WO2012002124A1 - 金属膜形成システム、金属膜形成方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents
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- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
Definitions
- the present invention relates to a metal film forming system for forming a metal film on a substrate, a metal film forming method using the metal film forming system, and a computer storage medium.
- aluminum is used as a material for wiring and electrodes used in electronic devices such as semiconductor devices.
- a predetermined pattern is formed on a substrate, a trench is formed in a portion to be a wiring or an electrode, and an aluminum film is formed on the substrate including the inside of the trench.
- a method of removing excess portions by chemical mechanical polishing or the like was generally employed.
- a method of forming this aluminum film a method of forming an aluminum film by a vacuum process such as sputtering, vacuum deposition, or CVD (Chemical Vapor Deposition) has been used.
- the structures of wirings and electrodes have been miniaturized and complicated, and an improvement in accuracy regarding these shapes is required.
- the opening width of the trench on the substrate is reduced, and the aspect ratio of the trench (the value obtained by dividing the trench depth by the minimum distance of the surface opening of the trench) is increased.
- a conventional sputtering method, vacuum evaporation method, CVD method or the like is employed when forming an aluminum film on a substrate, aluminum deposited in a region close to the opening of the trench closes the opening of the trench.
- a defective portion that is not filled with aluminum is generated in the trench.
- a method for forming an aluminum film for example, a method is proposed in which a metal mixed solution in which a complex of an amine compound and aluminum hydroxide is dissolved in a solvent is applied on the substrate, and the aluminum film is formed on the substrate. (Patent Document 1).
- Patent Document 1 a metal mixed solution in which a complex of an amine compound and aluminum hydroxide is dissolved in a solvent is applied on the substrate, and the aluminum film is formed on the substrate.
- the present state is a stage where a method using such a metal mixed solution is experimentally performed, and an apparatus for forming an aluminum film while appropriately controlling the processing atmosphere is still in a development stage.
- the application of the metal mixture onto the substrate is usually performed by discharging the metal mixture onto the substrate from an application nozzle.
- the metal mixed solution remains in the coating nozzle after the processing is completed, the remaining metal mixed solution flows out of the coating nozzle when the processing atmosphere is reduced in pressure to process another substrate.
- An aluminum film cannot be appropriately formed on the other substrate. Therefore, it is practically difficult to continuously form aluminum films on a plurality of substrates, and it cannot cope with mass production of semiconductor devices.
- the present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to appropriately form a metal film on a substrate using a metal mixed solution while appropriately controlling a processing atmosphere.
- the present invention is a metal film forming system for forming a metal film on a substrate, and a coating treatment apparatus for applying a metal mixed solution obtained by mixing a metal complex and a solvent onto the substrate,
- a liquid supply device for supplying a metal complex and a solvent to the coating processing apparatus, the coating processing apparatus containing a substrate and capable of switching the inside to an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere of an inert gas;
- a holding unit that is provided inside the processing vessel and holds the substrate, and a substrate that is provided inside the processing vessel and forms a metal mixed solution by mixing a metal complex and a solvent, and is held on the holding unit.
- a coating nozzle that discharges the metal mixed solution, and a standby unit that is provided inside the processing container and waits for the coating nozzle retracted from above the holding unit, and the liquid supply device Reserving metal complexes A genus supply source, a solvent supply source that stores a solvent therein, a metal supply pipe that connects the metal supply source and the application nozzle, a solvent supply pipe that connects the solvent supply source and the application nozzle, A gas supply source for storing an inert gas therein, a first gas supply pipe connecting the gas supply source and the metal supply pipe, and a second connecting the gas supply source and the solvent supply pipe.
- the application nozzle Before depressurizing the inside of the gas supply pipe and the processing vessel, the application nozzle is not allowed to pass through the first gas supply pipe and the metal supply pipe in a state where the application nozzle is in a standby state. And a control unit for supplying an inert gas to the application nozzle through the second gas supply pipe and the solvent supply pipe.
- the controller is inactive to the coating nozzle through the first gas supply pipe and the metal supply pipe in a state where the coating nozzle is kept in the standby section before the inside of the processing container is depressurized by the control section.
- an inert gas is supplied to the coating nozzle through the second gas supply pipe and the solvent supply pipe.
- the metal mixed solution remaining in the coating nozzle is driven out. If it does so, even if it depressurizes the inside of a processing container when processing a new board
- the inside of the processing vessel is set to an atmospheric pressure atmosphere of an inert gas, and the metal complex is supplied to the coating nozzle through the metal supply pipe in a state where the coating nozzle is arranged above the holding unit, and the solvent supply pipe
- the solvent is supplied to the coating nozzle via And a metal liquid mixture is discharged on a board
- a metal film forming method for forming a metal film on a substrate using a metal film forming system, the metal film forming system containing a substrate and containing an inert gas inside.
- a processing vessel that can be switched to an atmospheric pressure atmosphere or a reduced-pressure atmosphere, a holding unit that is provided inside the processing vessel and holds a substrate, and that is provided inside the processing vessel.
- An application nozzle that forms a liquid and discharges the metal mixed solution onto a substrate held by the holding unit, and a standby unit that is provided inside the processing container and waits for the application nozzle that is retracted from above the holding unit
- a coating treatment apparatus comprising: a metal supply source that stores a metal complex therein; a solvent supply source that stores a solvent therein; a metal supply pipe that connects the metal supply source and the coating nozzle; Solvent supply And a solvent supply pipe connecting the coating nozzle, a gas supply source storing an inert gas therein, a first gas supply pipe connecting the gas supply source and the metal supply pipe, and the gas supply
- a liquid supply device including a second gas supply pipe that connects the source and the solvent supply pipe, and the metal film forming method is configured such that the coating nozzle is in a standby state in the standby section.
- the inert gas is supplied to the coating nozzle through the first gas supply pipe and the metal supply pipe, and the inert gas is supplied to the coating nozzle through the second gas supply pipe and the solvent supply pipe.
- Gold to the coating nozzle through a metal supply pipe Supplies complexes, having a processing step of supplying solvent to the coating nozzle through the solvent supply pipe.
- a program that operates on a computer of a control unit that controls the metal film forming system in order to cause the metal film forming system to execute the metal film forming method.
- a readable computer storage medium storing a program operating on a computer of a control unit that controls the metal film forming system in order to cause the metal film forming system to execute the metal film forming method.
- the metal film forming system accommodates a substrate and is capable of switching the inside to an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere of an inert gas, and a holding unit that is provided inside the processing vessel and holds the substrate.
- a coating nozzle that is provided inside the processing container, forms a metal mixed solution by mixing a metal complex and a solvent, and discharges the metal mixed solution onto a substrate held by the holding unit, and the processing
- a coating processing apparatus provided inside the container and provided with a standby unit that waits for the coating nozzle retracted from above the holding unit; and stores the metal complex therein.
- a genus supply source a solvent supply source that stores a solvent therein, a metal supply pipe that connects the metal supply source and the application nozzle, a solvent supply pipe that connects the solvent supply source and the application nozzle, A gas supply source for storing an inert gas therein, a first gas supply pipe connecting the gas supply source and the metal supply pipe, and a second connecting the gas supply source and the solvent supply pipe.
- a liquid supply device including a gas supply pipe, wherein the metal film forming method is configured such that the first gas supply pipe and the metal supply pipe are in a state in which the coating nozzle is in a standby state in the standby unit.
- the metal film can be appropriately formed on the substrate using the metal mixed solution while appropriately controlling the processing atmosphere.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a configuration of a coating treatment apparatus 10 of a metal film forming system 1 according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of the coating treatment apparatus 10.
- a predetermined pattern (not shown) is formed in advance on a wafer W as a substrate. Further, on the predetermined pattern, for example, a base film (not shown) having an organometallic compound is formed in advance in order to improve the fixing property between the wafer W and the metal film, for example. Further, in the metal film forming system 1 of the present embodiment, an aluminum film is formed on the wafer W as the metal film.
- the coating processing apparatus 10 provided in the metal film forming system 1 has a processing container 20 that can be sealed inside as shown in FIGS. 1 and 2.
- a loading / unloading port (not shown) for the wafer W is formed on the side surface of the processing container 20, and a gate valve (not shown) is provided at the loading / unloading port.
- a gas supply port 21 for supplying an inert gas such as nitrogen gas is formed inside the processing container 20 on the ceiling surface of the processing container 20.
- a gas supply pipe 23 communicating with the gas supply source 22 is connected to the gas supply port 21.
- the gas supply pipe 23 is provided with a control valve 24 that controls the flow of the inert gas.
- a spin chuck 30 is provided as a holding unit that holds the wafer W by suction.
- the spin chuck 30 has a horizontal upper surface, and a suction port (not shown) for sucking the wafer W, for example, is provided on the upper surface.
- the wafer W can be sucked and held on the spin chuck 30 by suction from the suction port.
- a chuck driving unit 32 as another driving unit provided outside the processing container 20 is attached to the spin chuck 30 via a shaft 31.
- the chuck drive unit 32 includes, for example, a motor, and the chuck drive unit 32 can rotate the spin chuck 30 at a predetermined speed. Further, the chuck drive unit 32 is provided with a lifting drive source such as a cylinder, and the spin chuck 30 is movable up and down. Note that, for example, an O-ring or vacuum grease is provided at a portion where the shaft 31 passes through the processing container 20 in order to seal the inside of the processing container 20. Further, the shaft 31 itself may have a cylinder structure.
- a guide ring 40 having a mountain shape in cross section is provided on the lower side of the spin chuck 30, and the outer peripheral edge of the guide ring 40 is bent and extends downward.
- a cup body 41 is provided so as to surround the spin chuck 30, the wafer W held by the spin chuck 30 and the guide ring 40. The cup body 41 can receive and collect the liquid scattered or dropped from the wafer W.
- the cup body 41 is formed with an opening larger than the wafer W so that the spin chuck 30 can move up and down on the upper surface, and a gap 42 that forms a discharge path between the side peripheral surface and the outer peripheral edge of the guide ring 40. Is formed.
- the lower side of the cup body 41 forms a curved path together with the outer peripheral edge portion of the guide ring 40 to constitute a gas-liquid separation part.
- an air inlet 43 for sucking the atmosphere in the cup body 41 and the atmosphere in the processing container 20 is formed.
- An intake pipe 44 is connected to the intake port 43, and the intake pipe 44 is branched into two intake pipes 44a and 44b.
- the one intake pipe 44a communicates with the vacuum pump 45, for example, and is used to suck the internal atmosphere of the processing container 20 when, for example, the inside of the processing container 20 is in a reduced pressure atmosphere.
- a control valve 46 for controlling the gas flow is provided in one intake pipe 44a.
- the other intake pipe 44b communicates with, for example, the vacuum pump 47 and is used, for example, to suck the atmosphere inside the processing container 20 when the inside of the processing container 20 is set to an atmospheric pressure atmosphere of an inert gas.
- the other intake pipe 44b is provided with a control valve 48 for controlling the gas flow.
- the coating processing apparatus 10 is configured to be able to switch the inside of the processing container 20 to an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere of an inert gas.
- a drain port 49 for discharging the collected liquid is formed in the outer region of the bottom of the cup body 41, and a drain tube 50 is connected to the drain port 49.
- Back rinse nozzles 60 and 60 for injecting a rinse liquid toward the back surface of the wafer W are provided below the spin chuck 30 and on the guide ring 40, for example, at two locations.
- a rinse liquid supply device 61 that supplies a rinse liquid to the back rinse nozzle 60 is connected to the back rinse nozzle 60.
- a coating nozzle 70 that discharges a metal mixed solution obtained by mixing a metal complex and a solvent is provided on the central portion of the wafer W held by the spin chuck 30.
- a liquid supply device 71 that supplies the metal complex and the solvent to the coating nozzle 70 is connected to the coating nozzle 70.
- the application nozzle 70 is comprised so that the metal complex and solvent which were supplied from the liquid supply apparatus 71 may be mixed in the inside, and a metal liquid mixture may be formed.
- the metal complex a complex having an aluminum atom is used.
- a complex of an amine compound and aluminum hydroxide is used.
- the solvent for dissolving the metal complex is not limited as long as it dissolves the metal complex. For example, ethers and hydrocarbons are used.
- a nozzle drive unit 74 is attached to the application nozzle 70 via a support member 72 and a transmission unit 73.
- the support member 72 and the transmission unit 73 are each provided inside the processing container 20, and the nozzle driving unit 74 is provided outside the processing container 20.
- the support member 72 has a horizontal support portion 72a extending in the horizontal direction and a vertical support portion 72b extending in the vertical direction.
- the application nozzle 70 is supported at the tip of the horizontal support portion 72a.
- the transmission part 73 supports the base end part of the support member 72 and extends in the vertical direction.
- the transmission unit 73 has, for example, a cylinder structure, and can transmit the power of the nozzle drive unit 74 to the support member 72. That is, for example, a piston (not shown) is provided inside the transmission unit 73, and the support member 72 and the application nozzle 70 can be moved up and down. Further, for example, the transmission unit 73 itself can be rotated, and the support member 72 and the application nozzle 70 can be rotated around the base end portion of the support member 72.
- the O-ring and the grease for vacuum are provided in the connection part of the vertical support part 72b and the transmission part 73 of the support member 72, for example. Further, for example, an O-ring or vacuum grease is provided at a portion where the transmission unit 73 passes through the processing container 20 in order to seal the inside of the processing container 20.
- the nozzle drive unit 74 includes, for example, a motor, and can move the support member 72 and the application nozzle 70 up and down as described above.
- the coating nozzle 70 is configured to be movable up and down and rotatable, and above the central portion of the wafer W in the cup body 41 from the nozzle bus 75 as a standby section installed outside the cup body 41 on the Y direction positive direction side. Can move up to.
- the tip end portion of the coating nozzle 70 in standby can be accommodated and the coating nozzle 70 can be cleaned.
- dummy dispensing of the metal mixed solution from the application nozzle 70 can also be performed.
- the vertical support portion 72b, the transmission portion 73, and the nozzle drive portion 74 of the support member 72 are disposed on the positive side in the Y direction of the cup body 41 for the sake of illustration.
- the processing container 20 is disposed near the center in the Y direction.
- an edge rinse nozzle 80 that discharges a rinse liquid onto the outer periphery of the wafer W held by the spin chuck 30 is provided inside the processing container 20.
- a rinse liquid supply device 81 that supplies a rinse liquid to the edge rinse nozzle 80 is connected to the edge rinse nozzle 80.
- the edge rinse nozzle 80 is also configured to be movable up and down and rotatable like the application nozzle 70 described above. That is, the edge rinse nozzle 80 is attached with the nozzle drive unit 84 via the support member 82 and the transmission unit 83.
- the support member 82 and the transmission unit 83 are each provided inside the processing container 20, and the nozzle driving unit 84 is provided outside the processing container 20.
- the support member 82 has a horizontal support portion 82a extending in the horizontal direction and a vertical support portion 82b extending in the vertical direction.
- the edge rinse nozzle 80 is supported at the tip of the horizontal support portion 82a.
- the transmission portion 83 supports the proximal end portion of the support member 82 and is provided extending in the vertical direction.
- the transmission unit 83 has, for example, a cylinder structure, and can transmit the power of the nozzle drive unit 84 to the support member 82. That is, for example, a piston (not shown) is provided inside the transmission portion 83, and the support member 82 and the edge rinse nozzle 80 can be moved up and down. Further, for example, the transmission portion 83 itself can be rotated to rotate the support member 82 and the edge rinse nozzle 80.
- the O-ring and the grease for vacuum are provided in the connection part of the vertical support part 82b and the transmission part 83 of the support member 82, for example. Further, for example, an O-ring or vacuum grease is provided at a portion where the transmission unit 83 passes through the processing container 20 in order to seal the inside of the processing container 20.
- the nozzle drive unit 84 includes, for example, a motor, and can move the support member 82 and the edge rinse nozzle 80 up and down as described above.
- the edge rinse nozzle 80 is configured to be movable up and down and rotatable, and can move from the nozzle bath 85 installed outside the cup body 41 on the negative side in the Y direction to the outer peripheral portion of the wafer W in the cup body 41.
- the edge portion of the edge rinse nozzle 80 can be accommodated and the edge rinse nozzle 80 can be cleaned.
- dummy dispensing of the rinsing liquid from the edge rinse nozzle 80 can also be performed.
- the liquid supply device 71 includes a metal supply source 100 that stores a metal complex therein.
- An air supply pipe 101 for supplying air, for example, an inert gas, into the metal supply source 100 is connected to the upper part of the metal supply source 100.
- the air supply pipe 101 communicates with an air supply source 102 that stores air therein.
- the air supply pipe 101 is provided with a control valve 103 that controls the flow of air. Then, air is supplied from the air supply source 102 into the metal supply source 100, the pressure in the metal supply source 100 is maintained at a predetermined pressure, and the metal complex in the metal supply source 100 is a metal supply pipe 104 described later. To be supplied.
- a metal supply pipe 104 for supplying a metal complex to the coating nozzle 70 is connected to the upper part of the metal supply source 100. That is, the metal supply pipe 104 is provided by connecting the metal supply source 100 and the coating nozzle 70.
- a first gas supply pipe 121 that supplies an inert gas is connected to the metal supply pipe 104 as will be described later.
- the metal supply pipe 104 downstream of the first gas supply pipe 121 is provided with a first main control valve 105 that controls the flow of the metal complex or the inert gas.
- a metal control valve 106 that controls the flow of the metal complex is provided in the metal supply pipe 104 upstream of the first gas supply pipe 121.
- the liquid supply device 71 has a solvent supply source 110 for storing the solvent therein.
- An air supply pipe 111 for supplying air, for example, an inert gas, to the solvent supply source 110 is connected to the upper part of the solvent supply source 110.
- the air supply pipe 111 communicates with an air supply source 112 that stores air therein.
- the air supply pipe 111 is provided with a control valve 113 for controlling the air flow. Then, air is supplied from the air supply source 112 into the solvent supply source 110, the pressure in the solvent supply source 110 is maintained at a predetermined pressure, and the solvent in the solvent supply source 110 is supplied to a solvent supply pipe 114 described later. It comes to be supplied.
- a solvent supply pipe 114 for supplying a solvent to the coating nozzle 70 is connected to the upper part of the solvent supply source 110. That is, the solvent supply pipe 114 is provided by connecting the solvent supply source 110 and the coating nozzle 70.
- the solvent supply pipe 114 is connected to a second gas supply pipe 123 that supplies an inert gas as will be described later.
- the solvent supply pipe 114 on the downstream side of the second gas supply pipe 123 is provided with a second main control valve 115 that controls the flow of the solvent or the inert gas.
- a solvent control valve 116 that controls the flow of the solvent is provided in the solvent supply pipe 114 upstream of the second gas supply pipe 123.
- the liquid supply device 71 has a gas supply source 120 for storing an inert gas such as nitrogen gas therein.
- the first gas supply pipe 121 described above is connected between the gas supply source 120 and the metal supply pipe 104.
- the first gas supply pipe 121 is provided with a first gas control valve 122 that controls the flow of the inert gas.
- the above-described second gas supply pipe 123 is connected between the gas supply source 120 and the solvent supply pipe 114.
- the second gas supply pipe 123 is provided with a second gas control valve 124 that controls the flow of the inert gas.
- the liquid supply device 71 has a cleaning liquid supply source 125 for storing the cleaning liquid therein.
- a first cleaning liquid supply pipe 126 is connected between the cleaning liquid supply source 125 and the first gas supply pipe 121 on the downstream side of the first gas control valve 122.
- the first cleaning liquid supply pipe 126 is provided with a first cleaning liquid control valve 127 that controls the flow of the cleaning liquid.
- a second cleaning liquid supply pipe 128 is connected between the cleaning liquid supply source 125 and the second gas supply pipe 123 on the downstream side of the second gas control valve 124.
- the second cleaning liquid supply pipe 128 is provided with a second cleaning liquid control valve 129 for controlling the flow of the cleaning liquid.
- the opening and closing of the first main control valve 105, the opening and closing of the metal control valve 106, the opening and closing of the first gas control valve 122, the opening and closing of the second main control valve 115, the opening and closing of the solvent control valve 116, the second The opening and closing of the gas control valve 124, the first cleaning liquid control valve 127, and the second cleaning liquid control valve 129 are controlled by the control unit 150 described later.
- the metal complex and the solvent are supplied from the liquid supply device 71 to the coating nozzle 70.
- the metal complex and the solvent are mixed by a stirring mechanism (not shown) to generate a metal mixed solution, and the metal mixed solution is discharged from the coating nozzle 70.
- the rinse liquid supply device 81 has a rinse liquid supply source 130 that stores the rinse liquid therein.
- An air supply pipe 131 for supplying air, for example, an inert gas, into the rinse liquid supply source 130 is connected to the upper part of the rinse liquid supply source 130.
- the air supply pipe 131 communicates with an air supply source 132 that stores air therein.
- the air supply pipe 131 is provided with a control valve 133 that controls the flow of air.
- a rinse liquid supply pipe 134 for supplying a rinse liquid to the edge rinse nozzle 80 is connected to the upper part of the rinse liquid supply source 130. That is, the rinse liquid supply pipe 134 is provided by connecting the rinse liquid supply source 130 and the edge rinse nozzle 80.
- a gas supply pipe 141 for supplying an inert gas is connected to the rinse liquid supply pipe 134 as will be described later.
- a rinsing liquid supply pipe 134 on the downstream side of the gas supply pipe 141 is provided with a main control valve 135 that controls the flow of the rinsing liquid or the inert gas. Further, a rinse liquid control valve 136 that controls the flow of the rinse liquid is provided in the rinse liquid supply pipe 134 upstream of the gas supply pipe 141.
- the rinse liquid supply device 81 has a gas supply source 140 for storing an inert gas such as nitrogen gas therein.
- the gas supply pipe 141 described above is connected between the gas supply source 140 and the rinse liquid supply pipe 134.
- the gas supply pipe 141 is provided with a gas control valve 142 that controls the flow of the inert gas.
- the opening / closing of the main control valve 135, the opening / closing of the rinse liquid control valve 136, and the opening / closing of the gas control valve 142 are controlled by the control unit 150 described later.
- the configuration of the rinsing liquid supply device 61 connected to the back rinse nozzle 60 is the same as the configuration of the rinsing liquid supply device 81 described above, and a description thereof will be omitted.
- the control unit 150 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown).
- the program storage unit stores a program for executing the metal film forming process of the wafer W in the metal film forming system 1.
- This program is recorded on a computer-readable storage medium H such as a computer-readable hard disk (HD), flexible disk (FD), compact disk (CD), magnetic optical desk (MO), or memory card. May have been installed in the control unit 150 from the storage medium H.
- a computer-readable storage medium H such as a computer-readable hard disk (HD), flexible disk (FD), compact disk (CD), magnetic optical desk (MO), or memory card. May have been installed in the control unit 150 from the storage medium H.
- the metal film forming system 1 is configured as described above. Next, the process which forms the metal film performed with the metal film formation system 1 is demonstrated. 5 to 8 show a state in which the metal mixed solution is applied onto the wafer W in the coating processing apparatus 10.
- the nozzle bath 75 is connected to the transmission unit 73 and the nozzle. It is shown outside the drive unit 74.
- the wafer W carried into the coating processing apparatus 10 is sucked and held by the spin chuck 30 as shown in FIG.
- the application nozzle 70 stands by in the nozzle bath 75.
- the metal control valve 106 and the first gas control valve 122 are closed, and the first main control valve 105 and the first cleaning liquid control valve 127 are opened, respectively.
- the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply source 125 to the coating nozzle 70 via the supply pipe 126, the first gas supply pipe 121, and the metal supply pipe 104.
- the solvent control valve 116 and the second gas control valve 124 are closed, the second main control valve 115 and the second cleaning liquid control valve 129 are opened, the second cleaning liquid supply pipe 128 and the second cleaning liquid control pipe 129 are opened.
- the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply source 125 to the coating nozzle 70 via the second gas supply pipe 123 and the solvent supply pipe 114. With the cleaning liquid supplied in this manner, the metal mixed liquid, the metal complex, and the solvent remaining inside the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 are expelled and cleaned.
- the metal control valve 106 and the first cleaning liquid control valve 127 are respectively closed in the liquid supply device 71, and the first main control valve 105 and the first gas are closed.
- Each of the control valves 122 is opened, and an inert gas is supplied from the gas supply source 120 to the coating nozzle 70 via the first gas supply pipe 121 and the metal supply pipe 104.
- the solvent control valve 116 and the second cleaning liquid control valve 129 are closed, the second main control valve 115 and the second gas control valve 124 are opened, and the second gas is supplied from the gas supply source 120.
- An inert gas is supplied to the coating nozzle 70 via the supply pipe 123 and the solvent supply pipe 114.
- the cleaning liquid remaining in each of the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 is dried by the inert gas thus supplied.
- the cleaning liquid in each of the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 is replaced with an inert gas.
- the coating nozzle 70 is used even if the inside of the processing container 20 is depressurized as described later. No unnecessary metal mixture flows out of the tank. Moreover, aluminum which is a metal tends to precipitate in a metal liquid mixture.
- the metal is deposited after a predetermined time, for example, 90 seconds. Therefore, the metal mixed solution and the metal complex used when processing the previous wafer W remain inside the coating nozzle 70 and the metal supply pipe 104 in standby, and the metal is deposited. In addition, the solvent remains in the solvent supply pipe 114.
- the solvent is removed, and the subsequent coating treatment can be appropriately performed.
- substitution of the metal mixed solution, metal complex, and solvent with an inert gas may be performed after the processing of each wafer W in the coating processing apparatus 10 (or after the coating processing of the metal mixed solution). Alternatively, it may be performed after the processing of the plurality of wafers W in the coating processing apparatus 10 (or after the coating processing of the metal mixed solution) is completed.
- the rinsing liquid supply device 81 also closes the rinsing liquid control valve 136, opens the main control valve 135 and the gas control valve 142, and connects the gas supply pipe 141 and the rinsing liquid supply pipe 134 from the gas supply source 140. Then, an inert gas is supplied to the edge rinse nozzle 80. With this inert gas, the rinse liquid remaining in the edge rinse nozzle 80 is driven out to the nozzle bath 85.
- the vacuum pump 45 is operated to suck the internal atmosphere of the processing container 20, and the inside of the processing container 20 is depressurized to a predetermined degree of vacuum, for example, 13.3 Pa. Thereafter, an inert gas is supplied from the gas supply source 22 to the inside of the processing container 20 and the vacuum pump 47 is operated. Then, the inside of the processing container 20 is equalized to an inert gas atmosphere at atmospheric pressure.
- the reason why the atmosphere inside the processing container 20 is depressurized is that oxygen and moisture are quickly discharged from the inside of the processing container 20 and the inside atmosphere is quickly changed to an inert gas atmosphere.
- the internal atmosphere is not required to be strictly reduced to a vacuum atmosphere, and may be reduced to a vacuum degree of 13.3 Pa, for example, as described above. Therefore, the atmosphere inside the processing container 20 can be depressurized to a predetermined degree of vacuum in a very short time.
- the nozzle drive unit 74 and the transmission unit 73 raise the application nozzle 70 as shown in FIG. Subsequently, as shown in FIG. 7, the coating nozzle 70 is rotated around the base end portion of the support member 72 and arranged above the center of the wafer W, and then the coating nozzle 70 is lowered as shown in FIG. And place it at a predetermined position. Even when the coating nozzle 70 is moved in this manner, the inside of the coating nozzle 70 is replaced with an inert gas, and therefore, an unnecessary metal mixed liquid does not flow out from the coating nozzle 70. For this reason, after disposing the coating nozzle 70 at a predetermined position above the center of the wafer W, the inside of the processing container 20 may be decompressed.
- the first gas control valve 122 and the first cleaning liquid control valve 127 are closed, and the first main control valve 105 and the metal control valve 106 are opened, respectively.
- the metal complex is supplied to the coating nozzle 70 through the metal supply pipe 104.
- the second gas control valve 124 and the second cleaning liquid control valve 129 are closed, the second main control valve 115 and the solvent control valve 116 are opened, and the solvent supply pipe 110 is connected to the solvent supply pipe.
- a solvent is supplied to the coating nozzle 70 via 114.
- the supplied metal complex and solvent are mixed inside the coating nozzle 70 to generate a metal mixed solution. Then, the metal mixture is discharged from the coating nozzle 70 onto the rotating wafer W.
- the metal mixed solution is generated immediately before being discharged onto the wafer W, an appropriate metal mixed solution can be discharged onto the wafer W without metal being deposited.
- the discharged metal mixture is diffused on the wafer W by centrifugal force, and the metal mixture is applied to the entire surface of the wafer W.
- the supply of the metal complex and the solvent from the liquid supply device 71 to the application nozzle 70 is stopped, and the discharge of the metal mixed solution from the application nozzle 70 to the wafer W is stopped. . Thereafter, the application nozzle 70 is moved to the nozzle bath 75 by the nozzle driving unit 74 and the transmission unit 73, and the edge rinse nozzle 80 is moved above the outer peripheral portion of the wafer W by the nozzle driving unit 84 and the transmission unit 83.
- the rinse liquid is discharged from the edge rinse nozzle 80 to the rotating wafer W, and the outer peripheral portion of the wafer W is cleaned. Further, the rinse liquid is also ejected from the back rinse nozzle 60, and the back surface of the wafer W is cleaned.
- the gas control valve 142 is closed, the main control valve 135 and the rinsing liquid control valve 136 are opened, and the rinsing liquid supply source 130 is connected via the rinsing liquid supply pipe 134.
- a rinse liquid is supplied to the edge rinse nozzle 80 and the back rinse 60, respectively. Then, after the cleaning, the supply of the rinse liquid from the edge rinse nozzle 80 and the back rinse nozzle 60 is stopped, and the wafer W is rotated to dry the wafer W.
- a metal film is formed on the wafer W, and a series of metal film forming processes in the metal film forming system 1 is completed.
- a heat treatment is performed. By performing such heat treatment, the organic components in the metal mixture on the wafer W are volatilized, the aluminum is metalized, and a metal film of an aluminum film is formed on the wafer W.
- the first cleaning liquid supply pipe 126 and the first gas are kept in a state where the application nozzle 70 is kept in the nozzle bath 75 before the controller 150 depressurizes the inside of the processing container 20.
- the cleaning liquid is supplied to the coating nozzle 70 via the supply pipe 121 and the metal supply pipe 104, and the cleaning liquid is supplied to the coating nozzle 70 via the second cleaning liquid supply pipe 128, the second gas supply pipe 123, and the solvent supply pipe 114. Is supplied.
- this cleaning liquid With this cleaning liquid, the metal mixed liquid, metal complex, and solvent remaining inside the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 are cleaned.
- the inert gas is supplied to the coating nozzle 70 through the first gas supply pipe 121 and the metal supply pipe 104, and the inert gas is supplied to the coating nozzle 70 through the second gas supply pipe 123 and the solvent supply pipe 114. Active gas is supplied. In this way, the cleaning liquid remaining in each of the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 is replaced with the inert gas. Then, even when a new wafer W is processed thereafter, an unnecessary metal mixed liquid does not flow out from the coating nozzle 70 even if the inside of the processing container 20 is depressurized. Moreover, even if aluminum which is a metal deposits on the metal mixed solution and the metal complex remaining inside the coating nozzle 70 and the metal supply pipe 104, the metal mixed solution and the metal complex are removed by the cleaning liquid and the inert gas. Is done.
- the inside of the processing vessel 20 is set to an atmospheric pressure atmosphere of an inert gas, and the metal complex is transferred to the coating nozzle 70 via the metal supply pipe 104 in a state where the coating nozzle 70 is disposed at a predetermined position above the spin chuck 30.
- the solvent is supplied to the coating nozzle 70 via the solvent supply pipe 114.
- the metal mixed solution is generated immediately before being discharged onto the wafer W in the coating nozzle 70, an appropriate metal mixed solution with no metal deposited can be discharged onto the wafer W. Processing can be performed appropriately. Therefore, according to the present embodiment, the metal film can be appropriately formed on the wafer W using the metal mixed solution while appropriately controlling the processing atmosphere in the processing container 20.
- the chuck driving unit 32 for moving the spin chuck 30 up and down and rotating, the nozzle driving unit 74 for moving the coating nozzle 70, and the nozzle driving unit 84 for moving the edge rinse nozzle 80 are respectively provided in the processing container 20. It is provided outside. Since these power generation sources are provided outside the processing container 20, particles generated from the power generation source do not flow into the processing container 20. Moreover, since the transmission parts 73 and 83 also have a cylinder structure and are sealed inside, particles generated inside the transmission parts 73 and 83 do not flow out into the processing container 20.
- the metal supply pipe 104 between the first main control valve 105 and the application nozzle 70 remains in the metal supply pipe 104 as shown in FIG.
- a metal discharge pipe 200 for discharging the metal complex to be connected may be connected.
- the metal discharge pipe 200 is provided with a control valve 201 that controls the flow of the metal complex.
- the solvent supply pipe 114 between the second main control valve 115 and the application nozzle 70 may be connected with a solvent discharge pipe 202 for discharging the solvent remaining in the solvent supply pipe 114. Good.
- the solvent discharge pipe 202 is provided with a control valve 203 that controls the flow of the solvent.
- the metal discharge pipe 200 and the solvent discharge pipe 202 communicate with a common pump 204.
- the pump 204 sucks and discharges the metal complex in the metal supply pipe 104 and sucks and discharges the solvent in the solvent supply pipe 114.
- the opening and closing of the control valves 201 and 203 is controlled by the control unit 150 described above.
- a very small amount of oxygen or moisture may remain in the internal atmosphere of the processing container 20 or in the coating nozzle 70 or the metal supply pipe 104.
- the oxygen or moisture reacts with the metal complex, and the deposited metal may block the tip of the coating nozzle 70.
- the inside of the coating nozzle 70, the metal supply pipe 104, and the solvent supply pipe 114 cannot be cleaned with the above-described cleaning liquid and dried with an inert gas. For this reason, it is necessary to remove the coating nozzle 70 from the liquid supply device 71 and clean the coating nozzle 70.
- the metal complex remaining in the metal supply pipe 104 between the first main control valve 105 and the coating nozzle 70 is discharged from the metal discharge pipe 200 by the pump 204.
- the solvent remaining in the solvent supply pipe 114 between the second main control valve 115 and the application nozzle 70 is also discharged from the solvent discharge pipe 202 by the pump 204. Since the metal complex and the solvent can be discharged in this way, even when the tip of the application nozzle 70 is blocked, the application nozzle 70 can be safely removed and cleaned.
- the metal complex has an aluminum atom, but may have another metal atom, such as a copper atom, a gold atom, or a silver atom.
- the coating treatment apparatus 10 of the above embodiment may be provided with the cup rinse nozzle which wash
- the present invention is not limited to a wafer other than a wafer such as an FPD (flat panel display) or a photomask mask reticle. It can also be applied in some cases. Furthermore, the present invention can be applied to, for example, a manufacturing process of an organic solar cell and a film forming process in a low oxygen atmosphere.
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Abstract
塗布処理装置には、金属錯体と溶媒を供給する液供給装置が接続されている。液供給装置は、内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、金属供給源と塗布処理装置の塗布ノズルとを接続する金属供給管と、溶媒供給源と塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、ガス供給源と金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、ガス供給源と溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、を有している。塗布処理装置の内部を減圧する前に、液供給装置から塗布ノズルへ不活性ガスを供給する。
Description
本発明は、基板上に金属膜を形成する金属膜形成システム、当該金属膜形成システムを用いた金属膜形成方法及びコンピュータ記憶媒体に関する。
例えば半導体デバイスなどの電子デバイスに使用されている配線や電極の材料として、例えばアルミニウムが使用されている。従来、アルミニウムの配線や電極を形成するには、例えば基板上に所定のパターンを形成して配線又は電極となるべき部位にトレンチを形成し、当該トレンチ内を含む基板上にアルミニウム膜を形成した後、余剰の部分を化学機械研磨等により除去する方法が一般的に採用されていた。また、このアルミニウム膜を形成する方法として、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長法）などの真空プロセスでアルミニウム膜を形成する方法が用いられていた。
ところで、近年、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、配線や電極の構造の微細化、複雑化が進んでおり、これらの形状に関する精度の向上が要求されている。かかる場合、基板上のトレンチの開口幅が小さくなり、またトレンチのアスペクト比（トレンチの深さをトレンチの表面開口部の最小距離で除した値）が大きくなる。このため、基板上にアルミニウム膜を形成する際に、従来のスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを採用すると、トレンチの開口に近い領域に堆積したアルミニウムがトレンチの開口を閉塞し、その結果としてトレンチの内部にアルミニウムが充填されない欠陥部分が生じるおそれがある。
そこで、アルミニウム膜を形成する方法として、例えばアミン化合物と水酸化アルミニウムの錯体を溶媒に溶解した金属混合液を基板上に塗布して、当該基板上にアルミニウム膜を形成する方法が提案されている（特許文献１）。かかる場合、金属混合液が流動性を有するため、基板上のトレンチが微小の場合でも、当該トレンチ内に金属混合液が流入し、アルミニウム膜の欠陥の発生を抑制できる。
特許文献１の方法を用いて基板上にアルミニウム膜を形成する場合、処理雰囲気中に微量の酸素や水分が存在すると、金属混合液はこれら酸素や水分と反応して劣化するおそれがある。このため、低酸素濃度且つ低水分濃度の処理雰囲気、例えば窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で、金属混合液の塗布処理を行う必要がある。また、処理雰囲気を効率よく不活性ガス雰囲気にするため、すなわち効率よく低酸素濃度且つ低水分濃度の処理雰囲気にするため、一旦減圧雰囲気にすることが好ましい。
このように金属混合液を用いた方法では、基板処理の処理雰囲気を厳格に制御する必要がある。しかしながら、現状は、かかる金属混合液を用いた方法が試験的に行われている段階であり、処理雰囲気を適切に制御しつつアルミニウム膜を形成する装置も未だ開発段階である。例えば金属混合液の基板上への塗布は、通常、塗布ノズルから基板上に金属混合液を吐出することにより行われる。かかる場合、処理終了後に塗布ノズル中に金属混合液が残留していると、その後別の基板を処理するために処理雰囲気を減圧した際、当該残留した金属混合液が塗布ノズルから流出してしまい、上記別の基板上にアルミニウム膜を適切に形成することができない。したがって、複数の基板に対してアルミニウム膜を連続的に形成することは現実的に困難であり、半導体デバイスの量産化に対応できていない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理雰囲気を適切に制御しつつ、金属混合液を用いて基板上に金属膜を適切に形成することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に金属膜を形成する金属膜形成システムであって、金属錯体と溶媒を混合した金属混合液を基板上に塗布する塗布処理装置と、前記塗布処理装置に金属錯体と溶媒を供給する液供給装置と、を備え、前記塗布処理装置は、基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を有し、前記液供給装置は、内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、前記処理容器の内部を減圧する前に、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給させると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給させる制御部と、を有する。
本発明によれば、制御部によって、処理容器の内部を減圧する前に、塗布ノズルを待機部で待機させた状態で、第１のガス供給管と金属供給管を介して塗布ノズルへ不活性ガスが供給されると共に、第２のガス供給管と溶媒供給管を介して塗布ノズルへ不活性ガスが供給される。この不活性ガスによって、塗布ノズル内に残留する金属混合液が追い出される。そうすると、その後新たな基板を処理する際に処理容器の内部を減圧しても、塗布ノズルから不要な金属混合液が流出することがない。続いて、処理容器の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、塗布ノズルを保持部上方に配置した状態で、金属供給管を介して塗布ノズルへ金属錯体が供給されると共に、溶媒供給管を介して塗布ノズルへ溶媒が供給される。そして、塗布ノズルから基板上に金属混合液が吐出されて、当該基板上に金属膜が適切に形成される。したがって、本発明によれば、処理雰囲気を適切に制御しつつ、金属混合液を用いて基板上に金属膜を適切に形成することができる。
別な観点による本発明は、金属膜形成システムを用いて、基板上に金属膜を形成する金属膜形成方法であって、前記金属膜形成システムは、基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を備えた塗布処理装置と、内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、を備えた液供給装置と、を有し、前記金属膜形成方法は、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給すると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給する待機工程と、その後、前記処理容器の内部を減圧した後、当該処理容器の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、前記塗布ノズルを前記保持部上方に配置した状態で、前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ金属錯体を供給すると共に、前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ溶媒を供給する処理工程と、を有する。
また別な観点による本発明によれば、前記金属膜形成方法を金属膜形成システムによって実行させるために、当該金属膜形成システム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。
また別な観点による本発明は、金属膜形成方法を金属膜形成システムによって実行させるために、当該金属膜形成システム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を格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、前記金属膜形成システムは、基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を備えた塗布処理装置と、内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、を備えた液供給装置と、を有し、前記金属膜形成方法は、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給すると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給する待機工程と、その後、前記処理容器の内部を減圧した後、当該処理容器の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、前記塗布ノズルを前記保持部上方に配置した状態で、前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ金属錯体を供給すると共に、前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ溶媒を供給する処理工程と、を有する。
本発明によれば、処理雰囲気を適切に制御しつつ、金属混合液を用いて基板上に金属膜を適切に形成することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる金属膜形成システム１の塗布処理装置１０の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、塗布処理装置１０の構成の概略を示す横断面図である。なお、基板としてのウェハＷ上には、所定のパターン（図示せず）が予め形成されている。さらに、所定のパターン上には、例えばウェハＷと金属膜との定着性を向上させるため、例えば有機金属化合物を有する下地膜（図示せず）が予め形成されている。また、本実施の形態の金属膜形成システム１では、金属膜として、アルミニウム膜をウェハＷ上に形成する。
金属膜形成システム１に設けられた塗布処理装置１０は、図１及び図２に示すように内部を密閉可能な処理容器２０を有している。処理容器２０の側面にはウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口にはゲートバルブ（図示せず）が設けられている。
処理容器２０の天井面には、当該処理容器２０の内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給するガス供給口２１が形成されている。ガス供給口２１には、ガス供給源２２に連通するガス供給管２３が接続されている。ガス供給管２３には、不活性ガスの流通を制御する制御弁２４が設けられている。
処理容器２０の内部には、ウェハＷを吸着保持する保持部としてのスピンチャック３０が設けられている。スピンチャック３０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック３０上に吸着保持できる。
スピンチャック３０には、シャフト３１を介して、処理容器２０の外部に設けられた他の駆動部としてのチャック駆動部３２が取り付けられている。チャック駆動部３２は例えばモータなどを備え、このチャック駆動部３２によりスピンチャック３０は所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部３２にはシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック３０は昇降自在になっている。なお、シャフト３１が処理容器２０を挿通する部分には、処理容器２０の内部を密閉するために例えばＯリングや真空用グリスが設けられている。また、シャフト３１自体がシリンダ構造を有していてもよい。
スピンチャック３０の下方側には断面形状が山形のガイドリング４０が設けられており、このガイドリング４０の外周縁は下方側に屈曲して延びている。前記スピンチャック３０、スピンチャック３０に保持されたウェハＷ及びガイドリング４０を囲むようにカップ体４１が設けられている。カップ体４１は、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収することができる。
このカップ体４１は上面にスピンチャック３０が昇降できるようにウェハＷよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング４０の外周縁との間に排出路をなす隙間４２が形成されている。前記カップ体４１の下方側は、ガイドリング４０の外周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。
カップ体４１の底部の内側領域には、カップ体４１内の雰囲気及び処理容器２０内の雰囲気を吸引するための吸気口４３が形成されている。吸気口４３には吸気管４４が接続され、この吸気管４４は２本の吸気管４４ａ、４４ｂに分岐している。一の吸気管４４ａは、例えば真空ポンプ４５に連通し、例えば処理容器２０の内部を減圧雰囲気にする際に、当該処理容器２０の内部雰囲気を吸引するために用いられる。また、一の吸気管４４ａには、ガスの流れを制御する制御弁４６が設けられている。一方、他の吸気管４４ｂは、例えば真空ポンプ４７に連通し、例えば処理容器２０の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にする際に、当該処理容器２０の内部雰囲気を吸引するために用いられる。また、他の吸気管４４ｂには、ガスの流通を制御する制御弁４８が設けられている。かかる構成により、塗布処理装置１０は、その処理容器２０の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り替え可能に構成されている。
カップ体４１の底部の外側領域には、回収した液体を排出する排液口４９が形成されており、この排液口４９には排液管５０が接続されている。
スピンチャック３０の下方であってガイドリング４０上には、ウェハＷの裏面に向けてリンス液を噴射するバックリンスノズル６０、６０が例えば２箇所に設けられている。バックリンスノズル６０には、当該バックリンスノズル６０にリンス液を供給するリンス液供給装置６１が接続されている。
処理容器２０の内部には、スピンチャック３０に保持されたウェハＷの中心部上に、金属錯体と溶媒を混合した金属混合液を吐出する塗布ノズル７０が設けられている。塗布ノズル７０には、当該塗布ノズル７０に金属錯体と溶媒を供給する液供給装置７１が接続されている。そして、塗布ノズル７０は、その内部において液供給装置７１から供給された金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成するように構成されている。なお、金属錯体には、アルミニウム原子を有する錯体が用いられる。本実施の形態においては、例えばアミン化合物と水酸化アルミニウムの錯体が用いられる。また、金属錯体を溶解させる溶媒としては、金属錯体を溶解させるものであれば限定されないが、例えばエーテル類や炭化水素類が用いられる。
また、塗布ノズル７０には、支持部材７２と伝達部７３を介して、ノズル駆動部７４が取り付けられている。支持部材７２と伝達部７３はそれぞれ処理容器２０の内部に設けられ、ノズル駆動部７４は処理容器２０の外部に設けられている。
支持部材７２は、水平方向に延伸する水平支持部７２ａと鉛直方向に延伸する鉛直支持部７２ｂとを有している。塗布ノズル７０は、この水平支持部７２ａの先端部に支持されている。
伝達部７３は、支持部材７２の基端部を支持し、鉛直方向に延伸して設けられている。伝達部７３は、例えばシリンダ構造を有し、ノズル駆動部７４の動力を支持部材７２に伝達できる。すなわち、伝達部７３の内部には、例えばピストン（図示せず）が設けられ、支持部材７２と塗布ノズル７０を昇降させることができる。また、例えば伝達部７３自体が回動して、支持部材７２の基端部を中心に、支持部材７２と塗布ノズル７０を回動させることができる。なお、支持部材７２の鉛直支持部７２ｂと伝達部７３との接続部分には、伝達部７３の内部を密閉するために例えばＯリングや真空用グリスが設けられている。また、伝達部７３が処理容器２０を挿通する部分には、処理容器２０の内部を密閉するために例えばＯリングや真空用グリスが設けられている。
ノズル駆動部７４は、例えばモータなどを備え、上述したように支持部材７２と塗布ノズル７０を昇降且つ回動させることができる。
このように塗布ノズル７０は、昇降且つ回動自在に構成され、カップ体４１のＹ方向正方向側の外側に設置された待機部としてのノズルバス７５からカップ体４１内のウェハＷの中心部上方まで移動できる。ノズルバス７５では、待機中の塗布ノズル７０の先端部を収容して、当該塗布ノズル７０を洗浄することができる。また、ノズルバス７５では、塗布ノズル７０からの金属混合液のダミーディスペンスも行うことができる。なお、図１において支持部材７２の鉛直支持部７２ｂ、伝達部７３及びノズル駆動部７４は、図示の都合上、カップ体４１のＹ方向正方向側に配置されているが、実際には図２に示すように処理容器２０内においてＹ方向中央付近に配置されている。
また、処理容器２０の内部には、スピンチャック３０に保持されたウェハＷの外周部上にリンス液を吐出するエッジリンスノズル８０が設けられている。エッジリンスノズル８０には、当該エッジリンスノズル８０にリンス液を供給するリンス液供給装置８１が接続されている。エッジリンスノズル８０も、上述した塗布ノズル７０と同様に昇降且つ回動自在に構成されている。すなわち、エッジリンスノズル８０には、支持部材８２と伝達部８３を介して、ノズル駆動部８４が取り付けられている。支持部材８２と伝達部８３はそれぞれ処理容器２０の内部に設けられ、ノズル駆動部８４は処理容器２０の外部に設けられている。
支持部材８２は、水平方向に延伸する水平支持部８２ａと鉛直方向に延伸する鉛直支持部８２ｂとを有している。エッジリンスノズル８０は、この水平支持部８２ａの先端部に支持されている。
伝達部８３は、支持部材８２の基端部を支持し、鉛直方向に延伸して設けられている。伝達部８３は、例えばシリンダ構造を有し、ノズル駆動部８４の動力を支持部材８２に伝達できる。すなわち、伝達部８３の内部には、例えばピストン（図示せず）が設けられ、支持部材８２とエッジリンスノズル８０を昇降させることができる。また、例えば伝達部８３自体が回動して、支持部材８２とエッジリンスノズル８０を回動させることができる。なお、支持部材８２の鉛直支持部８２ｂと伝達部８３との接続部分には、伝達部８３の内部を密閉するために例えばＯリングや真空用グリスが設けられている。また、伝達部８３が処理容器２０を挿通する部分には、処理容器２０の内部を密閉するために例えばＯリングや真空用グリスが設けられている。
ノズル駆動部８４は、例えばモータなどを備え、上述したように支持部材８２とエッジリンスノズル８０を昇降且つ回動させることができる。
このようにエッジリンスノズル８０は、昇降且つ回動自在に構成され、カップ体４１のＹ方向負方向側の外側に設置されたノズルバス８５からカップ体４１内のウェハＷの外周部まで移動できる。ノズルバス８５では、エッジリンスノズル８０の先端部を収容して、当該エッジリンスノズル８０を洗浄することができる。また、ノズルバス８５では、エッジリンスノズル８０からのリンス液のダミーディスペンスも行うことができる。
次に、上述した金属膜形成システム１の液供給装置７１の構成について説明する。液供給装置７１は、図３に示すように内部に金属錯体を貯留する金属供給源１００を有している。金属供給源１００の上部には、当該金属供給源１００内に空気、例えば不活性ガスを供給するための空気供給管１０１が接続されている。空気供給管１０１は、内部に空気を貯留する空気供給源１０２に連通している。また、空気供給管１０１には、空気の流通を制御する制御弁１０３が設けられている。そして、空気供給源１０２から金属供給源１００内に空気が供給され、金属供給源１００内の圧力が所定の圧力に維持されると共に、金属供給源１００内の金属錯体が後述する金属供給管１０４に供給されるようになっている。
また、金属供給源１００の上部には、塗布ノズル７０に金属錯体を供給するための金属供給管１０４が接続されている。すなわち、金属供給管１０４は、金属供給源１００と塗布ノズル７０とを接続して設けられている。
金属供給管１０４には、後述するように不活性ガスを供給する第１のガス供給管１２１が接続されている。第１のガス供給管１２１より下流側の金属供給管１０４には、金属錯体又は不活性ガスの流通を制御する第１の主制御弁１０５が設けられている。また、第１のガス供給管１２１より上流側の金属供給管１０４には、金属錯体の流通を制御する金属制御弁１０６が設けられている。
また、液供給装置７１は、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源１１０を有している。溶媒供給源１１０の上部には、当該溶媒供給源１１０内に空気、例えば不活性ガスを供給するための空気供給管１１１が接続されている。空気供給管１１１は、内部に空気を貯留する空気供給源１１２に連通している。また、空気供給管１１１には、空気の流通を制御する制御弁１１３が設けられている。そして、空気供給源１１２から溶媒供給源１１０内に空気が供給され、溶媒供給源１１０内の圧力が所定の圧力に維持されると共に、溶媒供給源１１０内の溶媒が後述する溶媒供給管１１４に供給されるようになっている。
また、溶媒供給源１１０の上部には、塗布ノズル７０に溶媒を供給するための溶媒供給管１１４が接続されている。すなわち、溶媒供給管１１４は、溶媒供給源１１０と塗布ノズル７０とを接続して設けられている。
溶媒供給管１１４には、後述するように不活性ガスを供給する第２のガス供給管１２３が接続されている。第２のガス供給管１２３より下流側の溶媒供給管１１４には、溶媒又は不活性ガスの流通を制御する第２の主制御弁１１５が設けられている。また、第２のガス供給管１２３より上流側の溶媒供給管１１４には、溶媒の流通を制御する溶媒制御弁１１６が設けられている。
さらに、液供給装置７１は、内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを貯留するガス供給源１２０を有している。ガス供給源１２０と金属供給管１０４との間には、上述した第１のガス供給管１２１が接続されている。第１のガス供給管１２１には、不活性ガスの流通を制御する第１のガス制御弁１２２が設けられている。また、ガス供給源１２０と溶媒供給管１１４との間には、上述した第２のガス供給管１２３が接続されている。第２のガス供給管１２３には、不活性ガスの流通を制御する第２のガス制御弁１２４が設けられている。
また、液供給装置７１は、内部に洗浄液を貯留する洗浄液供給源１２５を有している。洗浄液供給源１２５と第１のガス供給管１２１との間には、第１のガス制御弁１２２の下流側において、第１の洗浄液供給管１２６が接続されている。第１の洗浄液供給管１２６には、洗浄液の流通を制御する第１の洗浄液制御弁１２７が設けられている。また、洗浄液供給源１２５と第２のガス供給管１２３との間には、第２のガス制御弁１２４の下流側において、第２の洗浄液供給管１２８が接続されている。第２の洗浄液供給管１２８には、洗浄液の流通を制御する第２の洗浄液制御弁１２９が設けられている。
なお、以上の第１の主制御弁１０５の開閉、金属制御弁１０６の開閉、第１のガス制御弁１２２の開閉、第２の主制御弁１１５の開閉、溶媒制御弁１１６の開閉、第２のガス制御弁１２４、第１の洗浄液制御弁１２７、第２の洗浄液制御弁１２９の開閉は、後述する制御部１５０により制御される。
以上のように液供給装置７１から塗布ノズル７０に金属錯体と溶媒が供給される。そして、塗布ノズル７０内では、攪拌機構（図示せず）によって金属錯体と溶媒が混合されて金属混合液が生成され、塗布ノズル７０から金属混合液が吐出される。
次に、上述した金属膜形成システム１のリンス液供給装置８１の構成について説明する。リンス液供給装置８１は、図４に示すように内部にリンス液を貯留するリンス液供給源１３０を有している。リンス液供給源１３０の上部には、当該リンス液供給源１３０内に空気、例えば不活性ガスを供給するための空気供給管１３１が接続されている。空気供給管１３１は、内部に空気を貯留する空気供給源１３２に連通している。また、空気供給管１３１には、空気の流通を制御する制御弁１３３が設けられている。そして、空気供給源１３２からリンス液供給源１３０内に空気が供給され、リンス液供給源１３０内の圧力が所定の圧力に維持されると共に、リンス液供給源１３０内のリンス液が後述するリンス液供給管１３４に供給されるようになっている。
また、リンス液供給源１３０の上部には、エッジリンスノズル８０にリンス液を供給するためのリンス液供給管１３４が接続されている。すなわち、リンス液供給管１３４は、リンス液供給源１３０とエッジリンスノズル８０とを接続して設けられている。
リンス液供給管１３４には、後述するように不活性ガスを供給するガス供給管１４１が接続されている。ガス供給管１４１より下流側のリンス液供給管１３４には、リンス液又は不活性ガスの流通を制御する主制御弁１３５が設けられている。また、ガス供給管１４１より上流側のリンス液供給管１３４には、リンス液の流通を制御するリンス液制御弁１３６が設けられている。
また、リンス液供給装置８１は、内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを貯留するガス供給源１４０を有している。ガス供給源１４０とリンス液供給管１３４との間には、上述したガス供給管１４１が接続されている。ガス供給管１４１には、不活性ガスの流通を制御するガス制御弁１４２が設けられている。
なお、以上の主制御弁１３５の開閉、リンス液制御弁１３６の開閉、ガス制御弁１４２の開閉は、後述する制御部１５０により制御される。
また、バックリンスノズル６０に接続されるリンス液供給装置６１の構成は、上述したリンス液供給装置８１の構成と同様であるので説明を省略する。
以上の金属膜形成システム１には、図１に示すように制御部１５０が設けられている。制御部１５０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、金属膜形成システム１におけるウェハＷの金属膜形成処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、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１５０にインストールされたものであってもよい。
本実施にかかる金属膜形成システム１は以上のように構成されている。次に、その金属膜形成システム１で行われる金属膜を形成する処理について説明する。なお、図５～図８は、塗布処理装置１０においてウェハＷ上に金属混合液を塗布する際の様子を示すが、技術の理解の容易さを優先させるため、ノズルバス７５を伝達部７３及びノズル駆動部７４の外側に示している。
塗布処理装置１０に搬入されたウェハＷは、先ず、図５に示すようにスピンチャック３０に吸着保持される。このとき、塗布ノズル７０はノズルバス７５に待機している。そして、液供給装置７１において、金属制御弁１０６と第１のガス制御弁１２２をそれぞれ閉塞し、且つ第１の主制御弁１０５と第１の洗浄液制御弁１２７をそれぞれ開放し、第１の洗浄液供給管１２６、第１のガス供給管１２１及び金属供給管１０４を介して、洗浄液供給源１２５から塗布ノズル７０に洗浄液を供給する。同様に、溶媒制御弁１１６と第２のガス制御弁１２４をそれぞれ閉塞し、且つ第２の主制御弁１１５と第２の洗浄液制御弁１２９をそれぞれ開放し、第２の洗浄液供給管１２８、第２のガス供給管１２３及び溶媒供給管１１４を介して、洗浄液供給源１２５から塗布ノズル７０に洗浄液を供給する。このように供給された洗浄液によって、塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部に残留する金属混合液、金属錯体、溶媒が追い出され洗浄される。
その後、塗布ノズル７０がノズルバス７５に待機した状態で、液供給装置７１において、金属制御弁１０６と第１の洗浄液制御弁１２７をそれぞれ閉塞し、且つ第１の主制御弁１０５と第１のガス制御弁１２２をそれぞれ開放し、ガス供給源１２０から第１のガス供給管１２１と金属供給管１０４を介して塗布ノズル７０に不活性ガスを供給する。同様に、溶媒制御弁１１６と第２の洗浄液制御弁１２９をそれぞれ閉塞し、且つ第２の主制御弁１１５と第２のガス制御弁１２４をそれぞれ開放し、ガス供給源１２０から第２のガス供給管１２３と溶媒供給管１１４を介して塗布ノズル７０に不活性ガスを供給する。このように供給された不活性ガスによって、塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部に残留する洗浄液が乾燥される。こうして塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部の洗浄液が不活性ガスに置換される。
このように塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部が不活性ガスに置換されると、その後、後述するように処理容器２０の内部を減圧しても、塗布ノズル７０から不要な金属混合液が流出することがない。また、金属混合液は、金属であるアルミニウムが析出し易い。例えば金属錯体と溶媒が混合されて金属混合液が形成されてから、所定の時間、例えば９０秒間経過すると、金属が析出する。したがって、待機中の塗布ノズル７０、金属供給管１０４のそれぞれの内部には、前のウェハＷを処理する際に用いた金属混合液、金属錯体が残留し、金属が析出している。また、溶媒供給管１１４の内部には、溶媒が残留している。かかる場合でも、上述のように塗布ノズル７０に洗浄液と不活性ガスを供給することによって、塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部に残留する金属混合液、金属錯体、溶媒が除去され、その後の塗布処理を適切に行うことができる。なお、このような金属混合液、金属錯体、溶媒の不活性ガスへの置換は、塗布処理装置１０における各ウェハＷの処理終了後（又は金属混合液の塗布処理終了後）に行ってもよいし、あるいは塗布処理装置１０における複数のウェハＷの処理終了後（又は金属混合液の塗布処理終了後）に行ってもよい。
一方、リンス液供給装置８１においても、リンス液制御弁１３６を閉塞し、且つ主制御弁１３５とガス制御弁１４２をそれぞれ開放し、ガス供給源１４０からガス供給管１４１とリンス液供給管１３４を介してエッジリンスノズル８０に不活性ガスを供給する。この不活性ガスによって、エッジリンスノズル８０内に残留するリンス液がノズルバス８５に追い出される。
その後、真空ポンプ４５を作動させて、処理容器２０の内部雰囲気を吸引し、処理容器２０の内部を所定の真空度、例えば１３．３Ｐａに減圧する。その後、ガス供給源２２から処理容器２０の内部に不活性ガスを供給すると共に、真空ポンプ４７を作動させる。そして、処理容器２０の内部を大気圧の不活性ガス雰囲気に均圧する。なお、処理容器２０の内部の雰囲気を減圧するのは、当該処理容器２０の内部から酸素や水分を迅速に排出し、内部の雰囲気を迅速に不活性ガス雰囲気にするためである。このため、内部雰囲気の減圧は厳格に真空雰囲気にすることまでは要求されず、上述の通り例えば１３．３Ｐａの真空度まで減圧すればよい。したがって、極めて短時間で処理容器２０の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧することができる。
このように処理容器２０の内部を減圧し、不活性ガスの大気圧雰囲気にする間、ノズル駆動部７４と伝達部７３によって、図６に示すように塗布ノズル７０を上昇させる。続いて、図７に示すように支持部材７２の基端部を中心に塗布ノズル７０を回動させてウェハＷの中心部上方に配置し、その後、図８に示すように塗布ノズル７０を下降させて所定の位置に配置する。なお、このように塗布ノズル７０を移動させても、塗布ノズル７０内は不活性ガスに置換されているため、塗布ノズル７０から不要な金属混合液が流出することがない。このため、塗布ノズル７０をウェハＷの中心部上方の所定の位置に配置した後、処理容器２０の内部を減圧してもよい。
その後、すなわち処理容器２０の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、塗布ノズル７０をウェハＷ上方の所定の位置に配置した後、スピンチャック３０に吸着保持されたウェハＷを所定の回転数で回転させる。
また、液供給装置７１では、第１のガス制御弁１２２と第１の洗浄液制御弁１２７をそれぞれ閉塞し、且つ第１の主制御弁１０５と金属制御弁１０６をそれぞれ開放し、金属供給源１００から金属供給管１０４を介して塗布ノズル７０に金属錯体を供給する。同様に、第２のガス制御弁１２４と第２の洗浄液制御弁１２９をそれぞれを閉塞し、且つ第２の主制御弁１１５と溶媒制御弁１１６をそれぞれ開放し、溶媒供給源１１０から溶媒供給管１１４を介して塗布ノズル７０に溶媒を供給する。供給された金属錯体と溶媒は塗布ノズル７０の内部で混合され、金属混合液が生成される。そして、回転中のウェハＷに対して塗布ノズル７０から金属混合液が吐出される。このとき、ウェハＷに吐出される直前に金属混合液が生成されるので、金属が析出することなく、適切な金属混合液をウェハＷ上に吐出することができる。吐出された金属混合液は遠心力によってウェハＷ上を拡散し、ウェハＷの表面全面に金属混合液が塗布される。
こうしてウェハＷ上に金属混合液が塗布されると、液供給装置７１から塗布ノズル７０への金属錯体と溶媒の供給を停止し、塗布ノズル７０からウェハＷへの金属混合液の吐出を停止する。その後、ノズル駆動部７４と伝達部７３によって塗布ノズル７０をノズルバス７５に移動させると共に、ノズル駆動部８４と伝達部８３によってエッジリンスノズル８０をウェハＷの外周部上方まで移動させる。
その後、回転中のウェハＷに対してエッジリンスノズル８０からリンス液が吐出され、ウェハＷの外周部が洗浄される。また、バックリンスノズル６０からもリンス液が噴射され、ウェハＷの裏面が洗浄される。このとき、リンス液供給装置８１、６１では、ガス制御弁１４２を閉塞し、且つ主制御弁１３５とリンス液制御弁１３６をそれぞれ開放し、リンス液供給源１３０からリンス液供給管１３４を介してエッジリンスノズル８０とバックリンス６０にそれぞれリンス液が供給される。そして、かかる洗浄後、エッジリンスノズル８０とバックリンスノズル６０からのリンス液の供給を停止し、さらにウェハＷを回転させることでウェハＷを乾燥させる。
こうして、ウェハＷ上に金属膜が形成され、金属膜形成システム１における一連の金属膜形成処理が終了する。なお、ウェハＷ上に金属膜を形成する場合、本実施の形態では省略しているが、実際には金属膜形成システム１での塗布処理の後、加熱処理が行われる。かかる加熱処理を行うことにより、ウェハＷ上の金属混合液中の有機成分が揮発し、アルミニウムが金属化して、ウェハＷ上にアルミニウム膜の金属膜が形成される。
以上の実施の形態によれば、制御部１５０によって、処理容器２０の内部を減圧する前に、塗布ノズル７０をノズルバス７５で待機させた状態で、第１の洗浄液供給管１２６、第１のガス供給管１２１及び金属供給管１０４を介して塗布ノズル７０へ洗浄液が供給されると共に、第２の洗浄液供給管１２８、第２のガス供給管１２３及び溶媒供給管１１４を介して塗布ノズル７０へ洗浄液が供給される。この洗浄液によって、塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部に残留する金属混合液、金属錯体、溶媒が洗浄される。その後、第１のガス供給管１２１と金属供給管１０４を介して塗布ノズル７０へ不活性ガスが供給されると共に、第２のガス供給管１２３と溶媒供給管１１４を介して塗布ノズル７０へ不活性ガスが供給される。こうして塗布ノズル７０、金属供給管１０４、溶媒供給管１１４のそれぞれの内部に残留する洗浄液がこの不活性ガスに置換される。そうすると、その後新たなウェハＷを処理する際に処理容器２０の内部を減圧しても、塗布ノズル７０から不要な金属混合液が流出することがない。また、塗布ノズル７０、金属供給管１０４のそれぞれの内部に残留する金属混合液、金属錯体に金属であるアルミニウムが析出しても、かかる金属混合液、金属錯体は上記洗浄液と不活性ガスによって除去される。
続いて、処理容器２０の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、塗布ノズル７０をスピンチャック３０上方の所定位置に配置した状態で、金属供給管１０４を介して塗布ノズル７０へ金属錯体が供給されると共に、溶媒供給管１１４を介して塗布ノズル７０へ溶媒が供給される。そして、塗布ノズル７０内において、ウェハＷに吐出される直前に金属混合液が生成されるので、金属が析出していない適切な金属混合液をウェハＷに吐出することができ、ウェハＷの塗布処理を適切に行うことができる。したがって、本実施の形態によれば、処理容器２０内の処理雰囲気を適切に制御しつつ、金属混合液を用いてウェハＷ上に金属膜を適切に形成することができる。
また、スピンチャック３０を昇降且つ回転させるためのチャック駆動部３２、塗布ノズル７０を移動させるためのノズル駆動部７４、及びエッジリンスノズル８０を移動させるためのノズル駆動部８４は、それぞれ処理容器２０の外部に設けられている。これら動力発生源が処理容器２０の外部に設けられているので、当該動力発生源から発生するパーティクル等が処理容器２０の内部に流入しない。また、伝達部７３、８３もシリンダ構造を有し、内部が密閉されているため、当該伝達部７３、８３の内部で発生するパーティクルが処理容器２０の内部に流出しない。このように処理容器２０の内部にパーティクル等の不純物が発生しないので、ウェハＷを処理する際に処理容器２０の内部を減圧しても、適切な減圧雰囲気にでき、さらにその後適切な不活性ガスの大気圧雰囲気にできる。
なお、以上の実施の形態の液供給装置７１において、図９に示すように第１の主制御弁１０５と塗布ノズル７０との間の金属供給管１０４には、当該金属供給管１０４内に残存する金属錯体を排出するための金属排出管２００が接続されていてもよい。金属排出管２００には、金属錯体の流通を制御する制御弁２０１が設けられている。同様に、第２の主制御弁１１５と塗布ノズル７０との間の溶媒供給管１１４にも、当該溶媒供給管１１４内に残存する溶媒を排出するための溶媒排出管２０２が接続されていてもよい。溶媒排出管２０２には、溶媒の流通を制御する制御弁２０３が設けられている。金属排出管２００と溶媒排出管２０２は、共通のポンプ２０４に連通している。すなわち、ポンプ２０４は、金属供給管１０４内の金属錯体を吸引して排出すると共に、溶媒供給管１１４内の溶媒を吸引して排出する。なお、制御弁２０１、２０３の開閉は、上述の制御部１５０により制御される。
ここで、処理容器２０の内部雰囲気、或いは塗布ノズル７０や金属供給管１０４の内部には、ごく微量の酸素や水分が残存している場合がある。そして、これら酸素や水分と金属錯体が反応して、析出した金属が塗布ノズル７０の先端部を塞いでしまう場合がある。かかる場合、塗布ノズル７０、金属供給管１０４及び溶媒供給管１１４の内部に対して、上述した洗浄液による洗浄及び不活性ガスによる乾燥を行うことができない。このため、塗布ノズル７０を液供給装置７１から取り外して当該塗布ノズル７０を洗浄する必要がある。しかしながら、金属供給管１０４と溶媒供給管１１４内には金属錯体と溶媒が残存しているため、当該金属供給管１０４と溶媒供給管１１４の内部の圧力によって、塗布ノズル７０を取り外す際に、金属錯体と溶媒が噴出するおそれがある。
この点、本実施の形態では、第１の主制御弁１０５と塗布ノズル７０との間の金属供給管１０４内に残存する金属錯体は、ポンプ２０４によって金属排出管２００から排出される。同時に、第２の主制御弁１１５と塗布ノズル７０との間の溶媒供給管１１４内に残存する溶剤も、ポンプ２０４によって溶剤排出管２０２から排出される。このように金属錯体と溶媒を排出できるので、塗布ノズル７０の先端部が塞がれた場合でも、当該塗布ノズル７０を安全に取り外して洗浄することができる。
以上の実施の形態では、金属錯体はアルミニウム原子を有していたが、他の金属原子、例えば銅原子や金原子、銀原子などを有していてもよい。また、以上の実施の形態の塗布処理装置１０は、カップ体４１を洗浄するカップリンスノズルを備えていてもよい。
さらに、以上の実施の形態では、基板としてウェハＷを用いた場合について説明したが、本発明は、基板がウェハ以外の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である場合にも適用できる。さらに、本発明は、例えば有機太陽電池の製造プロセスや低酸素雰囲気下での成膜プロセスにも適用することができる。
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。
１ 金属膜形成システム
１０ 塗布処理装置
２０ 処理容器
２２ ガス供給源
３０ スピンチャック
３２ チャック駆動部
４１ カップ体
４５、４７ 真空ポンプ
６０ バックリンスノズル
６１ リンス液供給装置
７０ 塗布ノズル
７１ 液供給装置
７２ 支持部材
７３ 伝達部
７４ ノズル駆動部
７５ ノズルバス
８０ エッジリンスノズル
８１ リンス液供給装置
８２ 支持部材
８３ 伝達部
８４ ノズル駆動部
８５ ノズルバス
１００ 金属供給源
１０４ 金属供給管
１０５ 第１の主制御弁
１０６ 金属制御弁
１１０ 溶媒供給源
１１４ 溶媒供給管
１１５ 第２の主制御弁
１１６ 溶媒制御弁
１２０ ガス供給源
１２１ 第１のガス供給管
１２２ 第１のガス制御弁
１２３ 第２のガス供給管
１２４ 第２のガス制御弁
１２５ 洗浄液供給源
１２６ 第１の洗浄液供給管
１２７ 第１の洗浄液制御弁
１２８ 第２の洗浄液供給管
１２９ 第２の洗浄液制御弁
１５０ 制御部
Ｗ ウェハ
１０ 塗布処理装置
２０ 処理容器
２２ ガス供給源
３０ スピンチャック
３２ チャック駆動部
４１ カップ体
４５、４７ 真空ポンプ
６０ バックリンスノズル
６１ リンス液供給装置
７０ 塗布ノズル
７１ 液供給装置
７２ 支持部材
７３ 伝達部
７４ ノズル駆動部
７５ ノズルバス
８０ エッジリンスノズル
８１ リンス液供給装置
８２ 支持部材
８３ 伝達部
８４ ノズル駆動部
８５ ノズルバス
１００ 金属供給源
１０４ 金属供給管
１０５ 第１の主制御弁
１０６ 金属制御弁
１１０ 溶媒供給源
１１４ 溶媒供給管
１１５ 第２の主制御弁
１１６ 溶媒制御弁
１２０ ガス供給源
１２１ 第１のガス供給管
１２２ 第１のガス制御弁
１２３ 第２のガス供給管
１２４ 第２のガス制御弁
１２５ 洗浄液供給源
１２６ 第１の洗浄液供給管
１２７ 第１の洗浄液制御弁
１２８ 第２の洗浄液供給管
１２９ 第２の洗浄液制御弁
１５０ 制御部
Ｗ ウェハ
Claims (11)
- 基板上に金属膜を形成する金属膜形成システムであって、
金属錯体と溶媒を混合した金属混合液を基板上に塗布する塗布処理装置と、
前記塗布処理装置に金属錯体と溶媒を供給する液供給装置と、を備え、
前記塗布処理装置は、
基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、
前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、
前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を有し、
前記液供給装置は、
内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、
内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、
前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、
前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、
内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、
前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、
前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、
前記処理容器の内部を減圧する前に、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給させると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給させる制御部と、を有する。 - 請求項１に記載の金属膜形成システムであって、
前記液供給装置は、
前記第１のガス供給管より下流側の前記金属供給管に設けられ、金属錯体又は不活性ガスの流通を制御する第１の主制御弁と、
前記第１のガス供給管より上流側の前記金属供給管に設けられ、金属錯体の流通を制御する金属制御弁と、
前記第１のガス供給管に設けられ、不活性ガスの流通を制御する第１のガス制御弁と、
前記第２のガス供給管より下流側の前記溶媒供給管に設けられ、溶媒又は不活性ガスの流通を制御する第２の主制御弁と、
前記第２のガス供給管より上流側の前記溶媒供給管に設けられ、溶媒の流通を制御する溶媒制御弁と、
前記第２のガス供給管に設けられ、不活性ガスの流通を制御する第２のガス制御弁と、を有し、
前記制御部は、前記第１の主制御弁、前記金属制御弁、前記第１のガス制御弁、前記第２の主制御弁、前記溶媒制御弁及び前記第２のガス制御弁の開閉を制御する。 - 請求項１に記載の金属膜形成システムであって、
前記液供給装置は、
内部に洗浄液を貯留する洗浄液供給源と、
前記洗浄液供給源と前記第１のガス供給管とを接続する第１の洗浄液供給管と、
前記洗浄液供給源と前記第２のガス供給管とを接続する第２の洗浄液供給管と、
を有し、
前記制御部は、前記処理容器の内部を減圧する前であって、前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給させる前に、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１の洗浄液供給管、前記第１のガス供給管及び前記金属供給管を介して、前記塗布ノズルへ洗浄液を供給させると共に、前記第２の洗浄液供給管、前記第２のガス供給管及び前記溶媒供給管を介して、前記塗布ノズルへ洗浄液を供給させる。 - 請求項１に記載の金属膜形成システムであって、
前記塗布処理装置は、
前記処理容器の内部に設けられ、先端部において前記塗布ノズルを支持する支持部材と、
前記処理容器の外部に設けられ、前記支持部材を昇降且つ回動させるための駆動部と、
前記処理容器の内部に設けられ、前記支持部材の基端部を支持し、前記駆動部の動力を前記支持部材に伝達する伝達部と、を有する。 - 請求項４に記載の金属膜形成システムであって、
前記伝達部は、シリンダ構造を有する。 - 請求項１に記載の金属膜形成システムであって、
前記塗布処理装置は、前記処理容器の外部に設けられ、前記保持部を回転させるための他の駆動部を有する。 - 請求項１に記載の金属膜形成システムであって、
前記金属錯体はアルミニウム原子を有する。 - 金属膜形成システムを用いて、基板上に金属膜を形成する金属膜形成方法であって、
前記金属膜形成システムは、
基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を備えた塗布処理装置と、
内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、
前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、を備えた液供給装置と、を有し、
前記金属膜形成方法は、
前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給すると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給する待機工程と、
その後、前記処理容器の内部を減圧した後、当該処理容器の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、前記塗布ノズルを前記保持部上方に配置した状態で、前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ金属錯体を供給すると共に、前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ溶媒を供給する処理工程と、を有する。 - 請求項８に記載の金属膜形成方法であって、
前記液処理装置は、内部に洗浄液を貯留する洗浄液供給源と、前記洗浄液供給源と前記第１のガス供給管とを接続する第１の洗浄液供給管と、前記洗浄液供給源と前記第２のガス供給管とを接続する第２の洗浄液供給管と、を有し、
前記待機工程において、前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給する前に、前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１の洗浄液供給管、前記第１のガス供給管及び前記金属供給管を介して、前記塗布ノズルへ洗浄液を供給すると共に、前記第２の洗浄液供給管、前記第２のガス供給管及び前記溶媒供給管を介して、前記塗布ノズルへ洗浄液を供給する。 - 請求項８に記載の金属膜形成方法であって、
前記金属錯体はアルミニウム原子を有する。 - 金属膜形成方法を金属膜形成システムによって実行させるために、当該金属膜形成システム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を格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記金属膜形成システムは、
基板を収容し、内部を不活性ガスの大気圧雰囲気又は減圧雰囲気に切り換え可能な処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部に設けられ、金属錯体と溶媒を混合して金属混合液を形成し、前記保持部に保持された基板上に前記金属混合液を吐出する塗布ノズルと、前記処理容器の内部に設けられ、前記保持部上方から退避した前記塗布ノズルを待機させる待機部と、を備えた塗布処理装置と、
内部に金属錯体を貯留する金属供給源と、内部に溶媒を貯留する溶媒供給源と、前記金属供給源と前記塗布ノズルとを接続する金属供給管と、前記溶媒供給源と前記塗布ノズルとを接続する溶媒供給管と、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源と、前記ガス供給源と前記金属供給管とを接続する第１のガス供給管と、
前記ガス供給源と前記溶媒供給管とを接続する第２のガス供給管と、を備えた液供給装置と、を有し、
前記金属膜形成方法は、
前記塗布ノズルを前記待機部で待機させた状態で、前記第１のガス供給管と前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給すると共に、前記第２のガス供給管と前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ不活性ガスを供給する待機工程と、
その後、前記処理容器の内部を減圧した後、当該処理容器の内部を不活性ガスの大気圧雰囲気にして、前記塗布ノズルを前記保持部上方に配置した状態で、前記金属供給管を介して前記塗布ノズルへ金属錯体を供給すると共に、前記溶媒供給管を介して前記塗布ノズルへ溶媒を供給する処理工程と、を有する。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11800592 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11800592 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |