处理气体产生装置、处理气体产生方法、基板处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产生用于处理基板的处理气体的技术。
【背景技术】
[0002]在作为半导体制造工序之一的光刻工序中，在作为基板的半导体晶圆(以下，称作晶圆)的表面上将抗蚀剂涂覆成膜状，并在对获得的抗蚀剂膜以预定的图案曝光之后进行显影，从而形成抗蚀剂图案。
[0003]在该光刻工序中，在利用显影液显影的抗蚀剂图案的表面存在微小的凹凸，在于之后的蚀刻工序中进行蚀刻处理时，该凹凸有时会对图案的线宽度的均匀性带来负面影响。因此，提出了改善抗蚀剂图案的粗糙度(LER:Line Edge Roughness)、图案线宽度的偏差(LffR:Line Width Roughness)的平滑处理。
[0004]平滑处理是将抗蚀剂图案暴露于能够将抗蚀剂溶解的有机溶剂蒸气的气氛中并利用上述溶剂蒸气使抗蚀剂图案的表层部溶胀的处理。由此，上述表层部的凹凸溶解于有机溶剂而被平滑化，图案表面的粗糙得以改善。之后，通过实施加热处理，使有机溶剂挥发而进行去除。
[0005]这里，在专利文献I中，记载了如下一种溶剂蒸气供给源，其使氮气在存储于具备加热器的存储罐内的液体溶剂内鼓泡，将汽化后的溶剂蒸气朝向进行平滑处理的壳体供给。然而，若利用氮气将存储罐内的溶剂蒸气冷却而使其低于液体溶剂的温度，则蒸气中的溶剂再次恢复成液体，成为导致向基板供给的溶剂蒸气的浓度变动的主要因素。
[0006]【现有技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]专利文献1:日本特开2009 — 147261号公报:第0047,0049段、图8
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的是提供一种能够向基板供给稳定量的处理气体的处理气体产生装置、处理气体产生方法、基板处理方法以及存储有上述处理气体产生方法的存储介质。
[0010]本发明的处理气体产生装置用于使载气在原料液中鼓泡而产生处理气体，其特征在于，该处理气体产生装置包括:
[0011]原料液罐，其用于容纳原料液；
[0012]载气供给部，其用于向上述原料液罐内的原料液供给载气；
[0013]取出部，其用于自上述原料液罐内的容纳有原料液的区域、即液相部的上方侧的气相部取出通过鼓泡而产生的处理气体；
[0014]第I温度调整部，其用于进行上述液相部的温度调整；以及
[0015]第2温度调整部，其用于进行上述气相部的温度调整，以使该气相部的温度高于上述液相部的温度。
[0016]上述处理气体产生装置也可以具备以下的结构。
[0017](a)上述处理气体产生装置具备用于向上述原料液罐内供给原料液的原料液供给部，上述原料液供给部具备原料液温度调整部，该原料液温度调整部用于调整原料液的温度，以使向该原料液罐供给的原料液的温度接近上述液相部的温度。
[0018](b) (a)的原料液温度调整部在上述原料液罐的外部具备使原料液的温度接近上述液相部的温度的预备温度调整部。上述原料液供给部具备供给配管，该供给配管供向上述原料液罐供给的原料液流动，上述预备温度调整部利用上述第I温度调整部而使在上述供给配管中流动的原料液的温度接近上述液相部的温度。
[0019](c) (a)的上述原料液供给部具备供给配管，该供给配管供向上述原料液罐供给的原料液流动，上述原料液温度调整部包括热交换部，该热交换部由以浸渍于上述液相部的原料液的状态配置的上述供给配管的末端部侧构成，用于对该供给配管内的原料液和上述液相部之间进行热交换而使向该原料液罐供给的原料液的温度接近上述液相部的温度。构成上述热交换部的上述供给配管的末端侧形成为在上述原料液罐内沿上下方向延伸的螺旋状。此外，构成上述热交换部的上述供给配管的末端侧为树脂制的。
[0020](d)上述处理气体产生装置具备用于检测上述液相部的温度的液相温度检测部和用于检测上述气相部的温度的气相温度检测部，上述第I温度调整部进行温度调整，以使上述液相温度检测部的检测温度达到作为上述液相部的温度设定值的第I温度，上述第2温度调整部进行温度调整，以使上述气相温度检测部的检测温度达到作为上述气相部的温度设定值的第2温度。
[0021](e)上述第I温度调整部隔着上述原料液罐的侧面和底面的至少一者进行上述液相部的温度调整，上述第2温度调整部隔着上述原料液罐的上表面进行上述气相部的温度调整。
[0022](f)上述处理气体产生装置具备用于检测上述液相部的液面的高度位置的液面计，一旦由上述液面计检测出的液面的高度位置达到预先设定的下限位置，则上述原料液供给部就向原料液罐供给原料液。
[0023]本发明在将使载气在容纳于原料液罐的原料液中鼓泡而产生的处理气体取出时，进行温度调整，以使气相部的温度高于液相部的温度，因此能够抑制原料伴随着处理气体的温度降低的再次液化，能够向基板供给稳定的量的处理气体。
【附图说明】
[0024]图1是具备本发明的实施方式的溶剂蒸气产生装置的溶剂蒸气的供给系统图。
[0025]图2是表示上述溶剂蒸气产生装置的结构的纵剖侧视图。
[0026]图3是设于上述溶剂蒸气产生装置的盖部的局部剖切俯视图。
[0027]图4是设于上述溶剂蒸气产生装置的一次加热部的局部剖切立体图。
[0028]图5是利用上述溶剂蒸气产生装置将溶剂蒸气汽化的动作的说明图。
[0029]图6是向上述溶剂蒸气产生装置补充液体溶剂的动作的第I说明图。
[0030]图7是向上述溶剂蒸气产生装置补充液体溶剂的动作的第2说明图。
[0031]图8是向上述溶剂蒸气产生装置补充液体溶剂的动作的第3说明图。
[0032]图9是向上述溶剂蒸气产生装置补充液体溶剂的动作的第4说明图。
[0033]图10是表示具备上述溶剂蒸气的供给系统的涂覆、显影装置的一个例子的俯视图。
[0034]图11是上述涂覆、显影装置的纵剖侧视图。
[0035]图12是表示在上述溶剂蒸气产生装置中将溶剂蒸气汽化的动作中的液相温度以及气相温度的时效变化的说明图。
[0036]图13是表示向上述溶剂蒸气产生装置补充液体溶剂的动作中的液相温度的时效变化的说明图。
[0037]附图标记说明
[0038]W晶圆；I平滑处理装置；3溶剂蒸气产生装置；301溶剂蒸气提取流路；31溶剂容器；32盖体；33鼓泡喷嘴；332载气供给部；34罐加热部；35盖体加热部；37a液相温度检测部；37b气相温度检测部；38液面计；4溶剂加热部；41预备加热部；42热交换部；5溶剂瓶；6控制部；8液体溶剂。
【具体实施方式】
[0039]以下，作为本发明的实施方式的处理气体产生装置的一个例子，说明针对向平滑处理装置I供给作为处理气体的溶剂蒸气的溶剂蒸气产生装置3的应用例进行说明，其中，该平滑处理装置I执行用于改善形成于显影后的晶圆W(基板)的抗蚀剂图案表面的粗糙的平滑处理。
[0040]如图1的供给系统图所示，向平滑处理装置I供给通过在溶剂蒸气产生装置3内使作为原料液的液体溶剂8鼓泡而获得的溶剂蒸气。向该溶剂蒸气产生装置3供给预先由溶剂加热部4加热后的液体溶剂8。
[0041]平滑处理装置I在沿上下方向升降自如地构成的下部腔室13和自上表面侧覆盖该下部腔室13的上部腔室12之间形成用于对晶圆W执行平滑处理的处理空间。在下部腔室13中设有具备加热器的加热板14，载置在该加热板14上的晶圆W被加热至低于溶剂蒸气的沸点且高于露点的温度。而且，若自设于上部腔室12的溶剂供给部11供给溶剂蒸气，则利用该溶剂将形成于晶圆W的抗蚀剂图案溶胀而执行平滑处理。
[0042]在加热板14中，以自晶圆W的载置面突出没入自如的方式设有利用升降机构151进行升降的支承销15，通过使加热板14下降，使支承销15自加热板14的载置面突出，从而在搬入搬出时，在与外部的输送机构(例如后述的输送臂Al)之间进行晶圆W的交接。
[0043]此外，已叙述的溶剂供给部11成为在使例如溶剂蒸气扩散的空间的下表面设有具备多个喷出孔的分散板的喷头构造，自溶剂蒸气供给流路203对该扩散空间供给溶剂蒸气。
[0044]在溶剂蒸气供给流路203上设有用于去除溶剂蒸气中的颗粒的过滤器部22，溶剂蒸