TWI506673B - 汽化裝置、基板處理裝置、塗佈顯影裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Description

汽化裝置、基板處理裝置、塗佈顯影裝置及基板處理方法
本發明係關於一種，將用於處理半導體晶圓或平板顯示器(Flat Panel Display,FPD)用玻璃基板等之基板的處理氣體，藉由汽化液狀藥劑而取得的汽化裝置、具備其之基板處理裝置、塗佈顯影裝置、及基板處理方法。
半導體元件或FPD等之製造過程中，不可欠缺光微影步驟。為提升於此一步驟中形成之光阻膜與晶圓(或基底層)其密接性，在將光阻液塗佈於晶圓等之前，對晶圓等之表面施行疏水化處理。此一疏水化處理，係藉由將例如六甲基二矽氮烷(hexa methyl disilazane：HMDS)之氣體(包含蒸氣)噴吹於晶圓等之表面而施行。疏水化處理，因可使光阻膜難以剝離，在於晶圓與曝光頭間夾填水以施行曝光的浸液曝光處理中特別有用。
作為疏水化處理所使用之基板處理裝置，已知有如專利文獻1之基板處理裝置，具有：儲存槽，儲存HMDS液；載氣供給源，介由配管與此一儲存槽之入口相連接，於儲存槽內供給載氣；以及處理室，介由配管與儲存槽之出口相連接，收納有處理對象基板(專利文獻1)。依此一裝置，藉由自載氣供給源對儲存槽內供給載氣，使儲存槽內之HMDS液冒泡而汽化，HMDS氣體與載氣一同被供給至處理室。處理室中將晶圓曝露於HMDS氣體，藉此使晶圓表面疏水化。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-41214號公報
[專利文獻2]日本特開2009-194246號公報
如同上述之基板處理裝置中，為確認晶圓曝露於HMDS氣體(蒸氣)，檢測載氣往儲存槽之供給。然而，儲存槽設於遠離處理室之位置的情況多，因而有自儲存槽起至處理室為止之長形配管產生問題的疑慮，例如，若此一長形配管漏洩，則即便載氣之供給被正確地檢測出，現實上，仍可能發生晶圓未曝露於HMDS氣體等事態。此外，亦在儲存槽與處理室間之配管設有流體壓力計，施行含有HMDS氣體之載氣的檢測，但於載氣中是否含有HMDS氣體仍難以藉由流體壓力計檢測。
然而，上述之基板處理裝置中，因供給量受到儲存槽內之HMDS其蒸汽壓的限制，故在難以將HMDS氣體效率良好地供給的觀點上有弊病。因此，亦有文獻提議將HMDS直接汽化，把汽化之HMDS以載氣輸送往處理室的汽化裝置(專利文獻2)。此一裝置中，對晶圓是否曝露於HMDS氣體，基本上仍藉由檢測載氣的供給之方式加以判斷。
另一方面，為了判斷晶圓是否曝露於HMDS氣體，雖亦考慮在處理室內檢測HMDS氣體，但會變得需要有比較上較為大型之HMDS檢測器，致使基板處理裝置及具備其之塗佈顯影裝置大型化，無法因應省空間化之要求。此外，由於此一檢測器昂貴，亦可能產生基板處理裝置等之高成本化等問題。
此處，本發明之目的係為提供一種，可簡便地檢測將藥液汽化而獲得的處理氣體是否供給至基板之汽化裝置、具備此汽化裝置之基板處理裝置、具備此一基板處理裝置之塗佈顯影裝置、以及基板處理方法。
依本發明之第1態樣，提供一汽化裝置，包含：加熱板，配置於一容器內，用來將液狀藥劑加熱而汽化；氣體供給部，將用來輸送該加熱板所汽化之藥劑的載氣供給至該容器內；第1檢測部，檢測往該容器內的該載氣之供給；以及第2檢測部，檢測該加熱板所產生的該液狀藥劑之汽化。
依本發明之第2態樣，提供一基板處理裝置，包含：第1態樣之汽化裝置；腔室，收納有載置處理對象基板之基座；以及導入部，連結該汽化裝置與該腔室，將含有來自該汽化裝置之被汽化的藥劑之載氣往該腔室導入。
依本發明之第3態樣，提供一塗佈顯影裝置，包含：第2態樣之基板處理裝置；光阻膜形成單元，於基板上形成光阻膜；以及顯影單元，將以該光阻膜形成單元形成、曝光之該光阻膜顯影。
依本發明之第4態樣，提供一基板處理方法，包含如下步驟：將載氣供給至容器內的步驟；檢測往該容器內的該載氣之供給的第1檢測步驟；對配置於該容器內，將液狀藥劑加熱而汽化之加熱板，供給該液狀藥劑的步驟；將被汽化之該藥劑以該載氣輸送，往處理對象基板供給的步驟；檢測該加熱板所產生的該液狀藥劑之汽化的第2檢測步驟；以及依據該第1檢測步驟之檢測結果、與該第2檢測步驟之檢測結果，判斷該被汽化之該藥劑其往該處理對象基板之供給的步驟。
依本發明之實施形態，提供可簡便地檢測將液狀藥劑汽化而獲得的處理氣體是否供給至基板之汽化裝置、具備此汽化裝置之基板處理裝置、具備此一基板處理裝置之塗佈顯影裝置、以及基板處理方法。
[實施本發明之最佳形態]
以下，參考附圖，對本發明之非限定性的例示之實施形態加以說明。所有附圖中，對於同一或對應之構件或零件，賦予同一或對應之參考符號，並省略重複之說明。此外，附圖之目的不為展示構件或零件間的相對比例。因此，具體之厚度與尺寸，應參照以下之非限定性的實施形態，由所屬技術領域中具有通常知識者決定。
參考圖1，對本發明之實施形態的汽化裝置加以說明。如同圖示，汽化裝置10，具備容器11、配置於容器11內之加熱板12、以及載置於加熱板12上之汽化板13。
容器11，由容器本體11b及頂蓋11a構成。容器本體11b，以例如不鏽鋼製作，如圖1所示，具有接近圓筒之形狀。容器11之底部設有開口部，配置加熱板12以將此一開口部塞住。詳而言之，加熱板12，以例如金屬密封構件(未圖示)配置於本體容器11b之底部。此外，於容器本體11b設有：供給導管11c，將來自載氣供給源18之載氣往容器11內導入；以及排氣導管11d，將載氣與藉其輸送之六甲基二矽氮烷(HMDS)氣體(包含蒸氣)自容器11內導出往基板處理裝置(後述)。供給導管11c及排氣導管11d，於容器本體11b之底部，隔著加熱板12互相設於相反側。
載氣供給源18與供給導管11c，係以載氣配管17a相連接，於載氣配管17a設有例如質量流量控制器等之流量調整器17b與閥(未圖示)。
另外，可使用氮(N2 )氣作為載氣。此外，亦可使用氦(He)等之惰性氣體作為載氣。
頂蓋11a，以例如壓克力玻璃製作，介由例如O形環(未圖示)載置於容器本體11b之上端。藉著以頂蓋11a之自體重量使O形環變形，維持頂蓋11a與容器本體11b之間的密閉性，使容器11內維持為氣密性。此外，於頂蓋11a，設有與加熱板12對向的感測器15(後述)。感測器15，通過設於頂蓋11a之例如電流導入端子(未圖示)與往容器11內氣密性地導入之導線相連接。藉此，將來自感測器15之訊號往控制部19輸入。
加熱板12，由具有高的熱傳導率之金屬(例如鋁)製作，本實施形態中具有圓盤狀。加熱板12，例如可具有自約50mm至約150mm為止之範圍的直徑，具有自約1mm至約10mm為止之範圍(宜為約4mm)的厚度。此外，於加熱板12之約略中央形成貫通孔，在此處插入HMDS供給管14。HMDS供給管14，與未圖示之HMDS供給源連接，此外，設有控制HMDS液之流量的流量控制器與閥(皆未圖示)。藉由此一構成，自HMDS供給源將HMDS液流量控制而於既定時序供給至加熱板12之頂面。進一步，於加熱板12內藏加熱器12h使其包圍HMDS供給管14，加熱器12h，自電源部16b通過導線167供給電力。藉此將加熱板12加熱。此外，於加熱板12埋入熱電偶TC，藉熱電偶TC與調溫器(温調器)16a測定加熱板12之溫度，與電源部16b一同調整加熱板12之溫度。加熱板12，加熱至較汽化之HMDS的汽化溫度更高之溫度，例如自約50℃至約120℃為止之範圍的溫度(宜為約90℃)，加以調整。另外，熱電偶TC，其前端(溫度測定端)宜位於自加熱板12之頂面起約2mm的位置。將前端配置於此一位置，則可逕直檢測加熱板12之溫度變化。
載置於加熱板12之頂面的汽化板13，如圖2所示，以金屬(例如不鏽鋼)之網格製作，具有與加熱板12之直徑幾近相等或略小之直徑。金屬網格，如圖2(b)所示，例如宜以直徑0.04mm之金屬線13t形成，具有自約0.05mm至約0.5mm為止之範圍的孔徑(網眼之開口寬度)。自圖1之HMDS供給管14往加熱板12之頂面供給HMDS液，則HMDS液，如作為沿著圖2(b)I-I線之剖面圖的圖2(c)所示，沿著汽化板13之金屬線13t於加熱板12之頂面薄層地擴展，將來自加熱板12的熱更有效率地汽化。
另外，汽化板13與頂蓋11a之間隔，可為例如自約0.5mm至約10mm為止之範圍，宜為約2mm。
控制部19，於本實施形態中，與感測器15、流量調整器17b、調溫器16a、及電源部16b電性連接。藉此，控制部19可輸入：感測器15之輸出訊號、來自流量調整器17b的顯示載氣之流量的訊號、來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號、以及來自電源部16b的顯示往加熱器12h供給之電力的訊號。藉此，控制部19依據例如來自流量調整器17b的顯示載氣之流量的訊號、及來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號，判斷加熱板12所汽化而生成之HMDS氣體，是否往與汽化裝置10連接之基板處理裝置(後述)供給。判斷為未供給之情況，控制部19可輸出警報訊號。此一警報訊號，可為了停止基板處理裝置而對基板處理裝置輸出。此外亦可更將警報訊號往警告燈或警告蜂鳴器輸出以取代之。
另外，控制部19，不必與感測器15、流量調整器17b、調溫器16a、及電源部16b其全部電性連接，如同後述地，因應利用之訊號，與該訊號之輸出源連接即可。
其次，參考圖3，對本發明之實施形態的基板處理裝置加以說明，該基板處理裝置具備本發明之實施形態的汽化裝置。如同圖示，基板處理裝置20具有：腔室本體22；蓋部21，載置於腔室本體22之上端；以及基座24，配置於腔室本體22內，載置處理對象之晶圓。
腔室本體22，以例如不鏽鋼製作，具有扁平之有底圓筒形狀。此外，腔室本體22之底部設有開口22b，配置基座24以將開口22b塞住。基座24對腔室本體22之底部，可介由未圖示之金屬密封構件等配置。此外，腔室本體22其側壁部之底面裝設有環狀溝23。環狀溝23之下部與複數的沖洗氣體供給管23a連接，藉此，自未圖示之沖洗氣體供給源供給沖洗氣體。於腔室本體22其側壁部形成與環狀溝23連通之複數的貫通孔22a。來自沖洗氣體供給源之沖洗氣體，可通過沖洗氣體供給管23a、環狀溝23、及貫通孔22a，往由腔室本體22與蓋部21形成的內部空間S供給。
另外，可使用N2 氣體作為沖洗氣體，使用惰性氣體亦無所謂。
蓋部21，與腔室本體22同樣地以例如不鏽鋼製作，具有扁平之有蓋圓筒形狀。蓋部21，介由例如O形環(未圖示)載置於腔室本體22之上端，藉此維持內部空間S之氣密性。此外，蓋部21及腔室本體22，藉未圖示之升降機構可相對地自由離合，兩者分離時，利用未圖示之運送臂，將晶圓搬入至基座24上，此外，自基座24上搬出。
於蓋部21之約略中央形成貫通孔21h，此一貫通孔21h，與上述之汽化裝置10的排氣導管11d連通。具體而言，汽化裝置10的排氣導管11d，於蓋部21之頂面，以例如金屬密封構件等氣密性地結合。藉此，將來自汽化裝置10之載氣及藉其輸送之HMDS氣體(以下，為求方便以載氣等稱之)往基板處理裝置20之內部空間S供給。此外，於貫通孔21h之下部設有供給端21i。供給端21i如圖4所示，包含配置於貫通孔21h其開口之形成有複數的供給孔21q之板部21p。供給孔21q，可分別具有例如自約0.5mm至約2mm為止之範圍的直徑，此外，供給孔21q，亦可朝向板部21p之外周高密度地形成。載氣等，可藉由供給端21i於內部空間S均一地流動，使載置於基座24上的晶圓W被均一地處理。
此外，再次參考圖3，於蓋部21之側壁部形成環狀溝21b。環狀溝21b，與形成於腔室本體22其側壁部之貫通孔22a連通。蓋部21其側壁部的環狀溝21b之內側，自腔室本體22脫離而形成間隙。環狀溝21b介由此一間隙與內部空間S連通。此外，於蓋部21形成排氣導管21c。排氣導管21c，於環狀溝21b之內側部分中朝著腔室本體22開口，並於蓋部21之頂面開口。排氣導管21c之蓋部21頂面的開口，與未圖示之排氣裝置相連接。藉此，將由汽化裝置10供給的載氣等自腔室之內部空間S排氣。
基座24，以例如金屬製作，具有扁平之圓板形狀，該圓板形狀具有基座24上所載置的晶圓W其直徑以上之直徑。此外，於基座24宜形成3個貫通孔。可通過此等之貫通孔，藉升降機構26使升降銷25升降。蓋體21與腔室本體22分離時，藉著協同升降銷25與運送臂(未圖示)，將晶圓W載置於基座24，自基座24抬升。此外，升降銷25及升降機構26，被收納於基座24之底面所安裝的殼體27內，藉殼體27與外部環境隔離。
此外，於基座24內藏加熱器24h，藉由未圖示之溫度感測器、調溫器、及加熱器電源，調整基座24之溫度。藉此，將基座24上之晶圓W加熱至既定溫度，在該溫度中，曝露於來自汽化裝置10之HMDS氣體，使表面疏水化。
其次，對本發明之實施形態的汽化裝置10及基板處理裝置20之動作(基板處理方法)加以說明。以下之說明，係對圖1所示之控制部19，輸入來自流量調整器17b的顯示載氣之流量的訊號、以及來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號。
(晶圓之往基板處理裝置20的搬入)
首先，藉未圖示之升降機構，使基板處理裝置20之蓋部21與腔室本體22(圖3)相對地分離。利用蓋部21與腔室本體22間所產生的空間，使用運送臂(未圖示)，將晶圓W運送至基座24之上方為止。其次，升降銷25上升並自運送臂接收晶圓W，運送臂退出後，升降銷25下降而將晶圓W載置於基座24上。接著，使蓋部21與腔室本體22密接以將內部空間S維持為氣密性。
(載氣之供給)
其次，自汽化裝置10之載氣供給源18通過載氣配管17a將載氣供給予容器11內(參考圖1)。被供給至容器11內之載氣，流通於供給導管11c、容器11內之空間、及排氣導管11d，通過基板處理裝置20其蓋部21之貫通孔21h及供給端21i往基板處理裝置20之內部空間S流入(參考圖3)。之後，載氣通過形成於基板處理裝置20其蓋部21之排氣導管21c被排氣。藉由此一載氣之流動，沖淨基板處理裝置20之內部空間S。另外，內部空間S之沖洗中，沖洗氣體通過沖洗氣體供給管23a、環狀溝23、及貫通孔22a被供給。將流通於排氣導管21c之氣體的流量(排氣流量)，調整為較自汽化裝置10供給之載氣的流量、與自沖洗氣體供給管23a供給之沖洗氣體的流量之合計流量變得更大。藉此，可將內部空間S對於外部環境維持為負壓，防止HMDS氣體往大氣中排出。
載氣往汽化裝置10之容器11內流動時，流量調整器17b，例如將顯示載氣之流量的訊號對控制部19輸出。輸入此一訊號之控制部19，依據此一訊號，判斷為載氣往容器11內供給。
(HMDS的供給)
沖淨基板處理裝置20之內部空間S後，使用加熱器24h開始基座24之加熱，將基座24上之晶圓W加熱至既定溫度。晶圓W之溫度於既定溫度安定後，於汽化裝置10中自HMDS供給源(未圖示)通過HMDS供給管14，對加熱板12及汽化板13供給HMDS液。此時，預先將加熱板12維持為既定溫度(例如90℃)。HMDS液之供給量(將1枚晶圓W疏水處理所必須的供給量)，可位於例如自約150μl(微升)至約200μl之範圍。所供給之HMDS液藉由加熱板12汽化，以載氣輸送而到達基板處理裝置20之內部空間S。藉此，將基座24上之晶圓W表面曝露於HMDS氣體以疏水化。
圖5為，顯示對汽化裝置10之加熱板12及汽化板13供給HMDS液時，加熱板12之溫度變化的圖表。圖示之例中，對基板處理裝置20供給HMDS液約2秒。於加熱板12之頂面，HMDS液沿著汽化板13之金屬線13t(參考圖2)薄層地擴展，並藉來自加熱板12的熱被汽化。此時，因汽化熱分量的熱量自加熱板12被奪走，故如同圖示，加熱板12之溫度降低例如數℃。此一程度之溫度降低，與加熱板12之溫度安定性(例如對設定值+/-約0.1℃)相比係為顯著，因此，可藉由此一溫度降低來檢測汽化熱的發生，即檢測HMDS液的供給。具體而言，調溫器16a將顯示汽化板13之溫度的訊號輸出往控制部19，輸入此一訊號之控制部19，例如，隨著此一訊號之強度較既定閾值更為降低，判斷為HMDS液被供給而產生HMDS氣體。
控制部19，如同上述，藉著載氣被供給至容器11內之判斷(以下，以第1判斷稱之)、與產生HMDS氣體之判斷(以下，以第2判斷之)，判斷為HMDS氣體被供給至基板處理裝置20。另一方面，例如即便是從晶圓W之往基板處理裝置20的搬入結束之時點起經過既定期間，仍未獲得第1判斷與第2判斷雙方的情況下，控制部19，判斷HMDS氣體未供給至基板處理裝置20，並將警報訊號輸出往基板處理裝置20。輸入警報訊號之基板處理裝置20，停止疏水化處理，並可例如將警告燈點燈、發出警告音。藉此，變得可避免對尚未疏水化處理的晶圓W形成光阻膜之事態。
另外，加熱板12之溫度，如圖5所示，藉調溫器16a及電源部16b調整，溫度降低後，於數秒回復至90℃。亦即，在對下一晶圓W施行疏水化處理之前，得以將加熱板12維持為既定溫度。
其次，對汽化裝置10之變形例加以說明。此等之變形例中，與控制部19之用來判斷的訊號不同。
(第1變形例)
第1變形例中，於控制部19中利用：來自作為壓力感測器之感測器15的輸出訊號、及來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號。此一情況，控制部19，可僅與感測器15及調溫器16a電性連接。
作為壓力感測器，可利用半導體隔膜型、靜電容量型、彈性體隔膜型、壓電型、振動型、巴登管型、及伸縮囊型中之任一種壓力感測器。作為壓力感測器之感測器15，如同圖1所示，在容器11內安裝於頂蓋11a，故自載氣供給源18通過載氣配管17a將載氣供給至容器11內時，可由容器11內產生之壓力變化，檢測載氣的供給。具體而言，來自作為壓力感測器之感測器15的顯示壓力的訊號被輸入至控制部19之情況，在該訊號之強度超過既定閾值時，控制部19，可判斷載氣被供給(第1判斷)。另一方面，HMDS氣體產生一事，如同上述，係依據來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號加以判斷(第2判斷)。藉此，控制部19，判斷HMDS氣體被供給至基板處理裝置20。另一方面，未於既定期間內獲得第1判斷與第2判斷雙方的情況下，如同上述，控制部19，判斷HMDS氣體未供給至基板處理裝置20，並將警報訊號往基板處理裝置20輸出。
(第2變形例)
第2變形例中，於控制部19中利用：來自作為溫度感測器之感測器15的輸出訊號、及來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號。此一情況，控制部19，可僅與感測器15及調溫器16a電性連接。
作為溫度感測器，可利用例如白金測溫電阻器或熱敏電阻器等之測溫電阻器或熱電偶。如同圖1所示，在容器11內安裝於頂蓋11a，故自載氣供給源18通過載氣配管17a將載氣供給至容器11內時，可由容器11內產生之溫度變化(降低)，檢測載氣的供給。具體而言，加熱板12被加熱至約90℃等溫度，故穩態下，容器11內之溫度亦為接近90℃之溫度，但例如將與無塵室內之環境溫度相等的保持為約23℃之載氣供給予容器11內，則載氣致使容器11內之溫度降低。因此，若將來自作為溫度感測器之感測器15的顯示容器11內之溫度的訊號輸出至控制部19，例如，該訊號之強度超過既定閾值之情況，控制部19，可判斷載氣被供給(第1判斷)。另一方面，HMDS氣體產生一事，如同上述，係依據來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號加以判斷(第2判斷)。藉此，控制部19，判斷HMDS氣體被供給至基板處理裝置20。另一方面，未於既定期間內獲得第1判斷與第2判斷雙方的情況，如同上述，控制部19，判斷HMDS氣體未供給至基板處理裝置20，並將警報訊號往基板處理裝置20輸出。
(第3變形例)
第3變形例中，利用對汽化裝置10其加熱板12之加熱器12h供給電力的電源部16b，取代熱電偶TC作為檢測HMDS氣體之產生的檢測部。此一情況，不必非要將調溫器16a與控制部19電性連接，取而代之地，電源部16b往控制部19電性連接。
將HMDS液供給往加熱板12及汽化板13，HMDS液被汽化，則如同上述加熱板12之溫度降低。藉熱電偶TC檢測此一溫度降低，則依據來自調溫器16a的訊號，電源部16b往加熱器12h供給之電力增大。因此，來自電源部16b的顯示往加熱器12h供給之電力的訊號被輸入至控制部19之情況，該訊號之強度超過既定閾值時，控制部19，可判斷HMDS氣體產生(第2判斷)。另一方面，將來自流量調整器17b、作為壓力感測器之感測器15、及作為溫度感測器之感測器15之其中任一的訊號往控制部19輸入，依據該訊號，判斷載氣被供給(第1判斷)。藉由第1判斷及第2判斷，控制部19，判斷HMDS氣體被供給至基板處理裝置20。另一方面，未於既定期間內獲得第1判斷與第2判斷雙方的情況，如同上述，控制部19，判斷HMDS氣體未供給至基板處理裝置20，並將警報訊號往基板處理裝置20輸出。
如同上述，依本發明之實施形態(包含變形例)的汽化裝置10，藉由檢測載氣的供給、檢測HMDS液汽化時加熱板12之溫度降低(汽化熱)，判斷含有HMDS氣體之載氣被供給至基板處理裝置20。因此，與僅以載氣的供給來判斷之情況相比，變得可確實地判斷。此外，因將伴隨HMDS液之汽化的汽化熱，以加熱板12之溫度降低等比較上較為簡便的方法檢測，與在基板處理裝置20其內部空間S內設置檢測HMDS之感測器的情況相比，變得可簡便並低價地判斷HMDS氣體的供給。
此外，例如圖5所示之圖表中，由略V字形之線D其積分值(例如略V字形之線D與既定溫度(90.0℃)所包圍的面積)，可算出HMDS液的汽化量，故變得可將晶圓W的表面所曝露之HMDS氣體定量化。藉此，將疏水化處理之再現性嚴密地管理一事亦變得可能。
此外，因加熱板12係以熱傳導率高的鋁製作，可快速地檢測汽化熱所致使之溫度降低。進一步，亦因熱電偶TC之前端配置於加熱板12的頂面附近(自頂面起約2mm之位置)，可快速地檢測汽化熱所致使之溫度降低。
此外，依具備汽化裝置10之基板處理裝置20，簡便並低價地判斷來自汽化裝置10之HMDS氣體的供給，故可將基板處理裝置20內的晶圓W確實地曝露於HMDS氣體。亦即，汽化裝置10之優點、效果亦提供至基板處理裝置20中。
其次，參考圖6及圖7，對本發明之實施形態的塗佈顯影裝置加以說明，該塗佈顯影裝置具備本發明之實施形態的汽化裝置及基板處理裝置。圖6為塗佈顯影裝置之俯視圖，圖7為圖6的塗佈顯影裝置之側視圖。
如圖6所示，本實施形態之塗佈顯影置30，具備載具區塊B1、處理區塊B2、及介面區塊B3。此外，介面區塊B3與曝光裝置B4結合。
載具區塊B1具有：載置部60，載置收納複數的晶圓之密閉型的載具C；以及運送臂62，自載置於載置部60之載具C取出晶圓並運送往處理區塊B2，將於處理區塊B2處理過之晶圓收納至載具C。
處理區塊B2，如圖7所示，自下方起依序設有：DEV層L1，用於施行顯影處理；BCT層L2，用於形成作為光阻膜之基底層的反射防止膜；COT層L3，用於塗佈光阻液；以及TCT層L4，用於形成在光阻膜上形成的反射防止膜。
此外，於DEV層L1，將圖6所示之顯影單元68例如疊層為2段，此一2段的顯影單元68設有用於運送晶圓W之運送臂69a。於BCT層L2與TCT層L4，雖省略圖示，但各自設有：塗佈單元，將反射防止膜用之藥液旋轉塗佈以形成反射防止膜；以及處理單元群，由用於進行在該塗佈單元施行之處理的前處理與後處理之加熱單元與冷卻單元所構成。此外，為於各單元間進行晶圓W之傳遞，於BCT層L2配置運送臂69b，於TCT層L4配置運送臂69d。於COT層L3，配置本發明之實施形態的汽化裝置10與基板處理裝置20、以及形成光阻膜之塗佈單元(未圖示)。
另外，上述之各種單元，與各層L1～L4對應，於圖6所示之處理單元群63內疊層而設置。本發明之實施形態的汽化裝置10與基板處理裝置20亦再次配置於其中。
進一步，於處理區塊B2，在載具區塊B1側設置第1棚架單元64，在介面區塊B3側設置第2棚架單元65，為於第1棚架單元64之各部間運送晶圓W，在此一第1棚架單元64的附近，設置自由升降之運送臂66。此一第1棚架單元64、第2棚架單元65設有複數的傳遞單元。此等之傳遞單元中，於圖7以參考符號CPL+數字表示之傳遞單元具備溫度調節用之冷卻單元，以參考符號BF+數字表示之傳遞單元則具備可載置複數枚晶圓W之緩衝單元。
介面區塊B3具備介面臂67，藉此一介面臂67於第2棚架單元65與曝光裝置B4間傳遞晶圓W。曝光裝置B4，對由介面臂67運送之晶圓W施行既定的曝光處理。
此一塗佈顯影裝置30中，於晶圓W形成光阻圖案之情況，先自載具區塊B1藉由運送臂62將晶圓W運送至第1棚架單元64之傳遞單元，例如與BCT層L2對應之傳遞單元CPL2。其次，將此一晶圓W，以運送臂66運送往傳遞單元CPL3，藉運送臂69c搬入COT層L3。於COT層L3中，藉由汽化裝置10及基板處理裝置20，如同上述，使晶圓W之表面(或最上層)疏水化。接著，以運送臂69c運送往塗佈單元，於此處形成光阻膜。因晶圓W之表面(或最上層)被疏水化，故使光阻膜對晶圓W之表面(或最上層)具有高密接性地形成。
之後，晶圓W以運送臂69c運送往第1棚架單元64之傳遞單元BF3。運送至傳遞單元BF3之晶圓W，由運送臂66運送往傳遞單元CPL4，藉運送臂69d運送往TCT層L4。而在TCT層L4，於晶圓W之光阻膜上形成反射防止膜，運送至傳遞單元TRS4。另外，亦有因應要求之規格等不在光阻膜上形成反射防止膜的情況、或在BCT層L2於晶圓W形成直接反射防止膜以取代施行對晶圓W之疏水化處理的情況。
此外，於DEV層L1內之上部設有穿梭臂70(參考圖7)。穿梭臂70，將晶圓W自第1棚架單元64之傳遞單元CPL11直接運送至第2棚架單元65之傳遞單元CPL12。以運送臂66(圖6)，將形成有光阻膜與反射防止膜之晶圓W，自傳遞單元BF3或TRS4運送往傳遞單元CPL11，再藉穿梭臂70運送至傳遞單元CPL12。
以穿梭臂70被運送至傳遞單元CPL12之晶圓W，藉由介面區塊B3之介面臂67(圖6)通過介面區塊B3被運送往曝光裝置B4。而於曝光裝置B4中將晶圓W上所形成之光阻膜曝光後，將晶圓W，藉由介面臂67運送往第2棚架單元65之傳遞單元TRS6。接著，將晶圓W藉由運送臂69a運送至DEV層L1，此處，將已曝光之光阻膜顯影後，以運送臂69a運送往第1棚架單元64之傳遞單元TRS1，藉運送臂62收納至載具C。如此藉由本實施形態之塗佈顯影裝置30，於晶圓W形成光阻圖案。
依本發明之實施形態的塗佈顯影裝置30，因具備本發明之實施形態的汽化裝置10及基板處理裝置20，可確實地施行使用HMDS之疏水化處理。
以上，參考數個實施形態與變形例等，並說明本發明，但本發明並不限定為揭露之實施形態與變形例等，可參照添附之專利申請範圍的記載進行各種變更、變形。
來自調溫器16a的顯示加熱板12之溫度的訊號，亦可為例如熱電偶TC之輸出電壓。亦即，輸入來自熱電偶TC之輸出電壓的調溫器16a，可對控制部19直接輸出該電壓。此外，亦可使用白金測溫電阻器或熱敏電阻器等之測溫電阻器取代熱電偶TC，檢測加熱板12之溫度。進一步，來自電源部16b的顯示往加熱器12h供給之電力的訊號，例如，可為其電力之電壓。
於汽化裝置10之載氣配管17a設有質量流量計，可將其與控制部19電性連接，將來自質量流量計之顯示流量的訊號輸入至控制部19。此外，亦可使用例如可輸出電氣訊號之浮子式流量計取代質量流量計。
進一步，藉由汽化裝置10之加熱板12所設置的熱電偶TC，亦可檢測載氣的供給。亦即，載氣之供給一開始，則因載氣降低加熱板12之溫度，而可藉由此一溫度降低，檢測載氣的供給。此外，因載氣之供給而降低的溫度，在到供給HMDS液前之間會回復至既定溫度為止，故HMDS液之汽化所致使的溫度降低亦可藉由熱電偶TC檢測。因此，此一情況，藉由熱電偶TC，可檢測載氣的往容器11之供給、及HMDS氣體的產生。換而言之，則熱電偶TC，可兼作檢測載氣其往容器11的供給之檢測部、以及檢測加熱板12所產生之HMDS液的汽化之檢測部。
此外，以上說明中，於汽化裝置10之加熱板12雖內藏加熱器12h，但亦可取代加熱器12h，使用例如紅外線燈等之加熱燈將加熱板12加熱。
此外，汽化裝置10及基板處理裝置20，例如於塗佈顯影裝置30內，可橫向並排地配置，亦可上下重疊地配置。此外，亦可將汽化裝置10之供給導管11c設於頂蓋11a，將排氣導管11d設於容器本體11b之底部。如此，則可簡單地將汽化裝置10配置於基板處理裝置20之上方，有助於塗佈顯影裝置30之省空間化。
進一步，汽化裝置10及基板處理裝置20，於上述之例中係配置於塗佈顯影裝置30內之處理單元群63內，但配置場所亦可考慮晶圓W之運送效率等而決定。例如，亦可與光阻用之塗佈單元一同對顯影單元68重疊地配置，以與COT層L3對應。此外，亦可將汽化裝置10及基板處理裝置20配置於第1棚架單元64內。
亦可將排氣導管11d、基板處理裝置20之蓋部21加熱至既定溫度，使汽化裝置10之加熱板12所汽化的HMDS氣體不凝結。
此外，上述之說明中雖以HMDS為例示，但並不限於此，當然亦可使用其他液狀藥劑。
此外，作為汽化板13，不限為金屬之網格，亦可使用以對HMDS等之液狀藥劑具有耐蝕性、不產生灰塵之材料製作的網格。此外，HMDS液，不限為由貫通加熱板12之HMDS供給管14自下方供給的情況，亦可為自加熱板12及汽化板13之上方滴下。
另外，加熱板12及汽化板13，於上述之例中雖具有圓形之頂面形狀，但亦可具有正方形或長方形之頂面形狀。此一場合中，一邊的長度例如位於自約50mm至約150mm之範圍。
此外，以上之說明中，雖以半導體晶圓作為晶圓W加以例示，但晶圓W亦可為FPD用之玻璃基板。亦即，本發明之實施形態的汽化裝置、基板處理裝置、塗佈顯影裝置、及基板處理方法，不僅用於半導體元件之製造，亦可利用於FPD之製造。此外，晶圓W，亦可為經過數個製造過程形成有電晶體、電極、及配線等之基板。
10．．．汽化裝置
11．．．容器
11a．．．頂蓋
11b．．．容器本體
11c．．．供給導管
11d、21c．．．排氣導管
12．．．加熱板
12h、24h．．．加熱器
13．．．汽化板
13t．．．金屬線
14．．．HMDS供給管
15．．．感測器(溫度感測器或壓力感測器)
16a．．．調溫器
16b．．．電源部
167．．．導線
17a．．．載氣配管
17b．．．流量調整部
18．．．載氣供給源
19．．．控制部
20．．．基板處理裝置
21．．．蓋部
21b、23．．．環狀溝
21h、22a．．．貫通孔
21i．．．供給端
21p．．．板部
21q．．．供給孔
22．．．腔室本體
22b．．．開口
23a．．．沖洗氣體供給管
24．．．基座
25．．．升降銷
26．．．升降機構
27．．．殼體
30．．．塗佈顯影裝置
60．．．載置部
62、66、69a、69b、69c、69d．．．運送臂
63．．．處理單元群
64．．．第1棚架單元
65．．．第2棚架單元
67．．．介面臂
68．．．顯影單元
70．．．穿梭臂
B1．．．載具區塊
B2．．．處理區塊
B3．．．介面區塊
B4．．．曝光裝置
BF2、BF3、CPL2、CPL3、CPL4、CPL11、CPL12、TRS1、TRS4、TRS6．．．傳遞單元
C．．．載具
D．．．略V字形之線
L1．．．DEV層
L2．．．BCT層
L3．．．COT層
L4．．．TCT層
S．．．內部空間
TC．．．熱電偶
W．．．晶圓
圖1係示意本發明之實施形態的汽化裝置之側視圖。
圖2(a)~(c)係示意圖1之於汽化裝置使用之加熱板及汽化板的俯視圖。
圖3係示意本發明之實施形態的基板處理裝置之側視圖。
圖4係圖3之基板處理裝置的處理氣體供給部之示意圖。
圖5係顯示圖1之汽化裝置的加熱板中伴隨液狀藥劑之汽化的溫度變化一例之圖表。
圖6係示意本發明之實施形態的塗佈顯影裝置之俯視圖。
圖7係示意圖6之塗佈顯影裝置的側視圖。
10．．．汽化裝置
11．．．容器
11a．．．頂蓋
11b．．．容器本體
11c．．．供給導管
11d．．．排氣導管
12．．．加熱板
12h．．．加熱器
13．．．汽化板
14．．．HMDS供給管
15．．．感測器(溫度感測器或壓力感測器)
16a．．．調溫器
16b．．．電源部
17a．．．載氣配管
17b．．．流量調整部
18．．．載氣供給源
19．．．控制部
167．．．導線
TC．．．熱電偶

Claims (8)

  1. 一種汽化裝置，包含：加熱板，配置於一容器內，用來將液狀藥劑加熱而汽化；氣體供給部，將用來輸送該加熱板所汽化之該藥劑的載氣供給至該容器內；第1檢測部，檢測該載氣向該容器內之供給；第2檢測部，包含檢測該加熱板之溫度的第1溫度感測器，並且依據該加熱板的溫度變化來檢測該加熱板所產生的該液狀藥劑之汽化；以及控制部，與該第1檢測部及該第2檢測部連接，並且依據該第1檢測部的檢測結果與該第2檢測部的檢測結果來判斷被汽化之該藥劑是否往處理對象基板輸送。
  2. 如申請專利範圍第1項之汽化裝置，其中，該第1檢測部為檢測該載氣的流量之流量計。
  3. 如申請專利範圍第1項之汽化裝置，其中，該第1檢測部為檢測該容器內的壓力之壓力感測器。
  4. 如申請專利範圍第1項之汽化裝置，其中，該第1檢測部為測定該容器內的溫度之溫度感測器。
  5. 如申請專利範圍第1項之汽化裝置，更具備汽化板，配置於該加熱板上，該汽化板係以網格所製作，以使該液狀藥劑於該加熱板上擴展。
  6. 一種基板處理裝置，包含：如申請專利範圍第1項之汽化裝置；腔室，收納有載置處理對象基板之基座；以及導入部，連結該汽化裝置與該腔室，將含有來自該汽化裝置之被汽化的藥劑之載氣往該腔室導入。
  7. 一種塗佈顯影裝置，包含：如申請專利範圍第6項之基板處理裝置；光阻膜形成單元，於基板上形成光阻膜；以及顯影單元，將以該光阻膜形成單元形成、曝光之該光阻膜顯 影。
  8. 一種基板處理方法，包含如下步驟：將載氣供給至容器內的步驟；檢測該載氣向該容器內之供給的第1檢測步驟；對配置於該容器內且用以將液狀藥劑加熱而汽化之加熱板，供給該液狀藥劑的步驟；將被汽化之該藥劑以該載氣輸送，往處理對象基板供給的步驟；依據該加熱板的溫度變化來檢測該加熱板所產生的該液狀藥劑之汽化的第2檢測步驟；以及依據該第1檢測步驟之檢測結果、與該第2檢測步驟之檢測結果，判斷該被汽化之該藥劑其往該處理對象基板之供給的步驟。
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