(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に配置され、液状の薬剤を加熱し気化する加熱プレートと、
前記加熱プレートにより気化された薬剤を輸送するキャリアガスを前記容器内へ供給するガス供給部と、
前記容器内への前記キャリアガスの供給を検出する第１の検出部と、
前記加熱プレートの温度に基づいて前記液状の薬剤の気化を検出する第２の検出部と
を備え、
前記第２の検出部は、前記加熱プレートの温度を検出する第１の温度センサを含み、
前記第１の検出部が前記容器内の圧力を検出する圧力センサである、気化装置。
【請求項２】
容器内に配置され、液状の薬剤を加熱し気化する加熱プレートと、
前記加熱プレートにより気化された薬剤を輸送するキャリアガスを前記容器内へ供給するガス供給部と、
前記容器内への前記キャリアガスの供給を検出する第１の検出部と、
前記加熱プレートの温度に基づいて前記液状の薬剤の気化を検出する第２の検出部と
を備え、
前記第２の検出部は、前記加熱プレートの温度を検出する第１の温度センサを含み、
前記第１の検出部が前記容器内の温度を測定する温度センサである、気化装置。
【請求項３】
前記加熱プレート上に配置され、前記液状の薬剤を前記加熱プレート上で広げるメッシュで作製される気化プレートを更に備える、請求項１又は請求項２に記載の気化装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の気化装置と、
処理対象基板が載置されるサセプタが収容されるチャンバと、
前記気化装置と前記チャンバをつなぎ、前記気化装置からの気化された薬剤を含むキャリアガスを前記チャンバへ導入する導入部と
を備える基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置と、
フォトレジスト膜を基板上に形成するフォトレジスト膜形成ユニットと、
前記フォトレジスト膜形成ユニットにより形成され、露光された前記フォトレジスト膜を現像する現像ユニットと
を備える塗布現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや平面ディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等の基板を処理するための処理ガスを、液状の薬剤を気化することにより得る気化装置、これを備える基板処理装置、塗布現像装置、および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＦＰＤ等の製造プロセスにおいて、フォトリソグラフィ工程を欠くことはできない。この工程で形成するフォトレジスト膜とウエハ（または下地層）との密着性を向上させるため、フォトレジスト液をウエハ等に塗布する前に、ウエハ等の表面に対して疎水化処理が行われる。この疎水化処理は、例えばヘキサメチルジシラザン（hexa methyl disilazane：ＨＭＤＳ）のガス（蒸気を含む）をウエハ等の表面に吹き付けることにより行われる。疎水化処理は、フォトレジスト膜が剥がれ難くすることができるため、ウエハと露光ヘッドとの間に水を介在させて露光を行う液浸露光処理において特に有用である。
【０００３】
疎水化処理に用いられる基板処理装置として、ＨＭＤＳ液を貯留する貯留タンクと、この貯留タンクの入口と配管を介して接続され、貯留タンク内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給源と、貯留タンクの出口と配管を介して接続され、処理対象基板を収容する処理室とを有するものが知られている（特許文献１）。この装置によれば、キャリアガス供給源から貯留タンク内へキャリアガスを供給することにより、貯留タンク内のＨＭＤＳ液がバブリングされて気化し、ＨＭＤＳガスがキャリアガスとともに処理室へと供給される。処理室ではウエハがＨＭＤＳガスに晒され、これによりウエハ表面が疎水化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４１２１４号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような基板処理装置においては、ウエハがＨＭＤＳガス（蒸気）に晒されたことを確認するため、貯留タンクへキャリアガスが供給されたことが検出される。ところが、貯留タンクは処理室から離れた位置に設けられる場合が多く、貯留タンクから処理室までの長い配管でトラブルが生じるおそれがあり、たとえば、そのような長い配管で漏洩があると、キャリアガスの供給が正しく検出されたとしても、現実には、ウエハがＨＭＤＳガスに晒されていないといった事態が生じかねない。また、貯留タンクと処理室との間の配管にマノメータを設けて、ＨＭＤＳガスを含むキャリアガスを検出することも行われているが、キャリアガス中にＨＭＤＳガスが含まれているかどうかをマノメータによって検出するのは困難である。
【０００６】
ところで、上記の基板処理装置においては、貯留タンク内のＨＭＤＳの蒸気圧により供給量が制限されるため、ＨＭＤＳガスを効率よく供給し難いという点で不都合である。このため、ＨＭＤＳを直接に気化し、気化されたＨＭＤＳをキャリアガスで処理室へ輸送する気化装置もまた提案されている（特許文献２）。このような装置においても、ウエハがＨＭＤＳガスに晒されるかどうかは、基本的にはキャリアガスの供給を検出することによって判定される。
【０００７】
一方、ウエハがＨＭＤＳガスに晒されたかどうかを判定するためには、ＨＭＤＳガスを処理室内で検出することも考えられるが、比較的大型のＨＭＤＳ検出器が必要となり、基板処理装置およびこれを備える塗布現像装置が大型化してしまい、省スペース化の要請に応えることができない。また、そのような検出器は高額であるため、基板処理装置等の高コスト化といった問題も生じ得る。
【０００８】
そこで、本発明は、薬液を気化して得られる処理ガスが基板に供給されたか否かを簡便に検出できる気化装置、これを備える基板処理装置、およびこの基板処理装置を備える塗布現像装置、並びに基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、容器内に配置され、液状の薬剤を加熱し気化する加熱プレートと、前記加熱プレートにより気化された薬剤を輸送するキャリアガスを前記容器内へ供給するガス供給部と、前記容器内への前記キャリアガスの供給を検出する第１の検出部と、前記加熱プレートの温度に基づいて前記液状の薬剤の気化を検出する第２の検出部とを備え、前記第２の検出部は、前記加熱プレートの温度を検出する第１の温度センサを含み、前記第１の検出部が前記容器内の圧力を検出する圧力センサである、気化装置が提供される。また、本発明の第１の態様の他の実施形態によれば、容器内に配置され、液状の薬剤を加熱し気化する加熱プレートと、前記加熱プレートにより気化された薬剤を輸送するキャリアガスを前記容器内へ供給するガス供給部と、前記容器内への前記キャリアガスの供給を検出する第１の検出部と、前記加熱プレートの温度に基づいて前記液状の薬剤の気化を検出する第２の検出部とを備え、前記第２の検出部は、前記加熱プレートの温度を検出する第１の温度センサを含み、前記第１の検出部が前記容器内の温度を測定する温度センサである、気化装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の気化装置と、処理対象基板が載置されるサセプタが収容されるチャンバと、前記気化装置と前記チャンバをつなぎ、前記気化装置からの気化された薬剤を含むキャリアガスを前記チャンバへ導入する導入部とを備える基板処理装置が提供される。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様の基板処理装置と、フォトレジスト膜を基板上に形成するフォトレジスト膜形成ユニットと、前記フォトレジスト膜形成ユニットにより形成され、露光された前記フォトレジスト膜を現像する現像ユニットとを備える塗布現像装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、液状の薬剤を気化して得られた処理ガスが基板に供給されたか否かを簡便に検出できる気化装置、これを備える基板処理装置、およびこの基板処理装置を備える塗布現像装置、並びに基板処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による気化装置を模式的に示す側面図である。
【図２】図１の気化装置で用いられる加熱プレートおよび気化プレートを模式的に示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態による基板処理装置を模式的に示す側面図である。
【図４】図３の基板処理装置の処理ガス供給部を示す模式図である。
【図５】図１の気化装置の加熱プレートにおける液状の薬剤の気化に伴う温度変化の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態による塗布現像装置を模式的に示す上面図である。
【図７】図６の塗布現像装置を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきである。
【００１６】
図１を参照しながら、本発明の実施形態による気化装置について説明する。図示のとおり、気化装置１０は、容器１１と、容器１１内に配置される加熱プレート１２と、加熱プレート１２上に載置される気化プレート１３とを備えている。
【００１７】
容器１１は、容器本体１１ｂおよび天板１１ａから構成される。容器本体１１ｂは、たとえばステンレススチールで作製され、図１に示すように、ほぼ円筒形状を有している。容器１１の底部には開口部が設けられており、この開口部を塞ぐように加熱プレート１２が配置されている。詳細には、加熱プレート１２は、たとえばメタルシール（図示せず）により本体容器１１ｂの底部に配置されている。また、容器本体１１ｂには、キャリアガス供給源１８からのキャリアガスを容器１１内へ導く供給導管１１ｃと、キャリアガスおよびこれにより輸送されるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）ガス（蒸気を含む）を容器１１内から基板処理装置（後述）へ導く排気導管１１ｄとが設けられている。供給導管１１ｃおよび排気導管１１ｄは、容器本体１１ｂの底部において、加熱プレート１２を介して互いに反対側に設けられている。
【００１８】
キャリアガス供給源１８と供給導管１１ｃとは、キャリアガス配管１７ａにより接続され、キャリアガス配管１７ａには例えばマスフローコントローラなどの流量調整器１７ｂやバルブ（図示せず）が設けられている。  
なお、キャリアガスとしては窒素（Ｎ２）ガスを使用することができる。また、キャリアガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスを使用しても良い。
【００１９】
天板１１ａは、たとえばアクリルガラスで作製され、たとえばＯ−リング（図示せず）を介して容器本体１１ｂの上端に載置されている。天板１１ａの自重によってＯ−リングが変形することにより、天板１１ａと容器本体１１ｂとの間の密閉性が維持され、容器１１内が気密に維持される。また、天板１１ａには、加熱プレート１２に対向してセンサ１５（後述）が設けられている。センサ１５は、天板１１ａに設けられた例えば電流導入端子（図示せず）を通して容器１１内へ気密に導入される導線と接続されている。これにより、センサ１５からの信号が制御部１９へ入力される。
【００２０】
加熱プレート１２は、高い熱伝導率を有する金属（例えばアルミニウム）から作製され、本実施形態においては円盤形状を有している。加熱プレート１２は、たとえば約５０ｍｍから約１５０ｍｍまでの範囲の直径を有し、約１ｍｍから約１０ｍｍまでの範囲（好ましくは約４ｍｍ）の厚さを有することができる。また、加熱プレート１２のほぼ中央に貫通孔が形成され、ここにＨＭＤＳ供給管１４が挿入されている。ＨＭＤＳ供給管１４には、図示しないＨＭＤＳ供給源が接続され、また、ＨＭＤＳ液の流量を制御する流量制御器やバルブ（ともに図示せず）が設けられている。このような構成により、ＨＭＤＳ供給源から加熱プレート１２の上面にＨＭＤＳ液が所定のタイミングで流量制御されて供給される。さらに、加熱プレート１２には、ＨＭＤＳ供給管１４を取り囲むようにヒータ１２ｈが内蔵されており、ヒータ１２ｈには、電源部１６ｂから導線１６７を通して電力が供給される。これにより加熱プレート１２が加熱される。また、加熱プレート１２には、熱電対ＴＣが埋め込まれており、熱電対ＴＣと温調器１６ａによって加熱プレート１２の温度が測定され、電源部１６ｂとともに加熱プレート１２の温度が調整される。加熱プレート１２は、気化するＨＭＤＳの気化温度よりも高い温度、たとえば約５０℃から約１２０℃までの範囲の温度（好ましくは約９０℃）に加熱され、調整される。なお、熱電対ＴＣは、その先端（温度測定端）が加熱プレート１２の上面から約２ｍｍのところに位置すると好ましい。このような位置に先端が配置されると、加熱プレート１２の温度変化を直ちに検出できるからである。
【００２１】
加熱プレート１２の上面に載置される気化プレート１３は、図２に示すように、金属（たとえばステンレススチール）のメッシュで作製されており、加熱プレート１２の直径とほぼ等しい又は僅かに小さい直径を有している。金属メッシュは、図２（ｂ）に示すように、たとえば直径０．０４ｍｍの金属線１３ｔで形成され、約０．０５ｍｍから約０．５ｍｍまでの範囲の目開き（目の開口幅）を有していて良い。図１のＨＭＤＳ供給管１４から加熱プレート１２の上面へＨＭＤＳ液が供給されると、ＨＭＤＳ液は、図２（ｂ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である図２（ｃ）に示すように、気化プレート１３の金属線１３ｔに沿って加熱プレート１２の上面に薄く広がって、加熱プレート１２からの熱により効率良く気化される。  
なお、気化プレート１３と天板１１ａとの間隔は、たとえば約０．５ｍｍから約１．０ｍｍまでの範囲にあって良く、好ましくは約２ｍｍであって良い。
【００２２】
制御部１９は、本実施形態においては、センサ１５、流量調整器１７ｂ、温調器１６ａ、および電源部１６ｂと電気的に接続されている。これにより、制御部１９は、センサ１５の出力信号、流量調整器１７ｂからのキャリアガスの流量を示す信号、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号、および電源部１６ｂからのヒータ１２ｈへ供給される電力を示す信号を入力することができる。これにより制御部１９は、たとえば流量調整器１７ｂからのキャリアガスの流量を示す信号と、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号とに基づいて、加熱プレート１２により気化されて生成されるＨＭＤＳガスが、気化装置１０に接続される基板処理装置（後述）へ供給されているかどうかを判定する。供給されていないと判定された場合、制御部１９はアラーム信号を出力することができる。このアラーム信号は、基板処理装置を停止するために基板処理装置に対して出力されて良い。これの代わりに、またはこれに加えて、アラーム信号を警告灯や警告ブザーへ出力して良い。
【００２３】
なお、制御部１９は、センサ１５、流量調整器１７ｂ、温調器１６ａ、および電源部１６ｂのすべてと電気的に接続される必要はなく、後述のとおり、利用する信号に応じて、その信号の出力源と接続されれば良い。
【００２４】
次に、図３を参照しながら、本発明の実施形態による気化装置を備える、本発明の実施形態による基板処理装置について説明する。図示のとおり、基板処理装置２０は、チャンバ本体２２と、チャンバ本体２２の上端に載置される蓋部２１と、チャンバ本体２２内に配置され、処理対象のウエハが載置されるサセプタ２４と、を有している。
【００２５】
チャンバ本体２２は、たとえばステンレススチールで作製され、扁平な有底円筒形状を有している。また、チャンバ本体２２の底部には開口２２ｂが設けられ、開口２２ｂを塞ぐようにサセプタ２４が配置されている。サセプタ２４はチャンバ本体２２の底部に対し、図示しないメタルシール等を介して配置されて良い。また、チャンバ本体２２の側壁部の下面に環状溝２３が取り付けられている。環状溝２３の下部には複数のバージガス供給管２３ａが接続されており、これにより、図示しないパージガス供給源からパージガスが供給される。チャンバ本体２２の側壁部には環状溝２３と連通する複数の貫通孔２２ａが形成されている。パージガス供給源からのパージガスは、パージガス供給管２３ａ、環状溝２３、および貫通孔２２ａを通して、チャンバ本体２２と蓋部２１とで形成される内部空間Ｓへ供給され得る。  
なお、パージガスとしてはＮ２ガスを使用して良く、不活性ガスを使用しても構わない。
【００２６】
蓋部２１は、チャンバ本体２２と同様にたとえばステンレススチールで作製され、扁平な有蓋円筒形状を有している。蓋部２１は、チャンバ本体２２の上端に、例えばＯ−リング（図示せず）を介して載置され、これにより内部空間Ｓの気密性が維持される。また、蓋部２１およびチャンバ本体２２は、図示しない昇降機構によって相対的に離反可能であり、両者が離れているときに、図示しない搬送アームを利用して、ウエハがサセプタ２４上に搬入され、また、サセプタ２４上から搬出される。
【００２７】
蓋部２１のほぼ中央には貫通孔２１ｈが形成されており、この貫通孔２１は、上述した気化装置１０の排気導管１１ｄと連通している。具体的には、気化装置１０の排気導管１１ｄは、蓋部２１の上面に、たとえばメタルシール等により気密に結合されている。これにより、気化装置１０からのキャリアガスおよびこれにより輸送されるＨＭＤＳガス（以下、便宜上、キャリアガス等という）が基板処理装置２０の内部空間Ｓへ供給される。また、貫通孔２１ｈの下部には供給端２１ｉが設けられている。供給端２１ｉは、図４に示すように、貫通孔２１ｈの開口に配置された、複数の供給孔２１ｏが形成されたプレート２１ｐを含む。供給孔２１ｏの各々は、たとえば約０．５ｍｍから約２ｍｍまでの範囲の直径を有して良く、また、供給孔２１ｏは、プレート２１ｐの外周に向かって高密度に形成されて良い。キャリアガス等は、供給端２１ｉによって内部空間Ｓを均一に流れることができ、サセプタ２４上に載置されるウエアＷが均一に処理されることとなる。
【００２８】
また、図３を再び参照すると、蓋部２１の側壁部には環状溝２１ｂが形成されている。環状溝２１ｂは、チャンバ本体２２の側壁部に形成された貫通孔２２ａと連通している。蓋部２１の側壁部における環状溝２１ｂの内側は、チャンバ本体２２から離間して間隙を形成している。この間隙を介して環状溝１２ｂは内部空間Ｓと連通している。また、蓋部２１には、排気導管２１ｃが形成されている。排気導管２１ｃは、環状溝２１ｂの内側部分においてチャンバ本体２２に向かって開口するとともに、蓋部２１の上面に開口している。排気導管２１ｃの蓋部２１上面の開口は、図示しない排気装置に接続されている。これにより、気化装置１０から供給されたキャリアガス等がチャンバの内部空間Ｓから排気される。
【００２９】
サセプタ２４は、たとえば金属で作製され、サセプタ２４上に載置されるウエハＷの直径以上の直径を有する扁平な円板形状を有している。また、サセプタ２４には好ましくは３つの貫通孔が形成されている。これらの貫通孔を通して、昇降機構２６によってリフトピン２５が昇降することができる。蓋体２１とチャンバ本体２２とが離れているとき、リフトピン２５と搬送アーム（図示せず）とが協働することによって、ウエハＷがサセプタ２４に載置され、サセプタ２４から持ち上げられる。また、リフトピン２５および昇降機構２６は、サセプタ２４の下面に取り付けられたハウジング２７内に収容され、ハウジング２７によって外部環境から隔離されている。
【００３０】
また、サセプタ２４には、ヒータ２４ｈが内蔵され、図示しない温度センサ、温調器、およびヒータ電源により、サセプタ２４の温度が調整される。これにより、サセプタ２４上のウエハＷは所定の温度に加熱され、その温度において、気化装置１０からのＨＭＤＳガスに晒されて、表面が疎水化される。
【００３１】
次に、本発明の実施形態による気化装置１０および基板処理装置２０の動作（基板処理方法）について説明する。以下の説明では、図１に示す制御部１９に対して、流量調整器１７ｂからのキャリアガスの流量を示す信号と、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号とが入力されるものとする。
【００３２】
（基板処理装置２０へのウエハの搬入）
まず、図示しない昇降機構により、基板処理装置２０の蓋部２１とチャンバ本体２２（図３）とを相対的に離反させる。蓋部２１とチャンバ本体２２との間にできた空間を利用し、搬送アーム（図示せず）を用いて、サセプタ２４の上方にまでウエハＷを搬送する。次いで、リフトピン２５が上昇して搬送アームからウエハＷを受け取り、搬送アームが退出した後に、リフトピン２５が降下してウエハＷをサセプタ２４上に載置する。続けて、蓋部２１とチャンバ本体２２とを密着させて内部空間Ｓを気密に維持する。
【００３３】
（キャリアガスの供給）
次に、気化装置１０のキャリアガス供給源１８からキャリアガス配管１７ａを通して容器１１内にキャリアガスを供給する（図１参照）。容器１１内に供給されたキャリアガスは、供給導管１１ｃ、容器１１内の空間、排気導管１１ｄを流れて、基板処理装置２０の蓋部２１の貫通孔２１ｈおよび供給端２１ｉを通して基板処理装置２０の内部空間Ｓへ流れ込む（図２）。そして、キャリアガスは、基板処理装置２０の蓋部２１に形成された排気導管２１ｃを通して排気される。このようなキャリアガスの流れにより、基板処理装置２０の内部空間Ｓがパージされる。なお、内部空間Ｓのパージ中、バージガス供給管２３ａ、環状溝２３、および貫通孔２２ａを通してパージガスが供給される。排気導管２１ｃを流れるガスの流量（排気流量）は、気化装置１０から供給されるキャリアガスの流量と、パージガス供給管２３ａから供給されるパージガスの流量との合計よりも大きくなるよう調整される。これにより、内部空間Ｓを外部環境に対して負圧に維持することができ、ＨＭＤＳガスの大気中への放出が防止される。
【００３４】
気化装置１０の容器１１内へキャリアガスが流れているときには、流量制御器１７ｂは、たとえばキャリアガスの流量を示す信号を制御部１９に対して出力する。この信号を入力した制御部１９は、この信号に基づいて、キャリアガスが容器１１内へ供給されたと判定する。
【００３５】
（ＨＭＤＳの供給）
基板処理装置２０の内部空間Ｓがパージされた後、ヒータ２４ｈを用いてサセプタ２４の加熱を開始し、サセプタ２４上のウエハＷを所定の温度に加熱する。ウエハＷの温度が所定の温度で安定した後、気化装置１０においてＨＭＤＳ供給源（図示せず）からＨＭＤＳ供給管１４を通して、加熱プレート１２および気化プレート１３に対してＨＭＤＳ液を供給する。このとき、加熱プレート１２は、予め所定の温度（たとえば９０℃）に維持されている。ＨＭＤＳ液の供給量（１枚のウエハＷを疎水処理するのに必要とされる供給量）は、たとえば約１５０μｌ（マイクロリットル）から約２００μｌの範囲にあって良い。供給されたＨＭＤＳ液は加熱プレート１２によって気化し、キャリアガスにより輸送されて基板処理装置２０の内部空間Ｓへ到達する。これにより、サセプタ２４上のウエハＷの表面がＨＭＤＳガスに晒されて疎水化される。
【００３６】
図５は、気化装置１０の加熱プレート１２および気化プレート１３に対してＨＭＤＳ液が供給されたときの加熱プレート１２の温度の変化を示すグラフである。図示の例では、基板処理装置２０に対してＨＭＤＳ液が約２秒間供給されている。加熱プレート１２の上面において、ＨＭＤＳ液は、気化プレート１３の金属線１３ｔ（図２参照）に沿って薄く広がりつつ、加熱プレート１２からの熱により気化される。このとき、気化熱分の熱量が加熱プレート１２から奪われるため、図示のとおり、加熱プレート１２の温度が、たとえば数℃低下する。この程度の温度低下は、加熱プレート１２の温度安定性（たとえば設定値に対して＋／−約０．１℃）に比べて顕著であり、したがって、この温度低下より気化熱の発生すなわちＨＭＤＳ液の供給を検出することができる。具体的には、気化プレート１２の温度を示す信号を温調器１６ａが制御部１９へ出力すると、この信号を入力した制御部１９は、たとえば、この信号の強度が所定の閾値よりも低下したことをもって、ＨＭＤＳ液が供給されＨＭＤＳガスが発生したと判定する。
【００３７】
制御部１９は、上記のように、キャリアガスが容器１１内へ供給されたとの判定（以下ｋ、第１の判定という）と、ＨＭＤＳガスが発生したとの判定（以下、第２の判定という）とによって、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されたと判定する。一方、たとえば基板処理装置２０へのウエハＷの搬入が完了した時点から所定の期間が経過しても、第１の判定および第２の判定の双方が得られない場合、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されていないと判定し、アラーム信号を基板処理装置２０へ出力する。アラーム信号を入力した基板処理装置２０は、疎水化処理を停止するとともに、たとえば警告灯を点灯したり、警告音を発したりすることができる。これにより、疎水化処理されていないウエハＷに対してフォトレジスト膜が形成されてしまうといった事態を回避することが可能となる。
【００３８】
なお、加熱プレート１２の温度は、図５に示すように、温調器１６ａおよび電源部１９により調整され、温度低下の後、数秒で９０℃に回復する。すなわち、次のウエハＷに対して疎水化処理が行われるまでには、加熱プレート１２は所定の温度に維持され得る。
【００３９】
次に、気化装置１０の変形例について説明する。これらの変形例においては、制御部１９における判定に利用される信号が相違する。  
（第１の変形例）
第１の変形例では、圧力センサとしてのセンサ１５からの出力信号と、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号とが制御部１９において利用される。この場合、制御部１９は、センサ１９および温調器１６ａとだけ電気的に接続されて良い。
【００４０】
圧力センサとしては、半導体ダイヤフラム型、静電容量型、弾性体ダイヤフラム型、圧電型、振動型、ブルドン管型、およびベローズ型のいずれかの圧力センサを利用することができる。圧力センサとしてのセンサ１５は、図１に示すとおり、容器１１内において天板１１ａに取り付けられているため、キャリアガス供給源１８からキャリアガス配管１７ａを通して容器１１内にキャリアガスを供給したときに、容器１１内で生じる圧力変化から、キャリアガスの供給を検出することができる。具体的には、圧力センサとしてのセンサ１５からの圧力を示す信号が制御部１９に入力される場合に、その信号の強度が所定の閾値を超えたときは、制御部１９は、キャリアガスが供給されたと判定することができる（第１の判定）。一方、ＨＭＤＳガスが発生したことは、上述のとおり、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号に基づいて判定される（第２の判定）。これにより、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されたと判定する。一方、所定の期間内に第１の判定および第２の判定の双方が得られない場合、上述のとおり、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されていないと判定し、アラーム信号を基板処理装置２０へ出力する。
【００４１】
（第２の変形例）
第２の変形例では、温度センサとしてのセンサ１５からの出力信号と、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号とが制御部１９において利用される。この場合、制御部１９は、センサ１５および温調器１６ａとだけ電気的に接続されて良い。
【００４２】
温度センサとしては、たとえば、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体や熱電対を利用することができる。図１に示すとおり、容器１１内において天板１１ａに取り付けられているため、キャリアガス供給源１８からキャリアガス配管１７ａを通して容器１１内にキャリアガスを供給したときに、容器１１内で生じる温度変化（低下）から、キャリアガスの供給を検出することができる。具体的には、加熱プレート１２は約９０℃といった温度に加熱されているから、定常時には、容器１１内の温度も９０℃に近い温度となっているが、たとえば、クレーンルーム内の環境温度と等しい約２３℃に保たれるキャリアガスが容器１１内へ供給されると、キャリアガスによって容器１１内の温度が低下する。したがって、温度センサとしてのセンサ１５からの容器１１内の温度を示す信号を制御部１９に出力すれば、たとえば、その信号の強度が所定の閾値を超えた場合に、制御部１９は、キャリアガスが供給されたと判定することができる（第１の判定）。一方、ＨＭＤＳガスが発生したことは、上述のとおり、温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号に基づいて判定される（第２の判定）。これにより、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されたと判定する。一方、所定の期間内に第１の判定および第２の判定の双方が得られない場合、上述のとおり、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されていないと判定し、アラーム信号を基板処理装置２０へ出力する。
【００４３】
（第３の変形例）
第３の変形例では、熱電対ＴＣの代わりに、ＨＭＤＳガスの発生を検出する検出部として、気化装置１０の加熱プレート１２のヒータ１２ｈへ電力を供給する電源部１６ｂが利用される。この場合には、温調器１６ａと制御部１９とは電気的に接続される必要はなく、その代わりに、電源部１６ｂが制御部１９へ電気的に接続される。
【００４４】
加熱プレート１２および気化プレート１３へＨＭＤＳ液が供給され、ＨＭＤＳ液が気化すると、上述のように加熱プレート１２の温度が低下する。この温度低下が熱電対ＴＣにより検出されると、温調器１６ａからの信号に基づいて、電源部１６ｂは、ヒータ１２ｈへ供給する電力を増大する。したがって、電源部１６ｂからヒータ１２ｈへ供給される電力を示す信号が制御部１９へ入力される場合に、その信号の強度が所定の閾値を超えたときは、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが発生したと判定（第２の判定）することができる。一方、流量調整器１７ｂ、圧力センサとしてのセンサ１５、および温度センサとしてのセンサ１５のいずれかからの信号を制御部１９へ入力し、その信号に基づいて、キャリアガスが供給されたと判定される（第１の判定）。第１の判定および第２の判定により、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されたと判定する。一方、所定の期間内に第１の判定および第２の判定の双方が得られない場合、上述のとおり、制御部１９は、ＨＭＤＳガスが基板処理装置２０へ供給されていないと判定し、アラーム信号を基板処理装置２０へ出力する。
【００４５】
上述のとおり、本発明の実施形態（変形例を含む）による気化装置１０によれば、キャリアガスの供給を検出し、ＨＭＤＳ液が気化する際の加熱プレート１２の温度低下（気化熱）を検出することにより、ＨＭＤＳガスを含むキャリアガスが基板処理装置２０へ供給されたと判定される。したがって、キャリアガスの供給だけで判定する場合に比べて、確実な判定が可能となる。また、ＨＭＤＳ液の気化に伴う気化熱を、加熱プレート１２の温度低下といった比較的簡便な方法で検出するため、基板処理装置２０の内部空間Ｓ内にＨＭＤＳを検出するセンサを設ける場合に比べて、ＨＭＤＳガスの供給を簡便かつ安価に判定することが可能となる。
【００４６】
また、たとえば図５に示したグラフにおいて、曲線Ｃの積分値（たとえば曲線Ｃと所定の温度（９０．０℃）とで囲まれる面積）により、ＨＭＤＳ液の気化量を見積もることができるから、ウエハＷの表面に晒されるＨＭＤＳガスを定量化することも可能となる。これにより、疎水化処理の再現性を厳密に管理することも可能となる。
【００４７】
また、加熱プレート１２が熱伝導率の高いアルミニウムで作製されるため、気化熱による温度低下を速やかに検出することができる。さらに、熱電対ＴＣの先端が加熱プレート１２の上面の近傍（上面から約２ｍｍの位置）に配置されていることからも、気化熱による温度低下を速やかに検出することができる。  
また、気化装置１０を備える基板処理装置２０によれば、気化装置１０からのＨＭＤＳガスの供給が簡便かつ安価に判定されるため、基板処理装置２０内のウエハＷをＨＭＤＳガスに確実に晒すことができる。すなわち、気化装置１０の利点・効果は基板処理装置２０においても提供される。
【００４８】
次に、図６および図７を参照しながら、本発明の実施形態による気化装置および基板処理装置を備える本発明の実施形態による塗布現像装置について説明する。図６は塗布現像装置の上面図であり、図７は図６の塗布現像装置の側面図である。  
図６に示すように、本実施形態の塗布現像装置３０は、キャリアブロックＢ１、処理ブロックＢ１、およびインターフェイスブロックＢ３を備えている。また、インターフェイスブロックＢ３は露光装置Ｂ４に結合されている。
【００４９】
キャリアブロックＢ１は、複数のウエハを収容する密閉型のキャリアＣが載置される載置部６０と、載置部６０に載置されるキャリアＣからウエハを取りだして処理ブロックＢ２へ搬送し、処理ブロックＢ２にて処理されたウエハをキャリアＣへ収容する搬送アーム６２とを有している。
【００５０】
処理ブロックＢ２には、図７に示すように、現像処理を行うためのＤＥＶ層Ｌ１と、フォトレジスト膜の下地層としての反射防止膜を形成するためのＢＣＴ層Ｌ２と、フォトレジスト液を塗布するためのＣＯＴ層Ｌ３と、フォトレジスト膜の上に形成される反射防止膜を形成するためのＴＣＴ層Ｌ４と下方から順に設けられている。
【００５１】
また、ＤＥＶ層Ｌ１には、図６に示す現像ユニット６８が例えば２段に積層されており、この２段の現像ユニット６８にウエハＷを搬送するための搬送アーム６９ａが設けられている。ＢＣＴ層Ｌ２とＴＣＴ層Ｌ４には、図示を省略するが、各々反射防止膜用の薬液をスピンコーティングして反射防止膜を形成する塗布ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱ユニットや冷却ユニットと、塗布ユニットと処理ユニット群との間に設けられている。また、各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行うため、ＢＣＴ層Ｌ２には搬送アーム６９ｂが、ＴＣＴ層Ｌ４には搬送アーム６９ｄが配置されている。ＣＯＴ層Ｌ３には、本発明の実施形態による気化装置１０および基板処理装置２０と、フォトレジスト膜を形成する塗布ユニット（図示せず）が配置されている。
【００５２】
なお、上述の種々のユニットは、各層Ｌ１〜Ｌ４に対応して、図６に示す処理ユニット群６３内に積層して設けられている。本発明の実施形態による実施形態の気化装置１０および基板処理装置２０もまたこの中に配置されている。
【００５３】
さらに、処理ブロックＢ２には、キャリアブロックＢ１側に第１棚ユニット６４が設けられ、インターフェイスブロックＢ３側に第２棚ユニット６５が設けられており、第１棚ユニット６４の各部間でウエハＷを搬送するために、この第１棚ユニット６４の近傍には、昇降自在な搬送アーム６６が設けられている。この第１棚ユニット６４、第２棚ユニット６５には複数の受け渡しユニットが設けられている。これらの受け渡しユニットのうち、図７にて参照符号ＣＰＬ＋数字で示される受け渡しユニットには温度調節用の冷却ユニットが備えられており、参照符号ＢＦ＋数字で示される受け渡しユニットには複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットが備えられている。
【００５４】
インターフェイスブロックＢ３は、インターフェイスアーム６７を備えており、このインターフェイスアーム６７によって第２棚ユニット６５と露光装置Ｂ４との間でウエハＷが受け渡される。露光装置Ｂ４は、インターフェイスアーム６７から搬送されたウエハＷに対して所定の露光処理を行う。
【００５５】
この塗布現像装置３０において、フォトレジストパターンをウエハＷに形成する場合、まずキャリアブロックＢ１からウエハＷを第１棚ユニット６４の受け渡しユニット、例えばＢＣＴ層Ｌ２に対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送アーム６２によって搬送する。次に、このウエハＷは、搬送アーム６６により受け渡しユニットＣＰＬ３へ搬送され、搬送アーム６９ｃにより、ＣＯＴ層Ｌ３に搬入される。ＣＯＴ層Ｌ３において、気化装置１０および基板処理装置２０によって、上述の通り、ウエハＷの表面（または最上層）が疎水化される。次いで、搬送アーム６９ｃにより塗布ユニットへ搬送され、ここでフォトレジスト膜が形成される。ウエハＷの表面が疎水化されているため、フォトレジスト膜はウエハＷの表面（また下地層）に対して高い密着性をもって形成される。
【００５６】
その後ウエハＷは、搬送アーム６９ｃにより第１棚ユニット６４の受け渡しユニットＢＦ３へ搬送される。受け渡しユニットＢＦ３に搬送されたウエハＷは、搬送アーム６６により受け渡しユニットＣＰＬ４へと搬送され、搬送アーム６９ｄによってＴＣＴ層Ｂ４へと搬送される。そして、ＴＣＴ層Ｂ４にて、ウエハＷのフォトレジスト膜の上に反射防止膜が形成され、受け渡しユニットＴＲＳ４に搬送される。なお、求められる仕様等に応じてフォトレジスト膜の上に反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、ＢＣＴ層Ｌ２にてウエハＷに直接反射防止膜が形成される場合もある。
【００５７】
また、ＤＥＶ層Ｌ１内の上部にはシャトルアーム９０が設けられている（図７参照）。シャトルアーム９０は、第１棚ユニット６４の受け渡しユニットＣＰＬ１１から第２棚ユニット６５の受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送する。フォトレジスト膜や反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送アーム６６（図６）により、受け渡しユニットＢＦ３又はＴＲＳ４から受け渡しユニットＣＰＬ１１へと搬送され、シャトルアーム９０によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送される。
【００５８】
シャトルアーム９０によって受け渡しユニットＣＰＬ１２に搬送されたウエハＷは、インターフェイスブロックＢ３のインターフェイスアーム６７（図６）によってインターフェイスブロックＢ３を通して露光装置Ｂ４へ搬送される。そして、露光装置Ｂ４においてウエハＷ上に形成されたフォトレジスト膜が露光された後、ウエハＷは、インターフェイスアーム６７によって第２棚ユニット６５の受け渡しユニットＴＲＳ６へ搬送される。続けて、ウエハＷは、搬送アーム６９ａによりＤＥＶ層Ｌ１に搬送され、ここで、露光されたフォトレジスト膜が現像された後、搬送アーム６９ａによって第１棚ユニット６４の受け渡しユニットＴＲＳ１へ搬送さえ、搬送アーム６２によってキャリアＣへ収容される。このようにして本実施形態の塗布現像装置３０により、ウエハＷにフォトレジストパターンが形成される。
【００５９】
本発明の実施形態による塗布現像装置３０によれば、本発明の実施形態による気化装置１０および基板処理装置２０を備えているため、ＨＭＤＳを用いた疎水化処理を確実に行うことができる。
【００６０】
以上、幾つかの実施形態や変形例等を参照しながら、本発明を説明したが、本発明は開示した実施形態や変形例等に限定されることなく、添付した特許請求の範囲の記載に照らし種々に変更、変形することが可能である。
【００６１】
温調器１６ａからの加熱プレート１２の温度を示す信号は、たとえば熱電対ＴＣの出力電圧であっても良い。すなわち、熱電対ＴＣからの出力電圧を入力した温調器１６ａが、その電圧を制御部１９に対して直接に出力しても良い。また、熱電対ＴＣの代わりに、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体を用いて加熱プレート１２の温度を検出しても良い。さらに、電源部１６ｂからのヒータ１２ｈへ供給する電力を示す信号は、たとえば、その電力の電圧であっても良い。
【００６２】
気化装置１０のキャリアガス配管１７ａにマスフローメータを設け、これと制御部１９とを電気的に接続し、マスフローメータからの流量を示す信号を制御部１９に入力しても良い。また、マスフローメータの代わりに、たとえば電気信号の出力が可能なフロート式流量計を用いても良い。
【００６３】
さらに、気化装置１０の加熱プレート１２に設けられた熱電対ＴＣにより、キャリアガスの供給を検出することも可能である。すなわち、キャリアガスの供給を開始すると、キャリアガスによって加熱プレート１２の温度が低下するため、この温度低下により、キャリアガスの供給を検出することできる。また、キャリアガスの供給により低下した温度は、ＨＭＤＳ液の供給までの間に所定の温度にまで回復するため、ＨＭＤＳ液の気化による温度低下も熱電対ＴＣにより検出することができる。したがって、この場合、熱電対ＴＣによって、キャリアガスの容器１１への供給と、ＨＭＤＳガスの発生とが検出される。換言すると、熱電対ＴＣは、キャリアガスの容器１１への供給を検出する検出部と、加熱プレートによるＨＭＤＳ液の気化を検出する検出部とを兼ねることができる。
【００６４】
また、上の説明では、気化装置１０の加熱プレート１２にはヒータ１２ｈが内蔵されていたが、ヒータ１２ｈの代わりに、たとえば赤外線ランプなどの加熱ランプを用いて加熱プレート１２を加熱しても良い。
【００６５】
また、気化装置１０および基板処理装置２０は、たとえば塗布現像装置３０内において、横に並べても配置しても良いし、上下に重ねて配置しても良い。また、気化装置１０の供給導管１１ｃを天板１１ａに設け、排気導管１１ｄを容器本体１１ｂの底部に設けても良い。このようにすれば、気化装置１０を基板処理装置２０の上方に容易に配置することができ、塗布現像装置３０の省スペース化に資する。
【００６６】
さらに、気化装置１０および基板処理装置２０は、上述の例においては塗布現像装置３０内の処理ユニット群６３内に配置されているが、配置場所はウエハＷの搬送効率等を考慮して決定して良い。たとえば、フォトレジスト用の塗布ユニットとともに、ＣＯＴ層Ｌ３に対応するように現像ユニット６８に対して重ねて配置しても良い。また、気化装置１０および基板処理装置２０を第１棚ユニット６４内に配置しても良い。  
気化装置１０の加熱プレート１２により気化されたＨＭＤＳガスが凝結しないように、排気導管１１ｄと、基板処理装置２０の蓋部２１とを所定の温度に加熱しても良い。  
また、上の説明においてＨＭＤＳを例示したが、これに限らず、他の液状の薬剤を用いても良いことは勿論である。  
また、気化プレート１３としては、金属のメッシュに限らず、ＨＭＤＳ等の液状の薬剤に耐蝕性を有し、発塵しない材料で作製されるメッシュを用いて良い。また、ＨＭＤＳ液は、加熱プレート１２を貫通するＨＭＤＳ供給管１４により下方から供給される場合に限らず、加熱プレート１２および気化プレート１３の上方から滴下しても構わない。
【００６７】
なお、加熱プレート１２および気化プレート１３は、上述の例においては円形の上面形状を有していたが、正方形または長方形の上面形状を有しても良い。この場合において、一辺の長さはたとえば約５０ｍｍから約１５０ｍｍまでの範囲にあって良い。
【００６８】
また、上の説明においては、ウエハＷとして半導体ウエハを例示したが、ウエハＷはＦＰＤ用のガラス基板であっても良い。すなわち、本発明の実施形態による気化装置、基板処理装置、塗布現像装置、および基板処理方法は、半導体デバイスの製造だけでなく、ＦＰＤの製造にも利用することができる。また、ウエハＷは、幾つかの製造プロセスを経てトランジスタ、電極、および配線等が形成された基板であっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・気化装置、１１・・・容器、１２・・・加熱プレート、１２ｈ・・・ヒータ、１３・・・気化プレート、１４・・・ＨＭＤＳ供給管、１５・・・センサ（温度センサまたは圧力センサ）、１６ａ・・・温調器、１６ｂ・・・電源部、１７ｂ・・・流量調整部、２０・・・基板処理装置、２１・・・蓋部、２１ｃ・・・排気導管、２１ｈ・・・貫通孔、２２・・・チャンバ本体、２４・・・サセプタ、２５・・・リフトピン、３０・・・塗布現像装置、Ｂ１・・・キャリアブロック、Ｂ２・・・処理ブロック、Ｂ３・・・インターフェイスブロック、Ｂ４・・・露光装置、Ｃ・・・キャリア、６３・・・処理ユニット群、６４・・・第１棚ユニット、６５・・・第２棚ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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