JP5575706B2 - 疎水化処理装置、疎水化処理方法、プログラム及びコンピュータ記録媒体。 - Google Patents

Description

本発明は、基板の疎水化処理を行う疎水化処理装置、疎水化処理方法、プログラム及びコンピュータ記録媒体に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）とレジスト液との密着性を向上させるための疎水化処理が行われる。この疎水化処理においては、処理容器内に載置されたウェハの表面に対してＨＭＤＳ（Ｈｅｘａ Ｍｅｔｈｙｌ Ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）ガスを所定の時間供給することで、ウェハの表面が疎水化される。これにより、後工程においてレジスト膜がウェハの表面から剥がれたりすることを抑制できる。

このような疎水化処理に用いる処理容器には、当該処理容器外部へ漏洩するＨＭＤＳガスが所定の濃度以下となるような構造が求められる。ＨＭＤＳガスが処理容器外部に漏洩すると、パーティクルの原因となったり、ＨＭＤＳガスが空気中の水分と反応してレジストに悪影響を与えるアンモニアが生成されてしまったりするためである。

そのため、処理容器外部へのＨＭＤＳガスの漏洩を防止する疎水化処理装置が、例えば特許文献１に提案されている。具体的には、例えば図１０に示すように、処理容器３００内にウェハＷの上方からガス供給部３０１を介してＨＤＭＳガスを供給するにあたり、処理容器３００の外周部に形成されたパージガス供給路３０２からパージガスとしての窒素ガスを供給する。そして、ＨＭＤＳガスと窒素ガスをパージガス供給路３０２の上方に設けられた排気部３０３から排出すると共に、余剰な窒素ガスを流出路３０４から流出させる。これにより、処理容器３００の内部と外部との間に、いわゆるエアカーテンを形成し、ＨＭＤＳガスの処理容器３００外部への漏洩防止を図っている。

また、疎水化処理後のウェハＷの交換にあたっては処理容器３００が開放されるため、ウェハＷの交換に先立って処理容器３００内パージが行われる。パージの際には、ＨＭＤＳガスの供給に用いたガス供給部３０１から、ＨＭＤＳガスに代えて窒素ガスが供給される。そして、処理容器３００内のＨＭＤＳガスが所定の濃度以下となるように、所定の時間、処理容器３００内のパージが行われる。この際、窒素ガスは排気部３０３から排気され、処理容器３００内が窒素ガスに置換される。これにより、処理容器３００を開放した際のＨＭＤＳガスの漏洩が防止される。

特開２００９−３２８７８号公報

ところで、半導体デバイスの生産性を向上させるべく上述の疎水化処理に要する時間を短縮する方法として、従来よりも高濃度のＨＭＤＳガスを用いた疎水化処理の方法が検討されている。

しかしながら、高濃度のＨＭＤＳガスを用いることでＨＭＤＳガスを供給する時間は短縮できるものの、その一方で、処理容器内のパージに要する時間が従来よりも長くなってしまうことが確認された。この場合、処理容器内でのトータルの作業時間を短縮できず、結局、疎水化処理のスループットを向上させることができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＨＭＤＳガスによる基板の疎水化処理を効率よく行うことを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、処理容器内に載置された基板の表面にＨＭＤＳガスを供給して当該基板を疎水化処理する疎水化処理装置であって、上部が開口する処理容器と、前記処理容器の開口を覆う蓋体と、基板を載置する載置台と、前記載置台上の基板の中央上方から当該基板に対してＨＭＤＳガス及びパージガスを供給するガス供給部と、前記載置台上の基板の上方であって、且つ当該基板の中央部に対向して設けられた中心排気部と、前記載置台上の基板より外方に設けられた外周排気部と、を有し、前記処理容器と前記蓋体との間には隙間が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、基板の中央部に対向して設けられた中心排気部を有しているので、疎水化処理後にガス供給部から供給されたパージガスを、当該中心排気部から効率よく排気することができる。このため、高濃度のＨＭＤＳガスを用いた場合であっても、パージ時間を長くする必要がない。したがって、疎水化処理を効率よく行い、結果として処理容器内でのトータルの処理時間を短縮することができる。

前記中心排気部と前記外周排気部に共通して設けられた排気母管を有していてもよい。

前記中心排気部と前記排気母管を接続する中心排気管には弁体が設けられ、前記外周排気部と前記排気母管とを接続する外周排気管には、当該外周排気管を流れる流体の流量を制限する流量制限機構が設けられていてもよい。

前記ガス供給部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記中心排気部は、前記ガス供給部の外側に同心円状に設けられていてもよい。かかる場合、前記中心排気部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていてもよい。

前記中心排気部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記ガス供給部は、前記中心排気部の外側に同心円状に設けられていてもよい。かかる場合、前記ガス供給部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていてもよい。

別の観点による本発明は、処理容器内に載置された基板の表面にＨＭＤＳガスを供給して当該基板を疎水化処理する疎水化処理の方法であって、上部が開口する処理容器と、前記処理容器の開口を覆い且つ前記処理容器との間に隙間が形成されるように配置された蓋体とによって形成される処理空間内で、基板の中央上方から当該基板に対してＨＭＤＳガスを供給すると共に、基板より外方の位置からＨＭＤＳガスを排気して基板の疎水化処理を行い、次いで、ＨＭＤＳガスの供給を停止し、その後、基板の中央上方から前記処理空間内にパージガスを供給すると共に、前記基板より外方の位置及び基板の中央部の上方の位置からパージガスを排気して処理空間内をパージすることを特徴としている。

前記基板の中央上方からのＨＭＤＳガス及びパージガスの供給は、基板の中央上方に設けられたガス供給部により行われ、前記基板の中央部の上方の位置からの排気は、基板の上方であって、且つ当該基板の中央部に対向して設けられた中心排気部により行われ、前記基板より外方の位置からの排気は、基板の外方に設けられた外周排気部により行われてもよい。

前記中心排気部と前記外周排気部に共通して排気母管が設けられ、前記中心排気部及び前記外周排気部からの排気は、前記排気母管を介して行われてもよい。

前記中心排気部と前記排気母管を接続する中心排気管には弁体が設けられ、前記外周排気部と前記排気母管とを接続する外周排気管には、当該外周排気管を流れる流体の流量を制限する流量制限機構が設けられ、前記基板の疎水化処理の間は前記弁体を閉じて中心排気部からの排気を停止し、前記処理空間内をパージする間は当該弁体を開けて中心排気部から排気してもよい。

前記ガス供給部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記中心排気部は、前記ガス供給部の外側に同心円状に設けられていてもよい。かかる場合、前記中心排気部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていてもよい。

前記中心排気部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記ガス供給部は、前記中心排気部の外側に同心円状に設けられていてもよい。かかる場合、前記ガス供給部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていてもよい。

また、別な観点による本発明によれば、前記疎水化処理方法を疎水化処理装置によって実行させるように、当該疎水化処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明によれば、ＨＭＤＳガスによる基板の疎水化処理を効率よく行うことができる。

本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。 アドヒージョンユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 ガス供給部近傍の構成の概略を示す縦断面図である。 ガス供給部及び中心排気部近傍の構成の概略を示す底面図である。 アドヒージョンユニットの蓋体を上昇させた状態を示す説明図である。 疎水化処理時の処理容器内のガスの流れを示す説明図である。 パージ時の処理容器内のガスの流れを示す説明図である。 従来の疎水化処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態の一例について説明する。図１は、本実施の形態にかかる疎水化処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

なお、本実施の形態では、基板処理システム１は、例えば基板のフォトリソグラフィー処理を行う塗布現像処理システムである。

基板処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出される搬入出部としてのカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理ユニットを備えた処理部としての処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行う搬送部としてのインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、基板処理システム１のＹ方向負方向（図１の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。

ウェハ搬送部１１には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション３には、各種ユニットを備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理ユニット、例えばウェハＷを現像処理する現像処理ユニット３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成ユニット３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布ユニット３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成ユニット３３が下から順に４段に重ねられている。

例えば第１のブロックＧ１の各ユニット３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理ユニット４０や、ウェハＷを疎水化処理する疎水化処理装置としてのアドヒージョンユニット４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光ユニット４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理ユニット４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理ユニット４０、アドヒージョンユニット４１及び周辺露光ユニット４２の数や配置は、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡しユニット５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡しユニット６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。

ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定のユニットにウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定のユニットにウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５２と第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡しユニットにウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡しユニット、露光装置４にウェハＷを搬送できる。

次に、アドヒージョンユニット４１の構成について説明する。図４は、アドヒージョンユニット４１の構成の概略を示す縦断面図である。

アドヒージョンユニット４１は、上部が開口する有底の略Ｕ字状の処理容器１１０と、処理容器１１０の開口を覆う蓋体１１１とを有している。処理容器１１０の底面上部には、ウェハＷを載置する載置台１１２が設けられている。載置台１１２の内部には、ウェハＷを加熱するためのヒータ１１３が設けられている。

蓋体１１１は、水平な天板１２０と、天板１２０の外周縁部から鉛直下方に延伸して設けられた側板１２１を備えている。側板１２１の下端部１２１ａは、処理容器１１０の上端部１１０ａに対向している。これにより、処理容器１１０と蓋体１１１との間に処理空間Ｓが形成されている。

蓋体１１１は、当該蓋体１１１を処理容器１１０に対して相対的に昇降動させる昇降機構１１４を備えている。なお、昇降機構１１４は、蓋体１１１と処理容器１１０とを互いに相対的に昇降自在に移動させることができれば、処理容器１１０側に設けられていてもよい。また、昇降機構１１４により、側板１２１の下端部１２１ａと処理容器１１０の上端部１１０ａとの間に、所定の隙間Ｇが形成されるように、蓋体１１１の処理容器１１０に対する高さ方向の位置が調整されている。なお、本実施の形態においては、所定の隙間Ｇは例えば３ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定されている。

蓋体１１１下面の中央部には、ウェハＷの上方から当該ウェハＷに対して処理ガスを供給するガス供給部１２２が設けられている。ガス供給部１２２は、図４に示すように、縦断面形状が下底側が狭い台形状に形成された、略円錐台形状を有している。ガス供給部１２２には蓋体１１１の内部に形成されたガス流路１２３が連通している。ガス供給部１２２の下端部側面には、図５に示すように所定の直径のガス供給孔１２４が、等間隔で同心円状に複数設けられている。

図４に示すように、ガス流路１２３には、ガス供給管１２５が接続されている。ガス供給管１２５におけるガス流路１２３の反対側の端部には、処理ガスとしてのＨＭＤＳガスを供給するＨＭＤＳガス供給源１３０と、パージガスとしての窒素ガス供給源１３１がそれぞれ接続されている。ガス流路１２３におけるＨＭＤＳガス供給源１３０の上流側と窒素ガス供給源１３１の上流側には、開閉機能及び流量調整機能を備えた弁体１３２、１３３がそれぞれ設けられている。これにより、ウェハＷに対して供給するガスを、ＨＭＤＳガスと窒素ガスとに交互に切替えることができる。

蓋体１１１の下面であってガス供給部１２２の外側には、中心排気部１４０が形成されている。中心排気部１４０は、ウェハＷの中央部に対向する位置であってガス供給部１２２のガス供給孔１２４の外側に、例えば図６のように当該ガス供給孔１２４に同心円状に形成された複数の排気孔１４１により構成されている。各排気孔１４１は、平面視において基板の中心から半径Ｈの円の内側に収まるように設けられている。なお、本実施の形態において半径Ｈは、例えば５０ｍｍである。

蓋体１１１の内部には、各排気孔１４１に連通する中心排気路１４２が形成されている。中心排気路１４２には中心排気管１４３が接続されている。中心排気管１４３は、当該中心排気管後１４３と後述する外周排気管１５３とに共通して設けられた排気母管１４４を介して、例えば真空ポンプなどの排気装置１４５に接続されている。これにより、中心排気部１４０から処理空間Ｓ内の雰囲気を排気することができる。排気母管１４４には、開閉機能を備えた弁体１４６が設けられている。

また、蓋体１１１の側板１２１の下端部１２１ａには、載置台１１２上のウェハＷより外方から処理空間Ｓ内の雰囲気を排気する外周排気部１５０が形成されている。外周排気部１５０は、蓋体１１１の下端部１２１ａの周方向に沿って、環状に等間隔に設けられた複数の排気孔１５１により構成されている。各排気孔１５１は、蓋体１１１の内部に形成された外周排気路１５２に連通している。

外周排気路１５２は、外周排気管１５３を介して排気母管１４４に接続されている。外周排気管１５３の排気母管１４４側の端部は、排気母管１４４に設けられた弁体１４６と排気装置１４５との間に接続されている。外周排気管１５３には、当該外周排気管を流れる流体の流量を制限する流量制限機構１５４が設けられている。流量制限機構１５４は、中心排気管１４３の弁体１４６を開操作したときに、外周排気管１５３を流れる流体の流量が中心排気管１４３を流れる流体の流量と同じかまたは少なくなるように構成されている。流量制限機構１５４としては、例えばオリフィスなどを使用することができるが、流量制限機構１５４には最低限の機能として流量を制限する機能が備わっていればよく、例えば流量制限の機能に加えて開閉機能も有するニードル弁などの弁体をオリフィスに代えて用いてもよい。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種ユニットや搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における塗布現像処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。

本実施の形態に係る基板処理システム１は以上のように構成されており、次に、以上のように構成された基板処理システム１で行われるウェハ処理について説明する。

ウェハＷの処理においては、先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣがカセット搬入出部１０の所定のカセット載置板１３に載置される。その後、基板搬装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の第３の処理装置群Ｇ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４０に搬送され、温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７１によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成ユニット３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４０に搬送され、加熱処理が行われる。その後第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５３に戻される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョンユニット４１に搬送される。アドヒージョンユニット４１での疎水化処理について詳述する。

アドヒージョンユニット４１での疎水化処理にあたっては、例えば図７に示すように、昇降機構１１４により蓋体１１１を所定の位置まで上昇させる。そして、処理容器１１０と蓋体１１１との間からウェハＷが搬入され、載置台１１２上にウェハＷが載置される。

次いで、蓋体１１１の下端部１２１ａと処理容器１１０の上端部１１０ａとの間に所定の隙間Ｇが形成される位置まで蓋体１１１を下降させ、処理空間Ｓを形成する。

次に、ヒータ１１３によりウェハＷを例えば９０℃に加熱した後、弁体１３２を所定の開度で開き、ガス供給部１２２から例えば濃度が３％の高濃度のＨＭＤＳガスを処理空間Ｓ内に所定の流量で供給する。また、ＨＭＤＳガスの供給と共に排気装置１４５を起動し、外周排気部１５０から所定の流量でＨＭＤＳガスを排気する。なお、この際、排気母管１４４の弁体１４６は閉止した状態にしており、処理空間Ｓ内の排気は外周排気部１５０のみから行われる。これにより、図８に示すように、ウェハＷの中央上方から供給されたＨＭＤＳガスは、ウェハＷの上方をウェハＷの外周縁部に向かって拡散するように流れる。これにより、ＨＭＤＳガスに接触したウェハＷの表面が疎水化される。そして、ウェハＷの外周縁部まで拡散したＨＭＤＳガスは、ウェハＷの外方に設けられた外周排気部１５０から排気される。また、外周排気部１５０からの排気により、図８に示すように処理容器１１０と蓋体１１１との間の隙間Ｇから、外周排気部１５０に向けて大気が引き込まれる。これにより、ガス供給部１２２から供給されたＨＭＤＳガスが処理容器１１０の外部に漏洩することを防止できる。

ＨＭＤＳガスを所定の時間供給してウェハＷ表面の全面を疎水化処理した後、弁体１３２を閉じてＨＭＤＳガスの供給を停止する。そして、弁体１３３を所定の開度で開き、ガス供給部１２２から窒素ガスを所定の流量で供給して、処理空間Ｓ内に残存するＨＭＤＳガスを例えば１０秒間パージする。また、窒素ガスの供給と共に弁体１４６を開操作し、中心排気部１４０からも処理空間Ｓ内の排気を行う。この際、外周排気管１５３に設けられた流量制限機構１５４により、中心排気部１４０からの排気量は外周排気部１５０からの排気量よりも多くなる。その結果、例えば図９に示すように、処理容器１１０内には、隙間Ｇから外周排気部１５０へ向かう気流と、外周排気部１５０から中心排気部１４０へ向かう窒素ガスの流れが形成される。これにより、処理容器１１０内のＨＭＤＳガスがパージされる。

処理容器１１０内のパージが完了した後、各弁体１３３、１４６を閉止すると共に排気装置１４５を停止させる。次いで、昇降機構１１４により蓋体を所定の高さまで上昇させ、疎水化処理が完了したウェハＷを処理容器１１０の外部に搬出される。

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布ユニット５２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５５に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成ユニット３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光ユニット４２に搬送され、周辺露光処理される。

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡しユニット５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション７のウェハ搬送装置１００によって露光装置６に搬送され、露光処理される。

次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理ユニット３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって熱処理ユニット４０に搬送され、ポストベーク処理される。

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５０に搬送され、その後カセットステーション４のウェハ搬送装置２１によって所定のカセット載置板１４のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷの疎水化処理後にＨＭＤＳガスをパージする際、ウェハＷの中央部に対向して設けられた中心排気部１４０からパージガスを排気するので、従来のようにウェハＷの外側のみから排気を行う場合と比べて、効率よく処理容器１１０内の雰囲気を排気できる。このため、従来よりも高濃度のＨＭＤＳガスを用いて疎水化処理を行うことにより、ウェハＷの疎水化に要する時間が短くなり、その一方、パージ時間を長くすることなく処理容器１１０の雰囲気を置換することができる。したがって、疎水化処理を効率よく行い、処理容器１１０内での処理時間を短縮することができ、これによりウェハ処理のスループットを向上させることができる。

なお、従来と同じ濃度のＨＭＤＳガスを用いて疎水化処理を行った場合においては、従来よりもパージ時間を短縮することができるので、この場合も処理容器１１０内での処理時間を短縮し、スループットを向上させることができる。

また、中心排気管１４３と、外周排気管１５３に共通して排気母管１４４及び排気装置１４５を設けたので、最小限の配管や排気装置を設置すれば足りる。さらには、中心排気管１４３に弁体１４６を、外周排気管１５３に流量制限機構１５４をそれぞれ設けているので、中心排気部１４０と外周排気部１５０からの排気量をそれぞれ調整することができる。特に、弁体１４６の開閉操作のみで中心排気部１４０と外周排気部１５０の双方の排気状態を制御することができるので、アドヒージョンユニット４１の操作も簡易なものとなる。なお、排気母管１４４に設けられた弁体１４６に、流量調整機能を備えたものを用いてもよい。かかる場合、弁体１４６を調整することで、中心排気部１４０と外周排気部１５０からの排気の流量比をさらに厳密に調整することができる。

なお、以上の実施の形態では、ガス供給部１２２の外側に中心排気部１４０を設けていたが、中心排気部１４０を蓋体１１１下面の中央部に設け、その外側にガス供給部１２２を同心円状に設けてもよい。かかる場合においても、ウェハＷの中央上方から排気を行うことにより、処理容器１１０内のパージを効率よく行うことができる。なお、中心排気部１４０をガス供給部１２２の内側に設けた場合においても、各排気孔１４１は、平面視においてウェハＷの中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように設けられることが好ましい。また、中心排気部１４０は必ずしもウェハＷの中心に対して同心円状に設けられている必要はなく、ウェハＷの中心から半径５０ｍｍの円の内側であって、排気の際に中心排気部１４０の近傍で気流が乱れないような配置であれば、任意に設定が可能である。

以上の実施の形態では、中心排気部１４０や外周排気部１５０は蓋体１１１の下面に設けられていたが必ずしも蓋体１１１に設けられている必要はなく、中心排気部１４０や外周排気部１５０は、例えば蓋体１１１を貫通して設けられた排気用のノズルであってもよい。また、外周排気部１５０も必ずしも側板１２１の下端部１２１ａに設けられている必要はなく、天板１２０の下面に設けられていてもよく、ウェハＷの外周端部より外側に位置していれば、その配置は処理容器１１０大きさや形状に合わせて任意に設定できる。

以上の実施の形態においては、パージの際に中心排気部１４０と外周排気部１５０の双方から排気を行っていたが、中心排気部１４０のみから排気を行い、外周排気部１５０を停止してもよいが、外周排気部１５０からも排気を行うことが好ましい。外周排気部１５０からの排気を常時行っていれば、ＨＭＤＳガスが外周排気管１５３に滞留することがないので、処理容器１１０を開放した際に外周排気管１５３からＨＭＤＳガスが漏洩することがないからである。

実施例として、本実施の形態にかかるアドヒージョンユニット４１を用いてウェハＷの疎水化処理を行い、ＨＭＤＳガスの供給時間、パージの際の排気量及び排気時間を変化させて、疎水化処理後のウェハＷの接触角及びパージ後の処理容器１１０内のＨＭＤＳガス濃度について確認する試験を行った。疎水化処理の際に供給するＨＭＤＳガスの濃度は、従来用いられる１．５％のものより高濃度な３％のものを用い、供給時間は１５秒と３０秒とした。ＨＭＤＳガスの供給中の処理容器１１０内の排気は、外周排気部１５０からのみ行った。疎水化処理後のパージ時間は１０秒、８秒、５秒、３秒とした。なお、パージガスとしては窒素ガスを用い、いずれの場合も供給量は５Ｌ／ｍｉｎとした。また、パージガスの排気は、いずれの場合も中心排気部１４０から１１Ｌ／ｍｉｎ、外周排気部１５０から１１Ｌ／ｍｉｎでそれぞれ排気を行った。

確認試験の結果を表１に示す。ＨＭＤＳガスの濃度と供給時間を変化させた場合についてそれぞれウェハＷの接触角を測定し、接触角が所定の角度を上回った場合を○で、所定の角度に満たなかったものを×で示した。比較用の例として、１．５％の濃度もＨＭＤＳガスを１５秒、３０秒供給した場合についても接触角についての確認を行った。

また、パージ後の処理容器１１０内のＨＭＤＳガス濃度の確認においては、排気時間を変化させた場合についての濃度をそれぞれ測定し、濃度が１ｐｐｂ以下であったものを○とし、１ｐｐｂより高くなったものを×で示した。比較用の例として、弁体１４６を閉止して、従来のように外周排気部１５０のみから排気を行った場合についても濃度の確認を行った。

表１に示すように、ＨＭＤＳガスとして従来の１．５％の濃度のものを用いた場合、所望の接触角を得るには１５秒間の供給では足りず（比較例Ａ）、所望の接触角を得るには３０秒間供給する必要がある（比較例Ｂ）。これに対して、３．０％の高濃度のＨＤＭＳガスを用いて疎水化処理を行った実施例１〜４においては、１５秒間の供給で所望の接触角が得られることが確認された。つまり、３．０％の高濃度のＨＭＤＳガスを用いることで、ウェハＷの疎水化に要する時間を半減できることが確認できた。

また、疎水化処理後の処理容器１１０内のＨＭＤＳガスの濃度については、実施例１〜３のように中心排気部１４０と外周排気部１５０の双方を用いて５秒以上パージを行えば、１ｐｐｂ以下を達成できることが確認された。これに対して、従来のように外周排気部１５０のみで排気を行った比較例Ｃでは、１０秒間パージを行っても１ｐｐｂ以下を達成できなかった。この結果から、中心排気部１４０を用いて排気を行えば、処理容器１１０内のパージに要する時間を、従来の場合と比較して半減できることが確認できた。したがって、以上の結果から、従来のように外周排気部１５０だけで排気を行う場合よりも、処理容器１１０内での処理時間を短縮できることが確認できた。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば以上の実施の形態で記載した基板処理システムでは半導体ウェハの処理を行ったが、半導体ウェハ以外に、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の処理を行う際にも適用できる。

本発明は、基板の疎水化処理を行う際に有用である。

１ 基板処理システム
２ カセットステーション
３ 処理ステーション
４ 露光装置
５ インターフェイスステーション
１０ カセット搬入部
１１ ウェハ搬送部
１２ カセット載置台
１３ 載置板
２０ 搬送路
２１ ウェハ搬送装置
３０ 現像処理ユニット
３１ 下部反射防止膜形成ユニット
３２ レジスト塗布ユニット
３３ 上部反射防止膜形成ユニット
４０ 熱処理ユニット
４１ アドヒージョンユニット
４２ 周辺露光ユニット
７０ ウェハ搬送装置
８０ シャトル搬送装置
９０ ウェハ搬送装置
１００ ウェハ搬送装置
１１０ 処理容器
１１１ 蓋体
１１２ 載置台
１１３ ヒータ
１１４ 昇降機構
１２０ 天板
１２１ 側板
１２２ ガス供給部
１３０ ＨＭＤＳガス供給源
１３１ 窒素ガス供給源
１３２ 弁体
１４０ 中心排気部
１４１ 排気孔
１４２ 中心排気路
１４３ 中心排気管
１４４ 排気母管
１４５ 排気装置
１４６ 弁体
１５０ 外周排気部
１５１ 排気孔
１５２ 外周排気路
１５３ 外周排気管
１５４ 流量制限機構
Ｃ カセット
Ｗ ウェハ

Claims (17)

1. 処理容器内に載置された基板の表面にＨＭＤＳガスを供給して当該基板を疎水化処理する疎水化処理装置であって、
   上部が開口する処理容器と、
   前記処理容器の開口を覆う蓋体と、
   基板を載置する載置台と、
   前記載置台上の基板の中央上方から当該基板に対してＨＭＤＳガス及びパージガスを供給するガス供給部と、
   前記載置台上の基板の上方であって、且つ当該基板の中央部に対向して設けられた中心排気部と、
   前記載置台上の基板より外方に設けられた外周排気部と、を有し、
   前記処理容器と前記蓋体との間には隙間が形成されていることを特徴とする、疎水化処理装置。
2. 前記中心排気部と前記外周排気部に共通して設けられた排気母管を有していることを特徴とする、請求項１に記載の疎水化処理装置。
3. 前記中心排気部と前記排気母管を接続する中心排気管には弁体が設けられ、
   前記外周排気部と前記排気母管とを接続する外周排気管には、当該外周排気管を流れる流体の流量を制限する流量制限機構が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の疎水化処理装置。
4. 前記ガス供給部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記中心排気部は、前記ガス供給部の外側に同心円状に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の疎水化処理装置。
5. 前記中心排気部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の疎水化処理装置。
6. 前記中心排気部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記ガス供給部は、前記中心排気部の外側に同心円状に設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の疎水化処理装置。
7. 前記ガス供給部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の疎水化処理装置。
8. 処理容器内に載置された基板の表面にＨＭＤＳガスを供給して当該基板を疎水化処理する疎水化処理の方法であって、
   上部が開口する処理容器と、前記処理容器の開口を覆い且つ前記処理容器との間に隙間が形成されるように配置された蓋体とによって形成される処理空間内で、基板の中央上方から当該基板に対してＨＭＤＳガスを供給すると共に、基板より外方の位置からＨＭＤＳガスを排気して基板の疎水化処理を行い、
   次いで、ＨＭＤＳガスの供給を停止し、その後、基板の中央上方から前記処理空間内にパージガスを供給すると共に、前記基板より外方の位置及び基板の中央部の上方の位置からパージガスを排気して処理空間内をパージすることを特徴とする、疎水化処理方法。
9. 前記基板の中央上方からのＨＭＤＳガス及びパージガスの供給は、基板の中央上方に設けられたガス供給部により行われ、
   前記基板の中央部の上方の位置からの排気は、基板の上方であって、且つ当該基板の中央部に対向して設けられた中心排気部により行われ、
   前記基板より外方の位置からの排気は、基板の外方に設けられた外周排気部により行われることを特徴とする、請求項８に記載の疎水化処理方法。
10. 前記中心排気部と前記外周排気部に共通して排気母管が設けられ、
    前記中心排気部及び前記外周排気部からの排気は、前記排気母管を介して行われることを特徴とする、請求項９に記載の疎水化処理方法。
11. 前記中心排気部と前記排気母管を接続する中心排気管には弁体が設けられ、
    前記外周排気部と前記排気母管とを接続する外周排気管には、当該外周排気管を流れる流体の流量を制限する流量制限機構が設けられ、
    前記基板の疎水化処理の間は前記弁体を閉じて中心排気部からの排気を停止し、前記処理空間内をパージする間は当該弁体を開けて中心排気部から排気することを特徴とする、請求項１０に記載の疎水化処理方法。
12. 前記ガス供給部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記中心排気部は、前記ガス供給部の外側に同心円状に設けられていることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の疎水化処理方法。
13. 前記中心排気部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の疎水化処理方法。
14. 前記中心排気部は、前記蓋体下面の中央部に設けられており、前記ガス供給部は、前記中心排気部の外側に同心円状に設けられていることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の疎水化処理方法。
15. 前記ガス供給部は、平面視において基板の中心から半径５０ｍｍの円の内側に収まるように配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の疎水化処理方法。
16. 請求項８〜１５のいずれかに記載の基板処理方法を基板処理装置によって実行させるように、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
17. 請求項１６に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
    

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