(57)【要約】【課題】被処理基板と使用するフォトレジストとの組み合わせに対応して、最適な気体雰囲気を容易に選択でき、また最適な成分、濃度を有する気体雰囲気を供給できる疎水化処理装置を提供する。【解決手段】第１の液体の供給流量を電空バルブ７１により制御し、第２の液体の供給流量を電空バルブ７２により制御し、前記供給された第１の液体及び第２の液体をキャリアガスによりオリフィス板８０を介して気化させ、気化した気体体雰囲気をチャンバ５０内に供給し、ウエハＷを曝す。【選択図】　　　図４
2004031634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を気体雰囲気に曝して疎水化処理を行う疎水化処理装置において、
前記被処理基板を収容するためのチャンバと、
前記気体雰囲気を形成するための第１の液体を供給する第１の液体供給ラインと、
前記気体雰囲気を形成するための第２の液体を供給する第２の液体供給ラインと、
前記第１の液体の供給流量を制御する第１の液体流量制御部と、
前記第２の液体の供給流量を制御する第２の液体流量制御部と、
前記第１の液体供給ラインから供給される第１の液体あるいは／及び前記第２の液体供給ラインから供給される第２の液体を気化するための気化部と、
前記気化部により気化した気体を搬送するためのキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、
前記気化部で気化した気体を前記キャリアガスで搬送して前記チャンバ内へ供給する気体供給ラインと
を具備することを特徴とする疎水化処理装置。
【請求項２】
前記第１の液体流量制御部と前記第２の液体流量制御部は、夫々の液体の流量を調節するニードル弁を具備することを特徴とする請求項１に記載された疎水化処理装置。
【請求項３】
前記気化部で気化した気体の温度を調節する気体温調部が、前記気体供給ラインの周囲に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された疎水化処理装置。
【請求項４】
前記チャンバ内に載置される被処理基板の温度を調節する基板温調部が、チャンバ下部本体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項５】
前記気化部において、前記第１の液体流量制御部によって制御され供給される第１の液体を、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項６】
前記気化部において、前記第２の液体流量制御部によって制御され供給される第２の液体を、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項７】
前記気化部において、前記第１の液体流量制御部によって制御され供給される第１の液体と、前記第２の液体流量制御部によって制御され供給される第２の液体とを、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させ、混合することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項８】
前記気化部は、キャリアガスラインの管内にオリフィス板を備え、該オリフィス板を通過した前記キャリアガスの流れ中に、前記第１の液体あるいは／及び前記第２の液体を供給することによって、前記第１の液体あるいは／及び前記第２の液体を気化させることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項９】
前記チャンバ内に、気体雰囲気の濃度を検出する濃度センサが設けられ、前記濃度センサからの検出信号に基づいて、第１の液体流量制御部あるいは／及び第２の液体流量制御部が制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【請求項１０】
第１の液体がＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、第２の液体がＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）、あるいは第１の液体がＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）、第２の液体がＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載された疎水化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板を気体雰囲気に曝して疎水化処理を行なう疎水化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）に、所定の膜を成膜した後、フォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィー技術により回路パターンを形成する。
【０００３】
このフォトリソグラフィー技術における一連の工程を実施するために、レジスト塗布・現像処理システムが用いられている。このようなレジスト塗布・現像システムには、処理ステーションと、カセットステーションと、インターフェイス部とが設けられている。
前記処理ステーションは、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが多段に配置された構成を備えている。
また、前記カセットステーションは、複数のウエハを収納するカセットが載置され、ウエハを一枚ずつ処理ステーションに搬入し、処理後のウエハを処理ステーションから搬出しカセットに収納する構成を備えている。
また、前記インターフェイス部は、このシステムに隣接して設けられた露光装置との間でウエハの受け渡しを行う構成を備えている。尚、前記露光装置は、レジスト膜を所定のパターンに露光する装置である。
【０００４】
このようなレジスト塗布・現像処理システムにあっては、カセットステーションに載置されたカセットからウエハを一枚ずつ取り出し、処理ステーションに搬送し、まずアドヒージョンユニットにて疎水化処理が施される。そしてクーリングユニットにて冷却された後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜が塗布され、ホットプレートユニット（加熱処理ユニット）にてプリベーク処理が施される。
【０００５】
その後、ウエハは、処理ステーションからインターフェイス部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にてレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後のウエハは、インターフェイス部を介して、再度処理ステーションに搬送され、露光されたウエハに対し、まずホットプレートユニットにてポストエクスポージャーベーク処理が施される。その後、冷却し、現像処理ユニットにて現像液が塗布されて露光パターンが現像される。この現像後、ホットプレートユニットにてポストベーク処理が施され、冷却されて一連の処理が終了する。一連の処理が終了した後、ウエハは、カセットステーションに搬送されて、ウエハカセットに収容される。
【０００６】
このような一連の処理のうちアドヒージョン（疎水化）処理は、チャンバ内に水平に配置されたウエハに、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）蒸気を供給することにより、親水性のウエハの表面を疎水性に変化させる処理であって、具体的には酸化膜基板下地のＯＨ基結合を化学的に分離し、水分を除去するものである。この疎水化処理は、ウエハとフォトレジストとの密着性を高める目的で行なわれる。
【０００７】
この処理は、従来、密閉されたタンク内に入れた液体状のＨＭＤＳを自然気化させ、その気体雰囲気を例えばＮ２ガスにて圧送し、ウエハが収容されたチャンバ内に供給することにより、行われていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の気体雰囲気にウエハを曝しても、ウエハとフォトレジストとの組み合わせによっては、ウエハとフォトレジスト膜の密着性が弱く、良好な密着性が得ることができないという技術的課題があった。このようにアドヒージョン（疎水化）処理におけるウエハの表面処理が十分でなく、良好な密着性が得られなかった場合には、パターン剥離等が発生する虞があった。
【０００９】
また、ウエハとフォトレジストとの組み合わせが変わり、このウエハとフォトレジストに最適な気体雰囲気を供給しようとした場合、従来の疎水化処理装置にあっては、タンク内の液体（薬液）を入れ替える必要があり、極めて作業効率が悪いものであった。一方、最適な気体雰囲気でない場合でも、アドヒージョン（疎水化）処理の時間をより長くすることにより、ある程度の密着性を得ることができる。しかしながら、処理時間が長く、効率的な作業は望めないという技術的課題があった。
【００１０】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、ウエハ等の被処理基板と使用するフォトレジストとの組み合わせに対応して、最適な気体雰囲気を容易に選択でき、また最適な成分、濃度を有する気体雰囲気を供給できる疎水化処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる疎水化処理装置は、被処理基板を気体雰囲気に曝して疎水化処理を行う疎水化処理装置において、前記被処理基板を収容するためのチャンバと、前記気体雰囲気を形成するための第１の液体を供給する第１の液体供給ラインと、前記気体雰囲気を形成するための第２の液体を供給する第２の液体供給ラインと、前記第１の液体の供給流量を制御する第１の液体流量制御部と、前記第２の液体の供給流量を制御する第２の液体流量制御部と、前記第１の液体供給ラインから供給される第１の液体あるいは／及び前記第２の液体供給ラインから供給される第２の液体を気化するための気化部と、前記気化部により気化した気体を搬送するためのキャリアガスを供給するキャリアガスラインと、前記気化部で気化した気体を前記キャリアガスで搬送して前記チャンバ内へ供給する気体供給ラインとを具備することを特徴としている。
【００１２】
このように、第１の液体流量制御部と第２の液体流量制御部により、第１の液体および第２の液体の流量を制御することができるため、第１の液体のみによる気体雰囲気、あるいは第２の液体のみによる気体雰囲気、更には第１の液体及び第２の液体による混合気体雰囲気をチャンバに供給することができる。即ち、ウエハ等の被処理基板と使用するフォトレジストとの組み合わせに対応して、最適な気体雰囲気およびその濃度を容易に選択でき、最適な気体雰囲気をチャンバに供給でき、その後の処理において形成されるフォトレジスト膜の良好な密着性を得ることができる。
また、第１の液体流量制御部と第２の液体流量制御部により、被処理基板とフォトレジストの種類に対応して、第１の液体と第２の液体との混合比と気体濃度を任意に変更することができる。即ち、被処理基板とフォトレジストに対応して、フォトレジスト膜の最適な密着強度を得るための気体雰囲気を生成することができる。
【００１３】
ここで、前記第１の液体流量制御部と前記第２の液体流量制御部は、夫々の液体の流量を調節するニードル弁を具備することが望ましい。このように、液体流量制御がニードル弁でなされるため、気体雰囲気を形成するための液体の供給流量を容易に、かつ正確に制御することができる。
【００１４】
また、前記気化部で気化した気体の温度を調節する気体温調部が、前記気体供給ラインの周囲に設けられていることが望ましい。
このように構成することにより、チャンバ内に供給される気体の温度を、前記気体温調部により調節することができる。前記気体雰囲気を所定温度に調節することによって、気体の結露を抑制し、気体温度低下による処理基板への影響を抑制することができる。
【００１５】
更に、前記チャンバ内に載置される被処理基板の温度を調節する基板温調部が、チャンバ下部本体に設けられていることが望ましい。このような構成により、チャンバ内の被処理基板の温度を最適に調節することができる。即ち、被処理基板の温度を疎水化処理に最適な温度に維持することができる。
【００１６】
また、前記気化部において、前記第１の液体流量制御部によって制御され供給される第１の液体を、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させることが望ましく、また前記気化部において、前記第２の液体流量制御部によって制御され供給される第２の液体を、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させることが望ましい。更に、前記気化部において、前記第１の液体流量制御部によって制御され供給される第１の液体と、前記第２の液体流量制御部によって制御され供給される第２の液体とを、キャリアガスの流れ中に供給することにより気化させ、混合することが望ましい。
このように構成することにより、例えばバブリング方式によって気化させる場合よりも気化部を小型化でき、且つ、より短時間に気化処理を行なうことができる。
【００１７】
さらに、前記気化部は、キャリアガスラインの管内にオリフィス板を備え、該オリフィス板を通過した前記キャリアガスの流れ中に、前記第１の液体あるいは／及び前記第２の液体を供給することによって、前記第１の液体あるいは／及び前記第２の液体を気化させることが望ましい。
このように、オリフィス板を前記キャリアガスラインの管内に備えることによって、オリフィス板を通過したキャリアガスの流速が増大する。その結果、キャリアガスの流れ中に供給された前記液体は霧化し、気化する。
したがって、従来、密閉されたタンク内に入れた液体を自然気化させ、その気体雰囲気を例えばＮ２ガスにて圧送し、ウエハが収容されたチャンバ内に供給する場合に比べて、装置の周囲温度の影響を受けることなく、チャンバに気体雰囲気を安定して供給することができる。
【００１８】
また、前記チャンバ内に、気体雰囲気の濃度を検出する濃度センサが設けられ、前記濃度センサからの検出信号に基づいて、第１の液体流量制御部あるいは／及び第２の液体流量制御部が制御されることが望ましい。
このように、濃度センサからの検出信号に基づいて、第１の液体流量制御部、第２の液体流量制御部が制御されるため、最適な成分、濃度を有する気体雰囲気をチャンバ内に供給することができる。
【００１９】
また、第１の液体がＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、第２の液体がＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）、あるいは第１の液体がＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）、第２の液体がＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）であることが望ましい。
これにより、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の気体雰囲気、あるいはＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）の気体雰囲気、またはＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）及びＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）の混合気体雰囲気をチャンバに供給することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る疎水化処理装置であるアドヒージョンユニットが搭載されたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成について詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る疎水化処理装置であるアドヒージョンユニットが搭載されたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成の概略を示す平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００２１】
図１の符号１に示されるのは、レジスト塗布・現像処理システムである。このレジスト塗布・現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる図示しない露光装置との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
上記カセットステーション１０は、被処理基板としてのウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行なうためのものである。
【００２２】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハＷ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。
【００２３】
また、カセットステーション１０は、載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００２４】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷに対して塗布・現像を行なう際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これらの処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２５】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９は図示しないモータの回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送機構４６も一体的に回転可能となっている。
【００２６】
ウエハ搬送機構４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２７】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１、Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２８】
図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００２９】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行なうオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわちレジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行なう本発明の一実施形態に係るアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行なうアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行なうクーリングユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行なう４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００３０】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００３１】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００３２】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ、ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側の図示しないウエハ受け流し台にもアクセス可能となっている。
【００３３】
このようなレジスト塗布・現像処理システム１においては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのウエハカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３４】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６によりクーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３５】
アドヒージョン処理、すなわち疎水化処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却されたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３、Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００３６】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により余分なレジスト除去のための周辺露光がウエハ周縁の例えば１．５ｍｍの部分について施された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた図示しない露光装置により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光装置が施される。
【００３７】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷはウエハ搬送機構４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いでクーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００３８】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像及び周縁レジストの除去が行なわれる。現像終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３９】
続いて図４及び図５を参照して、本発明の一実施形態に係る疎水化処理装置、すなわちアドヒージョンユニット（ＡＤ）について詳細に説明する。図４は、アドヒージョンユニット（ＡＤ）の概略断面図である。また、図５は図４に示した液体流量制御部周辺の拡大断面図である。
【００４０】
図４に示されるように、このアドヒージョンユニット（ＡＤ）は、ウエハＷを収容するチャンバ５０と、ガス供給部６０とで構成される。このチャンバ５０は、内部に収容するウエハＷを気体雰囲気に曝すための容器であり、ウエハＷを支持するとともにウエハＷを加熱する加熱プレート５３を収容するチャンバ下部体５１ａと、ウエハＷの搬入出のために、チャンバ下部体５１ａに対して開閉自在に設けられたカバー部材５１ｂとを備えている。
【００４１】
前記加熱プレート５３には、基板の温度を調節するためのヒータからなる基板温調部５４が備えられている。また、加熱プレート５３の表面には、例えば６個の位置決めピン５８が設けられている。この位置決めピン５８はスペーサーとして機能し、ウエハＷは位置決めピンによって位置決めされるとともに、加熱プレート５３から隔離した位置に配置され、いわゆるプロキシミティー方式によりウエハＷを加熱するようになっている。
【００４２】
また、前記カバー部材５１ｂの天井部には、気体の通路となる筒管状に形成された気体供給ライン５９が設けられ、この気体供給ライン５９の導出部は、ウエハＷが収容される気体雰囲気室５５に接続されている。このカバー部材５１ｂの上部側面には、筒管状に形成されたキャリアガスライン６１の導出部と気体供給ライン５９の導入部とを接続する接続部５７が設けられている。
更に、前記カバー部材５１ｂの天井部における気体供給ライン５９の周囲には、ヒータからなる気体温調部５２が備えられており、この気体温調部５２によって、気体供給ライン５９内の気体を所定の温度に加熱できるように構成されている。
【００４３】
また、前記気体雰囲気室５５は、カバー部材５１ｂがチャンバ下部本体５１ａの上面を覆った状態において形成され、加熱プレート５３の上面が前記気体雰囲気室５５の下面となるように構成されている。
更に、前記気体雰囲気室５５内の側壁面には排気口５６が設けられ、疎水化処理後の気体雰囲気を排気するように構成されている。
【００４４】
一方、前記ガス供給部６０は、前記気体雰囲気室５５に供給する気体を生成するものであり、このガス供給部６０は筒管状に形成されたキャリアガスライン６１と、前記キャリアガスライン６１に接続される第１の液体供給ライン６２、及び第２の液体供給ライン６３と、キャリアガスライン６１への第１、第２の液体の供給流量を制御する液体流量制御部７０と、キャリアガスライン６１の内部に設けられたオリフィス板８０とから構成されている。
【００４５】
前記キャリアガスライン６１は、キャリアガス供給口６４から液体流量制御部７０を経由し、さらにチャンバ５０にまで延設されている。このキャリアガスとしては、不活性ガスであるＮ２ガスが一般的に用いられるが、特にこれに限定されるものではない。そして、このキャリアガス（Ｎ２ガス）の進行方向は、キャリアガス供給口６４側が上流となり、チャンバ５０側が下流となる。
また、キャリアガスライン６１の管路中において、前記キャリアガスライン６１に第１の液体供給ライン６２、及び第２の液体供給ライン６３が接続され、この接続部に第１、第２の液体の供給流量を制御する液体流量制御部７０が設けられている。
【００４６】
なお、第１の液体供給ライン６２からは例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の薬液が供給され、また第２の液体供給ライン６３からは例えばＨＭＤＳと異なるＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）の薬液が供給されるように構成されている。
【００４７】
また、この液体流量制御部７０よりも上流側には、図５に示すように、液体流量制御部７０で制御されて供給された液体を気化するためにオリフィス板８０が設けられている。
このオリフィス板８０は、キャリアガスライン６１の管内に垂直に設けられた、通気孔を有した板であり、キャリアガスライン６１と共に液体を気化するための気化部を構成する。
即ち、このキャリアガスライン６１の管内をキャリアガスが流通すると、このオリフィス板８０を挟んだ上流と下流とでは差圧が生じ、キャリアガスの流速が増大する。この流速が増大したキャリアガス中に液体が供給されると、前記液体はキャリアガスにより霧化し、気化する。
【００４８】
また、前記液体流量制御部７０は、気体雰囲気を形成するための液体の供給流量を制御するものであって、図５に示すように、第１の液体流量制御部である電空バルブ７１と第２の液体流量制御部である電空バルブ７２とによって構成されている。
この電空バルブ７１は、ニードル駆動部７１ａとニードル弁７１ｂとで構成され、ニードル弁７１ｂはキャリアガスライン６１の内部を垂直方向に移動可能に配置されている。このニードル弁７１ｂは、電気空気圧方式によりニードル駆動部７１ａによって垂直方向に上下動可能に形成されているため、ニードル駆動部７１ａの駆動によって、ニードル弁７１ｂがニードル駆動部７１ａ側、すなわち上方向に移動したときに、開口部７３ａが開状態となる。一方、前記ニードル弁７１ｂが下移動し、その先端がキャリアガスライン６１に設けられたニードル弁座７３に当接したときに、ニードル弁座７３の開口部７３ａが閉状態になる。
なお、前記ニードル弁７１ｂは円錐形状を有しているため、ニードル弁座７３に対するニードル弁７１ｂの移動で、液体の流れる流路面積（開口部７３ａの開度）の変化を正確に制御することができ、流量の細かな調節ができる。
【００４９】
このように、ニードル弁７１ｂの移動量に応じて、ニードル弁座７３の開口部７３ａの開度が変化するため、前記ニードル弁７１ｂの移動量を制御することにより、気体雰囲気を形成するための液体の供給流量を容易に制御することができる。
このニードル弁７１ｂの移動量は、図４に示すように演算装置９１に予め設定されたプログラムに基づいて、バルブコントローラ９２によって制御するように構成されている。また、処理中にあっては濃度センサ９０からの検出信号を演算装置９１によって演算処理し、これに基づいてバルブコントローラ９２によって、ニードル弁７１ｂの移動量を制御するように構成されている。
【００５０】
また、第２の液体流量制御部である電空バルブ７２は、前記電空バルブ７１と並列に、即ちキャリアガスライン６１の下流側（チャンバ側）に設けられている。この電空バルブ７２は、電空バルブ７１と同一の構成を備え、ニードル弁７２ｂは、電気空気圧方式によりニードル駆動部７２ａによって垂直方向に上下動可能に形成されている。
このニードル駆動部７２ａの駆動によって、ニードル弁７２ｂがニードル駆動部７２ａ側、すなわち上方向に移動したときに、開口部７４ａが開状態となる。一方、前記ニードル弁７２ｂが下移動し、その先端がキャリアガスライン６１に設けられたニードル弁座７４に当接した場合に、ニードル弁座７４の開口部７４ａが閉状態になるように構成されている。
【００５１】
また、このニードル弁７２ｂの移動量についても、ニードル弁７１ｂと同様であり、演算装置９１に予め設定されたプログラムに基づいて、バルブコントローラ９２によって制御するように構成されている。また、処理中にあっては濃度センサ９０からの検出信号を演算装置９１によって演算処理し、これに基づいてバルブコントローラ９２によって、ニードル弁７２ｂの移動量を制御するように構成されている。
【００５２】
このように、液体流量制御部７０が第１の液体流量制御部である電空バルブ７１と第２の液体流量制御部である電空バルブ７２とによって構成されているため、ニードル弁座７３、７４の開口部７３ａ、７４ａの開度を調節し、第１の液体（ＨＭＤＳ）のみによる気体雰囲気、あるいは第２の液体（ＴＭＳＤＥＡ）のみによる気体雰囲気、更には第１の液体（ＨＭＤＳ）及び第２の液体（ＴＭＳＤＥＡ）による混合気体雰囲気をチャンバに供給することができる。
即ち、前記ニードル弁座７３、７４の開口部７３ａ、７４ａの開度を調節することにより、ウエハＷとフォトレジストの種類に対応して、第１の液体と第２の液体との選択、第１の液体と第２の液体との混合比、該気体の濃度を容易に変更することができ、密着強度の高いレジスト膜を得るための最適な気体雰囲気を生成することができる。
【００５３】
また、濃度センサ９０が設けられているため、濃度センサ９０により前記気体雰囲気室５５内部の気体雰囲気濃度を監視しているため、最適な気体雰囲気を常に得ることができ、安定した疎水化処理を行うことができる。
【００５４】
このようにして液体が気化して生成された気体は、キャリアガスであるＮ２ガスによって、キャリアガスライン６１から気体供給ライン５９に供給される。そして、前記気体は気体供給ライン５９において気体温調部５２によって温度調節された後、気体雰囲気室５５に供給される。この気体雰囲気室５５内には加熱プレート５３上にウエハＷが予め配置され、ウエハＷは前記気体に所定時間曝されて、疎水化処理がなされる。
【００５５】
以上説明したように、２種類の液体のいずれかを選択して、所望の気体雰囲気を生成することができ、ウエハＷ等の被処理基板とフォトレジストに対応して、最適な密着強度を得るための気体雰囲気を生成することができる。
【００５６】
また、２種類の液体を混合して気体雰囲気を生成し、その混合比や濃度を液体流量制御部７０において調節することにより、ウエハＷとフォトレジストの組み合わせに対応した混合比や濃度を有する気体を生成することができる。即ち、ウエハＷ等の被処理基板とフォトレジストに対応して、最適な密着強度を得るための気体雰囲気を生成することができる。
【００５７】
また、液体を気化する際に、オリフィス板８０を用いて霧化、気化させるため、従来のバブリング方式の装置に比べて、気化部の装置を小型化することができる。
更に、バブリング方式のように液体を熱して気化する方式ではないため、気化処理に時間を要さず、効率的に気体雰囲気を生成することができる。
また、気体温調部５２や基板温調部５４を備えることにより、チャンバ５０内部やウエハＷへの気化した液体の結露を防ぎ、気体温度の低下によるウエハＷへの影響を抑制することができる。
【００５８】
なお、上記一実施形態においては、第１の液体をＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、第２の液体をＴＭＳＤＥＡ（トリメチルシリルジエチルアミン）としたが、逆に第１の液体をＴＭＳＤＥＡ、第２の液体をＨＭＤＳとしてもよい。また、本発明に係る疎水化処理装置においては、上記薬液の組み合わせに限定されるものではなく、これらの薬液以外の組み合わせであっても良い。
【００５９】
また、上記実施形態において、ニードル弁７１ｂ及び７２ｂは、夫々電気空気圧方式によって駆動されるが、これは電気空気圧方式に限定されず、ニードル弁７１ｂ及び７２ｂが駆動可能な方式であれば他の方式でもよい。
また、上記実施形態において、チャンバ５０内に収容される基板はウエハとしたが、これは例えばＬＣＤ基板のようなウエハ以外の基板にも本発明の疎水化処理装置は適用できる。この場合、基板とフォトレジストの種類に応じて、最適な薬液の組み合わせ及びそれらの供給量を決定すればよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被処理基板と使用するフォトレジストとの組み合わせに対応して、最適な気体雰囲気を容易に選択でき、また最適な成分、濃度を有する気体雰囲気を供給できる疎水化処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る疎水化処理装置を備えたレジスト塗布・現像処理システムの全体構成の概略を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示すレジスト塗布・現像処理システムの正面図である。
【図３】図３は、図１に示すレジスト塗布・現像処理システムの背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る疎水化処理装置の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４に示した液体流量制御部７０の断面図である。
【符号の説明】
５０　　　チャンバ
５１ａ　　チャンバ下部本体
５１ｂ　　カバー部材
５２　　　気温温調部
５３　　　加熱プレート
５４　　　基板温調部
５５　　　気体雰囲気室
５６　　　排気口
５７　　　接続部
５８　　　位置決めピン
５９　　　気体供給ライン
６０　　　ガス供給部
６１　　　キャリアガスライン
６２　　　第１の液体供給ライン
６３　　　第２の液体供給ライン
６４　　　キャリアガス供給口
７０　　　液体流量制御部
７１　　　電空バルブ
７１ａ　　ニードル駆動部
７１ｂ　　ニードル弁
７２　　　電空バルブ
７２ａ　　ニードル駆動部
７２ｂ　　ニードル弁
７３　　　ニードル弁座
７３ａ　　開口部
７４　　　ニードル弁座
７４ａ　　開口部
８０　　　オリフィス板
９０　　　濃度センサ
９１　　　演算装置
９２　　　バルブコントローラ
【図１】
2004031634.tif 000003
【図２】
2004031634.tif 000004
【図３】
2004031634.tif 000005
【図４】
2004031634.tif 000006
【図５】
2004031634.tif 000007