KR100420251B1

KR100420251B1 - 성막 장치

Info

Publication number: KR100420251B1
Application number: KR10-2001-0015437A
Authority: KR
Inventors: 이께가미히로시; 하야사까노부오; 이또신이찌; 오꾸무라가쯔야
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2001-03-24
Publication date: 2004-03-02
Anticipated expiration: 2021-03-24
Also published as: US6475285B2; KR20010093688A; US20010027748A1; JP2001276702A; CN1316562C; TWI223317B; CN1325129A

Abstract

피처리 기판에 대하여 약액을 연속적으로 토출하는 약액 토출 노즐과, 이 약액 토출 노즐의 하측에 배치되며 그 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분무하여 그 가스의 압력에 의해 약액의 궤도를 변화시키는 가스 분출부와, 토출된 약액에 대하여 상기 가스 분출부와 사이에 끼워져 배치되며 그 가스 분출부에 의해 궤도가 변화된 약액을 회수하는 약액 회수부와, 상기 액체 토출 노즐과 상기 피처리 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 포함하고, 상기 가스 분출부는 레이저광을 발진하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기로부터 조사된 레이저광에 의해 가열되어 가스화함으로써 상기 가스를 발생시키는 가스 발생막을 포함한다.

Description

성막 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FILM}

본 발명은 피처리 기판 상에 액체를 도포하는 성막 방법에 관한 것으로, 특히 도포량 제어에 이용되는 것이다.

액형막을 기판 상에 형성하는 방법으로서는, 리소그래피 공정으로 이용되고 있는 레지스트막의 회전 도포법이 알려져 있다. 또한 최근, 회전 도포법은 절연막이나 금속막의 성막으로 적용되어 있다. 그러나, 회전 도포법으로는 기판 상에 공급한 약액을 거의 기판 밖으로 배출하고, 남은 나머지의 불과 몇%밖에 성막에 이용되지 않기 때문에, 약액의 낭비가 많고 환경에 대하여 악영향을 끼친다. 또한, 방형의 기판이나 12인치 이상의 원형 기판에서는 기판 외주부에서 난기류가 생겨서 그 부분에 막 두께가 불균일해진다는 문제가 생겼다.

약액을 낭비하지 않고 기판 전면에 균일하게 도포하는 수법으로서, 특개평 2-220428호 공보에 일렬로 배치한 다수의 노즐로부터 레지스트 용액을 토출하고, 그 후방에서부터 가스 또는 약액을 성막면에 분무함으로써 균일한 막을 얻는 수법이 기재되고 있다. 또한, 특개평 6-151295호 공보에는 막대에 다수의 분무구를 설치하고, 그에 의해 레지스트를 기판 상에 토출하고 균일한 막을 얻는 방법이 기재되어 있다. 이들 중 어느의 도포 장치에서도, 가로 일렬로 복수 배치된 토출 또는 분무 노즐을 기판 표면을 따라 스캔시킴으로써 균일한 막을 얻고자 한다.

그러나, 이와 같은 도포법으로는 기판면 내에서 성막 두께를 국소적으로 제어하는 것이 불가능하다.

약액을 낭비하지 않고 또한 도포량을 기판면 내에서 제어하는 방법으로서, 피처리 기판의 성막 영역에 노즐로부터 약액을 공급하여 액형막의 성막을 행하는 방법이 제안되고 있다. 약액 공급 노즐을 이용한 도포량의 제어는 약액의 토출을 ON/OFF 가능한 정밀 도포 노즐을 이용함으로써 행해진다. 정밀 도포 노즐은 토출구의 상부 노즐 내에 설치된 니들이나 스크류 등의 밸브를 구동하여 약액의 토출량을 제어한다.

이들의 방식으로는, 밸브를 구동할 때에 밸브와 약액과의 마찰에 의해서 파티클이 생기고, 밸브를 개방했을 때에 적하한 약액 중에 포함되는 파티클이 기판 상에 반송되는 것이 문제가 되고 있다. 또한, 밸브의 개방 직후에는 약액에 관한 압력이 변화하여 맥류(脈流)가 생겨서 성막의 두께에 차가 생긴다는 문제가 있다.

파티클의 혼입이나 맥류의 생성을 억제하는 약액의 토출량 제어의 방법으로서는, 미국 출원 번호 09/335,508에 적하된 약액의 측방에서 가스를 분무함으로써 약액의 공급을 차단하는 방법이 기재되어 있다.

상기 미국 출원 번호 09/335,508에서는 광을 조사하면 가스를 발생하는 재료에 빛을 조사함으로써 가스를 발생시키고, 발생한 가스 압력에 의해 노즐로부터 토출한 약액의 궤도를 변화시킨다. 궤도가 변화한 약액은 하측에 설치된 약액 회수부에 의해 회수되어 기판에의 약액의 공급을 차단한다.

이 방식에 있어서는, 가스 발생막에 빛을 조사하여 가열, 가스화시키는 한편으로, 그 전방에 위치하는 적하 약액에 대해서는 빛의 조사의 영향을 억제할 필요가 있다. 그러나, 미국 출원 번호 09/335,508로서는 빛의 조사의 영향을 억제하는 대책을 행하지 않았다.

또한, 유닛 이동부 내에 플레이트형의 가스 발생막을 설치하면 그 크기에 제한을 받기 때문에, 100회 정도밖에 적하 약액을 삭감할 수 없다. 피처리 기판 전면에 대하여 차단을 행하기 위해서는 10⁵∼ 10⁷개소로 약액을 삭감할 필요가 있어 이 방식에서는 삭감 개소가 적은 것이 문제가 된다.

본 발명의 목적은, 광 조사에 의해 가스를 발생하는 재료로부터 발생한 가스 압력에 의해 적하 약액의 적하량을 국소적으로 제어하면서 성막을 실시하는 성막 장치로써, 가스 발생막에 조사되는 빛이 약액에 미치는 영향을 억제하는 것이 가능한 성막 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 적하 삭감 횟수의 제한을 완화하는 것이 가능한 성막 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 이하와 같이 구성되어 있다.

(a) 본 발명에 따른 성막 장치는 피처리 기판에 대하여 약액을 연속적으로 토출하는 약액 토출 노즐과, 이 약액 토출 노즐의 하측에 배치되며 그 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분무하고, 그 가스의 압력에 의해 약액의 궤도를 변화시키는 가스 분출부와, 토출된 약액에 대하여 상기 액체 궤도 변화부와 사이에 끼워져 배치되며 그 가스 분출부에 의해 궤도가 변화된 약액을 회수하는 약액 회수부와, 상기 액체 토출 노즐과 상기 피처리 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 포함하고, 상기 가스 분출부는 펄스 레이저광을 발진하는 레이저 발진기와, 상기 레이저 발진기에서 조사된 레이저광에 의해 가열되어 가스화함으로써 상기 가스를 발생시키는 가스 발생막을 포함하여 이루어진다.

(b) 본 발명에 따른 성막 장치는, 피처리 기판에 대하여 약액을 연속적으로 토출하는 약액 토출 노즐과, 이 약액 토출 노즐의 하측에 배치되며 그 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분무하고, 그 가스의 압력에 의해 약액의 궤도를 변화시키는 가스 분출부와, 토출된 약액에 대하여 상기 액체 궤도 변화부와 사이에 끼워져 배치되어 그 가스 분출부에 의해 궤도가 변화한 약액을 회수하는 약액 회수부와, 상기 액체 토출 노즐과 상기 피처리 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 수단을 포함하고, 상기 가스 분출부는 광 조사부와, 상기 광 조사부에서 조사된 빛에 의해 가열되어 가스화함으로써, 상기 가스를 발생시키는 테이프형의 가스 발생막과, 이 가스 발생막을 구동시키는 권취기를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 이하의 작용· 효과를 갖는다.

가스 발생막이 가스화하기 전에 레이저광의 조사를 스톱하도록 광의 펄스폭을 제어함으로써, 적하되어 있는 약액에 대하여 레이저광을 조사하지 못하게 하기 때문에 약액에 영향을 끼치지 않는다.

테이프형의 가스 발생막을 이용하여 권취기에 의해서 가스 발생막을 구동함으로써 약액의 적하 삭감 횟수의 제한을 완화할 수 있다.

도 1a는 제1 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 1b는 제1 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 2a는 제1 실시예에 따른 고압 가스 분출부의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 2b는 제1 실시예에 따른 고압 가스 분출부의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 3a는 제1 실시예에 따른 성막 방법의 설명에 이용되는 기판의 단면도.

도 3b는 종래의 성막 방법으로 형성된 SOG막을 나타내는 단면도.

도 3c는 제1 실시예에 따른 성막 방법으로 형성된 SOG막을 나타내는 단면도.

도 4a, 도 4b는 제2 실시예에 따른 성막 장치의 가스 분출부의 구성을 나타내는 도면.

도 5a는 제2 실시예에 따른 성막 장치의 가스 분출부의 구성을 나타내는 도면.

도 5b는 제2 실시예에 따른 성막 장치의 가스 분출부의 구성을 나타내는 도면.

도 6a는 제2 실시예에 따른 성막 장치의 가스 분출부의 구성을 나타내는 도면.

도 6b는 제2 실시예에 따른 성막 장치의 가스 분출부의 구성을 나타내는 도면.

도 7은 도 6a, 도 6b에 나타낸 가스 분출부의 레이저광으로부터 조사된 레이저광의 출력의 시간 변화를 나타내는 도면.

도 8a는 제3 실시예에 따른 성막 장치의 구성을 나타내는 평면도.

도 8b는 제3 실시예에 따른 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도.

도 9a는 제4 실시예에 따른 성막 방법의 설명에 이용되는 기판의 단면도.

도 9b는 제4 실시예에 따른 성막 방법으로 형성된 SOG막을 나타내는 단면도.

도 10a는 제5 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 10b는 제5 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 11a는 도 1a, 도 1b에 나타내는 약액 회수부를 이용하여 성막된 기판의 구성을 나타내는 도면.

도 11b는 도 11a의 XIB부를 확대하여 나타내는 단면도.

도 11c는 도 10a, 도 10b에 나타내는 약액 회수부를 이용하여 성막된 기판의 구성을 나타내는 도면.

도 11d는 도 11c의 XID부를 확대하여 나타내는 단면도.

도 12a는 제6 실시예에 따른 노즐의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 12b는 도 12a의 흡인구(72)를 나타내는 단면도.

도 12c는 도 12a의 가스 도입구(71)를 나타내는 단면도.

도 13a는 도 12에 나타내는 노즐을 성막 장치에 설치한 상태를 나타내는 도면.

도 13b는 도 12에 나타내는 노즐을 성막 장치에 설치한 상태를 나타내는 도면.

도 14a는 제7 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도.

도 14b는 제7 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도.

도 15a는 제8 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도.

도 15b는 제8 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 약액 공급 유닛

11 : 기판

12 : 약액 토출 노즐

13 : 약액

14 : 가스 분출부

15 : 약액 회수부

16 : 구동부

19 : 약형막

본 발명의 실시 형태를 이하에 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시예>

도 1a, 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예에서는, 액형막의 성막이 행해지는 피처리 기판(11)으로서 직경 8인치의 반도체 기판을 이용하였다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 도시되어 있지 않은 시료대 상에 수평하게 장착된 피처리 기판(11)의 연직 상에 피처리 기판(11) 상에 선택적인 액형막의 성막을 행하는 약액 공급 유닛(10)이 배치되어 있다. 약액 공급 유닛(10)은 약액(13)을 적하하는 약액 토출 노즐(12)과, 약액에 대하여 고압 가스를 분사하는 고압 가스 분출부(가스 분출부 ; 14)와, 약액 회수부(15)와, 구동부(16)로 구성되어 있다.

약액 토출 노즐(12)은 피처리 기판(11)에 대하여 약액(13)을 토출한다. 그리고, 약액 회수부(15)는 약액 토출 노즐(12)로부터 토출된 약액(13)을 회수하고, 노즐(12)로부터 피처리 기판(11)에의 약액(13)의 공급을 차단한다. 구동부(16)가 약액 공급 유닛(10)을 X 방향으로 이동시키면서 Y 방향으로 소정 피치로 반복 이동함으로써 피처리 기판(11)에 대하여 약액 토출 노즐(12)로부터 약액(13)을 토출시킴으로써 피처리 기판(11) 상에 액형막(19)이 형성된다.

구동부(16)의 이동 속도는 1m/sec. ∼ 10m/sec.의 범위에서 설정하는 것이 가능하고, 성막 두께나 약액의 점성에 따른 최적인 속도를 선택할 수 있다. Y 방향으로 이동하는 피치는 10㎛ ∼ 500㎛의 범위에서 설정이 가능하고 액형막의 막 두께나 점성에 따른 최적의 피치를 선택한다.

도 1B에 도시한 바와 같이, 액형막(19)의 패터닝 및 국소적인 도포량의 제어는 토출된 약액(13)의 측방에 설치된 고압 가스 분출부(14)로부터 분출되는 고압 가스(17)에 의해서 연속적으로 토출되는 약액(13)을 블로우하고, 도포량을 삭감함으로써 행한다. 블로우된 약액의 피처리 기판(11)에의 비산이 문제가 되는 경우에는 블로우된 약액(18)을 약액 회수부(15)에 의해 회수하고, 기판(11) 상에의 약액(18)의 비산을 방지한다. 비산한 약액이 특히 문제가 되지 않는 경우에는 약액 회수부(15)를 설치할 필요없이, 고압 가스(17)에 의해 약액(13)의 궤도를 바꿔서 미도포 영역을 형성하면서 성막을 실시하는 것이 가능하다.

다음에, 고압 가스 분출부의 구성에 대하여 설명한다. 도 2a, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압 가스 분출부의 개략 구성을 나타내는 도면이다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 고압 가스 분출부(14)는 펄스 레이저광을 발진하는 레이저 발진기(24)와, 원통형의 두개의 권취기(21)에 감기고 레이저광의 조사에 의해 가스화하는 가스 발생막(20)과, 가스 발생막(20)과 레이저 발진기(24) 사이에 설치되어, 레이저광에 대하여 투명한 투명 기판(22)과, 발생한 가스를 약액에 대하여 효율적으로 분사시키는 가스 분출 노즐(23)로 구성되어 있다. 가스 발생막(20)이 가스화하면 가스는 확산하지만, 투명 기판(22)에 의해 발생한 가스를 약액(13) 방향으로 효율적으로 분출시킬 수 있다. 권취기(21)를 회전시킴으로써 가스 발생막(20)을 이동시킬 수 있다.

다음에, 이 고압 가스 분출부의 동작에 대하여 설명한다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 투명 기판(22)측에서 레이저 발진기(24)로부터의 레이저광을 조사함으로써, 레이저 조사 영역의 가스 발생막(20)이 가스화하고, 고압 가스(17)가 가스 분출 노즐(23)로부터 분출한다. 분사된 고압 가스(17)에 의해 가스 분출 노즐(23) 전방에 위치하는 약액(13)을 블로우하는 것이 가능하다.

가스 발생막(20)의 길이를 조절하고 권취기(21)를 회전시킴으로써, 10⁵회 이상 약액을 블로우할 수 있어 웨이퍼 전면에 걸쳐 약액의 차단을 행할 수 있다.

본 실시예에서 이용한 가스 발생막(20)은 니트로 셀룰로스에 가시광으로부터 적외선을 흡수하는 색소를 약 1% 첨가한 막이다. 또한, 이용된 레이저 발진기는 평균 출력 약 1W의 반도체 레이저로 그 파장은 780㎚의 적외선이다.

이 조건으로, 레이저광을 조사하고나서 약액이 블로우되기까지의 시간은 약 25μsec.로, 매우 고속으로 약액을 블로우하는 것이 가능하다. 25μsec.의 내역은 레이저가 조사하고나서 가스 발생막의 온도가 상승하고 가스화되는데 요하는 시간 : 10μsec., 가스화된 가스가 약액에 달하는데 요하는 시간 : 수μsec., 약액을 블로우하는 시간 : 10μsec.이다. 이상과 같은 내역으로, 조사하기 시작하고나서 약액을 다 블로우하기까지 약 25μsec.의 시간이 소비된다.

가스 발생막이 가스화한 후도 가스 발생막에 대하여 레이저를 계속 조사하면 약액에 대하여 영향을 끼치게 된다. 예를 들면, 약액이 레지스트 용액인 경우, 감광하게 되는 경우도 있다. 따라서, 가스 발생막이 가스화하기 전에 빛의 조사를 스톱하도록 레이저광의 펄스 주기를 제어하거나 혹은 가스 발생막에만 반응하여 적하 약액에는 반응하지 않는 빛의 파장을 선택해야만 한다.

본 실시예에서는, 레이저 발진기의 펄스폭을 전술한 레이저가 조사하고나서 가스 발생막의 온도가 상승하여 가스화되는데 요하는 시간과 동일하고, 10μsec.로 하였다. 또한, 상술한 바와 같이, 레이저광을 조사하고나서 약액이 블로우될 때까지 25μsec. 필요하다.

레이저 발진기를 펄스폭 10μsec., 펄스 주기 25μsec.에서 펄스 발진시켜서, 가스 발생막(20)을 가스화함으로써 가스를 순간적으로 발생시켰다.

본 실시예에서는, 이상과 같은 가스 발생막 및 레이저를 이용하였지만, 레이저 조사에 의해 가스를 발생할 수 있는 막과 레이저가 조합한다면, 본 발명을 실시하는 것은 가능하다. 예를 들면, 파장 300㎚ 이하의 레이저(YAG 제4 고조파, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 등)를 이용하는 경우에는 니트로 셀룰로스막에 색소를 첨가할 필요는 없다. 또한, 가스 분출 노즐 내를 산소로 채우는 경우에는 가스를 발생하는 물질로서 그래파이트 박막을 이용하는 것도 가능하다. 이 때의 레이저는 자외, 가시, 적외 중 어느 하나의 파장의 레이저를 이용해도 된다. 어느 하나의 가스 발생막을 이용하는 경우에도 적하된 약액을 블로우할 수 있을 만큼의 가스 유량을 확보할 필요가 있다. 필요한 가스 유량은 적하된 약액의 유속을 f_s(m/sec.), 고압 가스의 유속을 f_g(m/sec.)로 하면, 경험적으로 f_g≥f_s로 구할 수 있다. 본 실시예에서의 약액의 유속은 5m/sec.였기 때문에, 고압 가스(17)의 유속도 5m/sec. 이상으로 할 필요가 있다. 니트로 셀룰로스막이 가스 발생막(20)으로서 이용하는 경우에는 두께 5㎛로 이 유속을 확보할 수 있기 때문에 두께 5㎛ 이상의 니트로 셀룰로스막을 가스 발생막으로서 이용할 필요가 있다.

본 제안의 방식에서는 가스 발생막에 빛을 조사하여 가스 발생막을 가열, 가스화시키는 한편으로, 그 전방에 위치하는 적하 약액에는 빛의 조사의 영향을 억제할 필요가 있다. 미국 출원 번호 09/335, 508의 제안에 있어서도 광 조사에 의해 가스 발생막을 가스화시켜 그 가스에 의해 전방의 적하 약액을 차단하는 방식이 제안되어 있지만, 적하 약액에의 광 조사의 영향을 억제하는 방법에 대해서는 진술되어 있지 않다. 광 조사의 영향을 억제하기 위해서는 가스 발생막이 가스화하기 전에 빛의 조사를 스톱하도록 레이저광의 펄스 주기를 제어하거나 혹은 가스 발생막에만 반응하고 적하 약액에는 반응하지 않는 빛의 파장을 선택해야만 한다.

도 2a, 도 2b에 도시한 바와 같이, 두께 5㎛의 가스 발생막에 실온에서 1W 레이저광을 조사하는 경우에는 레이저의 펄스 폭을 10μsec. , 펄스 주기 25μsec. 로 함으로써 가스 발생막을 가스화시켜서 레이저광을 적하액에 조사하지 않는 것이 가능해진다.

또한, 본 제안에서는 펄스폭을 조정하여도 레이저를 조사하고나서 가스화하기까지의 시간이 근소하지만 변화함으로써 레이저가 직접 적하 약액에 조사하여도 영향이 미치지 못하도록 파장 780㎚의 반도체 레이저를 이용하고 있다.

본 제안에 가스 발생막으로서 이용한 니트로 셀룰로스막은 DUV 광 이하의 파장밖에 흡수하지 못하므로 파장 780㎚의 레이저를 흡수하는 색소를 가스 발생막에 첨가하고 반도체 레이저를 이용하여도 가스 발생막이 빛을 흡수하도록 하고 있다.

적하 약액에 레지스트막이나 SOG막을 이용하는 경우에는 파장 780㎚의 빛을 직접 적하 약액에 조사하여도 영향은 끼치지 않는다.

미국 출원 번호 09/335,508에 이용하고 있는 가스 발생막은 니트로 셀룰로스 등에 있지만, 니트로 셀룰로스를 그대로 이용한 경우에는 조사광을 DUV 광으로 할필요가 생기고, 예를 들면 레지스트를 적하한 경우에는 레지스트가 감광한다는 문제가 생긴다.

이상과 같이, 본제안의 방법을 실현하기 위해서는 펄스 폭을 가스 발생막의 온도나 막 두께에 따라서 적절하게 조정함과 함께, 적하 약액과 가스 발생막의 흡수에 맞춰서 적절하게 파장을 선택할 필요가 생긴다.

이번과 같이, 펄스 폭을 수 μsec. ∼ 수십μsec.까지 임의로 제어할 수 있는 광원으로서는 반도체 레이저가 알려져 있다. 반도체 레이저의 응답 속도는 수 nsec.이기 때문에, 수μsec. 정도의 펄스 폭이면 매우 정밀도좋게 제어하는 것이 가능해진다.

또한, 반도체 레이저는 가시 영역에서 적외 영역까지의 파장을 선택할 수 있어, 가스 발생막의 빛 흡수와 적하 약액의 빛 흡수에 맞춰서 적절하게 파장을 선택하는 것이 가능해진다. 이상과 같이, 광원으로서는 반도체 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.

다음에, 절연막 재료로서 이용되어 있는 SOG 용액(약액)을 도포한 경우에 대하여 설명한다. 이 SOG 용액은 고형분 20%의 SOG를 신나로 용해함으로써 작성하였다.

피처리 기판은 도 3a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(30)상에, 예를 들면 높이 0.25㎛의 배선에 의해 구조물(31)이 형성되어 있고, 이 구조물(31)에 의해 표면에 요철이 형성되어 있다. 반도체 기판(30)에는 고립 라인 영역, 라인 스페이스 영역 및 고립 스페이스 영역 등이 존재하고 있다.

종래의 스캔 도포법에 있어서는, 약액 토출 노즐로부터 연속적으로 SOG 용액을 토출시키면서, 약액 토출 노즐을 열 방향으로 왕복 이동시키면서 소정의 피치로 반복 이동함으로써 표면에 성막을 실시한다. 이 반복 이동 피치는 피처리 기판 상에 적하된 SOG 용액의 넓이보다도 좁아지게 설정되어 있다. 적하된 SOG 용액의 넓이는 약 200㎛이므로 약액 토출 노즐의 피치는 100㎛로 설정되어 있다.

이러한, 종래법에서는 평탄한 피처리 기판 상에서는 평탄한 SOG막을 성막하는 것이 가능해진다. 그러나, 하지(下地)에 요철이 형성되어 있는 경우에서는 도 3b에 도시되어 있듯이 하지 패턴의 영향을 받아 평탄성이 나빠진다는 문제가 생긴다.

종래의 스캔 도포법에 있어서, 표면이 높아지는 영역의 도포량을 본 발명에서의 고압 가스 분출부에 의해 삭감하면서 성막을 실시한 경우의 단면 구조를 도 3c에 도시한다. 본 장치에서는 표면이 높아지는 영역에서는 레이저 발진기로부터 레이저를 가스 발생막에 조사하여 SOG 용액에 대하여 고압 가스를 분출시켜서 약액 회수부에서 SOG 용액을 회수한다. 그 결과, 기판 상에 적하하는 SOG 약액의 양이 삭감된다.

도 3c에 도시한 바와 같이, 기판 표면의 요철에 따라 적절하게 레이저 발진기로부터 레이저를 SOG 용액에 대하여 조사하여 SOG 용액의 기판에의 적하량을 제어함으로써 형성되는 SOG막이 평탄해진다.

도 3b, 도 3c에서 본 발명의 성막 방법을 이용함으로써 표면의 평탄성을 비약적으로 향상시키는 것이 가능한 것을 알 수 있다.

<제2 실시예>

레이저광을 조사하기 시작하고나서 가스화하기까지의 지연 시간(펄스 주기)이 길다는 것은 토출량의 제어를 정밀하게 행할 수 없는 것을 의미한다.

다음에, 펄스 주기를 단축하고 약액의 토출량을 보다 정밀하게 제어 가능한 가스 분출부에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에서는 가열 기구에 의해 미리 가스 발생막을 가열해두고 레이저를 조사하고나서 가스화하는 시간이 단축화되고 있다. 다음에, 가열 기구를 갖는 가스 분출부의 예를 이하에 설명한다.

우선, 도 4a, 도 4b에 도시한 바와 같이, 투명 기판(22) 상에 설치된 히터(25)에 의해 가스 발생막(20)을 가열한다. 온도 제어 유닛(26)은 가스 발생막의 온도가 가스화하는 온도 미만인 150℃가 되도록 히터(25)를 제어한다.

다음에, 도 5a, 도 5b에 도시한 바와 같이, 적외선 발생부(501)로부터 조사된 적외선이 하프 미러(502)에 의해 반사되어 반사광이 가스 발생막(20)에 입사함으로써, 가스 발생막(20)을 가열한다. 온도 제어 유닛(504)이 투명 기판(22)의 표면에 설치되어 열전대(503)을 이용하여 투명 기판(22)의 온도를 측정함으로써, 간접적으로 가스 발생막(20)의 온도를 측정한다. 온도 제어 유닛(504)은 측정된 온도로부터 가스 발생막(20)의 온도가 가스화하는 온도 미만인 150℃가 되도록, 적외선 발생부(501)에 대하여 전력을 공급하는 전원(505)을 제어한다. 또, 레이저 발진기(24)로부터의 레이저광은 도 5b에 도시한 바와 같이, 하프 미러(502)를 투과하여 가스 발생막(20)에 입사한다.

마지막으로, 도 6a, 도 6b에 도시한 바와 같이, 레이저 발진기(24)는 가스 발생막에 대하여 저에너지의 레이저광을 연속 조사하고 가스 발생막을 가스화시킬 때만 에너지를 펄스적으로 증가시킨다. 온도 제어 유닛(602)이 투명 기판(22)의 표면에 설치된 열전대(601)을 이용하여 투명 기판(22)의 온도를 측정함으로써, 간접적으로 가스 발생막(20)의 온도를 측정한다. 온도 제어 유닛(602)은 측정된 온도로부터, 가스 발생막(20)의 온도가 가스화하는 온도 미만인 150℃가 되도록 레이저 발진기(24)에서 조사되는 레이저광의 출력을 제어한다.

본 장치에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 0.5W의 레이저광을 연속적으로 조사함으로써, 150℃까지 온도가 상승한다.

이상 설명한 장치에서는 가스 발생막의 온도를 미리 150℃로 상승시켜 둠으로써, 가스 발생막에 대하여 1W의 레이저광을 조사하기 시작하고나서 가스화하기까지의 시간을 약 5μsec.까지 감소시키는 것이 가능하였다. 또, 이 때의 가스 발생막의 막 두께는 5㎛이다.

이상으로 도시한 바와 같이, 미리 가스 발생막의 온도를 상승시키는 기구를 설치함으로써, 레이저를 조사하기 시작하고나서 가스화하기까지의 시간(지연 시간)을 단축하는 것이 가능해진다. 즉, 토출량의 제어를 정밀하게 행할 수 있다.

본 실시예에서는, 미리 가스 발생막을 150℃로 따뜻하게 해둠으로써, 레이저광을 조사하고나서 가스가 발생하기까지의 시간을 5μsec.로 단축화할 수 있다. 따라서, 레이저의 펄스 폭 및 펄스 주기를 각각 5μsec., 20μsec.로 할 수 있다. 레이저의 펄스 주기의 단축화에 의해 토출량의 제어를 보다 정밀하게 행할 수 있다.

<제3 실시예>

본 실시예에서는, 또한 지연 시간의 단축화를 도모하고, 토출량의 제어를 정밀하게 행하는 것이 가능해지는 성막 장치에 대하여 설명한다.

약액을 연속적으로 차단하기 위해서는 임의의 가스 발생막의 포인트에 레이저를 조사하여 가스화가 생기면, 신속하게 다음의 포인트에 레이저 조사를 개시할 필요가 있다.

즉, 이전의 포인트에서 발생한 가스에 의해 한창 약액이 블로우되고 있는 중일 때 다음 포인트의 가스 발생막에 레이저를 조사하여 온도 상승을 행해야만 한다.

도 8a, 도 8b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 연속적으로 약액의 차단을 행하는 것이 가능한 성막 장치를 나타내는 도면이다. 도 8a는 성막 장치의 개략을 나타내는 평면도, 도 8b는 성막 장치의 개략을 나타내는 측면도이다.

도 8a, 도 8b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼로의 약액의 적하 위치를 인식하는 웨이퍼 위치 인식 기구(801)의 인식 결과에 기초하여, 제어계(802)가 레이저 발진기(804)에 전력을 공급하는 펄스 전원(803)을 제어하고, 약액의 적하량을 조정한다. 제어계(802)는 펄스 전원(803)의 제어를 행함과 함께, 폴리곤 미러(805)를 제어하여 레이저 발진기(804)에서 조사된 레이저광이 다수의 광 파이버(806)가 묶여진 파이버다발(807)에 입사하는 위치를 변화시킨다. 파이버다발(807)에서 출사한 레이저광은 테이프(90)에 입사한다. 테이프(90)는 레이저광에 대하여 투명한 투명막(91)과, 레이저 조사에 의해 가스를 발생하는 가스 발생막(92)과의 2층 구조로 되어 있다. 테이프(90)는 피처리 기판(11)을 횡단하도록 설치되고, 그 양단은 권취기(21)에 의해 권취되어 있다.

또, 파이버다발(807)의 출사측은 테이프에 대하여 가스 발생막의 권취 방향에 대하여 직교하는 방향으로 복수의 광 파이버(806)가 배열되어 있다.

본 장치에서는, 광 파이버를 테이프(90)의 후방에서 다수개 묶어서 가스 발생막의 다른 부위에 대하여 레이저광을 조사함으로써, 가스 발생막(92)으로부터 가스가 발생하고나서 약액(13)이 다 블로우되기까지의 시간 동안에 다른 장소에 레이저광을 조사하는 것이 가능해지므로 레이저광의 펄스 주기를 짧게 할 수 있어 보다 정밀하게 토출량을 제어할 수 있다.

<제4 실시예>

제1 실시예에서는 피처리 기판의 요철에 따라 토출된 약액을 삭감함으로써 성막을 실시하고, 표면의 평탄성을 향상시키는 방법에 대하여 진술하였다. 본 실시예에서는 액형막을 패터닝하면서 성막하는 방식을 진술한다.

도 9a는 반도체 장치에서의 최상층 배선층을 형성한 후의 단면 구조를 나타내고 있다. 층간 절연막(40)의 홈에 매립된 최상층 배선에는 배선(41) 외에 실장 기판에 접속하기 위한 패드(42)도 형성되어 있다.

도 1a, 도 1b에 도시한 성막 장치를 이용하여 이 최상층 배선층 상에 패터닝하면서 SOG막을 성막한 경우의 결과에 대하여 진술한다.

본 발명의 성막 방법에 따르면 도포량을 국소적로 제어하고, 패드 상에 성막을 실시하지 않는 것도 가능해진다. 먼저 말한 것처럼, 고형분이 20%인 SOG는 기판 상에 적하된 후에 약 200㎛의 폭으로 넓어지기 때문에 패터닝을 실시하는 경우에는 점성을 올리거나 용제의 휘발성을 상승시키거나 넓이 폭을 작게 하거나 할 필요가 있다. 본 실시예에서 이용한 SOG의 고형분은 약 30%로 하였다. 또한, 기판 온도는 본 실시예에서는 SOG 용액 중에 포함되는 신나의 휘발을 촉진하기 위하여 신나의 휘발 온도보다 높은 350℃로 하였다. 이 경우, SOG막의 넓이 폭은 약 10㎛가 된다. 패드(42)의 크기는 약 50㎛ ∼ 100㎛이므로, 이러한 상황에서는 패드(42) 상 이외의 영역에서 선택적으로 성막을 실시하는 것이 가능해진다.

최상층의 층간 절연막(43)을 패드(42) 상 이외의 영역에서 선택적으로 성막을 실시한 경우의 단면 구조를 도 9b에 도시한다. 도 9b에 도시한 바와 같이, 패드(42) 상에 층간 절연막(43)이 형성되지 않았기 때문에 종래 이용되고 있었던 리소그래피공정이나 RIE 공정을 행할 필요가 없어진다.

또한, 약액의 토출량의 제어를 밸브의 개폐로 행한 경우에는 삭감 영역의 폭의 제어성이 약 1㎝에도 미치기 때문에, 반도체 장치의 제조 과정에는 이용하지 못했던데 대하여, 본 발명의 삭감 영역의 폭의 제어성은 약 10㎛이기 때문에 매우 미세한 영역으로 성막량을 제어하는 것이 가능하다.

이 기술을 이용하면, 리소그래피 공정이나 레이저 어브레이션 기술 등의 가공 기술을 이용하지 않고 성막과 동시에 패터닝하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시예에서도 레이저광의 펄스 주기를 짧게 함으로써, 삭감 영역의 폭을 잘 제어할 수 있다. 따라서, 제2, 제3 실시예에 나타낸 장치를 이용함으로써삭감 영역의 폭을 더욱 짧게 할 수 있다.

<제5 실시예>

전술한 성막 장치에서는 레이저 조사에 의해 가스 발생막에서부터 발생한 고압 가스에 의해 블로우된 약액이 약액 회수부(15) 벽에서 산란하고, 그 산란물이 기판 상으로 비산하여 더스트가 생긴다는 문제가 있었다. 그래서, 약액 회수부를 흡인형으로 하여 다음에 그 실시예를 나타낸다.

도 10a, 도 10b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 10a, 도 10b에서 도 1a, 도 1b와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

도 10a, 도 10b에 도시한 바와 같이, 본 장치에서는 약액 회수부(51)를 진공 펌프(52)에 접속하고, 고압 가스 분출부(14)에서부터 발생한 가스에 의해 블로우된 약액(18)이 약액 회수부(51)의 벽에서 산란되는 것을 막고 있다.

더스트의 원인으로서는 블로우된 약액이 약액 회수부의 벽에서 산란되는 것에 기인하는 경우 외에도 약액 토출 노즐로부터 적하된 약액의 주변에서 약액이 미스트형이 됨으로써 생기는 경우도 있다.

약액 회수부를 흡인형으로 함으로써, 적하 약액 주변에서 형성되어 있는 미스트도 제거할 수 있어 더스트의 비산을 억제할 수 있다.

도 11a, 도 11b에 도시된 바와 같이, 약액 회수부를 도 1a, 도 1b에 도시한 장치와 같이 흡인형으로 하지 않은 경우에는 약액 회수부(15)의 벽에서부터 산란된 약액이 기판 상에 비산하고 약간이지만 더스트(60)가 형성된다. 한편, 약액 회수부(15)에 진공 펌프를 접속한 경우에는 도 11c 도 11d에 도시한 바와 같이 더스트(60)는 거의 형성되지 않는다. 이상과 같이, 약액 회수부는 진공 펌프에 의한 흡인식으로 하는 쪽이 비산물을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또, 도 11b는 도 11a의 XIB 부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 또한, 도 11d는 도 11c의 XID부를 확대하여 나타내는 단면도이다.

<제6 실시예>

제5 실시예에서는, 레이저 조사에 의해 발생한 가스(17)를 적하한 약액(13)에 유도하는 가스 분출 노즐(23)과, 흡인식의 약액 회수부가 개별로 설치되어 있는 경우에 대하여 진술하였다. 본 실시예에서는 가스(17)를 유도하는 가스 분출 노즐과 약액 회수부를 일체형으로 하고, 약액(13)의 블로우 효율과 회수 능력을 개선하는 방법에 대하여 진술한다.

도 12a, 도 12b, 도 12c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 성막 장치에 이용되는 노즐의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 12a는 노즐의 개략 구성을 나타내는 도면, 도 12b는 도 12a의 흡인구(72)을 나타내는 단면도, 도 12c는 도 12a의 가스도입구(71)을 나타내는 단면도이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 이용한 노즐(70)은 가스 도입구(71)와 블로우된 약액을 회수하는 흡인구(72)가 일체형이 되고 있고, 그 중앙에 약액(13)을 통과시키는 구멍(73)이 형성되어 있다. 또한, 흡인구에 진공 펌프를 착탈했을 때에, 약액(13)을 통과시키는 구멍(73) 내에서 기류가 생기지 않도록 통풍 구멍(74)이 형성되어 있다.

노즐(70)을 성막 장치에 설치한 형태를 도 13a에 도시한다. 가스 도입구(71)는 가스 발생막(20)에 밀착하여 설치되어 있고, 흡인구(72)는 진공 펌프에 접속되어 있다. 또한, 약액이 통과하는 구멍(73)이 설치되어 있다. 진공 펌프로 흡인을 행하면 통풍 구멍(74)으로부터 흡인구를 향하여 기류가 생겨서 도면 중의 화살표로 나타낸 바와 같이 기류가 생긴다.

레이저 발진기(24)로부터 레이저광을 가스 발생막(20)에 조사하면 전방의 약액(13)이 블로우된다. 블로우된 약액(18)은 도 13b에 도시된 바와 같이, 흡인구(72)로부터 효율적으로 배출된다.

도 2a, 도 2b에 도시하는 가스 분출 노즐(23)을 이용하여 약액을 블로우한 경우에는 가스 분출 노즐(23)의 전방에서 난기류가 생겨서 가스 발생막에서부터 생긴 가스 압력을 효율적으로 약액(13)으로 전할 수 없다. 그 때문에, 가스 발생막(20)은 두께 5㎛ 이상의 막 두께로 할 필요가 있어 1W 이상의 출력의 레이저를 이용할 필요가 있었다. 본 실시예의 노즐(70)을 이용하면, 난기류가 억제되기 때문에 가스 발생막의 막 두께를 2㎛까지 박막화하는 것이 가능해지고 레이저의 출력을 0.4W까지 내리는 것이 가능해진다.

또한, 출력 1W의 레이저로 두께 5㎛의 가스 발생막을 가스화하기 위해서는 약 10μsec. 의 시간이 필요한데 대하여 출력 1W의 레이저를 이용하여 두께 2㎛의 가스 발생막을 가스화하는 경우에는 약 5μsec.의 시간으로 가능해진다. 즉, 본 실시예에서 나타낸 노즐(70)을 이용하면, 레이저의 저파워화 혹은 보다 고속인 제어가 가능해진다.

미국 출원 번호 09/335,508에 기재된 바와 같이, 가스 분출 노즐을 이용하지 않고 적하 약액을 블로우하면, 가스화한 가스가 난기류를 생기지만, 효율적으로 약액을 블로우하는 것이 불가능해진다.

가스 분출 노즐을 이용한 경우에는 두께 5㎛의 가스 발생막을 이용하면 적하 약액을 블로우하는 것이 가능하고, 1W의 레이저를 조사하면 조사하기 시작하고나서 약 10μsec.로 가스화가 개시된다.

한편, 가스 분출 노즐을 이용하지 않은 경우에는 가스 압력을 효율적으로 적하 약액으로 전달할 수 없기 때문에, 적하 약액을 블로우하는데 두께 50㎛의 가스 발생막을 이용할 필요가 있다.

또한, 1W의 레이저를 조사하기 시작하고나서 가스화가 개시될 때까지, 약 100μsec.의 시간을 필요로 한다.

또한, 가스 분출 노즐이 없는 경우에는 발생한 가스가 난기류를 생기게 하기 때문에 블로우된 약액이 사방팔방으로 비산하고 하부에 설치된 회수 장치로서는 효율적으로 회수할 수 없어 피처리 기판 상이나 장치 각처에 약액이 부착한다는 문제가 생긴다.

이상과 같이, 가스 분출 노즐을 이용하지 않은 경우에는 가스 발생막의 막 두께를 두껍게 해야만 하고 또한 레이저를 조사하기 시작하고나서 가스가 발생하기까지의 시간도 길어지고 또한 블로우된 약액이 사방팔방으로 분산된다는 문제가 생긴다.

즉, 가스 분출 노즐을 가스 발생막 전방에 설치하는 쪽이 바람직하다.

<제7 실시예>

전술한 성막 장치에서는, 예를 들면 도 1a, 도 1b에 도시한 바와 같이, 약액 토출 노즐(12) 및 가스 분출부(14)를 동일한 구동부(16)에 설치하고, 구동부(16)를 피처리 기판(11) 상에서 조작함으로써 성막을 실시하는 방법에 대하여 진술하였다. 고압 가스 분출부(14)는 반도체 레이저와 광학 렌즈로 구성된 레이저 발진기(24)나 가스를 발생하는 가스 발생막(20) 또한 가스 발생막(20)을 권취하는 권취기(21) 등으로 구성되어 있다. 구동부(16)를 제어성좋게 움직이기 위해서는 구동부(16)를 조밀하게 설계할 필요가 있고 고압 가스 분출부(14)도 가능한 한 조밀하게 설계할 필요가 있다.

즉, 이상으로 나타낸 장치 구성에서는 가스를 발생기는 막의 탑재량에 큰 제한을 끼친다. 또한 반도체 레이저도 소형으로밖에 사용할 수 없어 그 레이저 파워에 큰 제약이 생긴다. 제1 실시예에서 탑재한 가스를 발생하는 막의 전체 길이는 약 10m이다. 레이저의 빔 직경은 100㎛이기 때문에 이 장치 구성인 경우에는 10⁵개소밖에 도포량을 삭감할 수 없다.

본 실시예에서는, 선택 도포 장치에서의 삭감 가능 개소의 증대를 가능하게 하는 장치 구성에 대하여 진술한다.

도 14a, 도 14b는 본 발명의 제7 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 14a는 평면도, 도 14b는 측면도이다.

도 14a, 도 14b에 도시한 바와 같이, 피처리 기판(11)의 측방에 레이저 발진기(95)가 설치되어 있다. 레이저 발진기(95)로부터의 레이저광의 조사 위치는 미러(93)에 의해 제어된다. 본 실시예에서 이용한 폴리곤 미러의 정합 정밀도는 ±5㎛로, 빔 직경의 100㎛보다도 충분히 작기 때문에 위치 정밀도좋게 조사하는 것이 가능하다.

레이저광에 대하여 투명한 투명막(91)과, 레이저 조사에 의해 가스를 발생하는 가스 발생막(92)과의 2층 구조로 되어 있는 테이프(90)가 피처리 기판(11)을 횡단하도록 설치되고 그 양단은 권취기에 의해 권취되어 있다.

구동부(16)에는 약액 토출 노즐(12), 약액 회수부(15) 및 가스 분출 노즐(23)이 설치되어 있다. 구동부(16)는 가스를 발생하는 막에 따라(X 방향) 피처리 기판의 끝에서 끝까지 이동한 후에 Y 방향으로 이동하고, 다음에 앞의 X 방향의 이동의 방향과 역방향으로 이동한다.

구동부(16)의 이동에 수반하여 레이저광의 조사 위치가 이동하여도, 가스를 발생하는 가스 발생막(20)의 면 상에서 레이저광이 초점을 맞추도록 렌즈(94)에는 이동 기구가 설치되어 있다. 즉, 렌즈(94)로부터 미러(93)를 통하여 가스 발생막(20)까지의 거리가 일정해지도록 구동부(16)의 이동에 맞춰서 미러(93)의 위치를 제어한다.

이상과 같은 장치 구성으로 함으로써, 삭감 개소를 대폭 늘리는 것이 가능해진다. 또한, 레이저 발진기를 구동부에 탑재할 필요가 없어지기 때문에, 설치 영역이 커지는 고출력의 반도체 레이저나 YAG 레이저 등의 고체 레이저 혹은 KrF 엑시머 레이저 등의 가스 레이저도 사용하는 것이 가능해진다.

<제8 실시예>

지금까지의 실시예에 있어서는, 레이저 조사에 의해 가스를 발생하는 막에서부터 발생한 가스에 의해 약액 토출 노즐로부터 적하된 약액을 블로우하여 도포량을 삭감함으로써, 도포량을 제어하면서 성막을 실시하는 방법에 대하여 진술하였다. 본 실시예에서는 레이저광을 직접 적하된 약액에 조사함으로써 약액을 블로우하고 도포량을 제어하는 방법에 대하여 진술한다.

도 15a, 도 15b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 성막 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 15a는 평면도, 도 15b는 측면도이다. 또, 도 14a, 도 14b와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 레이저 조사에 의해 가스를 발생하는 막은 사용하지 않고 적하된 약액에 직접 레이저광을 조사하도록 장치가 구성되어 있다.

SOG 용액은 반도체 레이저에서부터 발진되는 파장 780㎚의 레이저광을 흡수하지 않는다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 실시예에서 나타낸 적외선을 흡수하는 색소를 직접 SOG 약액 중에 약 1% 첨가하였다.

색소가 첨가된 SOG 약액은 레이저광을 흡수하기 때문에, 도 15b에 도시한 바와 같이, 레이저광을 조사하면 약액의 온도가 상승하여 조사된 영역의 약액을 블로우하는 것이 가능해진다. 그러나, 이 때 필요로 되는 레이저 에너지는 가스 발생막을 이용하는 경우의 약 10배가 된다. 즉, 빔 직경 100㎛φ, 펄스 폭이 10μsec.인 경우에는 약 10W의 레이저가 필요해진다.

출력 10W의 레이저는, 1W 이하의 레이저와 비교하면 대형이 되기 때문에 구동부(16)에 레이저 발진기를 탑재하는 것은 불가능해진다. 따라서, 레이저광을 직접 약액에 조사하는 경우에는 도 15a에 도시한 바와 같이, 레이저 구동 장치와는 별도로 설치하고 구동 장치의 이동에 수반하는 조사 장소의 변화를 보정하는 렌즈의 이동 기구를 구비할 필요가 있다.

가시 영역이나 적외 영역의 레이저를 이용하면, 용제가 빛을 흡수하지 않기 때문에 약액 중에 색소를 첨가할 필요가 생긴다. 그러나, KrF 엑시머 레이저나 YAG의 제4 고조파 등의 DUV 레이저를 이용하면, 약액 중에 포함되는 용제가 빛을 흡수하기 때문에, 약액에 색소를 용가하지 않아도 약액을 블로우하고, 도포량을 제어하면서 성막하는 것이 가능해진다.

KrF 엑시머나 YAG의 제4 고조파의 레이저 장치는 비교적 대형이 되어 구동 장치에 설치하는 것은 불가능하지만, 도 15a에 도시한 바와 같이, 레이저 구동 장치와는 별도로 설치하고, 구동 장치의 이동에 수반하는 조사 장소의 변화를 보정하는 렌즈의 이동 기구를 더하면 이들의 레이저의 사용도 가능하다.

또, 본 발명은 상기 실시예뿐만아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 다음의 효과를 갖는다.

Claims

성막 장치에 있어서,

피처리 기판에 대하여 약액을 연속적으로 토출하는 약액 토출 노즐과,

상기 약액 토출 노즐의 하측에 배치되며, 그 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분무하고, 그 가스의 압력에 의해 약액의 궤도를 변화시키는 가스 분출부와,

토출된 약액에 대하여 상기 가스 분출부와 사이에 끼워져 배치되며 그 가스 분출부에 의해 궤도가 변화된 약액을 회수하는 약액 회수부와,

상기 액체 토출 노즐과 상기 피처리 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 수단

을 포함하고,

상기 가스 분출부는 펄스 레이저광을 발진하는 레이저 발진기와,

상기 레이저 발진기로부터 조사된 레이저광에 의해 가열되어 가스화함으로써 상기 가스를 발생시키는 가스 발생막

을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 가스 발생막이 가스화하지 않는 온도로 가열하는 온도 제어 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항에 있어서,

상기 온도 제어 기구는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제2항에 있어서,

상기 온도 제어 기구는 상기 가스 발생막에 대하여 적외선을 조사하는 적외선 조사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 가스 발생막은 테이프형으로, 그 가스 발생막을 구동시키는 권취기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제5항에 있어서,

상기 가스 발생막의 권취 방향에 대하여 수직인 방향으로 배열된 복수의 광 파이버를 포함하고, 상기 레이저 발진기로부터 발진된 레이저광은 어느 하나의 광 파이버를 통해 상기 가스 발생막에 대하여 조사되는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 가스에 의해 블로우(blow)된 약액을 흡인하는 흡인기를 포함하는 것을특징으로 하는 성막 장치.
제7항에 있어서,

흡인구가 상기 흡인기에 접속된 파이프에 노즐을 더 포함하고,

상기 노즐은 상기 가스 발생막으로부터 발생한 막이 도입되는 가스 도입구와,

흡인구와 가스 도입구 간에 설치되고, 상기 약액이 통과하는 한쌍의 약액 통과구를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제8항에 있어서,

상기 약액 통과 구멍과 상기 흡인구 간에 통풍구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 레이저 발진기가 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
성막장치에 있어서,

피처리 기판에 대하여 약액을 연속적으로 토출하는 약액 토출 노즐과,

상기 약액 토출 노즐의 하측에 배치되며 그 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분무하고, 그 가스의 압력에 의해 약액의 궤도를 변화시키는 가스 분출부와,

토출된 약액에 대하여 상기 가스 분출부와 사이에 끼워져 배치되며 그 가스 분출부에 의해 궤도가 변화된 약액을 회수하는 약액 회수부와,

상기 액체 토출 노즐과 상기 피처리 기판을 상대적으로 이동시키는 이동 수단

을 포함하고,

상기 가스 분출부는 광 조사부와,

상기 광 조사부에서 조사된 빛에 의해 가열되어 가스화함으로써, 상기 가스를 발생시키는 테이프형의 가스 발생막과,

상기 가스 발생막을 구동시키는 권취기를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제11항에 있어서,

상기 가스 발생막이 가스화하지 않는 온도로 가열하는 온도 제어 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제12항에 있어서,

상기 온도 제어 기구는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제12항에 있어서,

상기 온도 제어 기구는 상기 가스 발생 테이프에 대하여 적외선을 조사하는 적외선 조사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제11항에 있어서,

상기 가스에 의해 블로우된 약액을 흡인하는 흡인기를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제15항에 있어서,

흡인구가 상기 흡인기에 접속된 파이프에 노즐을 더 포함하고,

상기 노즐은 상기 가스 발생막에서부터 발생한 막이 도입되는 가스 도입구와,

흡인구와 가스 도입구 간에 설치되고 상기 약액이 통과하는 한쌍의 약액 통과구를 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제16항에 있어서,

상기 약액 통과 구멍과 상기 흡인구 간에 통풍구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 가스 분출부는 상기 약액 토출 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분출하는 가스 분출 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제11항에 있어서,

상기 가스 분출부는 상기 약액 토출 노즐로부터 토출된 약액에 대하여 가스를 분출하는 가스 분출 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.