JPH11260809A - 塗布膜処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）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
布し、次いで塗布膜中のコロイドを加熱してゲル化し、
シリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜を得る場合に、ゲル
化工程時における溶媒成分の蒸発を抑えて膜厚の均一な
膜とすること。 【解決手段】 密閉容器３０の温度よりも若干高い温度
で溶媒成分が飽和に近い状態になった例えばエチレング
リコ−ルの蒸気を、所定温度に調整された加熱バブラ−
から発生させ、密閉容器３０を加熱する加熱板３１内に
形成され、密閉容器３０内とほぼ同じ温度雰囲気のガス
分散室５７に前記蒸気を導入することにより蒸気内の溶
媒成分の過飽和に相当する量を結露させて、密閉容器３
０の温度で溶媒成分が丁度飽和してなる蒸気を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハなどの基板に塗布した塗布膜を処理するための装置に
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
2 Ｈ5 Ｏ）4 ）のコロイドをエチルアルコール溶液など
の有機溶媒に分散させた塗布液を半導体ウエハ（以下単
にウエハという）の表面に塗布し、その塗布膜をゲル化
した後乾燥させてシリコン酸化膜を得る手法であり、特
開平８−１６２４５０及び特開平８−５９３６２号など
に記載されている。

【０００３】この方法における塗布膜の変性の様子を模
式的に図７に示すと、先ず塗布液をウエハに塗布したと
きにはＴＥＯＳの粒子あるいはコロイド１００が溶媒２
００中に分散された状態になっており（図７（ａ）参
照）、次いでこの塗布膜が例えば加熱されることにより
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７
（ｂ）参照）。そして塗布液中の水分を除去するために
塗布膜中の溶媒を他の溶媒４００に置き換え（図７
（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７（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チルアルコールよりも
表面張力の小さい溶媒を用いて、溶媒が蒸発するときに
ＴＥＯＳの網状構造体に大きな力が加わらないようにし
て膜の構造が崩れるのを抑える目的もある。

【０００４】前記塗布液が塗布されたウエハを自然放置
しておけばゲル化が進み、シリコン酸化膜の塗布膜が形
成されるが、それには長い時間例えば一晩放置する必要
があり、量産には適していない。このため本発明者は塗
布膜のゲル化を促進するための手法の一つとして塗布膜
を加熱することを検討している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで塗布膜が形成
されたウエハを例えば１００℃程度に加熱してゲル化を
行うと塗布膜から有機溶媒が蒸発してしまい所定の膜
厚、膜質が得られなくなってしまう。そこで本発明者は
密閉容器内にウエハを入れ、その密閉容器内に塗布膜の
溶媒の成分例えばエチレングリコ−ルの飽和蒸気を供給
することにより塗布膜からエチレングリコ−ルの蒸発を
抑えることを検討している。

【０００６】この場合、例えば１００℃のエチレングリ
コ−ルの飽和蒸気を発生させ、その蒸気を１００℃の密
閉容器内に１００℃の状態で供給すれば、エチレングリ
コ−ルの蒸発が抑えられる。しかしながら密閉容器に至
るまでの配管の途中でガスの温度が下がると結露して密
閉容器内で飽和蒸気が得られなくなってしまい、ウエハ
からの溶媒の成分（この場合エチレングリコ−ル）の蒸
発が起こってしまうし、またエチレングリコ−ルの飽和
蒸気の温度が密閉容器内よりも高いと、その飽和蒸気の
温度が密閉容器内で下がるのでので、結露してウエハに
液滴が付着するおそれがある。ウエハに液滴が付着する
とその部分の膜厚が変わってしまい、膜厚の均一性が低
くなる。従って溶媒の成分の飽和蒸気の発生源の温度管
理も含めて処理容器内で飽和蒸気の雰囲気を形成する工
夫が必要になる。

【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、塗布膜中の粒子あるいはコロイ
ドをゲル化するにあたり、塗布膜からの溶媒成分の蒸発
を抑えることができ、予定している膜厚の薄膜例えば層
間絶縁膜を得ることができる塗布膜処理装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、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
が表面に塗布された基板に対して、塗布膜中の前記粒子
またはコロイドをゲル化するための塗布膜処理装置にお
いて、前記基板が収容される密閉容器と、この密閉容器
内を加熱する加熱手段と、前記密閉容器内に前記溶媒の
成分の蒸気を供給するためのガス供給路と、前記密閉容
器内のガスを排気するための排気路と、前記密閉容器の
器壁内におけるガス供給路の途中に設けられると共に、
前記ガス供給路内のガスを密閉容器内に分散して供給す
るように密閉容器内に開口した複数のガス供給口を有
し、密閉容器内とほぼ同じ温度に温度調整されたガス分
散室と、このガス分散室内の温度よりも若干高い温度に
加熱され、密閉容器内の温度で飽和蒸気になるだけの量
を含む溶媒の成分の飽和蒸気を発生する溶媒蒸気発生部
と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】この発明によれば、溶媒蒸気発生部からの
溶媒の成分例えばエチレングリコ−ルの飽和蒸気が、密
閉容器内とほぼ同じ温度に調整されたガス分散室内で少
し冷やされるので、確実に飽和蒸気となって密閉容器内
に導かれ、従って塗布膜からの溶媒の蒸発が抑えられる
と共に蒸気が液滴になって基板に付着するおそれもな
い。この場合密閉容器は基板を載置して加熱するための
加熱板を備え、ガス分散室は加熱板の中に形成された構
成とすることができる。

【００１０】他の発明は、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が表面に塗布さ
れた基板に対して、塗布膜中の前記粒子またはコロイド
をゲル化するための塗布膜処理装置において、前記基板
が収容される密閉容器と、この密閉容器内を加熱する加
熱手段と、前記密閉容器内に前記溶媒の成分のを蒸気を
供給するためのガス供給路と、前記密閉容器内のガスを
排気するための排気路と、前記溶媒の成分の溶液を貯留
し、この溶液をキャリアガスによりバブリングして溶媒
の成分の蒸気を前記ガス供給路を介して密閉容器内に供
給するための第１の貯留槽と、この第１の貯留槽内の溶
液を所定温度に調整するための第１の温度調整手段と、
前記第１の貯留槽内の溶液量が減少したときに当該第
１の貯留槽内に前記溶液を補充するための第２の貯留槽
と、この第２の貯留槽内の溶液を所定温度に調整するた
めの第２の温度調整手段と、を備えたことを特徴とす
る。この発明によれば、溶媒の成分の溶液を高い精度で
温度管理できるので、溶媒の成分の蒸気を所定温度に調
整した状態で密閉容器内に導くことができる。なお以上
の発明において、ゲル化を促進するためのアルカリ性ガ
スを密閉容器内に供給するようにしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る塗布膜処理装
置を適用した塗布膜形成装置の一例の全体構成を概略的
に示す平面図である。１１は基板であるウエハの入出力
ポートであり、カセットステージＣＳに置かれたカセッ
トＣから、搬送アーム１２がウエハＷを取り出して、メ
インアーム１３に受け渡すように構成されている。メイ
ンアーム１３の搬送路（ガイドレール）１４の一方側に
は、塗布ユニット２、この実施の形態の主要部である塗
布膜処理装置をなすエージングユニット３、及び溶媒置
換ユニット４がこの順に並んで配列されている。前記搬
送路１４の他方側にも処理ユニットＵ１〜Ｕ４が並んで
おり、これら処理ユニットＵ１〜Ｕ４については、塗布
液を基板に塗布する前の疎水化処理、冷却処理、及び基
板に塗布膜を形成した後の熱処理（ベーク処理）などを
行うためのユニットが夫々割り当てられる。

【００１２】この塗布膜形成装置を用いた実施の形態の
作用について述べる。図２には、塗布膜形成処理の流れ
が順を追って模式的に示されている。カセットステージ
ＣＳのカセットＣ内からメインアーム１３により取り出
された処理前のウエハＷは塗布ユニット２内に収納され
る。そして塗布ユニット２内が例えば溶媒の蒸気で満た
された状態でウエハＷ表面に塗布液Ｔが滴下される（図
２（ａ）参照）。ここで用いられる塗布液は、金属アル
コキシドであるＴＥＯＳのコロイドあるいは粒子を、有
機溶媒である例えばエチレングリコール及びエチルアル
コールと更に水及び微量の塩酸とを含む溶媒に分散させ
たものである。エチレングリコールは塗布時の塗布液の
粘度を最適な値に調整するため、及び蒸気圧の低いエチ
ルアルコ−ルが蒸発した後も溶媒として残って（エチレ
ングリコ−ルは蒸気圧が高いため）膜減りを抑えるため
などの役割がある。

【００１３】続いて塗布ユニット２内が溶媒蒸気で満た
されたままウエハＷが高速で回転され、ＴＥＯＳのゾル
が溶媒に分散された塗布液がウエハ表面に伸展して塗布
膜Ｆが形成される（図２（ｂ）参照）。次いでウエハＷ
はエージングユニット３の加熱板３１上に載置され、蓋
３３により密閉される。その際ウエハＷは加熱板３１に
より所定の温度（例えば１００℃程度）に加熱される。
そしてエージングユニット３内に、塗布膜内の溶媒の蒸
発を抑制するために溶媒の成分である例えばエチレング
リコールの蒸気を導入して塗布膜をゲル化する（図２
（ｃ）参照）。

【００１４】次いで、溶媒置換ユニット４においてエチ
ルアルコール、ＨＭＤＳ（へキサメチルジシラン）及び
へプタンを用いて、ゲル化した塗布膜の溶媒置換を行う
（図２（ｄ）参照）。これにより塗布膜中の水分がエチ
ルアルコールで置換される。またＨＭＤＳにより塗布膜
中の水酸基が除去される。更に塗布膜中の溶媒がヘプタ
ンに置き換えられる。なお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ーラスな構造
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。その後ウエハＷ
はベークユニットで例えば１分間ベーク処理される。こ
うしてウエハＷの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。

【００１５】図３及び図４はそれぞれ前記エージングユ
ニット（塗布膜処理装置）３の一例の概略図及びその内
部の平面図を示している。図３に示すように、このエー
ジングユニット３はウエハＷが載置される加熱板３１
と、加熱板３１に内蔵されたヒータ３２からなる加熱手
段と、加熱板３１の周縁部にシール部材３４を介して密
接されて加熱板３１とともに密閉される処理容器３０を
構成する蓋３３と、蓋３３の中央部に開口する排気路３
５とを備えている。なお蓋３３にも加熱手段を設けるこ
とが好ましい。そして加熱板３１の、その上に載置され
るウエハＷの周縁の外側に沿うように複数例えば１５個
のガス導入口３６が点在して開口している（図４参
照）。またエージングユニット３には加熱板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３７が設けられている。

【００１６】加熱板３１は、熱容量が大きくなるように
構成されており、熱変換による温度変動ができるだけ起
こらないようにされている。例えば加熱板３１はアルミ
ニウムにＳｉＣ等のセラミックスが被覆されてできてお
り、特に限定しないが例えば４cmの厚さを有している。
これによって加熱板３１はゲル化処理中ほぼ一定温度に
保持される。

【００１７】密閉容器３０のガス導入口３６には、密閉
容器３０内に供給する所定温度の溶媒蒸気を生成する加
熱バブラーを備えた溶媒蒸気発生部５がガス供給路５１
を介して接続されている。ガス供給路５１の途中には、
複数のガス導入口３６に均一に溶媒蒸気を供給するよう
に加熱板３１内にてガス分散室５７が設けられている。
このガス分散室５７は、加熱板３１上に載置されたウエ
ハＷの外周に沿うようにリング状に設けられており、例
えば溶媒蒸気発生部５側のガス供給路５１が分岐され
て、例えば容器３０の直径方向に相対向する２か所でそ
の分岐路が接続されている。（図４参照）。従ってガス
分散室内の温度は加熱板３１の温度、すなわちゲル化処
理の温度と略同じになっている。また前記ガス供給路５
１にはバルブＶ０が介装されると共に加熱手段である例
えばテ−プヒ−タ５１ａが巻装されている。

【００１８】溶媒蒸気発生部５はエチレングリコール等
の溶媒５０を貯留するバブリングタンク（第１の貯留
槽）５２と、バブリングガス供給装置（図示省略）から
供給されたＮ2 等のキャリアガスを溶媒５０に吹き込ん
でバブリングを行うためのバブリングガス供給管５３
と、溶媒５０の水位を検知する水位センサ５４と、溶媒
５０を所定温度、例えば密閉容器３０の温度よりも若干
高い温度になるように加熱するヒータ５５と、そのヒー
タにより加熱された溶媒５０の温度を検知する温度セン
サ５６と、溶媒の補充時にタンク５２内を大気に開放す
るためにバルブＶ１が介装された圧抜き管５７とを備え
ている。

【００１９】温度センサ５６により検知された溶媒温度
は図示しない制御部にフィードバックされ、その制御部
によってヒータ５５のオン・オフの切り替え制御が行わ
れるようになっている。従ってヒータ５５及び温度セン
サ５６は第１の温度調整手段としての機能を有してい
る。また水位センサ５４により検知された溶媒水位も図
示しない制御部にフィードバックされ、その制御部の制
御に基づき後述するようにしてバブリングタンク５２に
溶媒が補充されるようになっている。

【００２０】また溶媒蒸気発生部５には、中間に開閉バ
ルブＶ２を備え溶媒の流通が可能な連通部６１を介して
バブリングタンク５２に連通接続されてなる温調余備タ
ンク（第２の貯留槽）６２が設けられている。この温調
余備タンク６２は予備のエチレングリコール等の溶媒６
０を貯留しておくもので、温調余備タンク内を加圧する
加圧部８０に配管６３を介して連通接続されている。バ
ルブＶ２の開閉及び加圧部８０の作動のオン・オフはそ
れぞれ前記制御部により制御されて切り替えられるよう
になっている。加圧手段は例えば温調余備タンク内に加
圧空気を吹き込んでタンク内を加圧し、バブリングタン
ク５２への溶媒の補充停時にタンク内の加圧空気を自然
排気して加圧を解除するようになっている。

【００２１】また温調余備タンク６２はバブリングタン
ク５２と同様に水位センサ６４とヒータ６５と温度セン
サ６６とを備えている。ヒータ６５及び温度センサ６６
は第２の温度調整手段としての機能を有しており、その
温度調整手段と図示しない制御部により温調余備タンク
内の溶媒６０はバブリングタンク内の溶媒５０と同じ温
度に加熱保温される。また温調余備タンク内の溶媒６０
は、水位センサ６４によりその水位が低下したことが検
知されると、図示しない制御部の制御に基づいて、温調
余備タンク６２に連通接続された補充タンク７２から補
充されるようになっている。なお図示していないが、温
調余備タンク６２にも圧抜き管が設けられている。

【００２２】補充タンク７２と温調余備タンク６２は、
ペリポンプ等のポンプＰを介して配管７３により相互に
連通接続されている。このポンプＰが図示しない制御部
により駆動制御されることによってタンク内のエチレン
グリコール等の溶媒７０が温調余備タンク６２に供給さ
れる。

【００２３】次に上記構成のエージングユニット３の作
用について述べる。まず塗布ユニット２から搬送された
ウエハＷが加熱板３１に載置されると、蓋３３が閉じら
れる。その際塗布膜のゲル化を促進するため、ウエハＷ
はヒータ３２により例えば１００℃前後に加熱される。
一方バブリングタンク内の溶媒５０はヒータ５５及び温
度センサ５６により密閉容器内の温度、すなわちウエハ
Ｗとほぼ同じ温度（例えば１００℃前後）よりも若干高
い温度となるように加熱保持されている。ここでいう
「若干高い温度」とは、密閉容器内よりも例えば１℃〜
５℃だけ高い温度であり、あまり高過ぎると、ガス分散
室５７にて降温しきれずに密閉容器内に供給され、そこ
で降温して結露してしまう。

【００２４】そしてバブリングタンク内に貯留された溶
媒５０にバブリングガス供給管５３を介してＮ2 等のキ
ャリアガスが吹き込まれる。それによって密閉容器内と
ほぼ同じ温度（例えば１００℃前後）よりも若干高い温
度ｔ１℃の溶媒成分の蒸気が発生する。この溶媒成分の
蒸気は、密閉容器内の温度例えば１００℃で飽和になる
分の蒸気を含んでいればよく、ｔ１℃で飽和蒸気とまで
いかなくとも（バブリングで完全な飽和蒸気を得ること
は難しい）、エチレングリコールの相対温度が１００％
に近い状態であればよい。そしてこの蒸気はガス供給路
５１を通り、ガス供給路５１に巻装されたヒ−タ５１ａ
により前記温度ｔ１℃に維持されて、加熱板３１の内部
に設けられたガス分散室５７へ送られる。

【００２５】ガス分散室５７に流入する溶媒成分の蒸気
の温度は上述したようにガス分散室５７の温度よりも若
干高いため、その蒸気はガス分散室内で多少冷却されて
過飽和状態となる。またガス分散室５７の温度は密閉容
器３０の温度とほぼ同じであるため、ガス分散室５７に
おいて過飽和状態となった溶媒成分の蒸気は場合によっ
てはガス分散室内で結露を生じ、密閉容器３０の温度で
溶媒成分が飽和したあるいは飽和に近い蒸気となる。そ
して密閉容器３０の温度で飽和したあるいは飽和に近い
溶媒蒸気が密閉容器内に導入されることとなるので、密
閉容器３０の内部では溶媒成分の結露は発生しない。

【００２６】またガス分散室５７において溶媒成分の蒸
気が分散されるので、上述したようにリング状のガス分
散室５７の周に沿って設けられた複数のガス導入口３６
から均一に密閉容器内に溶媒成分の蒸気が導入される。

【００２７】バブリングタンク内の溶媒５０が減って水
位の低下が水位センサ５４により検知されると（図５
（ａ）参照）、図示しない制御装置によりバブリングタ
ンク５２と温調余備タンク６２をつなぐ連通部６１のバ
ルブＶが開かれるとともに、加圧部８０が作動されて温
調余備タンク内が加圧される。それによって温調余備タ
ンク内の溶媒６０が連通部６１を通ってバブリングタン
ク内に補充される（図５（ｂ）参照）。そしてバブリン
グタンク内の溶媒５０の水位が所定の水位に達すると、
そのことが水位センサ５４により検知され、図示しない
制御装置により連通部６１におけるバルブＶが閉じられ
るとともに、加圧部８０の作動が停止されてバブリング
タンク５０への溶媒の補充が停止される。バルブＶが閉
じ、加圧部８０が停止した後温調余備タンク内の加圧空
気は自然排気される。

【００２８】この実施の形態のようにバブリングタンク
内の溶媒５０の水位が水位センサ５４を用いて常に高い
位置で一定になるように制御されていない場合には、Ｎ
2 等のキャリアガスのバブリングによって溶媒５０に生
じた泡が溶媒内に滞留する時間が短くなり、その泡内の
溶媒成分の濃度は飽和せずに低くなってしまう。これを
防ぐために本実施の形態は、上述したようにバブリング
タンク内の溶媒５０の水位が常に高くなるように制御さ
れており、それによってバブリングによって生じた泡が
十分に溶媒と接触するようにされている。

【００２９】ここで温調余備タンク内の溶媒６０は予め
ヒータ６５及び温度センサ６６によってバブリングタン
ク内の溶媒５０と同じ温度に加熱保持されているため、
温調余備タンク６２からバブリングタンク５０へ溶媒が
補充されたことによってバブリングタンク内の溶媒５０
の温度が下がることはない。

【００３０】この実施の形態では上述したようにバブリ
ングタンク５０への溶媒補充時に溶媒温度が低下しない
ように制御されているが、そうなっていない場合には、
溶媒補充によってバブリングタンク内の溶媒５０の温度
が一時的に低下してしまう。その下がった温度でＮ2 等
のキャリアガスに飽和した溶媒成分の蒸気がそれよりも
高温のガス分散室５７及び密閉容器３０の温度まで上昇
した時には、密閉容器の温度で飽和した溶媒蒸気は得ら
れなくなってしまう。これを防ぐために本実施の形態で
は、上述したようにヒータ６５及び温度センサ６６によ
り温調余備タンク６２もバブリングタンク５２と同じ温
度に加熱保持されるようになっている。なお温調余備タ
ンク６２を所定温度に加熱する代わりに、温調余備タン
ク６２とバブリングタンク５２とをつなぐ連通部６１に
おいてそこを流れる溶媒をヒータ等によりバブリングタ
ンク５２と同じ温度に加熱するようにしてもよい。

【００３１】また温調余備タンク内の溶媒６０が減って
水位の低下が水位センサ６４により検知されると、図示
しない制御装置により温調余備タンク６２と補充タンク
７２をつなぐ連通部（配管７３）の途中に設けられたポ
ンプＰが作動されて温調余備タンク内に補充タンク７２
から溶媒が補充される。そして温調余備タンク内の溶媒
６０の水位が所定の水位に達すると、そのことが水位セ
ンサ６４により検知され、図示しない制御装置によりポ
ンプＰの作動が停止されて温調余備タンク６２への溶媒
の補充が停止される。

【００３２】上述実施の形態によれば、溶媒蒸気発生部
５でガス分散室５７すなわち密閉容器３０の温度よりも
若干高い温度に加熱され、、密閉容器内で飽和蒸気とな
るだけの量を含んだ蒸気が発生され、その蒸気がガス分
散室５７を介して密閉容器内に導入されるため、溶媒成
分の蒸気はガス分散室内で冷却されて過飽和状態とな
り、溶媒成分の過飽和に相当する一部分が場合によって
は結露して溶媒蒸気から除去されるので、密閉容器３０
の温度で溶媒成分が丁度飽和してなる蒸気が得られる。
そしてその蒸気が密閉容器内に導入されるので、ゲル化
処理中に塗布膜から有機溶媒が蒸発するのを防ぎなが
ら、密閉容器内でウエハ表面に結露が生じるのが防止さ
れるので、均一な膜厚の塗布膜、特にシリコン酸化膜等
の層間絶縁膜が得られる。

【００３３】また上述実施の形態によれば、ガス分散室
５７により溶媒成分の蒸気が分散されて密閉容器内に均
一に導入されるため、より一層均一な膜厚の塗布膜、特
にシリコン酸化膜等の層間絶縁膜が得られる。

【００３４】さらに上述実施の形態によれば、温調余備
タンク６２から適宜バブリングタンク５２に溶媒が補充
されるので、バブリングタンク内の溶媒５０の水位が常
に高い位置で保持され、それによってバブリングにより
生じた泡が溶媒５０の中で十分に滞留するようになると
ともに、温調余備タンク内の溶媒６０もバブリングタン
ク内の溶媒５０と同じ温度に加熱保持されるため、温調
余備タンク６２からバブリングタンク５２内に溶媒が補
充された場合にもバブリングタンク内の溶媒５０の温度
は常時密閉容器３０の温度よりも若干高い温度に保持さ
れる。従ってガス分散室内にはそれよりも若干高い温度
でしかも密閉容器内で飽和蒸気となる分の量を含む蒸気
が常に導入され、ガス分散室５７でその蒸気内の余分な
溶媒成分が結露して除去されるので、常に密閉容器内に
その密閉容器３０の温度で溶媒成分が丁度飽和してなる
あるいは飽和に近い蒸気が導入される。

【００３５】以上において本発明は、上記実施の形態の
構成に限らず、種々変更可能である。例えばバブリング
タンク５２及び温調余備タンク６２を抵抗加熱式ヒータ
等で囲繞することにより各タンク内の溶媒５０，６０を
加熱するようにしてもよいし、温度センサ５６，６６は
溶媒５０，６０の温度を検知できれば如何なる構成のも
のでもよいし、加熱板３１に開口するガス導入口３６は
スリット状に形成されていてもよい。また被処理基板と
してはウエハに限らず液晶ディスプレイ用のガラス基板
であってもよい。

【００３６】また図６に示すエージングユニット３Ａの
ように、密閉容器３０内に溶媒蒸気とともにアンモニア
ガスを供給するようにしてもよい。この場合には例えば
アルカリ貯留タンク９２に市販のアンモニア水９０（お
およそ３０wt％）を入れ、このアンモニア水中にアンモ
ニアガス供給管９３を介してアンモニアガスを吹き込む
ことによって、水蒸気を１００％含んだアンモニアガス
が生成される。そしてその１００％の水蒸気を含んだア
ンモニアガスを配管９１を介してガス供給路５１に合流
させればよい。その際ガス分散室５７に導入される溶媒
蒸気の温度を不用意に低下させないため、アルカリ貯留
タンク内のアンモニア水９０はヒータ９５及び温度セン
サ９６によりバブリングタンク５２と同じ温度に加熱保
持されており、アンモニアガスが溶媒蒸気と同じ温度で
ガス分散室５７に供給されるようになっている。図６の
構成によれば、アンモニアガスがアルカリ触媒としてＴ
ＥＯＳに作用してゲル化を促進するため、より迅速にゲ
ル化処理が終了し、スループットが向上する。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ゲル化処
理中に塗布膜から溶媒が蒸発するのを防ぎながら、密閉
容器内で被処理基板の表面に結露が生じるのが防止され
るので、均一な膜厚の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】本発明に係る塗布膜処理装置を適用した塗布膜
形成装置の一例の全体の概略構成を示す平面図である。

【図２】上記塗布膜形成装置を用いた塗布膜形成処理の
流れを説明する説明図である。

【図３】上記塗布膜処理装置の一例を示す概略縦断面図
である。

【図４】上記塗布膜処理装置の密閉容器の内部を示す平
面図である。

【図５】上記塗布膜処理装置における貯留槽に溶媒を補
充する際の様子を説明する模式図である。

【図６】上記塗布膜処理装置の他の例を示す概略縦断面
図である。

【図７】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】

Ｆ 塗布膜 Ｐ ポンプ Ｔ 塗布液 Ｖ 開閉バルブ Ｗ 半導体ウエハ（基板） ２ 塗布ユニット ３，３Ａ エージングユニット（塗布膜処理装置） ３０ 密閉容器 ３１ 加熱板 ３２ ヒータ ３３ 蓋 ３４ シール部材 ３５ 排気路 ３６ ガス導入口 ３７ 昇降ピン ５ 溶媒蒸気発生部 ５０，６０，７０ 溶媒（エチレングリコール） ５１ ガス供給路 ５２ バブリングタンク（第１の貯留槽） ５３ バブリングガス供給管 ５４，６４ 水位センサ ５５ ヒータ（第１の温度調整手段） ５６ 温度センサ（第１の温度調整手段） ５７ ガス分散室 ６１ 連通部 ６２ 温調余備タンク（第２の貯留槽） ６３，７３，９１ 配管 ６５ ヒータ（第２の温度調整手段） ６６ 温度センサ（第２の温度調整手段） ７２ 補充タンク ８０ 加圧部 ９０ アンモニア水 ９２ アルカリ貯留タンク ９３ アンモニアガス供給管 ９５ ヒータ ９６ 温度センサ ４ 溶媒置換ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 洋二 東京都港区赤坂五丁目３番６号 東京エレ クトロン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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が表面に塗布された基板に
   対して、塗布膜中の前記粒子またはコロイドをゲル化す
   るための塗布膜処理装置において、 前記基板が収容される密閉容器と、 この密閉容器内を加熱する加熱手段と、 前記密閉容器内に前記溶媒の成分の蒸気を供給するため
   のガス供給路と、 前記密閉容器内のガスを排気するための排気路と、 前記密閉容器の器壁内におけるガス供給路の途中に設け
   られると共に、前記ガス供給路内のガスを密閉容器内に
   分散して供給するように密閉容器内に開口した複数のガ
   ス供給口を有し、密閉容器内とほぼ同じ温度に温度調整
   されたガス分散室と、 このガス分散室内の温度よりも若干高い温度に加熱さ
   れ、密閉容器内の温度で飽和蒸気になるだけの量を含む
   溶媒の成分の蒸気を発生する溶媒蒸気発生部と、を備え
   たことを特徴とする塗布膜処理装置。
2. 【請求項２】 密閉容器は基板を載置して加熱するため
   の加熱板を備え、ガス分散室は加熱板の中に形成された
   ことを特徴とする請求項１記載の塗布膜処理装置。
3. 【請求項３】 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が表面に塗布された基板に
   対して、塗布膜中の前記粒子またはコロイドをゲル化す
   るための塗布膜処理装置において、 前記基板が収容される密閉容器と、 この密閉容器内を加熱する加熱手段と、 前記密閉容器内に前記溶媒の成分の蒸気を供給するため
   のガス供給路と、 前記密閉容器内のガスを排気するための排気路と、 前記溶媒の成分の溶液を貯留し、この溶液をキャリアガ
   スによりバブリングして溶媒の成分の蒸気を前記ガス供
   給路を介して密閉容器内に供給するための第１の貯留槽
   と、 この第１の貯留槽内の溶液を所定温度に調整するための
   第１の温度調整手段と、 前記第１の貯留槽内の溶液量が減少したときに当該第１
   の貯留槽内に前記溶液を補充するための第２の貯留槽
   と、 この第２の貯留槽内の溶液を所定温度に調整するための
   第２の温度調整手段と、を備えたことを特徴とする塗布
   膜処理装置。
4. 【請求項４】 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または２記載の塗布
   膜形成装置。
5. 【請求項５】 ゲル化を促進するためのアルカリ性ガス
   を密閉容器内に供給するための手段を備えたことを特徴
   とする請求項１、２、３または４記載の塗布膜処理装
   置。