JP2920462B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、処理装置及び処理方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いて、例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）等の
被処理体の表面上にフォトリソグラフィー技術を用いて
所定の回路パターンの転写を行っている。

【０００３】また、近年の回路パターンの集積度の向上
に伴い、回路配線の多層化が進んでおり、このような多
層配線構造においては、下層配線の凹凸を可及的に少な
くすることが肝要であり、そのため、下層配線と上層配
線との間を相互に絶縁するための層間絶縁膜を平坦化す
るための技術が必要である。

【０００４】そこで、従来では、層間絶縁膜を形成する
際の平坦化技術として、塗布ガラス［ＳＯＧ；Spin On
Glass］を用いる方法が知られている。このＳＯＧ膜塗
布方法は、膜となる成分（例えばシラノール化合物（Ｓ
ｉ（ＯＨ）4））と溶媒（例えばエチルアルコール）と
を混合した処理液（溶液）を被処理体であるウエハ上に
塗布し、熱処理で溶媒を蒸発させ重合反応を進めて絶縁
膜を形成する技術である。具体的には、まず、回路パタ
ーンが形成されたウエハをスピンチャック上に載置し
て、ウエハを回転（２０００〜６０００ｒｐｍ）させな
がら、圧送ガスによって圧送されるＳＯＧ溶液を供給管
を介して供給ノズルからウエハ上にＳＯＧの溶液を滴下
し塗布してＳＯＧ膜を形成する。次に、プレヒート工程
で１００〜１４０℃の温度下で熱処理することによって
溶媒を蒸発した後、加熱装置内にウエハを搬入して約４
００℃の温度下で熱処理することにより、ＳＯＧ膜をシ
ロキサン結合している。また、ＳＯＧ膜を多層に形成す
る場合には、ウエハ上にＳＯＧ溶液を塗布して溶媒を蒸
発する工程を繰り返して行った後に、塗布後のウエハを
加熱装置内に搬入して熱処理するか、あるいは、ウエハ
上にＳＯＧ溶液を塗布して溶媒を蒸発した後、加熱装置
内に搬入して熱処理を行う工程を繰り返して多層のＳＯ
Ｇ膜を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＯＧ
溶液中のシラノール化合物は乾燥して、結晶化（凝固）
しやすい性質を有するため、ＳＯＧ溶液の供給系におい
てＳＯＧ溶液中に気泡や凝固したＳＯＧ等の異物が混入
すると、シラノール化合物が乾燥すると共に凝固して供
給管や供給ノズルに付着した後、剥離して異物例えばパ
ーティクルを発生する虞れがある。このようにＳＯＧ供
給系においてパーティクルが発生すると、以後のＳＯＧ
溶液の塗布工程においてウエハ上にパーティクルが付着
してウエハを汚染すると共に歩留まりの低下をきたすと
いう問題がある。また、塗布処理工程の処理液の排出部
においても、使用済みのＳＯＧ溶液中のシラノール化合
物が乾燥、凝固してパーティクルを発生し、そのパーテ
ィクルが処理室内に逆流してウエハを汚染するという問
題もある。このような問題はＳＯＧ溶液以外にも、圧送
ガスを用いて処理液を圧送して被処理体上に供給する供
給系を有する処理装置においても同様に生じる。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、処理液溶液中に含まれる成分の乾燥、凝固によって
生じる異物が被処理体への付着を防止して製品歩留まり
の向上を図れるようにした処理装置及び処理方法を提供
しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の処理装置は、被処理体に処理液を
供給する処理液供給ノズルと、この処理液供給ノズルに
供給管を介して接続する処理液収容容器とを具備する処
理装置において、 上記供給管に切換手段を介して洗浄
液を供給する洗浄液供給源を接続すると共に、洗浄液供
給源と上記処理液収容容器とを切換手段を介して接続
し、 上記供給管に、この供給管を流れる処理液中の異
物を検出する検出手段を設け、 上記処理液収容容器
に、処理液の 下限液面を検出する液面検出手段を取付
け、 上記検出手段からの信号によって上記切換手段を
切換えて上記供給管及び処理液供給ノズルに上記洗浄液
を供給するようにし、 上記液面検出手段からの信号に
よって上記切換手段を切換えて上記処理液収容容器、供
給管及び処理液供給ノズルに上記洗浄液を供給するよう
にした、ことを特徴とするものである。

【０００８】また、この発明の第２の処理装置は、被処
理体に処理液を供給する処理液供給ノズルと、この処理
液供給ノズルに供給管を介して接続する処理液収容容器
と、この処理液収容容器内の処理液を圧送すべく圧送管
を介して処理液収容容器に接続する圧送ガス供給源とを
具備する処理装置において、 上記供給管に切換手段を
介して洗浄液を供給する洗浄液供給源及び置換ガスを供
給する置換ガス供給源を接続すると共に、上記処理液収
容容器と洗浄液供給源及び置換ガス供給源とを切換手段
を介して接続し、 上記供給管に、この供給管を流れる
処理液中の異物を検出する検出手段を設け、 上記処理
液収容容器に、処理液の下限液面を検出する液面検出手
段を取付け、 上記検出手段からの信号によって上記切
換手段を切換えて上記供給管及び処理液供給ノズルに上
記洗浄液を供給して洗浄後、上記供給管及び処理液供給
ノズルに上記置換ガスを供給し、 上記液面検出手段か
らの信号によって上記切換手段を切換えて上記処理液収
容容器、供給管及び処理液供給ノズルに上記洗浄液を供
給して、上記処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノ
ズルを洗浄後、処理液収容容器、供給管及び処理液供給
ノズルに置換ガスを供給するようにした、ことを特徴と
するものである。

【０００９】この発明の第１の処理方法は、処理液収容
容器内に収容された処理液を供給管を介してノズルから
被処理体に供給して被処理体表面に処理液を塗布する処
理方法において、 上記供給管中を流れる処理液中の気
泡等の異物を検出する異物検出工程と、 上記異物検出
工程により異物を検出した際、上記供給管及び処理液供
給ノズルに洗浄液を供給する工程と、 上記処理液収容
容器内に収容される上記処理液の下限液面を検出する液
面検出工程と、 上記液面検出工程により上記処理液収
容容器内の処理液の下限液面を検出した際、上記処理液
収容容器、供給 管及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給
する工程と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】また、この発明の第２の処理方法は、処理
液収容容器内に収容された処理液を供給管を介して処理
液供給ノズルから被処理体に供給して被処理体表面に処
理液を塗布する処理方法において、 上記供給管中を流
れる処理液中の気泡等の異物を検出する異物検出工程
と、 上記異物検出工程により異物を検出した際、上記
供給管及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄
後、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給する
工程と、 上記処理液収容容器内に収容される上記処理
液の下限液面を検出する液面検出工程と、 上記液面検
出工程により上記処理液収容容器内の処理液の下限液面
を検出した際、上記処理液収容容器、供給管及び処理液
供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄後、処理液収容容
器、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給する
工程と、を有することを特徴とするものである。

【００１１】この発明において、上記供給管に洗浄機能
を具備することができるが、供給管以外の処理液供給系
の処理液供給ノズルにも洗浄機能を具備させる方が好ま
しい。この場合、処理液供給ノズルに洗浄機能をもたせ
る手段としては、例えば処理液供給ノズルの待機位置と
ダミーディスペンス位置とを独立させ、それぞれに洗浄
機能を具備することができる。また、処理液の供給系以
外に排液系及び排気系にも洗浄機能を具備する方が好ま
しい。

【００１２】

【作用】請求項１，３記載の発明によれば、異物検出手
段により供給管中の異物を検出した際、供給管及び処理
液供給ノズルに洗浄液を供給することができる。また、
液面検出工程により処理液収容容器内の処理液の下限液
面を検出した際、処理液収容容器、供給管及び処理液供
給ノズルに洗浄液を供給することができる。したがっ
て、被処理体への異物の付着を防止して製品歩留まりの
向上を図ることができる。

【００１３】また、請求項２，４記載の発明によれば、
異物検出手段により供給管中の異物を検出した際、供給
管及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄した
後、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給し
て、供給管及び処理液供給ノズル内をパージし、その
後、圧送ガスを供給して処理液供給ノズルをダミーディ
スペンスすることで、以後の処理に備えることができ
る。 また、液面検出手段により処理液収容容器内の処理
液の下限液面を検出した際、処理液収容容器、供給管及
び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄した後、処
理液収容容器、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガス
を供給して、処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノ
ズル内をパージし、その後、圧送ガスを供給して処理液
供給ノズルをダミーディスペンスすることで、以後の処
理に備えることができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基いて
詳細に説明する。ここでは、この発明の処理装置をＳＯ
Ｇ塗布・加熱装置に適用した場合について説明する。図
１はＳＯＧ塗布・加熱装置の斜視図、図２は図１の平面
図が示されている。

【００１５】ＳＯＧ塗布加熱装置は、被処理体例えばウ
エハＷ表面に塗布するための処理液としてのＳＯＧ溶液
（シラノール化合物を溶媒で溶かした溶液）を塗布し乾
燥処理してＳＯＧ膜（塗膜）を形成するＳＯＧ塗布乾燥
処理部１と、熱処理してウエハＷ上に塗布されたＳＯＧ
膜を焼成する熱処理部２と、これらＳＯＧ塗布乾燥部１
とバッチ型熱処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行
うインターフェイス部３とからなる。

【００１６】ＳＯＧ塗布乾燥処理部１は、ウエハＷを搬
入・搬出するロード・アンロード部４、ウエハＷの表面
に紫外光を照射して表面に付着した有機物を分解除去す
るための表面浄化処理部５、ウエハＷの表面にＳＯＧ溶
液を塗布例えば回転塗布するＳＯＧ塗布処理部６、ＳＯ
Ｇ塗布処理部６で使用されるＳＯＧ溶液等を貯溜する薬
品貯溜部７、ＳＯＧ溶液塗布後のウエハＷを所定の温度
で加熱してＳＯＧ溶液を乾燥させるプレベーク処理部
８、ウエハＷを所定温度に冷却する冷却処理部９などを
集合化して構成されている。このＳＯＧ塗布乾燥処理部
１の中央部には、直線状にメイン搬送路１０が配置さ
れ、そのメイン搬送路１０にはメイン搬送アーム１１が
水平（図中矢印Ｘ及びＹ方向）、上下（図中矢印Ｚ方
向）及び回転（図中矢印θ方向）移動自在に設けられて
いる。上記各処理部５〜９は、メイン搬送路１０の両側
に配置されている。このように構成される上記メイン搬
送アーム１１は、予め定められたプログラムに基いて被
処理ウエハＷを搬送し、各処理部５〜９で処理済みウエ
ハＷと未処理ウエハＷの入れ換えを行う。

【００１７】ロード・アンロード部４には、ＳＯＧ膜が
形成されていない未処理のウエハＷ（ただし、その配線
パターン形成面にはプラズマＣＶＤ法によって下地膜と
してのＳｉＯ2膜が形成されている）を収容するキャリ
アカセット１２と、処理済みのウエハＷを収容するキャ
リアカセット１３がＹ方向に直列に配列されると共に、
キャリアカセット１２，１３の配列方向（水平、図中矢
印Ｙ方向）に移動自在かつ水平（図中矢印Ｘ方向）及び
上下方向（図中矢印Ｚ方向）に移動可能にウエハ保持用
ピンセット１４が設けられている。このピンセット１４
はキャリアカセット１２，１３との間でウエハＷを出し
入れするためのものであり、ロード・アンロード部４の
メイン搬送路１０の一端部近傍には、このピンセット１
４とメイン搬送アーム１１との間でウエハＷの受け渡し
を行うための受渡台１５が設けられている。

【００１８】ＳＯＧ塗布処理部６は、図３及び図４に示
すように、ウエハＷを真空吸着保持しこれを水平回転さ
せるスピンチャック２０と、スピンチャック２０を包囲
する有底円筒状の処理カップ２１と、処理液例えばＳＯ
Ｇ溶液の供給ノズル２５をスピンチャック２０上及びノ
ズル待機部２２上へ選択移動するノズル搬送アーム２３
と、このノズル搬送アーム２３を移動させるアーム移動
機構２４とで主要部が構成されている。

【００１９】スピンチャック２０の下端部は、スピンチ
ャック２０及びウエハＷを所定の回転速度で回転させる
ためのモータ２６の回転軸２７に固定されている。処理
カップ２１は、スピンチャック２０のウエハ保持部２０
ａの周囲を囲うように同心円状に設けられた内カップ２
８と、これらスピンチャック２０及び内カップ２８を収
容して内部に処理空間を形成する外カップ２９とで構成
されている。外カップ２９の底部には排気口３０と排液
口３１とが設けられている。排気口３０には配管３２を
介して図示しない排気装置が接続されており、ウエハＷ
にＳＯＧ溶液を塗布処理を施す際に飛散するＳＯＧ溶液
やパーティクルを、処理部６内の雰囲気と共に排気口３
０より排出できるようになっている。また、排液口３１
には配管３３を介して図示しない廃液収容タンクが接続
されており、外カップ２９の内面や内カップ２８を伝っ
て流下し、外カップ２９の底部に集積されるＳＯＧ溶液
等を排液口３１より排出・回収できるようになってい
る。

【００２０】処理カップ２１内の表面には、ウエハＷの
回転によって振り切られ飛散したＳＯＧ溶液が付着し、
そのままにしておくと結晶化して固化し、パーティクル
発生源となったり、また、カップ２１内の気流を乱し、
塗布均一性を悪化させる。そのために、適宜洗浄し除去
する必要がある。そこで、図４に示すように、外カップ
２９の上部開口縁部には、外カップ内面２９ａへイソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）等の洗浄液Ｒを流下させる
ためのスリット状の洗浄液吐出孔３５が全周に亘り適宜
間隔をおいて複数個形成されている。また、内カップ２
８の上端部には、内カップ２８の外側傾斜面２８ａへ洗
浄液Ｒを流下させるためのスリット状の洗浄液吐出孔３
６が全周に亘り適宜間隔をおいて複数個形成されてい
る。これら洗浄液吐出孔３５，３６は、外カップ２９と
内カップ２８の内部にそれぞれ形成された環状の液溜部
３７，３８に連通しており、後述する洗浄液供給源（図
示せず）より温度調節手段及び流量調節手段を介して各
液溜部３７，３８へ洗浄液Ｒを供給することにより、適
度な流量・温度で洗浄液Ｒが洗浄液吐出孔３５，３６か
ら吐出されるようになっている。この洗浄液Ｒの流下に
よる処理カップ２１の洗浄処理は、例えば１枚のウエハ
Ｗに対するＳＯＧ溶液塗布処理が終了する度に行われ
る。

【００２１】また、内カップ２８の内側にあるベース部
材４０など、カップ洗浄、サイドリンス、バックリンス
等に用いられるシクロヘキサノン等の有機溶剤によって
腐食されやすく洗浄が困難な部材は、表面にタフラム処
理を施すことで耐薬性を向上させておく。すなわち、図
５に示すように、ベース部材４０の表面に酸化アルミ皮
膜４０ａを形成し、この酸化アルミ皮膜４０ａの表面に
例えばフッ素樹脂等の耐薬性の塗膜４０ｂを形成して、
耐薬性をもたせることができる。なお、処理カップ２１
近傍に配置され、ＳＯＧの溶液が付着する虞れのある構
成部材、例えばエアーシリンダ等のエアー配管としてシ
クロヘキサノンに耐性のある例えばフッ素樹脂製チュー
ブを使用する。

【００２２】また、処理カップ２１の排気口３０及び排
液口３１と配管３２，３３との接続部は、図４に示すよ
うに排気口３０，排液口３１に取り付けられたノズル４
２に、配管３２，３３の先端に取り付けられたジャケッ
ト部材４４を被せて固定した構造になっている。ジャケ
ット部材４４には、その内部に配管３２，３３と同内径
の堰４５を設けることにより内周面に沿って液溜溝４６
が形成されると共に、ジャケット部材４４の壁部を貫通
させて液溜溝４６へ洗浄液Ｒを供給するための洗浄液供
給管４７が設けられている。そして、後述する洗浄液供
給源（図示せず）から洗浄液供給管４７を通して液溜溝
４６へ洗浄液Ｒを供給し、堰４５を徐々にオーバーフロ
ーさせることにより、洗浄液Ｒを配管３２，３３の内周
面全体に均一に流下させて常時洗浄が行なわれるように
なっている。

【００２３】ＳＯＧ溶液供給ノズル２５は、図７に示す
ように、ＳＯＧ供給管５０を介してＳＯＧ溶液収容容器
５１に接続されている。ＳＯＧ溶液収容容器５１にはそ
の内部へ圧送ガス例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを流量制
御しつつＳＯＧ溶液を圧送する圧送ガス供給源５２が圧
送管４８を介して接続されている。ここで、圧送ガスと
してＨｅガスを使用した理由は、ＨｅはＳＯＧ溶液に溶
ける可能性が少なく、しかも，ＳＯＧ溶液に溶けたとし
ても悪影響を与えることがないからである。したがっ
て、これら悪影響を発生しないガスであればＨｅの他の
ガスでもよい。

【００２４】上記ＳＯＧ供給管５０にはＳＯＧ供給ノズ
ル２５側から順次、サックバックバルブ１６ａ、開閉弁
１６ｂ、フィルタ１６ｃ及び第１の三方切換弁１７ａ
（切換手段）が介設されており、第１の三方切換弁１７
ａのＳＯＧ供給管５０に接続する以外のポート１８ａに
は洗浄液供給管４７を介して例えばメタノール等の洗浄
液供給源５３が接続されている。洗浄液供給管４７には
第２の三方切換弁１７ｂが介設され、この第２の三方切
換弁１７ｂの洗浄液供給管４７に接続する以外のポート
１８ｂには例えば窒素（Ｎ2）ガス等の置換ガス供給源
５４が接続されている。一方、圧送管４８には第３の三
方切換弁１７ｃが介設されており、この第３の三方切換
弁１７ｃの圧送管４８に接続する以外のポート１８ｃに
は洗浄液供給管４７から分岐するバイパス管４７ａを介
して上記洗浄液供給源５３が接続されている。そして、
バイパス管４７ａには第４の三方切換弁１７ｄが介設さ
れており、この第４の三方切換弁１７ｄのバイパス管４
７ａに接続する以外のポート１８ｄには上記置換ガス供
給源５４が接続されている。

【００２５】一方、ＳＯＧ供給管５０に設けられている
フィルタ１６ｃの下流側には、図８に示すように、ＳＯ
Ｇ供給管５０内を流れる気泡やＳＯＧ溶液が変質固化し
た固形物Ｂ等の異物を検出する手段例えば投光素子１９
ａと受光素子１９ｂとからなる光透過型のセンサ１９ｃ
が設けられており、このセンサ１９ｃからの信号が中央
演算処理装置１９ｄ（ＣＰＵ）に伝達され、ＣＰＵ１９
ｄにて予め記憶された情報と比較演算処理されて、その
出力信号が表示手段例えばアラーム発生装置１９ｅある
いは上記第１ないし第４の三方切換弁１７ａ〜１７ｄに
伝達されるようになっている。なおこの場合、少くとも
センサ１９ｃの投光素子１９ａと受光素子１９ｂが位置
する部分は透明製部材にて形成されて、投光素子１９ａ
からの光を受光素子１９ｂが感知し得るようになってい
る（図８参照）。なお、異物の検出手段は光透過式に限
らず超音波式を用いてもよい。

【００２６】また、ＳＯＧ溶液収容容器５１の下部側面
には容器５１内のＳＯＧ溶液Ｌの下限量を検出する静電
容量センサ１９ｆが設けられており、この静電容量セン
サ１９ｆからの信号が上記ＣＰＵ１９ｄに伝達され、上
述と同様にＣＰＵ１９ｄからの出力信号がＣＰＵ１９ｄ
にて予め記憶された情報と比較演算処理されて、その出
力信号がアラーム発生装置１９ｅあるいは上記第１ない
し第４の三方切換弁１７ｄに伝達されるようになってい
る。

【００２７】上記のように構成することにより、ＳＯＧ
溶液収容容器５１内のＳＯＧ溶液Ｌが所定量以下に減少
すると、静電容量センサ１９ｆが作動し、その信号がＣ
ＰＵ１９ｄに伝達される。そして、ＣＰＵ１９ｄからの
出力信号によって第３及び第４の三方切換弁１７ｃ，１
７ｄが動作して洗浄液供給源５３側に自動的に切り換わ
って容器５１及びＳＯＧ供給管５０内に洗浄液が供給さ
れ、容器５１内、ＳＯＧ供給管５０及びＳＯＧ供給ノズ
ル２５内が自動的に洗浄される。次に、予め定められた
期間洗浄した後、ＣＰＵ１９ｄの制御で第４の三方切換
弁１７ｄが切り換わって置換ガス供給源５４から置換ガ
スがＳＯＧ供給管５０内に供給されてＳＯＧ供給管５０
内を窒素（Ｎ2）ガスで置換する。その後、第３の三方
切換弁１７ｃが切り換わって圧送管４８内をＨｅガスで
パージする。そして、容器５１内に新しいＳＯＧ溶液を
所定量供給した後、圧送ガス（Ｈｅガス）で加圧してＳ
ＯＧ供給ノズル２５をウエハＷ上方から待機位置（図９
に示すダミーディスペンス位置６７）に回避させた状態
でダミーディスペンスすることができる。

【００２８】また、ＳＯＧ溶液収容容器５１内にＳＯＧ
溶液Ｌが存在するが、ＳＯＧ供給管５０内を気泡Ｂ等の
異物が通過すると、センサ１９ｃが作動し、その信号が
ＣＰＵ１９ｄに伝達される。そして、ＣＰＵ１９ｄから
の出力信号によって第１の三方切換弁１７ａが洗浄液供
給源５３側に切り換わってフィルタ１６ｃ、ＳＯＧ供給
管５０内に洗浄液が供給されてフィルタ１６ｃ及びＳＯ
Ｇ供給管５０内が洗浄される。次に、ＣＰＵ１９ｄから
の出力信号によって第２の三方切換弁１７ｂが置換ガス
供給源５４側に切り換わってＳＯＧ供給管５０内にＮ2
ガスが供給され、ＳＯＧ供給管５０内がパージされる。
そして、第１の三方切換弁１７ａが元の状態に戻ってＨ
ｅガスでＳＯＧ溶液Ｌが加圧されてダミーディスペンス
することができる。

【００２９】なお、洗浄液供給源５３は洗浄液供給管４
７から分岐される分岐管４７ｂを介してＳＯＧ供給ノズ
ル２５やノズル待機部、サイドリンス部、カップ洗浄部
及び排液・排気部に接続されて、これらに洗浄液を供給
して洗浄に供せるようになっている。なお、図７におい
て、符合１６ｄは圧力調整用のレギュレータ、１６ｅは
流量計、１６ｆは圧送管４８内のＨｅガスを大気中に排
出するための三方弁である。

【００３０】上記ＳＯＧ供給管５０及び圧送ガス供給源
５２の圧送管５７は、シクロヘキサンに対する耐薬性を
考慮しフッ素樹脂製チューブが使用されている。また、
ＳＯＧ溶液収容容器５１及び圧送ガス供給源５２は、Ｓ
ＯＧ塗布処理部６の隣の薬品貯溜部７に設けられたもの
であり、ＳＯＧ溶液収容容器５１内のＳＯＧ溶液Ｌの温
度は薬品貯溜部７内の図示しない温度調節手段によって
１０℃前後に保たれている。ＳＯＧ溶液供給ノズル２５
近傍のＳＯＧ供給管５０途中には、塗布処理に供するＳ
ＯＧ溶液Ｌの温度を例えば２３℃程度の常温に温調する
ための温度調節手段として熱交換器５５が設けられてい
る。この熱交換器５５は、ＳＯＧ供給管５０の途中一部
を収容した熱交換器本体５５ａ内に温調水５６を循環さ
せ、温調水５６とＳＯＧ溶液Ｌとを配管５０の管壁を介
して熱交換させるものである。なお、これと同様の温度
調節手段をＳＯＧ溶液供給ノズル２５に設ける方が望ま
しい。

【００３１】また、ＳＯＧ供給管５０には、図６（ａ）
に示すように、表面に帯電防止膜５７が塗布形成され、
これに導線５９を介して装置の本体フレ−ム６０等が接
地されている。これにより、ＳＯＧ供給管５０ひいては
ウエハＷへ供給されるＳＯＧ溶液Ｌの帯電を防止し、Ｓ
ＯＧ供給管５０やウエハＷへの静電気によるパーティク
ルの付着・混入を防止できる。また、帯電防止膜５７に
代えて図６（ｂ）に示すように、ＳＯＧ供給管５０の表
面に例えば導電性テ−プ５８を巻き付けてもよい。

【００３２】ＳＯＧ塗布処理部６のノズル待機部２２に
は、不使用のノズルを保持するノズル保持部６６と、ノ
ズル搬送アーム２３に保持された使用中のノズル２５か
ら実際の塗布処理用以外に所定量のＳＯＧ溶液Ｌを吐出
させて変質したＳＯＧ溶液を廃棄し、また、ノズル２５
の詰まりを防止するためのダミーディスペンス部６７
と、使用中のノズル２５を一時的に待機させておくため
の一時待機部６８とが設けられている。なお、スピンチ
ャック２０に関してノズル待機部２２と反対側にはウエ
ハＷの周辺部に塗布されたＳＯＧを溶解除去するための
サイドリンス用ノズル待機部２２Ａが設けられている。

【００３３】ダミーディスペンス部６７は、図９（ａ）
に示すように、上下に貫通孔７０が形成された内外二重
構造の環状ブロック６９からなり、貫通孔７０内にノズ
ル２５を挿入させてＳＯＧ溶液Ｌを吐出させ、貫通孔７
０の下端部に接続された排液管７４を通して排出する構
造になっている。環状ブロック６９の内側部材７１及び
排液管７４は、フッ素樹脂等の耐薬性の材料が用いられ
ている。内側部材７１内にはその内周壁部を堰７３とし
て残した環状の液溜溝７２が形成され、環状ブロック６
９の壁部を貫通させて液溜溝７２へ洗浄液Ｒ例えばＩＰ
Ａを供給するための洗浄液供給流路７５が設けられてい
る。そして、図示しない洗浄液供給源から洗浄液供給流
路７５を通して液溜溝７２へ洗浄液Ｒを供給し、堰７３
を徐々にオーバーフローさせることにより、洗浄液Ｒを
排液管７４の内周面全体に均一に流下させて洗浄できる
ようになっている。また、環状ブロック６９のノズル挿
入位置には壁部を貫通させてパージガス導入流路７６と
排出流路７７が対称に形成されており、ノズル２５の周
囲に窒素（Ｎ2）ガスなどの清浄なパージガスを供給す
ることにより、清浄な雰囲気中でダミーディスペンス処
理を行うことができるようになっている。

【００３４】このダミーディスペンス部６７は、ノズル
２５の周囲を洗浄する際にも使用される。その場合、例
えば図９（ａ）に示すように、ノズル本体２５ａの側部
に洗浄液供給管７８を接続し、洗浄液供給管７８からの
洗浄液をノズル本体２５ａ内の流路７９を通してノズル
２５の基部に供給し流下させることにより、ノズル２５
の周囲を洗浄することができる。また、図１０に示すよ
うに、ノズル２５の外周に管体のジャケット８０を同軸
的に設け、ノズル２５先端側とジャケット８０とを連通
路８０ａにて連通することにより、ノズル２５の先端部
に洗浄液を供給するようにすればより効果的にノズル２
５の周囲を洗浄できる。

【００３５】また、一時待機部６８は、図９（ｂ）に示
すように、内外二重構造の槽体ブロック８１から成り、
槽体ブロック８１の底部８１ａ近傍の壁部を貫通させて
槽８２内へＳＯＧの溶媒であるエチルアルコールを供給
するための溶媒供給流路８３が設けられると共にノズル
２５の挿入位置近傍の壁部を貫通させて溶媒排出流路８
４が設けられている。そして、図示しない洗浄液供給源
から溶媒供給流路８３を通して槽８２内へ洗浄液Ｒ（溶
媒）を供給し、溶媒排出流路８４から流出させることに
より、槽８２内の洗浄液Ｒの貯溜量が常に一定量に維持
されるようになっている。したがって、ノズル２５を槽
８２内に挿入し、上部開口部８２ａをノズル本体によっ
て閉塞することで、槽８２内の溶媒液面８５ａより上方
の空間が洗浄液Ｒの飽和雰囲気で満たされ、一時待機中
にノズル先端部２５ｂのＳＯＧ溶液が凝固するのを防止
できる。

【００３６】プレベーク処理部８は、ウエハＷを載置さ
せて加熱する電熱式のホットプレート（図示省略）を備
えた熱処理ユニット６１を数段（ここでは４段）積み重
ねて構成され、各熱処理ユニット６１毎にウエハＷを一
枚ずつ搬入し加熱して、ウエハ表面に塗布されたＳＯＧ
溶液を乾燥するようになっている。

【００３７】冷却処理部９は、ウエハＷを載置させて冷
却する水冷式のクールプレート（図示せず）を備えた冷
却処理ユニット６２を数段（ここでは２段）積み重ねて
構成され、表面浄化処理部５やプレベーク処理部８で加
熱されたウエハＷを各冷却処理ユニット６２毎に一枚ず
つ搬入し例えば２２℃程度の常温に冷却処理できるよう
になっている。

【００３８】このＳＯＧ塗布乾燥処理部１に隣接し、熱
処理部２との間でウエハＷの搬出搬入を行うためのイン
ターフェイス部３には、メイン搬送路１０の端部近傍に
位置決め機能を有する中間受渡台８６が設けられてい
る。また、インターフェイス部３には、熱処理部２に面
しＹ方向に移動可能な移動台８８上にウエハＷを垂直方
向に一枚ずつ多段に配列保持する複数（図面では３個の
場合を示す）の石英製のウエハボート８７が着脱可能に
載置されると共に、ウエハボート８７内にダミー用ウエ
ハを補充するダミーウエハ用ボート８７ａが載置され、
更に、中間受渡台８６と移動台８８との間に、受渡用搬
送機構８９が設けられている。この受渡用搬送機構８９
は、ウエハボート８７の配列方向（Ｙ方向）に延る搬送
路９０と、この搬送路９０にＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移
動可能に設けられ、中間受渡台８６上に載置されたＳＯ
Ｇ塗布乾燥処理後のウエハＷをウエハボート８７内へ搬
送する搬送アーム９１とで構成されている。なお、イン
ターフェイス部３の側部には、出入口９３が設けられて
おり、この出入口９３からインターフェイス部３内に作
業員が出入りすることができるようになっている。

【００３９】熱処理部２には、ウエハボート８７を昇降
可能に載置するボートエレベータ（図示せず）と、ボー
トエレベータ上方に設けられ、ボートエレベータ上のウ
エハボート８７を収容する縦長キャップ状の石英製プロ
セスチューブ９５の外側にヒーター（図示せず）を有す
る加熱炉装置９４と、インターフェイス部３内の移動台
８８上とボートエレベータとの間で開口窓９４ａを通し
てウエハボート８７の受け渡しを司るボート搬送アーム
９２が配設されている。

【００４０】次に、上記のように構成されるＳＯＧ塗布
・加熱装置の動作態様について説明する。まず、ロード
・アンロード部１０のピンセット１４を未処理のウエハ
Ｗを収容するキャリアカセット１２の前まで移動してキ
ャリアカセット１２からウエハＷを受け取って受渡し位
置まで搬送する。受渡し位置に搬送されたウエハＷはメ
イン搬送アーム１１によって受け取られた後、冷却処理
部９に搬送されて所定の温度に冷却される。そして、再
びメイン搬送アーム１１によって受け取られてＳＯＧ塗
布処理部６まで搬送され、ＳＯＧ塗布処理部６のスピン
チャック２０上に載置される。

【００４１】スピンチャック２０上に載置されたウエハ
Ｗがスピンチャック２０と共に回転すると、ＳＯＧ供給
ノズル２５がノズル搬送アーム２３によって保持されて
ウエハＷ上に移動してＳＯＧ溶液を滴下する。このと
き、ウエハＷは高速回転（２０００〜６０００ｒｐｍ）
しているので、遠心力によってＳＯＧ溶液はウエハＷの
周縁部に向って拡散してウエハ上にＳＯＧ膜が形成（塗
布）される。ＳＯＧ溶液の滴下は、被塗布ウエハＷが停
止中でもよいし、低速回転中でもよい。ＳＯＧ膜が形成
された後、ウエハＷ上にサイドリンス供給ノズルが移動
してウエハＷの周辺部のＳＯＧ膜はリンス液によって溶
解除去される。このようにして塗布処理が行われたウエ
ハＷは再びメイン搬送アーム１１によって受け取られて
プレベーク処理部８に搬送される。なお、メイン搬送ア
ーム１１を複数設けて、塗布済みウエハＷを搬出した
後、未塗布のウエハＷを搬入する操作を行なうようにし
てもよい。ここで約１００〜１４０℃の温度で加熱され
てＳＯＧ溶液中の溶媒（例えばエチルアルコール）が蒸
発される。このプレベーク処理部８によるプレベーク工
程が終了したウエハＷは、再びメイン搬送アーム１１に
よって受け取られてインターフェイス部側に搬送されて
中間受渡台８６に移され、ウエハＷが位置決めされる。
この位置決めは、例えば、ウエハＷを回転させて光電的
にオリフラ位置を予め定められた位置に合わせることに
よって行う。

【００４２】所定の位置に位置決めされたウエハＷは、
受渡用搬送機構８９の搬送アーム９１によって受け取ら
れた後、移動台８８上に載置された空のウエハボート８
７内に整列された状態で搬入される。このようにしてウ
エハボート８７にはＳＯＧ塗布乾燥処理部１で枚葉処理
されたウエハＷが順次搬入されて、ウエハボート８７に
所定枚数例えば５０枚のウエハＷが搬入される。ウエハ
ボート８７の所有可能な枚数（例えば６０枚）に満たな
い不足部分にはダミーウエハ用ボート８７ａに収容され
ているダミーウエハが受渡用搬送機構８９の搬送アーム
９１によってウエハボート８７内に搬入される。

【００４３】ウエハボート８７に所定枚数のウエハＷと
ダミーウエハが搬入されると、移動台８８が所定距離移
動してウエハボート８７は熱処理部２の連通位置に移動
され、ボート搬送アーム９２によって加熱炉装置９４の
プロセスチューブ９５内に搬入される。そして、加熱炉
装置９４によってウエハＷを約４００℃の温度で加熱す
ることによりウエハＷ表面に塗布されたＳＯＧ膜が熱処
理例えば焼き締めされる。なお、ウエハＷが熱処理され
ている間、別のウエハボート８７には上述と同様な手順
でウエハＷが搬入される。

【００４４】加熱炉装置９４での加熱処理が行われた
後、ボートエレベータが下降してウエハボート８７が加
熱炉装置９４の下方に取り出されると、前述と逆の動作
によってボート搬送アーム９２がウエハボート８７を受
け取った後、移動台８８のボート載置位置に移動して移
動台８８上にウエハボート８７を受け渡す。ウエハボー
ト８７を受け取った後、移動台８８は所定距離移動して
別のウエハボート８７を連通位置に移動して上述と同様
に受渡用搬送機構８９によってウエハボート８７をボー
トエレベータに搬送して加熱炉装置９４内に搬入する一
方、加熱処理されたウエハＷは受渡用搬送機構８９の搬
送アーム９１によってウエハボート８７から搬出されて
ＳＯＧ塗布乾燥処理部１のメイン搬送アーム１１に受け
取られた後、ロード・アンロード部１０のピンセット１
４によって処理済み用ウエハカセット１２内に収容され
て、処理工程が終了する。

【００４５】なお、上記実施例では、ウエハＷの表面に
ＳＯＧ膜を一度塗りする場合について説明したが、ＳＯ
Ｇ膜を二度塗りする場合には、ＳＯＧ塗布処理部６でＳ
ＯＧ膜を塗布し、プレベーク処理部８でＳＯＧ溶液中の
溶媒を蒸発させた後、ウエハＷをインターフェイス部３
のウエハボート８７内に搬入し、そして、再び受渡用搬
送機構８９によってウエハボート８７から搬出してＳＯ
Ｇ塗布乾燥処理部１のメイン搬送アーム１１に受け渡し
て、上述と同様に、冷却処理部９にて冷却した後、ＳＯ
Ｇ塗布処理部６にて二度目のＳＯＧ膜を形成し、そし
て、プレベーク処理部８に搬送してＳＯＧ溶液中の溶媒
を蒸発する。このようにして、二度目のＳＯＧ膜が形成
されたウエハＷは、受渡用搬送機構８９によって順次ウ
エハボート８７に搬入されてウエハボート８７内に所定
枚数のウエハＷが収容された後、加熱炉装置９４のプロ
セスチューブ９５内に搬入され、加熱炉装置９４によっ
て加熱処理される。加熱処理されたウエハＷはインター
フェイス部３に搬送された後、ＳＯＧ塗布乾燥処理部１
のメイン搬送アーム１１によってロード・アンロード部
４のピンセット１４によって処理済み用キャリアカセッ
ト１３内に収容されて、処理工程が終了する。

【００４６】また、ウエハＷにＳＯＧ膜を二度塗りする
別の方法として、ウエハＷ上にＳＯＧ溶液を塗布して溶
媒を蒸発した後、加熱炉装置９４内に搬入して熱処理を
行う工程を繰り返してウエハＷ上に多層のＳＯＧ膜を形
成することができる。

【００４７】上記のように、配線パターンが形成された
ウエハＷの表面にＳＯＧ溶液を塗布してＳＯＧ膜を形成
し、加熱処理によりＳＯＧ膜を焼成するＳＯＧ塗布・加
熱装置において、ＳＯＧ供給管５０に、ＳＯＧ供給管５
０内を流れる気泡等の異物を検出するセンサ１９ｃを設
け、このセンサ１９ｃの作動によってＳＯＧ溶液供給系
のＳＯＧ供給管５０及びＳＯＧ供給ノズル２５に洗浄液
を供給することによって、ＳＯＧ供給管５０及びＳＯＧ
供給ノズル２５内を自動的に洗浄することができる。し
たがって、気泡やＳＯＧ溶液の乾燥・凝固によって発生
するパーティクルがウエハＷに供給されるのを未然に防
止可能となり、ウエハＷの汚染を防止することができる
と共に、製品歩留まりの向上を図ることができる。ま
た、ＳＯＧ溶液収容容器５１の下部外側に、容器５１内
のＳＯＧ溶液Ｌの減少を検出する静電容量センサ１９ｆ
を設け、この静電容量センサ１９ｆの作動によって、Ｓ
ＯＧ溶液収容容器５１及びＳＯＧ供給管５０内を自動的
に洗浄することができ、上記と同様にＳＯＧ溶液の乾燥
・凝固によるパーティクルの発生を防止し、製品歩留ま
りの向上を図ることができる。

【００４８】なお、上記実施例ではこの発明の処理装置
を半導体ウエハのＳＯＧ塗布・加熱装置に適用した場合
について説明したが、被処理体はウエハ以外の例えばＬ
ＣＤ基板等にも適用でき、ＳＯＧ溶液以外の処理液を被
処理体に塗布処理するものにも適用できることは勿論で
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明は上記
のように構成されているので、以下のような効果が得ら
れる。

【００５０】１）請求項１，３記載の発明によれば、供
給管を流れる処理液中の異物を検出した際、供給管及び
処理液供給ノズル内に洗浄液を供給して供給管及び処理
液供給ノズル内を自動的に洗浄することができ、被処理
体への異物の付着を防止して製品歩留まりの向上を図る
ことができる。また、液面検出手段により処理液収容容
器内の処理液の下限液面を検出した際、処理液収容容
器、供給管及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して、
処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノズルを自動洗
浄することができ、被処理体への異物の付着を防止して
製品歩留まりの向上を図ることができる。

【００５１】２）請求項２，４記載の発明によれば、異
物検出手段により供給管中の異物を検出した際、供給管
及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄した後、
供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給して、供
給管及び処理液供給ノズル内をパージし、その後、圧送
ガスを供給して処理液供給ノズルをダミーディスペンス
することで、以後の処理に備えることができる。 また、
液面検出手段により処理液収容容器内の処理液の下限液
面を検出した際、処理液収容容器、供給管及び処理液供
給ノズルに洗浄液を供給して洗浄した後、処理液収容容
器、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給し
て、処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノズル内を
パージし、その後、圧送ガスを供給して処理液供給ノズ
ルをダミーディスペンスすることで、以後の処理に備え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理装置を適用するＳＯＧ塗布・加
熱装置の斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】この発明の処理装置の概略平面図である。

【図４】処理装置の縦断面図である。

【図５】図４のＶ部の拡大断面図である。

【図６】この発明における処理液供給管の要部を示す拡
大断面図である。

【図７】この発明の要部の配管系を示す概略構成図であ
る。

【図８】図７の要部拡大図である。

【図９】この発明における処理液供給ノズルのダミーデ
ィスペンス部と一時待機部を示す断面図である。

【図１０】この発明における処理液供給ノズルの断面図
である。

【符号の説明】

６ ＳＯＧ塗布処理部 １７ａ 第１の三方切換弁（切換手段） １７ｂ 第２の三方切換弁（切換手段） １７ｃ 第３の三方切換弁（切換手段） １７ｄ 第４の三方切換弁（切換手段） １９ｃ センサ（異物検出手段） １９ｆ 静電容量センサ（液面検出手段） ２５ ＳＯＧ供給ノズル（処理液供給ノズル） ４７ 洗浄液供給管４７ａ バイパス管 ４８ 圧送管 ５０ ＳＯＧ供給管 ５１ ＳＯＧ溶液収容容器 ５２ 圧送ガス供給源 ５３ 洗浄液供給源 ５４ 置換ガス供給源 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） Ｌ ＳＯＧ溶液（処理液） Ｒ 洗浄液 Ｂ 気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹熊 貴志 熊本県菊池郡菊陽町津久礼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 八重樫 英民 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 東 京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 松川 浩之 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (56)参考文献 特開 平１−75032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/31

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体に処理液を供給する処理液供給
   ノズルと、この処理液供給ノズルに供給管を介して接続
   する処理液収容容器とを具備する処理装置において、 上記供給管に切換手段を介して洗浄液を供給する洗浄液
   供給源を接続すると共に、洗浄液供給源と上記処理液収
   容容器とを切換手段を介して接続し、 上記供給管に、この供給管を流れる処理液中の異物を検
   出する検出手段を設け、 上記処理液収容容器に、処理液の下限液面を検出する液
   面検出手段を取付け、 上記検出手段 からの信号によって
   上記切換手段を切換えて上記供給管及び処理液供給ノズ
   ルに上記洗浄液を供給するようにし、 上記液面検出手段からの信号によって上記切換手段を切
   換えて上記処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノズ
   ルに上記洗浄液を供給するようにした 、ことを特徴とす
   る処理装置。
2. 【請求項２】 被処理体に処理液を供給する処理液供給
   ノズルと、この処理液供給ノズルに供給管を介して接続
   する処理液収容容器と、この処理液収容容器内の処理液
   を圧送すべく圧送管を介して処理液収容容器に接続する
   圧送ガス供給源とを具備する処理装置において、 上記供給管に切換手段を介して洗浄液を供給する洗浄液
   供給源及び置換ガスを供給する置換ガス供給源を接続す
   ると共に、上記処理液収容容器と洗浄液供給源及び置換
   ガス供給源とを切換手段を介して接続し、 上記供給管に、この供給管を流れる処理液中の異物を検
   出する検出手段を設け、 上記処理液収容容器に、処理液の下限液面を検出する液
   面検出手段を取付け、 上記検出手段 からの信号によって
   上記切換手段を切換えて上記供給管及び処理液供給ノズ
   ルに上記洗浄液を供給して洗浄後、上記供給管及び処理
   液供給ノズルに上記置換ガスを供給し、 上記液面検出手段からの信号によって上記切換手段を切
   換えて上記処理液収容容器、供給管及び処理液供給ノズ
   ルに上記洗浄液を供給して、上記処理液収容容器、供給
   管及び処理液供給ノズルを洗浄後、処理液収容容器、供
   給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給するように
   した 、ことを特徴とする処理装置。
3. 【請求項３】 処理液収容容器内に収容された処理液を
   供給管を介して処理液供給ノズルから被処理体に供給し
   て被処理体表面に処理液を塗布する処理方法において、 上記供給管中を流れる処理液中の気泡等の異物を検出す
   る異物検出工程と、上記異物検出工程により異物を検出した際、上記供給管
   及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給する工程と、 上記処理液収容容器内に収容される上記処理液の下限液
   面を検出する液面検出工程と、 上記液面検出工程により上記処理液収容容器内の処理液
   の下限液面を検出した際、上記処理液収容容器、供給管
   及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給する工程と、 を有することを特徴とする処理方法。
4. 【請求項４】 処理液収容容器内に収容された処理液を
   供給管を介して処理液供給ノズルから被処理体に供給し
   て被処理体表面に処理液を塗布する処理方法において、 上記供給管中を流れる処理液中の気泡等の異物を検出す
   る異物検出工程と、上記異物検出工程により異物を検出した際、上記供給管
   及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄後、供給
   管及び処理液供給ノズルに置換ガスを供給する工程と、 上記処理液収容容器内に収容される上記処理液の下限液
   面を検出する液面検出工程と、 上記液面検出工程により上記処理液収容容器内の処理液
   の下限液面を検出した際、上記処理液収容容器、供給管
   及び処理液供給ノズルに洗浄液を供給して洗浄後、処理
   液収容容器、供給管及び処理液供給ノズルに置換ガスを
   供給する工程と、 を有することを特徴とする処理方法。