱溫度的工程。
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