JPH11214375A

JPH11214375A - 塗布膜形成装置

Info

Publication number: JPH11214375A
Application number: JP3050298A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nagashima; 慎二永嶋; Kazuhiro Takeshita; 和宏竹下; Makoto Muramatsu; 誠村松; Yoji Mizutani; 洋二水谷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3432735B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例えばＴＥＯＳのコロイドを溶媒に分散させ
た塗布液を半導体ウエハに塗布ユニットで塗布し、次い
で塗布膜中のコロイドをエ−ジングユニットでゲル化し
て、シリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜を得る場合に、
溶媒の蒸発を抑えて良質な膜とすること。【解決手段】塗布ユニット２０とエ−ジングユニット
３０とを、同一ユニット内に互いに隣接して配置し、塗
布ユニット２０で処理されたウエハＷを、専用のサブア
−ム５１によりエ−ジングユニット３０に搬送する。こ
のようにすると、塗布ユニット２０にて処理されたウエ
ハＷを速やかにエ−ジングユニット３０に搬送すること
ができるので、塗布膜中の溶媒の蒸発が抑えれ、良質な
膜を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の上に塗布膜
を塗布して例えばシリコン酸化膜を形成する装置に関す
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
₂Ｈ₅Ｏ）₄）のコロイドをエタノ−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号及び特開平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１１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
２００中に分散された状態になっており（図１１（ａ）
参照）、次いでこの塗布液がアルカリ性雰囲気に晒され
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１１（ｂ）参照）。

【０００４】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１１
（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１１（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−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ＴＥ
ＯＳの網状構造体に大きな力が加わらないようにして膜
の構造が崩れることを抑える目的もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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、またウ
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−クユニット
なども必要であって、さらにこれら各ユニット間にウエ
ハを搬送するための搬送機構を設けて装置が構成され
る。

【０００６】ところでウエハに塗布液を塗布すると、溶
媒が有機溶剤であるため蒸発し、蒸発量が多いと予定の
膜厚、膜質が得られないという問題がある。

【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
した後、次段の工程を速やかに実施することができ、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】このため本発明の塗布膜
形成装置は、成膜成分の出発物質の粒子またはコロイド
を溶媒に分散させた塗布液を基板に塗布して塗布膜を形
成するための塗布部と、この塗布部に隣接して設けら
れ、当該塗布部にて形成された塗布膜中の粒子またはコ
ロイドをゲル化するためのゲル化処理部と、前記塗布液
を基板に塗布する前の処理を行うための複数の前処理部
と、前記ゲル化処理部にて処理された後の基板を乾燥す
るための複数の加熱部と、外部からの基板を受け取るた
めの受け取り部と、この受け取り部から基板を受け取っ
て前記前処理部を介して塗布部に搬送すると共に、前記
ゲル化処理部にて処理された後の基板を前記加熱部に搬
送する主搬送部と、前記塗布部で塗布された基板をゲル
化処理部に搬送する補助搬送部と、を備えたことを特徴
とする。

【０００９】このような発明によれば、基板は塗布部か
らゲル化処理部まで専用の補助搬送部により搬送される
ので、基板に塗布液が塗布された後は速やかに次段の工
程に移行でき、これにより溶媒の蒸発が抑えられ、この
結果良質な薄膜が得られる。

【００１０】ここで前記塗布膜形成装置では、前記補助
搬送部における基板の搬送路には前記溶媒の成分の蒸気
例えばエチレングリコ−ルを供給する手段を備えるよう
にしてもよいし、前記塗布部及びゲル化処理部を覆うた
めのケ−スと、このケ−ス内に前記溶媒の成分の蒸気を
供給するための手段と、を備えるようにしてもよく、こ
の場合には基板の搬送中における塗布膜中の溶媒の蒸発
がさらに抑えられる。

【００１１】また前記塗布膜形成装置に、ゲル化処理部
に隣接して設けられ、ゲル化処理部にて処理された基板
に前記溶媒とは別の溶媒を供給し、前記塗布膜中の溶媒
を別の溶媒と置換するための溶媒置換処理部を備え、補
助搬送部によりゲル化処理部にて処理された基板を前記
溶媒置換処理部に搬送するようにしてもよい。この場合
には、溶媒の大きな表面張力がＴＥＯＳの網状構造に加
わる時間が短縮されるので、膜の構造の崩れが抑えら
れ、良質な薄膜が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
塗布膜形成装置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−トであり、１
２は受け取り部をなす搬送ア−ム、１３は主搬送部をな
すメインア−ムである。メインア−ム１３の搬送路（ガ
イドレ−ル）１４の一方側には、塗布部である塗布ユニ
ット２０とゲル化処理部であるエ−ジングユニット３０
とを備えた塗布・エ−ジングユニット２及び溶媒置換処
理部である溶媒置換ユニット４がこの順に並んで配列さ
れている。

【００１３】また前記搬送路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、疎水化処理、冷却処理及び熱処理
（べ−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。本実施の形態では前記疎水化処理や冷却処理
を行うためのユニットが、塗布液をウエハＷに塗布する
前の処理を行うための前処理部に相当し、また前記熱処
理を行うためのユニットが、エ−ジングユニット３０に
て処理されたウエハＷを乾燥するための加熱部に相当す
る。

【００１４】前記搬送ア−ム１２及びメインア−ム１３
はｘ方向及びｙ方向に移動自在、回転自在に構成されて
おり、カセットステ−ジＣＳに置かれたカセットＣから
ウエハＷが搬送ア−ム１２により取り出されてメインア
−ム１３に受け渡され、当該ウエハＷはメインア−ム１
３によって前記各ユニット２，４，Ｕ１〜Ｕ４に順次搬
送されるようになっている。

【００１５】続いて前記塗布・エ−ジングユニット２に
ついて図２〜図４を参照して説明するが、このユニット
には図２に示すように例えば塗布ユニット２０とエ−ジ
ングユニット３０とが隣接して設けられている。先ず塗
布ユニット２０について図３を参照しながら述べると、
この塗布ユニット２０は、上面が蓋２１によって開閉さ
れる固定カップ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２
４と、この回転軸２４の上端に設けられたウエハ保持部
であるバキュ−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。カップ２２に
は、溶媒蒸気発生源２７ａにて発生した、塗布液で用い
られている溶媒の蒸気を供給するための溶媒蒸気供給管
２７が接続されると共に、更にドレイン管２８、排気管
２９が接続されている。

【００１６】また前記エ−ジングユニット３０について
図４を参照しながら説明すると、このエ−ジングユニッ
ト３０は、ヒ−タ３１ａを内蔵した例えばセラミックス
からなる加熱プレ−ト３１と、この加熱プレ−ト３１の
上方に処理室をなす空間Ｓを形成するように、当該加熱
プレ−ト３１の周縁部にシ−ル部材３２を介して密接す
ると共に、加熱プレ−ト３１に対して接離する蓋３３
と、加熱プレ−ト３１に置かれたウエハＷを囲むよう
に、当該加熱プレ−ト３１の表面に供給口が形成された
ガス供給路３４と、蓋３３の中央部に吸い込み口が形成
された排気路３５と、加熱プレ−ト３１とその上方位置
との間でウエハＷを昇降させる例えば３本の昇降ピン３
６とを備えている。なお蓋３３にも加熱手段例えばヒー
タを設けることが好ましい。

【００１７】これら塗布ユニット２０の固定カップ２２
ととエ−ジングユニット３０とは、例えば図２に示すよ
うに共通の水平な基台５０上に隣接して配設されてお
り、基台５０上のこれらのユニット２０，３０の間には
補助搬送部をなすサブア−ム機構５が設けられている。

【００１８】このサブア−ム機構５は塗布ユニット２０
で処理されたウエハＷをエ−ジングユニット３０まで専
用に搬送するためのものであり、このため例えばウエハ
Ｗの下面の周縁部の一部を保持するサブア−ム５１を備
えると共に、このサブア−ム５１がガイドレ−ル５２に
沿って水平方向（図１中ｘ方向）に移動可能に構成さ
れ、さらにガイドレ−ル５２自体が駆動部５３によって
鉛直な回転軸５４を介して水平な方向に回転可能に構成
されている。こうしてサブア−ム５１は、塗布ユニット
２０とエ−ジングユニット３０との間でウエハＷを受け
取るために向きが反転されると共に、待機位置（図２中
実線で示す位置）と塗布ユニット２０からウエハＷを受
け取る位置との間及び待機位置とエ−ジングユニット３
０にウエハＷを受け渡す位置との間を移動できるように
なっている。またこの例ではガイドレ−ル５２が基台５
０よりも上方側に位置するように配置されている。

【００１９】またサブア−ム５１の上方側には、塗布ユ
ニット２０とエ−ジングユニット３０との間のウエハＷ
の搬送路（ガイドレ−ル５２）に、塗布液で用いられて
いる溶媒の成分の蒸気を供給するための手段をなす溶媒
蒸気供給部５５が設けられている。この溶媒蒸気供給部
５５は、待機位置にあるサブア−ム５１と対向するよう
に設けられた溶媒の蒸気を分散するための分散室５６
と、この分散室５６の下面に取り付けられ、多数の蒸気
孔５７ａが穿設された蒸気拡散板５７とを備えており、
前記分散室５６には、例えば図示しない溶媒蒸気発生源
にて発生した溶媒の蒸気を供給するための溶媒蒸気供給
管５８が接続されている。

【００２０】続いて前記溶媒置換ユニット４について図
５を用いて説明する。このユニット４は、ウエハＷを水
平に保持して回転させるバキュ−ムチャック４１と、こ
のチャック４１上のウエハＷを囲むように設けられ、排
液孔４０を有する回転カップ４２と、この回転カップ４
２の外側に設けられ、排液路４１ａ及び排気路４１ｂが
接続された固定カップ４３と、ウエハＷに溶媒を供給す
るためのノズル４４とを備えている。また図中４５はチ
ャック４１の回転軸４１ａを回転及び昇降させるための
駆動部、４２ａは回転カップ４を回転させるための駆動
部である。

【００２１】前記固定カップ４３の上面の開口部は昇降
可能な蓋４６により開閉されるように構成されている。
また前記ノズル４４としては、この例ではエタノ−ル、
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）及びヘプタンを夫々
吐出する３個のノズル４４ａ，４４ｂ，４４Ｃが用意さ
れており、これらノズル４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、こ
の順に搬送ア−ム４７により夫々ノズル受け部４８ａ，
４８ｂ，４８ｃから把持して取り出され、ウエハＷの中
心部の上方側に搬送されるようになっている。

【００２２】このような塗布膜形成装置では、疎水化処
理及び冷却処理が行なわれたウエハＷがメインア−ム１
３により塗布・エ−ジングユニット２、溶媒置換ユニッ
ト４、ベ−ク処理を行うユニットに順次搬送され、各ユ
ニットにおいて所定の処理が行われることによりウエハ
Ｗ表面にシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜が形成され
る。

【００２３】続いて塗布・エ−ジングユニット２及び溶
媒置換ユニット４にて行われる処理について説明する。
先ず塗布・エ−ジングユニット２では、塗布ユニット２
０にてウエハＷの表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成
する処理が行なわれた後、当該ウエハＷがサブア−ム５
１によりエ−ジングユニット３０に搬送され、次いで当
該ユニット３０においてウエハＷ上に形成された塗布膜
の粒子またはコロイドをゲル化する処理が行なわれる。

【００２４】具体的には、塗布ユニット２０では、前記
メインア−ム１３により塗布ユニット２０まで搬送され
たウエハＷは、例えば図３の鎖線の位置でチャック２５
に受け渡され、チャック２５が下降した後、蓋２１によ
りカップ２２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−ル及
びエチルアルコ−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−ルは塗布
時の塗布液の粘度を適切な値に調整する役割の他、塗布
後の工程では蒸気圧の低いエチルアルコ−ルはほとんど
蒸発してしまうと考えられるので、溶媒として残って
（エチレングリコ−ルは蒸気圧が高いので）その蒸発を
押さえる役割もある。

【００２５】そしてこの例では例えば排気管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−
ルの蒸気をカップ２２内に供給し、カップ２２内が蒸気
で満たされた後排気を止め、ノズル２６から塗布液をウ
エハＷの中心部に供給する。次いでチャック２５により
ウエハＷを回転させ、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。このようにカップ２
２内をエチレングリコ−ルの蒸気で満たした状態で処理
を行うのは、塗布液中の溶媒の蒸発を抑えるためであ
る。なお図示していないがこの後カップ２２内のノズル
から溶剤がウエハＷの周縁部に吹き付けられて周縁部の
塗布膜が除去される。

【００２６】こうして塗布ユニット２０にて塗布処理を
行った後、ウエハＷをサブア−ム５１によりエ−ジング
ユニット３０まで搬送する。先ず例えば蓋２１を少し持
ち上げた状態にしてカップ２２内を排気し、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
らサブア−ム５１に受け渡す。つまり溶媒蒸気供給部５
５からガイドレ−ル５２上に溶媒例えばエチレングリコ
−ルの蒸気を供給し、サブア−ム５１の向きを塗布ユニ
ット２０側に向け、当該サブア−ム５１を待機位置から
塗布ユニット２０からウエハＷを受け取る位置まで移動
させて、ウエハＷをチャック２５からサブア−ム５１に
受け渡す。

【００２７】そしてエ−ジングユニット３０の蓋３３を
上昇させて、サブア−ム５１の向きをエ−ジングユニッ
ト３０側に向け、当該サブア−ム５１をエ−ジングユニ
ット３０にウエハＷを受け渡す位置まで移動させ、昇降
ピン３６とサブア−ム５１との協動作用により、サブア
−ム５１から加熱プレ−ト３１上にウエハＷを受け渡
す。

【００２８】次いでエ−ジングユニット３０では、ウエ
ハＷ上の塗布膜に含まれるＴＥＯＳのコロイドをゲル化
して、コロイドを網目状に連鎖させる処理が行われる。
つまりエ−ジングユニット３０では加熱プレ−ト３１に
ウエハＷが載置された後、蓋３３を閉じ、排気路３５か
ら排気しながら、ガス供給路３４から例えばエチレング
リコ−ルの蒸気を処理室内に導入する。このときウエハ
Ｗは例えば１００℃前後に加熱されている。

【００２９】前記ＴＥＯＳのコロイドをゲル化して、コ
ロイドを網目状に連鎖させる処理は塗布膜を加熱するこ
とにより促進されるが、この際加熱を行う代わりにアン
モニアガスを用い、当該アンモニアガスをアルカリ触媒
として用いてＴＥＯＳに作用させ、ゲル化を促進させる
ようにしてもよい。またエチレングリコ−ルの蒸気を処
理室内に導入しているのは塗布膜中の溶媒の蒸発を抑え
るためであり、従って例えば処理室内の温度において飽
和蒸気（エチレングリコ−ルの相対湿度で１００％）と
なるように、配管及び蒸気発生源などが温度調整され
る。

【００３０】続いて溶媒置換ユニット４にて行われる処
理について説明する。前記エ−ジングユニット３にて処
理されたウエハＷは加熱プレ−ト３１からメインア−ム
１３に受け渡され、このメインア−ム１３により溶媒置
換ユニット４に搬送される。そしてこのユニット４で
は、塗布液の溶媒とは別の溶媒を供給し、ウエハＷ上に
形成された塗布膜中の溶媒を別の溶媒と置換する処理が
行われる。

【００３１】具体的には蓋４６が開いている状態で、固
定カップ４３の上方位置にてチャック４１にメインア−
ム１３からウエハＷを受け渡し、チャック４１を下降さ
せる。次いで先ずノズル４４ａから水分が可溶な薬品例
えばエタノ−ルをウエハＷのほぼ回転中心部に滴下しす
ると共にウエハＷと回転カップ４２とを回転させ、遠心
力によりエタノ−ルをウエハＷ表面全体に拡散させる。
これによって塗布膜中の水分にエタノ−ルが溶け込み、
結果として水分がエタノ−ルで置換されることになる。

【００３２】続いて蓋４６を開け、同様にしてＨＭＤＳ
をウエハＷ表面のほぼ回転中心部に供給し、塗布膜中の
水酸基を除去する。さらにヘプタンをウエハＷ表面のほ
ぼ回転中心部に供給し、塗布膜中の溶媒をヘプタンによ
って置き換える。ヘプタンを用いる理由は、表面張力が
小さい溶媒を用いることによりポ−ラスな構造体つまり
ＴＥＯＳの網状構造体に加わる力を小さくしてそれが崩
れないようにするためである。なお溶媒置換ユニット４
は、固定カップ４３及び回転カップ４２の２重カップ構
造の例で説明したが、塗布ユニット２と同様に固定カッ
プのみを用いた構造としてもよい。

【００３３】上述の実施の形態では、塗布ユニット２０
とエ−ジングユニット３０とを同一ユニット２内に隣接
して配設し、ウエハＷを塗布ユニット２０からエ−ジン
グユニット３０まで専用のサブア−ム５１により搬送す
るようにしたので、塗布ユニット２０にて塗布処理が行
われたウエハＷは、別のウエハＷの搬送を待つことなく
速やかにエ−ジングユニット３０まで搬送されて処理さ
れる。このため塗布膜の溶媒の蒸発が抑えられた状態で
ゲル化処理を行うことができるので、予定している膜
厚、膜質が確保できる。

【００３４】さらに塗布ユニット２０とエ−ジングユニ
ット３０との間の搬送路は距離が短いので、搬送時間が
短かくなり、搬送中の塗布膜の溶媒の蒸発をより低減で
きる上、搬送路にはエチレングリコ−ルの蒸気が供給さ
れているので、このエチレングリコ−ルにより搬送中の
前記溶媒の蒸発がさらに抑えられる。

【００３５】ここでサブア−ム５１が無い場合には、塗
布ユニット２０とエ−ジングユニット３０との間をメイ
ンア−ム１３で搬送することになる。このため塗布処理
が終了しても、メインア−ム１３が他のユニット間の搬
送に用いられている場合にはメインア−ム１３を待つ必
要がある。またメインア−ム１３は中央のガイドレ−ル
１４に沿って移動するので、塗布ユニット２０とエ−ジ
ングユニット３０との間の搬送路が長くなってしまい、
搬送時間が長くなる。このためウエハＷを塗布ユニット
２０からエ−ジングユニット３０まで搬送するまでにか
なりの時間がかかるので、塗布膜の溶媒の蒸発量が多く
なるおそれがある。

【００３６】続いて本発明の他の実施の形態について図
６及び図７を用いて説明する。この実施の形態は、塗布
・エ−ジングユニット２全体を処理室（ケ−ス）６で覆
うと共に、処理室６内を塗布膜の溶媒の成分例えばエチ
レングリコ−ルの蒸気で満たすことを特徴とするもので
ある。前記処理室６のガイドレ−ル１４に対向する側壁
には、メインア−ム１３から塗布ユニット２０にウエハ
Ｗを受け渡すための開口部６１ａと、エ−ジングユニッ
ト３０からメインア−ム１３にウエハＷを受け渡すため
の開口部６１ｂとが夫々適切な位置に形成されており、
これら開口部６１ａ，６１ｂは常時はドア６２ａ，６２
ｂにより閉じられている。

【００３７】また処理室６には溶媒蒸気発生源６３にて
発生したエチレングリコ−ルの蒸気を供給するための溶
媒蒸気供給管６４と排気管６５とが夫々接続されてい
る。ここでこの例では溶媒蒸気発生源６３と溶媒蒸気供
給管６４とにより処理室６内に前記溶媒の成分の蒸気を
供給するための手段が構成されている。

【００３８】この実施の形態では、処理室６内を排気し
ながら、当該処理室６内にエチレングリコ−ルの蒸気を
供給して、例えば処理室６内がエチレングリコ−ルの飽
和蒸気となるように調整されている。そして処理室６内
をエチレングリコ−ル雰囲気とした状態で、ドア６２ａ
を開いてメインア−ム１３から塗布ユニット２０のチャ
ック２５上にウエハＷを受け渡し、ドア６２ａを閉じ
る。次いで既述のように塗布膜の形成処理を行なって、
ウエハＷを塗布ユニット２０からサブア−ム５１により
エ−ジングユニット３０に搬送し、エ−ジングユニット
３０にてゲル化処理を行なう。この後ドア６２ｂを開い
て加熱プレ−ト３１からメインア−ム１３にウエハＷを
受け渡す。

【００３９】このような構成では、処理室６内はエチレ
ングリコ−ルの蒸気で満たされているので、塗布ユニッ
ト２０にて塗布処理を行なってから、エ−ジングユニッ
ト３０でゲル化処理を行なうまでの工程全体に亘って塗
布膜中の溶媒の蒸発が抑えられる。このためさらに塗布
膜のゲル化の阻害が抑えられるので、より良質な薄膜を
形成することができる。

【００４０】続いて本発明のさらに他の実施の形態につ
いて図８により説明する。本実施の形態は塗布ユニット
２０とエ−ジングユニット３０及び溶媒置換ユニット４
とを同一ユニット７０内にこの順に隣接して設け、エ−
ジングユニット３０と溶媒置換ユニット４との間に、エ
−ジングユニット３０にて処理されたウエハＷを溶媒置
換ユニット４に専用に搬送するための補助搬送部をなす
サブア−ム機構７を設けたことである。

【００４１】この例においても塗布ユニット２０とエ−
ジングユニット３０との間には、塗布ユニット２０にて
処理されたウエハＷをエ−ジングユニット３０に専用に
搬送するためのサブア−ム機構５が設けられており、エ
−ジングユニット３０と溶媒置換ユニット４との間のサ
ブア−ム機構７はこのサブア−ム機構５と同様に構成さ
れている。つまりサブア−ム７１はエ−ジングユニット
３０と溶媒置換ユニット４との間で向きが反転されると
共に、両ユニット３０，４間をガイドレ−ル（搬送路）
７２に沿って移動可能に構成されている。

【００４２】この実施の形態では、メインア−ム１３か
ら塗布ユニット２０のチャック２５上にウエハＷを受け
渡し、このユニット２０において塗布処理を行なった
後、ウエハＷをサブア−ム５１によりエ−ジングユニッ
ト３０に搬送し、加熱プレ−ト３１に受け渡す。次いで
このユニット３０にてゲル化処理を行なった後、ウエハ
Ｗをサブア−ム７１に受け渡して溶媒置換ユニット４に
搬送し、チャック４１上に受け渡す。そしてこのユニッ
ト４にて溶媒の置換処理を行なった後、ウエハＷをチャ
ック４１からメインア−ム１３に受け渡し、このア−ム
１３にて当該ウエハＷをベ−ク処理を行なうユニットに
搬送する。

【００４３】このような構成では、塗布ユニット２０と
エ−ジングユニット３０との間のみならず、エ−ジング
ユニット３０と溶媒置換ユニット４との間のウエハＷの
搬送も速やかに行われる。このため塗布膜の溶媒の蒸発
が抑えられた状態でゲル化処理を行うことができるの
で、膜減り、膜質の悪化が抑えられるうえ、溶媒の大き
な表面張力がＴＥＯＳの網状構造に加わる時間が短いの
で、膜の構造が崩れることが抑えられるので、さらに良
質な薄膜を形成することができる。

【００４４】以上において本発明では補助搬送部を図９
に示すように構成してもよい。この例では、例えば塗布
ユニット２０，エ−ジングユニット３０，溶媒置換ユニ
ット４は夫々別ユニットとして構成されている。補助搬
送部８は、例えばウエハＷの両周縁部の一部を挟んで保
持する一対のア−ム部材８１ａ，８１ｂを備えており、
このア−ム部材８１ａ，８１ｂは、開閉機構８２によっ
て例えばｙ方向に開閉自在に構成されている。また開閉
機構８２は各ユニット２０，３０，４の上方位置にて、
ガイドレ−ル８３に沿ってｘ方向に移動可能に構成され
ている。

【００４５】このような構成では、ウエハＷは塗布ユニ
ット２０からエ−ジングユニット３０まで、及びエ−ジ
ングユニット３０から溶媒置換ユニット４までをア−ム
部材８１ａ，８１ｂにより保持されてガイドレ−ル８３
に沿って専用に搬送される。このためこれらユニット２
０，３０，４が別ユニットとして構成される場合であっ
ても、これらユニット間のウエハＷの搬送が速やかに行
われ、この結果塗布膜中の溶媒の蒸発が抑えられるの
で、薄膜の膜質の悪化が防止される。なおこの補助搬送
部は塗布ユニット２０，エ−ジングユニット３０，溶媒
置換ユニット４が同一ユニットとして構成される場合に
適用してもよいし、塗布ユニット２０とエ−ジングユニ
ット３０との間のみの搬送に適用するようにしてもよ
い。

【００４６】また本発明は図１０に示すような縦型の塗
布膜形成装置にも適用することができる。この装置につ
いて簡単に説明すると、図中９１は昇降自在、進退自
在、回転自在に構成されたメインア−ムであり、このメ
インア−ム９１の一方側（左側）には、ウエハＷの疎水
化処理を行なうための前処理部をなす疎水化処理ユニッ
ト９２と、ウエハＷに対して加熱処理（ベ−ク処理）を
行なうための加熱部をなす例えば５つの加熱ユニット９
３ａ〜９３ｅが下からこの順に積み重ねられて設けられ
ている。

【００４７】一方メインア−ム９１の他方側（右側）に
は、装置外部からウエハＷを受けとるための受け取り部
９４と、塗布ユニット２０，エ−ジングユニット３０，
溶媒置換ユニット４とが下からこの順に積み重ねられて
設けられている。こうしてメインア−ム９１の両側には
夫々複数のユニット群が設けられ、これらユニット群の
間にメインア−ム９１の搬送路が形成されている。そし
て塗布ユニット２０とエ−ジングユニット３０の側方部
の、例えばメインア−ム９１の搬送路の反対側にはケ−
ス９５内に補助搬送部をなすサブア−ム９６が、昇降自
在、進退自在、回転自在に設けられており、前記ケ−ス
９５の内部がサブア−ム９６の搬送路となっている。

【００４８】このような構成でも、ウエハＷは塗布ユニ
ット２０とエ−ジングユニット３０との間をサブア−ム
９６により専用に搬送されるので、これらユニット２
０，３０間の搬送が速やかに行われる。このため塗布膜
中の溶媒の蒸発が抑えられるので、薄膜の膜質の悪化が
防止される。またこの例においても、ケ−ス９５内をエ
チレングリコ−ル雰囲気とするようにしてもよいし、ケ
−ス９５を溶媒置換ユニット４の側方まで延長し、エ−
ジングユニット３０と溶媒置換ユニット４との間でウエ
ハＷをサブア−ム９６により専用に搬送するようにして
もよい。なお以上において本発明では、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。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、成膜成分の出発物質で
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
基板に塗布した後、次段の工程を速やかに実施すること
ができ、良質な薄膜例えば層間絶縁膜を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布膜形成装置の一実施の形態の一例
を示す平面図である。

【図２】前記塗布膜形成装置の塗布・エ−ジングユニッ
トの一例を示す断面図である。

【図３】前記塗布・エ−ジングユニットの塗布ユニット
の一例を示す断面図である。

【図４】前記塗布・エ−ジングユニットのエ−ジングユ
ニットの一例を示す断面図である。

【図５】前記塗布膜形成装置の溶媒置換ユニットの一例
を示す断面図である。

【図６】塗布・エ−ジングユニットの他の例を示す平面
図である。

【図７】塗布・エ−ジングユニットの他の例を示す斜視
図である。

【図８】前記塗布膜形成装置の他の例を示す平面図であ
る。

【図９】前記塗布膜形成装置のさらに他の例を示す平面
図である。

【図１０】前記塗布膜形成装置のさらに他の例を示す平
面図である。

【図１１】ゾル−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。

【符号の説明】

１３メインア−ム２塗布・エ−ジングユニット２０塗布ユニット３０エ−ジングユニット４溶媒置換ユニット５，７サブア−ム機構６処理室Ｗ半導体ウエハ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｑ (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赤坂事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成膜成分の出発物質の粒子またはコロイ
ドを溶媒に分散させた塗布液を基板に塗布して塗布膜を
形成するための塗布部と、この塗布部に隣接して設けられ、当該塗布部にて形成さ
れた塗布膜中の粒子またはコロイドをゲル化するための
ゲル化処理部と、前記塗布液を基板に塗布する前の処理を行うための複数
の前処理部と、前記ゲル化処理部にて処理された後の基板を乾燥するた
めの複数の加熱部と、外部からの基板を受け取るための受け取り部と、この受け取り部から基板を受け取って前記前処理部を介
して塗布部に搬送すると共に、前記ゲル化処理部にて処
理された後の基板を前記加熱部に搬送する主搬送部と、前記塗布部で塗布された基板をゲル化処理部に搬送する
補助搬送部と、を備えたことを特徴とする塗布膜形成装
置。
【請求項２】前記補助搬送部における基板の搬送路に
前記溶媒の成分の蒸気を供給する手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。
【請求項３】前記塗布部及びゲル化処理部を覆うため
のケ−スと、このケ−ス内に前記溶媒の成分の蒸気を供給するための
手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の塗布膜
形成装置。
【請求項４】ゲル化処理部に隣接して設けられ、ゲル
化処理部にて処理された基板に前記溶媒とは別の溶媒を
供給し、前記塗布膜中の溶媒を別の溶媒と置換するため
の溶媒置換処理部を備え、主搬送部は前記溶媒置換処理部にて処理された基板を加
熱部に搬送し、補助搬送部はゲル化処理部にて処理された基板を前記溶
媒置換処理部に搬送することを特徴とする請求項１、２
または３記載の塗布膜形成装置。
【請求項５】成膜成分の出発物質は、テトラエトキシ
シランであることを特徴とする請求項１、２、３または
４記載の塗布膜形成装置。
【請求項６】溶媒の成分の蒸気は、エチレングリコ−
ルであることを特徴とする請求項１、２、３、４または
５記載の塗布膜形成装置。