JP3273754B2 - 塗布膜形成装置 - Google Patents
塗布膜形成装置Info
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- JP3273754B2 JP3273754B2 JP36355297A JP36355297A JP3273754B2 JP 3273754 B2 JP3273754 B2 JP 3273754B2 JP 36355297 A JP36355297 A JP 36355297A JP 36355297 A JP36355297 A JP 36355297A JP 3273754 B2 JP3273754 B2 JP 3273754B2
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- coating
- substrate
- vapor
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗布膜形成装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの層間絶縁膜を形成する
方法として、ＣＶＤ法や熱酸化法などがあるが、その他
にゾル−ゲル法と呼ばれている方法がある。この方法
は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン；Ｓｉ（Ｃ
2 Ｈ5 Ｏ）4 ）のコロイドをエタノール溶液などの有機
溶媒に分散させた塗布液を半導体ウエハ（以下単にウエ
ハという）の表面に塗布し、その塗布膜をゲル化した後
乾燥させてシリコン酸化膜を得る手法であり、特開平８
−１６２４５０及び特開平８−５９３６２号などに記載
されている。
方法として、ＣＶＤ法や熱酸化法などがあるが、その他
にゾル−ゲル法と呼ばれている方法がある。この方法
は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン；Ｓｉ（Ｃ
2 Ｈ5 Ｏ）4 ）のコロイドをエタノール溶液などの有機
溶媒に分散させた塗布液を半導体ウエハ（以下単にウエ
ハという）の表面に塗布し、その塗布膜をゲル化した後
乾燥させてシリコン酸化膜を得る手法であり、特開平８
−１６２４５０及び特開平８−５９３６２号などに記載
されている。
【０００３】この方法における塗布膜の変性の様子を模
式的に図９に示すと、先ず塗布液をウエハに塗布したと
きにはＴＥＯＳの粒子あるいはコロイド１００が溶媒２
００中に分散された状態になっており（図９（ａ）参
照）、次いでこの塗布膜がアルカリ性雰囲気にさらされ
ることによりＴＥＯＳが縮重合すると共に加水分解して
塗布膜がゲル化し、ＴＥＯＳ３００の網状構造が形成さ
れる（図９（ｂ）参照）。そして塗布液中の水分を除去
するために塗布膜中の溶媒を他の溶媒４００に置き換え
（図９（ｃ）参照）、その後乾燥させてシリコン酸化膜
の塗布膜が得られる。なお図９（ｃ）に示す溶媒の置換
工程では、水分を除去する目的の他にエタノールよりも
表面張力の小さい溶媒を用いて、溶媒が蒸発するときに
ＴＥＯＳの網状構造体に大きな力が加わらないようにし
て膜の構造が崩れるのを抑える目的もある。
式的に図９に示すと、先ず塗布液をウエハに塗布したと
きにはＴＥＯＳの粒子あるいはコロイド１００が溶媒２
００中に分散された状態になっており（図９（ａ）参
照）、次いでこの塗布膜がアルカリ性雰囲気にさらされ
ることによりＴＥＯＳが縮重合すると共に加水分解して
塗布膜がゲル化し、ＴＥＯＳ３００の網状構造が形成さ
れる（図９（ｂ）参照）。そして塗布液中の水分を除去
するために塗布膜中の溶媒を他の溶媒４００に置き換え
（図９（ｃ）参照）、その後乾燥させてシリコン酸化膜
の塗布膜が得られる。なお図９（ｃ）に示す溶媒の置換
工程では、水分を除去する目的の他にエタノールよりも
表面張力の小さい溶媒を用いて、溶媒が蒸発するときに
ＴＥＯＳの網状構造体に大きな力が加わらないようにし
て膜の構造が崩れるのを抑える目的もある。
【０００４】このようなゾル−ゲル法を実際の製造ライ
ンに適用しようとすると、塗布液をウエハに塗布するた
めの塗布ユニット、塗布膜をゲル化するためのゲル化ユ
ニット及び塗布膜中の溶媒を別の溶媒に置換するための
置換ユニットが必要であり、更にウエハに対する疎水化
処理などの前処理を行うための前処理ユニット、ウエハ
を乾燥させるためのベークユニットなども必要になり、
そしてこれら各ユニット間をウエハを搬送させるための
搬送機構を設けて装置が構成される。
ンに適用しようとすると、塗布液をウエハに塗布するた
めの塗布ユニット、塗布膜をゲル化するためのゲル化ユ
ニット及び塗布膜中の溶媒を別の溶媒に置換するための
置換ユニットが必要であり、更にウエハに対する疎水化
処理などの前処理を行うための前処理ユニット、ウエハ
を乾燥させるためのベークユニットなども必要になり、
そしてこれら各ユニット間をウエハを搬送させるための
搬送機構を設けて装置が構成される。
【０００５】そして本発明者は、塗布ユニットとしてレ
ジストの塗布などで用いられているスピンコ−ティング
を用いたものを検討している。このユニットではスピン
チャックに吸着されたウエハの中心部に塗布液を滴下
し、スピンチャックを回転させて遠心力で塗布液が全面
に広がって塗布される。
ジストの塗布などで用いられているスピンコ−ティング
を用いたものを検討している。このユニットではスピン
チャックに吸着されたウエハの中心部に塗布液を滴下
し、スピンチャックを回転させて遠心力で塗布液が全面
に広がって塗布される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで塗布液の塗布
時にウエハを高速で回転させるためウエハ表面に気流が
発生し、塗布液中の溶媒の蒸発が早い。このため塗布ユ
ニットの温度及び湿度並びに塗布液の温度等を調節する
ことによって溶媒の蒸発を抑えるように試みているが、
それらの温度や湿度の調節だけでは十分に溶媒の蒸発を
抑えることは困難である。しかしながら溶媒の蒸発量が
多いと、溶媒のゲル化が阻害されシリコン酸化膜の膜質
が悪くなるという課題がある。
時にウエハを高速で回転させるためウエハ表面に気流が
発生し、塗布液中の溶媒の蒸発が早い。このため塗布ユ
ニットの温度及び湿度並びに塗布液の温度等を調節する
ことによって溶媒の蒸発を抑えるように試みているが、
それらの温度や湿度の調節だけでは十分に溶媒の蒸発を
抑えることは困難である。しかしながら溶媒の蒸発量が
多いと、溶媒のゲル化が阻害されシリコン酸化膜の膜質
が悪くなるという課題がある。
【０００７】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、コロイドあるいは粒子状の成膜
成分の出発物質を溶媒に分散させた塗布液を基板に塗布
して塗布膜を得るにあたり、良質な薄膜例えば層間絶縁
膜を得ることのできる技術を提供することにある。
のであり、その目的は、コロイドあるいは粒子状の成膜
成分の出発物質を溶媒に分散させた塗布液を基板に塗布
して塗布膜を得るにあたり、良質な薄膜例えば層間絶縁
膜を得ることのできる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の塗布膜形成装置
は、蓋とカップとにより密閉自在に構成された処理容器
と、この処理容器内に有機溶媒の蒸気を供給するための
手段と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持す
ると共に回転自在に構成された載置台と、前記蓋に設け
られ、処理容器内に前記有機溶媒の蒸気が充満している
時に、この載置台に保持された前記基板に対して、有機
溶媒を含む塗布液を供給する塗布液ノズルと、前記蓋に
設けられ、塗布液を基板に供給した後、前記処理容器内
に前記有機溶媒の蒸気を充満させたまま、前記基板の表
面側の周縁部に対して塗布膜を除去するために所定の溶
剤を供給する溶剤ノズルと、前記カップに設けられ、塗
布液を基板に供給した後、前記処理容器内に前記有機溶
媒の蒸気を充満させたまま、前記基板の裏面側の周縁部
に対して塗布膜を除去するために所定の溶剤を供給する
溶剤ノズルと、を具備したことを特徴とする。
は、蓋とカップとにより密閉自在に構成された処理容器
と、この処理容器内に有機溶媒の蒸気を供給するための
手段と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持す
ると共に回転自在に構成された載置台と、前記蓋に設け
られ、処理容器内に前記有機溶媒の蒸気が充満している
時に、この載置台に保持された前記基板に対して、有機
溶媒を含む塗布液を供給する塗布液ノズルと、前記蓋に
設けられ、塗布液を基板に供給した後、前記処理容器内
に前記有機溶媒の蒸気を充満させたまま、前記基板の表
面側の周縁部に対して塗布膜を除去するために所定の溶
剤を供給する溶剤ノズルと、前記カップに設けられ、塗
布液を基板に供給した後、前記処理容器内に前記有機溶
媒の蒸気を充満させたまま、前記基板の裏面側の周縁部
に対して塗布膜を除去するために所定の溶剤を供給する
溶剤ノズルと、を具備したことを特徴とする。
【０００９】本発明では、例えば処理容器の前記載置台
の下方位置に、処理容器内を排気する排気機構を設け、
この排気機構は、前記蓋とカップとが離間した際にはそ
の隙間から外気を処理容器内に取り入れながら排気す
る。また排気機構は、例えば前記基板に対して前記塗布
液を供給する間は停止している。
の下方位置に、処理容器内を排気する排気機構を設け、
この排気機構は、前記蓋とカップとが離間した際にはそ
の隙間から外気を処理容器内に取り入れながら排気す
る。また排気機構は、例えば前記基板に対して前記塗布
液を供給する間は停止している。
【００１０】この場合溶媒は複数種類の有機溶媒を含
み、溶媒の蒸気は、前記複数種類の有機溶剤の内の少な
くとも一つの蒸気であるものも本発明に含まれる。例え
ば溶媒はエチレングリコ−ル及びアルコ−ルを含み、溶
媒の蒸気はエチレングリコ−ルである。成膜成分の出発
物質は、例えば金属アルコキシドである。
み、溶媒の蒸気は、前記複数種類の有機溶剤の内の少な
くとも一つの蒸気であるものも本発明に含まれる。例え
ば溶媒はエチレングリコ−ル及びアルコ−ルを含み、溶
媒の蒸気はエチレングリコ−ルである。成膜成分の出発
物質は、例えば金属アルコキシドである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の塗布膜形成装置の
一例の全体構成を概略的に示す平面図である。１１は基
板であるウエハの入出力ポートであり、カセットステー
ジＣＳに置かれたカセットＣから、搬送アーム１２がウ
エハＷを取り出して、メインアーム１３に受け渡すよう
に構成されている。メインアーム１３の搬送路（ガイド
レール）１４の一方側には、この実施の形態の主要部で
ある塗布部である塗布ユニット２が、ゲル化処理部であ
るエージングユニット３及び溶媒置換部である溶媒置換
ユニット４とともにこの順に並んで配列されている。前
記搬送路１４の他方側にも処理ユニットＵ１〜Ｕ４が並
んでおり、これら処理ユニットＵ１〜Ｕ４については、
塗布液を基板に塗布する前の疎水化処理、冷却処理、及
び基板に塗布膜を形成した後の熱処理（ベーク処理）な
どを行うためのユニットが夫々割り当てられる。
一例の全体構成を概略的に示す平面図である。１１は基
板であるウエハの入出力ポートであり、カセットステー
ジＣＳに置かれたカセットＣから、搬送アーム１２がウ
エハＷを取り出して、メインアーム１３に受け渡すよう
に構成されている。メインアーム１３の搬送路（ガイド
レール）１４の一方側には、この実施の形態の主要部で
ある塗布部である塗布ユニット２が、ゲル化処理部であ
るエージングユニット３及び溶媒置換部である溶媒置換
ユニット４とともにこの順に並んで配列されている。前
記搬送路１４の他方側にも処理ユニットＵ１〜Ｕ４が並
んでおり、これら処理ユニットＵ１〜Ｕ４については、
塗布液を基板に塗布する前の疎水化処理、冷却処理、及
び基板に塗布膜を形成した後の熱処理（ベーク処理）な
どを行うためのユニットが夫々割り当てられる。
【００１２】図２には前記塗布ユニット２の一例が示さ
れている。同図に示すように、この塗布ユニット２は、
上面の開放された基板搬入口２２ａが昇降自在な蓋２１
によって開閉されるように構成された処理容器であるカ
ップ２２と、このカップ２２の底面から挿入され、駆動
部２３によって昇降及び回転できる回転軸２４と、この
回転軸２４の上端に設けられ、ウエハを保持する回転載
置台であるバキュームチャック２５と、前記蓋２１に組
み合わせて設けられ、ウエハＷの中心部に塗布液を供給
するための塗布液ノズル２６とを備えている。
れている。同図に示すように、この塗布ユニット２は、
上面の開放された基板搬入口２２ａが昇降自在な蓋２１
によって開閉されるように構成された処理容器であるカ
ップ２２と、このカップ２２の底面から挿入され、駆動
部２３によって昇降及び回転できる回転軸２４と、この
回転軸２４の上端に設けられ、ウエハを保持する回転載
置台であるバキュームチャック２５と、前記蓋２１に組
み合わせて設けられ、ウエハＷの中心部に塗布液を供給
するための塗布液ノズル２６とを備えている。
【００１３】カップ２２には、塗布液で用いられている
溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給管２７が接続されて
おり、この溶媒蒸気供給管２７の基端側には溶媒蒸気発
生源２７ａが接続されている。この溶媒蒸気供給管２７
は、カップ２２内の所定位置に配置されたウエハＷより
も例えば高い位置から溶媒蒸気をカップ２２内に供給す
るように配設されているとともに、例えば図３に示すよ
うにカップ２２内にウエハＷの両側から溶媒蒸気を供給
するように配設されている。
溶媒の蒸気を供給する溶媒蒸気供給管２７が接続されて
おり、この溶媒蒸気供給管２７の基端側には溶媒蒸気発
生源２７ａが接続されている。この溶媒蒸気供給管２７
は、カップ２２内の所定位置に配置されたウエハＷより
も例えば高い位置から溶媒蒸気をカップ２２内に供給す
るように配設されているとともに、例えば図３に示すよ
うにカップ２２内にウエハＷの両側から溶媒蒸気を供給
するように配設されている。
【００１４】また前記カップ２２の底面及び蓋２１に
は、図２に示すように、ウエハ周縁部の塗布膜を除去す
る（エッジリンス処理）ための洗浄剤である溶剤を溶剤
供給源６１から供給する溶剤ノズル６２，６３が挿入さ
れている。前記蓋２１に設けられた溶剤ノズル６３はウ
エハＷの表面側の周縁に向けて溶剤を吐出するためのも
のであり、カップ２２に設けられた溶剤ノズル６２はウ
エハＷの裏面側の周縁に向けて溶剤を吐出してウエハ裏
面に回り込んだ塗布液を除去するためのものである。
は、図２に示すように、ウエハ周縁部の塗布膜を除去す
る（エッジリンス処理）ための洗浄剤である溶剤を溶剤
供給源６１から供給する溶剤ノズル６２，６３が挿入さ
れている。前記蓋２１に設けられた溶剤ノズル６３はウ
エハＷの表面側の周縁に向けて溶剤を吐出するためのも
のであり、カップ２２に設けられた溶剤ノズル６２はウ
エハＷの裏面側の周縁に向けて溶剤を吐出してウエハ裏
面に回り込んだ塗布液を除去するためのものである。
【００１５】さらにカップ２２には、ドレイン管２８、
排気管２９が接続されている。排気管２９の途中には開
閉バルブ２９ａが介設されている。
排気管２９が接続されている。排気管２９の途中には開
閉バルブ２９ａが介設されている。
【００１６】次に上述の装置によりウエハ上に塗布液を
塗布する処理について順を追って説明する。まず前記メ
インアーム１３により塗布ユニット２まで搬送されたウ
エハＷは、例えば図２の鎖線の位置でチャック２５に受
け渡される。その状態が図４（ａ）に示されている。続
いてチャック２５が下降した後、蓋２１によりカップ２
２が密閉される。ここで用いられる塗布液は、金属アル
コキシドであるＴＥＯＳのコロイドあるいは粒子を、有
機溶媒である例えばエチレングリコール及びエチルアル
コールと更に水及び微量の塩酸とを含む溶媒に分散させ
たものである。エチレングリコールは塗布液を塗布する
ときに最適な粘度に調整するために用いられている。
塗布する処理について順を追って説明する。まず前記メ
インアーム１３により塗布ユニット２まで搬送されたウ
エハＷは、例えば図２の鎖線の位置でチャック２５に受
け渡される。その状態が図４（ａ）に示されている。続
いてチャック２５が下降した後、蓋２１によりカップ２
２が密閉される。ここで用いられる塗布液は、金属アル
コキシドであるＴＥＯＳのコロイドあるいは粒子を、有
機溶媒である例えばエチレングリコール及びエチルアル
コールと更に水及び微量の塩酸とを含む溶媒に分散させ
たものである。エチレングリコールは塗布液を塗布する
ときに最適な粘度に調整するために用いられている。
【００１７】そしてこの例では図４（ｂ）に示すよう
に、例えば排気管２９から排気をしながら溶媒蒸気供給
管２７からエチレングリコールの蒸気６０をカップ２２
内に供給し、カップ２２内が蒸気６０で満たされた後排
気を止める。この時のカップ２２内の溶媒蒸気６０は飽
和蒸気圧になっているのが望ましい。その理由は飽和蒸
気圧よりも低いと塗布液からの溶媒の蒸発が起こり、一
方飽和蒸気圧よりも高い、すなわち過飽和状態になって
いると溶媒の結露が生じてしまうからである。
に、例えば排気管２９から排気をしながら溶媒蒸気供給
管２７からエチレングリコールの蒸気６０をカップ２２
内に供給し、カップ２２内が蒸気６０で満たされた後排
気を止める。この時のカップ２２内の溶媒蒸気６０は飽
和蒸気圧になっているのが望ましい。その理由は飽和蒸
気圧よりも低いと塗布液からの溶媒の蒸発が起こり、一
方飽和蒸気圧よりも高い、すなわち過飽和状態になって
いると溶媒の結露が生じてしまうからである。
【００１８】続いて図４（ｃ）に示すようにノズル２６
から塗布液ＳをウエハＷの中心部に供給する。次いで図
５（ａ）に示すようにチャック２５によりウエハＷを高
速回転させ、塗布液を遠心力によりウエハＷ表面に伸展
させて塗布膜を形成する。しかる後回転速度を下げ、図
５（ｂ）に示すようにノズル６２，６３から溶剤をウエ
ハＷの周縁部に吹き付け、それによって図６に示すよう
にウエハＷの表面上に広がった塗布膜Ｆの周縁部分ｆを
除去する。このようにウエハ周縁部の塗布膜が除去され
たことにより、塗布済みウエハの搬送時に搬送アームと
塗布液とが接触しないのでアームが塗布液で汚れるのが
防止されるとともに、プロセス終了後にウェハをキャリ
アに移した際にそのキャリアの溝により塗布膜の一部が
剥がれてパーティクルとなるのが防止される。このエッ
ジリンス処理の際にもカップ２２内は溶媒蒸気６０によ
り満たされている。
から塗布液ＳをウエハＷの中心部に供給する。次いで図
５（ａ）に示すようにチャック２５によりウエハＷを高
速回転させ、塗布液を遠心力によりウエハＷ表面に伸展
させて塗布膜を形成する。しかる後回転速度を下げ、図
５（ｂ）に示すようにノズル６２，６３から溶剤をウエ
ハＷの周縁部に吹き付け、それによって図６に示すよう
にウエハＷの表面上に広がった塗布膜Ｆの周縁部分ｆを
除去する。このようにウエハ周縁部の塗布膜が除去され
たことにより、塗布済みウエハの搬送時に搬送アームと
塗布液とが接触しないのでアームが塗布液で汚れるのが
防止されるとともに、プロセス終了後にウェハをキャリ
アに移した際にそのキャリアの溝により塗布膜の一部が
剥がれてパーティクルとなるのが防止される。このエッ
ジリンス処理の際にもカップ２２内は溶媒蒸気６０によ
り満たされている。
【００１９】その後図５（ｃ）に示すように例えば蓋２
１を少し持ち上げた状態にしてカップ２２内に大気を導
入しながら排気管２９から排気を行い、カップ２２内を
大気雰囲気に置換する。そして蓋２１及びチャック２５
を上昇させてウエハＷをチャック２５からウェハ搬送用
のアームに受け渡す。その後そのウエハは次のゲル化工
程へ送られる。
１を少し持ち上げた状態にしてカップ２２内に大気を導
入しながら排気管２９から排気を行い、カップ２２内を
大気雰囲気に置換する。そして蓋２１及びチャック２５
を上昇させてウエハＷをチャック２５からウェハ搬送用
のアームに受け渡す。その後そのウエハは次のゲル化工
程へ送られる。
【００２０】ゲル化工程以降の処理について簡単に述べ
ておくと、ゲル化工程は、図７（ａに示すように加熱プ
レ−ト７１の上にウエハＷを載せ、蓋７２を被せて密閉
空間を形成し、例えばウエハＷを１００℃の温度に加熱
して既述のゲル化を促進させる。この際例えば加熱プレ
−ト７１内に配管されたガス導入路７３からエチレング
リコ−ルの飽和蒸気を導入し、排気路７４から排気す
る。なおこのゲル化工程はアルカリ性ガス例えばアンモ
ニアガスを処理室内に導入して行うようにしてもよい。
その後ウエハＷは例えば塗布処理で用いたと同様の装置
を用い、図７（ｂ）に示すようにスピンチャック７５の
上にウエハＷを載せて、その表面にエチルアルコ−ル、
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）、をこの順に供給し
て、水分、ＯＨ基の除去を行い、続いて表面張力の小さ
い液体例えばヘプタンを供給して溶媒の置換を行う。し
かる後ウエハＷはベ−ク処理され、ポ−ラスなシリコン
酸化膜が得られる。上述実施の形態によれば、塗布処理
及びエッジリンス処理の際にカップ２２内をエチレング
リコールの蒸気で満たすことによって塗布膜からの溶媒
の蒸発が抑えられるので、ゲル化が阻害されずかつ予定
している膜厚が確保できる。なおエッジリンス処理は、
カップ２２とは別の場所で行ってもよい。
ておくと、ゲル化工程は、図７（ａに示すように加熱プ
レ−ト７１の上にウエハＷを載せ、蓋７２を被せて密閉
空間を形成し、例えばウエハＷを１００℃の温度に加熱
して既述のゲル化を促進させる。この際例えば加熱プレ
−ト７１内に配管されたガス導入路７３からエチレング
リコ−ルの飽和蒸気を導入し、排気路７４から排気す
る。なおこのゲル化工程はアルカリ性ガス例えばアンモ
ニアガスを処理室内に導入して行うようにしてもよい。
その後ウエハＷは例えば塗布処理で用いたと同様の装置
を用い、図７（ｂ）に示すようにスピンチャック７５の
上にウエハＷを載せて、その表面にエチルアルコ−ル、
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）、をこの順に供給し
て、水分、ＯＨ基の除去を行い、続いて表面張力の小さ
い液体例えばヘプタンを供給して溶媒の置換を行う。し
かる後ウエハＷはベ−ク処理され、ポ−ラスなシリコン
酸化膜が得られる。上述実施の形態によれば、塗布処理
及びエッジリンス処理の際にカップ２２内をエチレング
リコールの蒸気で満たすことによって塗布膜からの溶媒
の蒸発が抑えられるので、ゲル化が阻害されずかつ予定
している膜厚が確保できる。なおエッジリンス処理は、
カップ２２とは別の場所で行ってもよい。
【００２１】ここで上述のようにスピンコ−ティングを
行う場合には、少なくともウエハＷが回転しているとき
にカップ２２内を溶媒蒸気で満たすことが必要である
が、例えばカップ２２とは別個に塗布液ノズルを設け、
このノズルから塗布液がウエハＷ上に滴下された後、蓋
を閉じて溶媒蒸気をカップ２２内に供給することも本発
明の範囲に含まれる。
行う場合には、少なくともウエハＷが回転しているとき
にカップ２２内を溶媒蒸気で満たすことが必要である
が、例えばカップ２２とは別個に塗布液ノズルを設け、
このノズルから塗布液がウエハＷ上に滴下された後、蓋
を閉じて溶媒蒸気をカップ２２内に供給することも本発
明の範囲に含まれる。
【００２２】なお、カップ２２内に溶媒蒸気と大気とを
切り換えて供給するために、図８に示すように、溶媒蒸
気供給管２７の途中に一端が大気に開放された３方弁６
４を設けてもよい。そうすれば３方弁６４を大気の流通
側に切り換えることにより、塗布後にカップ２２内に大
気を導入しながらカップ２２内の排気を行うことができ
る。３方弁６４の前記一端を窒素ガス供給源に接続し
て、大気の代わりに窒素ガスを供給してもよい。
切り換えて供給するために、図８に示すように、溶媒蒸
気供給管２７の途中に一端が大気に開放された３方弁６
４を設けてもよい。そうすれば３方弁６４を大気の流通
側に切り換えることにより、塗布後にカップ２２内に大
気を導入しながらカップ２２内の排気を行うことができ
る。３方弁６４の前記一端を窒素ガス供給源に接続し
て、大気の代わりに窒素ガスを供給してもよい。
【００２３】以上において本発明は、溶媒蒸気供給管２
７は例えば３方またはそれ以上の方向からカップ２２内
に溶媒蒸気を供給するように配設されていてもよいし、
開放型のカップを用いると共にこのカップを気密容器で
囲い、その気密容器内を溶媒蒸気の雰囲気にして塗布す
るようにしてもよいし、大気開放下でエッジリンス処理
を行ってもよいし、スピンコート法以外の方法で塗布し
てもよい。また被処理基板としてはウエハに限らず液晶
ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
７は例えば３方またはそれ以上の方向からカップ２２内
に溶媒蒸気を供給するように配設されていてもよいし、
開放型のカップを用いると共にこのカップを気密容器で
囲い、その気密容器内を溶媒蒸気の雰囲気にして塗布す
るようにしてもよいし、大気開放下でエッジリンス処理
を行ってもよいし、スピンコート法以外の方法で塗布し
てもよい。また被処理基板としてはウエハに限らず液晶
ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、成膜成分
の出発物資であるコロイドあるいは粒子を溶媒に分散さ
せた塗布液を溶媒の蒸発を防ぎながら基板に塗布するこ
とができるので良質な薄膜例えば層間絶縁膜を得ること
ができる。また溶媒蒸気の雰囲気で基板の縁部の塗布膜
を除去しているので、より一層塗布液の溶媒の蒸発を抑
えることができる。
の出発物資であるコロイドあるいは粒子を溶媒に分散さ
せた塗布液を溶媒の蒸発を防ぎながら基板に塗布するこ
とができるので良質な薄膜例えば層間絶縁膜を得ること
ができる。また溶媒蒸気の雰囲気で基板の縁部の塗布膜
を除去しているので、より一層塗布液の溶媒の蒸発を抑
えることができる。
【図１】本発明の塗布膜形成装置の一例の全体の概略構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図２】上記塗布膜形成装置における塗布ユニットを示
す縦断側面図である。
す縦断側面図である。
【図３】上記塗布ユニットの図２のIII −III における
平断面図である。
平断面図である。
【図４】本発明装置により実施される処理の一例の一部
を順を追って示す工程図である。
を順を追って示す工程図である。
【図５】図４に示すプロセスの続きを示す工程図であ
る。
る。
【図６】エッジリンス処理によりウエハ周縁部の塗布膜
を除去した状態を示す拡大図である。
を除去した状態を示す拡大図である。
【図７】塗布処理後の工程を示す工程図である。
【図８】上記塗布膜形成装置における塗布ユニットの溶
媒蒸気供給管に３方弁を取り付けた例を示す縦断側面図
である。
媒蒸気供給管に３方弁を取り付けた例を示す縦断側面図
である。
【図９】ゾルーゲル法における塗布膜の変性の様子を示
す説明図である。
す説明図である。
Ｆ 塗布膜 Ｓ 塗布液 Ｗ 半導体ウエハ（基板） １３ メインアーム ２ 塗布ユニット ６１ 溶剤供給源 ６２，６３ 溶剤ノズル ２１ 蓋 ２２ カップ（処理容器） ２２ａ 基板搬入口 ２５ チャック（回転載置台） ２７ 溶媒蒸気供給管 ２７ａ 溶媒蒸気発生源 ３ エージングユニット ４ 溶媒置換ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 誠 熊本県菊池郡菊陽町津久札2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (72)発明者 水谷 洋二 東京都港区赤坂５丁目３番６号 東京エ レクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−162450（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−316311（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35768（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−106980（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−134909（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/31 H01L 21/768
Claims (7)
- 【請求項１】 蓋とカップとにより密閉自在に構成され
た処理容器と、 この処理容器内に有機溶媒の蒸気を供給するための手段
と、 前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持すると共に
回転自在に構成された載置台と、 前記蓋に設けられ、処理容器内に前記有機溶媒の蒸気が
充満している時に、この載置台に保持された前記基板に
対して、有機溶媒を含む塗布液を供給する塗布液ノズル
と、前記蓋に設けられ、 塗布液を基板に供給した後、前記処
理容器内に前記有機溶媒の蒸気を充満させたまま、前記
基板の表面側の周縁部に対して塗布膜を除去するために
所定の溶剤を供給する溶剤ノズルと、前記カップに設けられ、塗布液を基板に供給した後、前
記処理容器内に前記有機溶媒の蒸気を充満させたまま、
前記基板の裏面側の周縁部に対して塗布膜を除去するた
めに所定の溶剤を供給する溶剤ノズルと、 を具備したこ
とを特徴とする塗布膜形成装置。 - 【請求項２】 処理容器の前記載置台の下方位置に、処
理容器内を排気する排気機構を設け、この排気機構は、
前記蓋とカップとが離間した際にはその隙間から外気を
処理容器内に取り入れながら排気することを特徴とする
請求項１項記載の塗布膜形成装置。 - 【請求項３】 排気機構は、前記基板に対して前記塗布
液を供給する間は停止していることを特徴とする請求項
１項記載の塗布膜形成装置。 - 【請求項４】 有機溶媒の蒸気は、飽和蒸気圧に設定さ
れていることを特徴する請求項１ないし３のいずれかに
記載の塗布膜形成装置。 - 【請求項５】 溶媒は複数種類の有機溶媒を含み、、溶
媒の蒸気は、前記複数種類の有機溶剤の内の少なくとも
一つの蒸気であることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の塗布膜形成装置。 - 【請求項６】 溶媒はエチレングリコ−ル及びアルコ−
ルを含み、溶媒の蒸 気はエチレングリコ−ルであること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布
膜形成装置。 - 【請求項７】 塗布液は、金属アルコキシドの粒子また
はコロイドを溶媒に分散させたものであることを特徴と
する請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布膜形成装
置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1997
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