JP3770409B2

JP3770409B2 - Ｈｍｄｓ供給装置

Info

Publication number: JP3770409B2
Application number: JP01646995A
Authority: JP
Inventors: 孝英福田; 信一郎泉
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-01-06
Filing date: 1995-01-06
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: JPH08187427A

Description

【０００１】
本発明は、ＨＭＤＳ供給装置に関するものである。
【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、処理液をキャリアガス中に例えばバブリングするなどして気相化させ、キャリアガスと共に、被処理体である半導体ウエハの処理装置に供給する処理液供給装置が用いられている。例えば半導体ウエハの表面処理を行うために使用されるＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）も、かかる処理液供給装置によって、半導体ウエハの表面に吹き付けられている。
【０００３】
ところで前記した吹き付けは均一に行う必要があり、そのためキャリアガス、例えば窒素ガス中に気相化させるＨＭＤＳの量も所定の量に維持する必要がある。そのため処理液中に前記キャリアガスを吹き込んでバブリングさせる際に、当該吹き込み量を制御したり、あるいは処理液を所定温度に維持してその蒸発量を制御する方法が従来から提案されている。
例えば特開平４−１６４３２５号公報、特開平４−２２２６０１号公報、特開平５−２８３３４０号公報等において開示されている処理液供給装置においては、タンク内の処理液の温度を調節するため、処理液を貯留するタンクの外側に、電力の供給によってタンクを加熱する加熱手段が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのようにタンクの外側に加熱手段を設けたのでは、周囲にも熱を放熱するため効率がよくない。また周囲の機器、装置に熱による悪影響を及ぼすおそれがあったり、処理液供給装置自体も肥大化して好ましくない。さらにはＨＭＤＳは可燃性であるため、万が一に外に漏れた際には不測の事態を招くおそれがあり、改善の余地があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、効率よくタンク内のＨＭＤＳの温度調節が行え、しかも安全でかつ周囲に影響を与えず装置自体もコンパクトにできるＨＭＤＳ供給装置を提供して前記問題の解決を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１によれば、ＨＭＤＳを貯留するタンクに、不活性ガスを導入して当該ガスに前記ＨＭＤＳを気相化させ、前記ＨＭＤＳが気相化したガスをＨＭＤＳ供給系に供給する如く構成されたＨＭＤＳ供給装置において、
前記タンク内に管状の熱交換器を設け、
かつ前記熱交換器は、その上部が前記タンク内に貯留される前記ＨＭＤＳの上限レベルより下方に、その下部が下限レベルより上方に位置するように設けられ、
この熱交換器は、管路内を流体が流通して前記流体と前記ＨＭＤＳとの間で熱交換し、前記タンク内のＨＭＤＳの温度を所定の温度に維持する如く構成され、さらに前記流体が、熱交換器の下部から上部へと流通する如く構成されると共に、前記流体は他の処理装置における温度調節に用いられるものであることを特徴とする、ＨＭＤＳ供給装置が提供される。
【０００７】
この場合、他の処理装置としては、例えば請求項２に記載したように、フォトレジスト塗布処理装置や洗浄装置をその例として挙げることかできる。
【０００８】
前記各ＨＭＤＳ供給装置でいうところの化学的に安定なガスとしては、例えばＮ_２ガス（窒素ガス）が挙げられ、その他各種の不活性ガス、例えばＨｅ（ヘリウム）ガス、Ａｒ（アルゴン）ガスも用いることが可能である。また前記各ＨＭＤＳ供給装置の熱交換器の管路内を流れる流体は、液体であっても気体であってもよく、また好ましくは化学的に安定でかつタンク内のＨＭＤＳと接触しても化学反応を起こさない物質が好ましい。
【０００９】
【作用】
請求項１に記載のＨＭＤＳ供給装置においては、ＨＭＤＳを貯留するタンク内に管状の熱交換器が設けられているので、当該管路を流れる流体との「液−液」熱交換、又は「気−液」熱交換が行われ、極めて効率よくＨＭＤＳの温度調節が行える。また熱交換器自体はタンク内に設けられているので、外部の装置機器に直接輻射の熱が伝わることはない。そして給電によって発熱する方式ではないので、ＨＭＤＳが発火することはなく、安全である。
【００１０】
さらに前記管路内を流れる流体は、熱交換器の下部から上部へと流通するので、ＨＭＤＳの量が減少してその液面が低下しても、常に未だ熱交換器で熱交換されていない流体による熱交換が行われるので、温度制御が容易で効率がよい。
しかも熱交換器の管路に流れる流体が、他の処理装置の温度調節に用いられるものを使用しているので、別途専用の流体を確保する必要がなく、流体の有効利用が図れる。
そして熱交換器を螺旋状に形成すれば、たとえば後述の実施例でも示したように、タンク内に装備されるフロートセンサの上下動に支障をきたさない。
【００１２】
【実施例】
以下、添付図面に基づき本発明の一実施例について説明すると、本実施例は、図１に示したように、被処理体である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）Ｗに対してＡＤ処理（アドヒジョン処理；フォトレジストとウエハとの密着性・固着性を向上させるフォトレジスト塗布工程の前処理）を行う処理装置１に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を供給するＨＭＤＳ供給装置２に適用した例である。
【００１３】
このＨＭＤＳ供給装置２は、図２、図３にも示したように、ＨＭＤＳを貯留するタンク３を有しており、このタンク３は耐ＨＭＤＳに優れたＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）からなっている。前記タンク３の底部には、例えば多孔質の部材からなるバブラー（気泡発生装置）４が設けられており、タンク３底部外側に設けられた継手５からＮ₂ガスがこのバブラー４に供給されると、細かいＮ₂ガスの気泡が、貯留しているＨＭＤＳ内に発生し、ＨＭＤＳはこの気泡内にベーパー状態で溶融する。
前記気泡の量は、図１に示したように、前記継手５に接続されるＮ₂ガス供給管６に介装されたＭＦＣ（マスフローコントローラ；流量制御装置）７によって制御可能である。
なおこのＮ₂ガス自体を直接温度制御して、ＨＭＤＳの蒸発量を制御するようにしてもよい。
【００１４】
そして前記タンク３内には、螺旋状に形成された管１１からなる熱交換器１２が収容されている。この管１１も、タンク３と同一の材質であるＰＦＡからなっている。そして熱交換器１２の下部には、タンク３外に通ずる流体導入管１３が設けられ、熱交換器１２の上部には、タンク３外に通ずる流体排出管１４が設けられている。また螺旋状に形成された熱交換器１２自体は、図３に示したように、その上部がタンク３内に貯留されるＨＭＤＳの上限レベルＨＬより下方に、下部が下限レベルＬＬより上方に位置するように設定されている。
【００１５】
本実施例においては、熱交換器１２がそのように螺旋状に形成されているので、例えば貯留するＨＭＤＳの量を検出するためにタンク３内に装備されるフロートセンサ１５の上下動に支障をきたさない。
【００１６】
前記タンク３の頂部の開口部には、蓋部材２１が、気密材２２、ロック部材２３によって気密に取り付けられている。さらにこの蓋部材２１には、ＨＭＤＳ注入用の注入口２４と、気相化したＨＭＤＳを前出処理装置１に供給するための供給孔２５と、大気導入用の大気孔２６と、通常は盲栓が嵌められている予備の孔２７が形成されている。
【００１７】
図１に示したように、前記注入口２４には、バルブ３１が介装されたＨＭＤＳ供給管３２が接続され、また前記供給孔２５には、給気系に切換接続するための切換バルブ３３が介装された供給管３４が接続され、さらに前記大気孔２６には、大気導入用の導入管３５が夫々接続されている。
【００１８】
前記供給管３４は前出処理装置１のチャンバ４１内の頂部に通じており、このチャンバ４１内の底部には、被処理体であるウエハＷを載置する載置台４２が設けられている。そして前記供給管３４から供給された気相化したＨＭＤＳは、前記ウエハＷに対して均一に吹き付けられるようになっている。また前記載置台４２には、ウエハＷを所定温度に設定するための加熱装置（図示せず）が内蔵されており、これによってウエハＷが所定温度に維持されつつ、ＨＭＤＳが吹き付けられることにより、ウエハＷに対してＡＤ処理がなされる。
【００１９】
前記処理装置１のチャンバ４１の底部には、処理後のガスを排気するための排気管４３が接続されており、またこの排気管４３には、チャンバ４１内を負圧にするためのエゼクタ（空気圧式真空装置）４４が開閉バルブ４５を介して設けられており、さらにこのエゼクタ４４には駆動用の圧力空気を供給する駆動空気供給管４６が、開閉バルブ４７を介して設けられている。
【００２０】
前出流体導入管１３及び流体排出管１４は、図４に示したように、夫々その継手５１、５２に接続される流体供給管５３、排出管５４の継手部分にて、ステイ５５、５６及び支持部材５７によって、前出蓋部材２１によって支持されており、振動等があっても、流体導入管１３及び流体排出管１４、さらには熱交換器１２の管１１がタンク３や他物に接触したり、あるいはタンク３の貫通部分に過大な荷重がかかったりしてダメージを受けることが防止されている。
【００２１】
そして前出流体供給管５３へは、ウエハＷに対して他の処理を実施する処理装置の温度調節用、冷却用の水が、流量制御装置６１や温度調節装置６２を介して供給される構成となっている。
即ちウエハＷに対して前記したＡＤ処理を行う処理装置１の周辺には、通常、その後処理であるフォトレジスト塗布処理の処理装置や洗浄装置等の各種処理装置が配置されている。図１に示したように、本実施例ではそのような他の処理装置に用いる温度調節用、冷却用の水を、熱交換器１２用の流体として用いているのである。即ちノズル７１から処理液をウエハＷに滴下する処理装置７２、７３ではノズル７１の温度調節用に、ウエハＷをサセプタ７４上で熱処理する処理装置７５、７６ではサセプタ７４の冷却用に、夫々ポンプ７７によって送水される水を使用し、前記処理装置７６のサセプタ７４を経た水を流体供給管５３、流体導入管１３を通じて、熱交換器１２に流通させる構成となっているのである。
なおその逆に熱交換器１２を通った水を、各処理装置７２、７３、７５、７６に流通させるように構成することもできる。
【００２２】
本実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置２及びその周辺処理装置、機器は以上のように構成されており、ウエハＷに対してＡＤ処理を実施する処理装置１にＨＭＤＳを供給する場合には、まず開閉バルブ４５、４７を開放してエゼクタ４４に駆動空気供給管４６からの駆動用の圧力空気を送って、処理装置１のチャンバ４１の雰囲気を吸引排気して減圧する。その後開閉バルブ７を開放してＮ₂ガスをバブラー４からタンク３内に導入すると、導入されたＮ₂ガスがＨＭＤＳ中に細かな気泡となって流入し、このＮ₂ガスの泡内にＨＭＤＳが気化して混入する。そしてＨＭＤＳが混入したＮ₂ガスは、供給管３４から前記処理装置１のチャンバ４１内へと供給され、所定温度に設定されたサセプタ４２上のウエハＷに吹き付けられることにより、ウエハＷに対してＡＤ処理が行われるのである。
【００２３】
かかる場合、供給するＨＭＤＳの量は所定量に維持する必要があり、そのためＮ₂ガスの流量制御の他に、ＨＭＤＳの蒸発量を制御するためにタンク３内のＨＭＤＳの温度を所定の温度、例えば室温の２３゜Ｃに維持する必要があるが、本実施例では、タンク３内に熱交換器１２が収容され、この熱交換器１２の管１１内を流れる例えば２３゜Ｃの水によって、水とＨＭＤＳが常に熱交換され、極めて安定した温度維持が可能となっている。そして熱交換器１２の管１１内を流れる水は、下部から上部に向かって流通しているので、ＨＭＤＳの液面が下がっても、タンク３内で未だ放熱（熱交換）していない温度調節された水との熱交換を実施することができるので、ＨＭＤＳの温度制御が容易である。
【００２４】
熱交換器１２自体は、タンク３中のＨＭＤＳ内に位置しているので、他の部位への放熱（熱交換）はなく、極めて効率よく、ＨＭＤＳの温度調節、温度維持が行え、そのうえ周囲機器への直接の熱の輻射はない。しかも熱交換器１２内を流通するのは水であるから、ＨＭＤＳのように可燃性であっても、極めて安全であり、また取り扱いも容易である。ＨＭＤＳ供給装置２全体をみてもコンパクト化されており、外部に従来のような加熱手段を持たないため、周辺機器のレイアウトの自由度も向上している。
【００２５】
また本実施例では、熱交換器１２を構成する管１１が螺旋状に配されているので、ＨＭＤＳとの接触面積が広く、この点でも熱交換効率が良好である。またフロートセンサ１５の上下動にも支障をきたさない。もちろん熱交換器１２の構成は、そのように螺旋状である必要はなく、管を用いた適宜の形態を選択することができる。
【００２６】
さらに本実施例で用いた熱交換器１２の水は、他の処理装置７２、７３、７５、７６に用いられる温度調節用の水や、冷却用の水を流用しているので、別途専用の熱交換用の流体を確保する必要がなく、システム全体して無駄のない構成となっている。
【００２７】
前記実施例では、流体導入管１３及び流体排出管１４は、タンク３の側壁を貫通する構成であったが、かかる構成に代えて、例えば図５に示したように、蓋部材２１に、夫々流体導入管８１及び流体排出管８２を貫設した構成としてもよい。かかる構成によれば、タンク３自体の構成が簡素化され、その強度、形状等にとって好ましくなり、しかもメンテナンスが容易になる利点がある。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載のＨＭＤＳ供給装置によれば、極めて効率よく流体の熱をＨＭＤＳに伝達することができるので、効率のよいＨＭＤＳの温度調節が容易に行える。またタンク周囲の装置機器に熱による悪影響を及ぼすおそれはない。ＨＭＤＳが可燃性であっても、発火することはなく安全である。熱交換器自体がタンク内に位置しているので、装置としてもコンパクトにできる。
【００３０】
さらに別途専用の流体を確保する必要がなく、流体の有効利用が図れ、ランニングコストの低廉化が図れる。
そして熱交換器を螺旋状に形成すれば、フロートセンサの上下動に支障をきたさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置が採用されたＡＤ処理の処理装置等の系統を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置の平面説明図である。
【図３】本発明の実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置の断面説明図である。
【図４】本発明の実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置の正面説明図である。
【図５】他の実施例にかかるＨＭＤＳ供給装置の断面説明図である。
【符号の説明】
１処理装置
２ＨＭＤＳ供給装置
３タンク
４バブラー
６Ｎ₂ガス供給管
１１管
１２熱交換器
１３流体導入管
１４流体排出管
３４供給管

Claims

ＨＭＤＳを貯留するタンクに、不活性ガスを導入して当該ガスに前記ＨＭＤＳを気相化させ、前記ＨＭＤＳが気相化したガスをＨＭＤＳ供給系に供給する如く構成されたＨＭＤＳ供給装置において、
前記タンク内に管状の熱交換器を設け、
かつ前記熱交換器は、その上部が前記タンク内に貯留される前記ＨＭＤＳの上限レベルより下方に、その下部が下限レベルより上方に位置するように設けられ、
この熱交換器は、管路内を流体が流通して前記流体と前記ＨＭＤＳとの間で熱交換し、前記タンク内のＨＭＤＳの温度を所定の温度に維持する如く構成され、さらに前記流体が、熱交換器の下部から上部へと流通する如く構成されると共に、前記流体は他の処理装置における温度調節に用いられるものであることを特徴とする、ＨＭＤＳ供給装置。
前記他の処理装置は、フォトレジスト塗布処理装置又は洗浄装置であることを特徴とする、請求項１に記載のＨＭＤＳ供給装置。
前記流体は水であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＨＭＤＳ供給装置。
前記熱交換器は、螺旋状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のＨＭＤＳ供給装置。