KR101163308B1

KR101163308B1 - 성막 장치 및 성막 방법

Info

Publication number: KR101163308B1
Application number: KR1020100053275A
Authority: KR
Inventors: 겐이찌 오오시로; 쯔요시 사또; 다까오 도꾸모또; 사다오 나쯔; 소우이찌로우 이와사끼
Original assignee: 쥬가이로 고교 가부시키가이샤; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2012-07-05
Also published as: TWI423851B; US20100310757A1; JP2010279932A; CN101905205B; TW201111049A; US8887657B2; KR20100131935A; JP4982527B2; CN101905205A

Abstract

본 발명의 과제는, 재료 이용 효율 및 가동률의 향상을 실현함과 함께, 도포 노즐의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지하는 것이다.
성막 장치(1)에 있어서, 도포 대상물 W가 적재되는 적재면(2a)을 갖는 스테이지(2)와, 스테이지(2)를 적재면(2a)을 따르는 회전 방향으로 회전시키는 회전 기구(3)와, 스테이지(2) 상의 도포 대상물 W에 재료를 토출하여 도포하는 도포 노즐(4)과, 스테이지(2)와 도포 노즐(4)을 회전 방향으로 교차하는 교차 방향으로 적재면(2a)을 따라 상대 이동시키는 이동 기구(5)와, 도포 대상물 W가 적재된 스테이지(2)를 회전 기구(3)에 의해 회전시키면서, 이동 기구(5)에 의해 스테이지(2)와 도포 노즐(4)을 교차 방향으로 적재면(2a)을 따라 상대 이동시켜, 도포 노즐(4)에 의해 스테이지(2) 상의 도포 대상물 W에 재료를 도포하는 제어를 행하는 제어부(10)와, 도포 노즐(4)을 세정하는 세정 장치(7)를 구비한다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM FORMING SYSTEM AND METHOD USING APPLICATION NOZZLE}

본 발명은 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것으로, 예를 들어, 도포 대상물 상에 재료를 도포하여 도포막을 형성하는 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.

반도체 등의 분야에 있어서 원반 형상의 기판에 원 형상의 막을 형성하는 경우에는, 막 두께 편차를 0.1 내지 1.0㎛ 이내로 하는 것이 요구되고 있고, 그 목표 범위 내에 넣기 위해, 스핀 코팅법에 의해 막 형성이 행하여지고 있다. 이 스핀 코팅법은, 원 형상의 회전 스테이지 상에 원반 형상의 기판을 고정하여, 기판 중앙에 재료를 필요한 양만큼 도포한 후, 회전 스테이지를 고속으로 회전시켜, 그 회전 스테이지 상의 재료를 원심력에 의해 기판 전체 면에 퍼지게 하면서 도포하여 막 형성을 행하는 방법이다.

이때, 재료가 비산되기 때문에, 스핀 코팅법의 재료 사용 효율은 30％ 전후로 낮다. 또한, 비산된 재료에 의해 장치가 오염되지 않게 하기 위해, 회전 스테이지 주변에 커버가 설치되어 있는데, 이 커버를 정기적으로 세정할 필요가 있어, 그 세정 작업에 수반하여 도포 조건 형성도 행하게 된다. 이로 인해, 유지 보수 시간이 필요하게 되어, 가동률 저하의 한 요인으로 되고 있다.

이 스핀 코팅법의 문제점을 개선하는 수단으로서 스파이럴 도포 방법이 있다. 이 스파이럴 도포 방법은, 원 형상의 회전 스테이지 상에 원반 형상의 기판을 고정하여, 도포 노즐의 토출면과 기판 표면의 거리(갭)를 소정의 값으로 유지하고, 그 회전 스테이지를 회전시켜, 유량을 제어 가능한 정량 펌프로 도포 노즐로부터 재료를 토출시키면서, 그 도포 노즐을 기판 중앙으로부터 기판 외주를 향해 직선 형상으로 이동시켜, 나선형(소용돌이 형상)의 도포 궤적을 그림으로써 기판 전체 면에 막 형성을 행하는 방법이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2001-310155호 공보

전술한 스파이럴 도포 방법은, 스핀 코팅법에 비해 재료의 비산이 없기 때문에 재료 사용 효율의 향상에 유효하고, 또한 재료 비산 방지용의 커버가 불필요하게 되기 때문에, 스핀 코팅법에 필요한 커버의 정기적인 세정이 생략되어, 유지 보수 시간이 단축되기 때문에 가동률의 향상에 유효하다. 그러나, 이 방법에서는 나선형의 궤적으로 도포를 행하고 있어, 도포 노즐은 기판에 근접한 상태에서 그 나선형의 궤적을 따라 이동하기 때문에, 도포 노즐은 스핀 코팅법에 비해 오염되기 쉽고, 그 오염에 기인하여 막 두께 편차가 커지므로, 막 두께 균일성은 저하되게 된다.

본 발명은 상기한 것을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 재료 이용 효율 및 가동률의 향상을 실현함과 함께, 도포 노즐의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지할 수 있는 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치는, 도포 대상물이 적재되는 적재면을 갖는 스테이지와, 스테이지를 적재면을 따르는 회전 방향으로 회전시키는 회전 기구와, 스테이지 상의 도포 대상물에 재료를 토출하여 도포하는 도포 노즐과, 스테이지와 도포 노즐을 회전 방향으로 교차하는 교차 방향으로 적재면을 따라 상대 이동시키는 이동 기구와, 도포 대상물이 적재된 스테이지를 회전 기구에 의해 회전시키면서, 이동 기구에 의해 스테이지와 도포 노즐을 교차 방향으로 적재면을 따라 상대 이동시켜, 도포 노즐에 의해 스테이지 상의 도포 대상물에 재료를 도포하는 제어를 행하는 제어부와, 도포 노즐을 세정하는 세정 장치를 갖는다.

본 발명의 실시 형태에 관한 성막 방법은, 적재면에 도포 대상물이 적재된 스테이지를 적재면을 따르는 회전 방향으로 회전시키면서, 스테이지와 도포 노즐을 회전 방향으로 교차하는 교차 방향으로 적재면을 따라 상대 이동시키고, 또한 스테이지와 도포 노즐을 상대 이동시키면서 도포 노즐에 의해 스테이지 상의 도포 대상물에 재료를 도포하여 도포 대상물 상에 성막하는 공정과, 재료의 도포 대기 중에, 도포 노즐을 세정하는 공정과, 재료의 도포 실행 중에, 스테이지 상의 도포 대상물에 대하여 재료를 토출하고 있는 도포 노즐의 화상을 취득하여, 그 화상으로부터 도포 노즐에 재료가 묻어오르는 정도를 판단하는 공정을 갖는다.

본 발명에 따르면, 재료 이용 효율 및 가동률의 향상을 실현함과 함께, 도포 노즐의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 일 형태에 관한 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 모식도.
도 2는 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 도포 노즐에 재료가 묻어오르는 일이 없는 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 도포 노즐에 재료가 묻어오르는 일이 있는 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 액체 세정 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 액체 세정 장치의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.
도 6은 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 롤러 세정 장치의 개략 구성을 도시하는 정면 단면도.
도 7은 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 롤러 세정 장치의 개략 구성을 도시하는 측면 단면도.
도 8은 도 1에 도시한 성막 장치가 구비하는 검사 장치의 개략 구성을 도시하는 모식도.
도 9는 도 8에 도시한 검사 장치에 의해 얻어진 제1 검사 화상을 도시하는 평면도.
도 10은 도 8에 도시한 검사 장치에 의해 얻어진 제2 검사 화상을 도시하는 평면도.
도 11은 도 1에 도시한 성막 장치가 행하는 성막 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

본 발명의 실시의 일 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치(1)는, 도포 대상물로서의 웨이퍼 W가 적재되는 스테이지(2)와, 그 스테이지(2)를 수평면 내에서 회전시키는 회전 기구(3)와, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W에 선단으로부터 재료를 토출하여 도포하는 도포 노즐(4)과, 그 도포 노즐(4)과 스테이지(2)를 수평면 방향으로 상대 이동시키는 이동 기구(5)와, 재료 토출 중의 도포 노즐(4)의 화상을 취득하는 화상 취득부(6)와, 도포 노즐(4)을 세정하는 세정 장치(7)와, 도포 노즐(4)의 오염 상태를 검사하는 검사 장치(8)와, 웨이퍼 W 상의 도포막 M의 막면을 관찰하는 관찰 장치(9)와, 각 부를 제어하는 제어부(10)를 구비하고 있다.

스테이지(2)는, 원 형상으로 형성되어 있고, 회전 기구(3)에 의해 수평면 내에서 회전 가능하게 구성되어 있다. 이 스테이지(2)는, 적재된 웨이퍼 W를 흡착하는 흡착 기구를 구비하고 있고, 그 흡착 기구에 의해 스테이지(2)의 적재면(2a) 상에 웨이퍼 W를 고정하여 유지한다. 이 흡착 기구로서는, 예를 들어 에어 흡착 기구 등이 사용된다.

회전 기구(3)는, 스테이지(2)를 수평면 내에서 회전 가능하게 지지하고 있고, 스테이지 중심을 회전 중심으로 하여 스테이지(2)를 모터 등의 구동원에 의해 수평면 내에서 회전시키는 기구이다. 이에 의해, 스테이지(2) 상에 적재된 웨이퍼 W는 수평면 내에서 회전하게 된다.

도포 노즐(4)은, 도포막 M으로 되는 재료를 토출하는 노즐이다. 이 도포 노즐(4)은, 그 선단으로부터 재료를 압력에 의해 연속적으로 토출하고, 그 재료를 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W에 도포한다. 이 도포 노즐(4)에는, 재료를 공급하는 공급부(4a)가 튜브나 파이프 등의 공급관(4b)을 통해 접속되어 있다. 공급부(4a)는, 재료를 저류하는 탱크나 공급용 펌프, 유량 조정 밸브 등을 갖고 있다. 이 공급부(4a)가 제어부(10)에 의해 제어되고, 도포 노즐(4)로부터의 재료 토출량이 조정된다.

이동 기구(5)는, 도포 노즐(4)을 지지하여 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 기구(5a)와, 그 Z축 이동 기구(5a)를 개재하여 도포 노즐(4)을 지지하여 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(5b)를 구비하고 있다. 이 이동 기구(5)는 도포 노즐(4)을 스테이지(2)의 상방에 위치 부여하고, 그 도포 노즐(4)을 스테이지(2)에 대하여 상대 이동시킨다. Z축 이동 기구(5a) 및 X축 이동 기구(5b)로서는, 예를 들어, 리니어 모터를 구동원으로 하는 리니어 모터 이동 기구나 모터를 구동원으로 하는 이송 나사 이동 기구 등이 사용된다.

Z축 이동 기구(5a)에는, 반사형 레이저 센서 등의 거리 측정부 L이 설치되어 있다. 이 거리 측정부 L은, Z축 이동 기구(5a)와 함께 X축 이동 기구(5b)에 의해 X축 방향으로 이동하여, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W와의 이격 거리를 측정한다. 이에 의해, 웨이퍼 W의 도포면의 표면 거칠기, 즉, 그 도포면의 높이 프로파일을 취득하는 것이 가능하다.

화상 취득부(6)는, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W에 대하여 재료를 토출하고 있는 도포 노즐(4)의 선단부의 화상을 취득한다. 이 화상 취득부(6)는, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일을 검출 가능, 즉 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 화상을 취득 가능하게, 지지 부재(6a)를 개재하여 Z축 이동 기구(5a)에 설치되어 있다.

특히, 화상 취득부(6)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 W의 회전 방향에 있어서 도포 노즐(4)의 상류측에 위치 부여되어 있고, 그 도포 노즐(4)의 상류측 주위면의 화상을 취득 가능하게 설치되어 있다. 화상 취득부(6)로서는, 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등의 촬상부나, 재료에 광을 닿게 하여 그 반사광을 검출하는 센서 등이 사용된다. 또한, 여기서는, 화상 취득부(6)를 1대만 설치하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 그 대수는 한정되지 않는다.

여기서, 스파이럴 도포를 행할 때, 도포 노즐(4)은 X축 방향, 즉 웨이퍼 W의 중심으로부터 외주를 향해 이동하면서, 회전하고 있는 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W를 향해 재료를 토출하고, 그 재료를 웨이퍼 W의 표면 상에 소용돌이 형상으로 도포한다. 이 스파이럴 도포에 있어서, 통상, 도 2에 도시한 바와 같이, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일이 발생하지 않고, 재료가 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W에 도포된다. 한편, 진동 등의 각종 요인에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일이 발생하는 경우가 있다. 묻어오르는 현상이 진행되면, 노즐 선단에 액체 저류가 발생하고, 그것이 자중에 의해 늘어지면 도포 동작으로 회전하고 있는 기판에 접촉하여, 성막한 표면에 비산하거나, 도포 중의 재료를 질질 끌고 가 도포의 누락 부분이 발생한다.

이로 인해, 도포 동작 중에는, 도포 노즐(4)의 선단부가 화상 취득부(6)에 의해 감시되고 있다. 화상 취득부(6)는 도포 노즐(4)의 선단부의 화상을 취득하여, 그 화상을 제어부(10)에 입력한다. 제어부(10)는, 입력된 화상에 대하여 2치화 등의 화상 처리를 실시하고, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일이 발생하였는지 여부를 판단한다. 이 묻어오르는 정도의 판단은, 도포 노즐(4)의 선단 주위면에 부착된 부분, 즉 묻어오르는 부분의 재료의 폭이나, 그 묻어오르는 부분에 있어서의 도포 노즐(4)의 저면으로부터의 높이, 묻어오르는 부분의 위치, 묻어오르는 부분의 면적, 묻어오르는 부분의 변동 등의 단독 혹은 조합에 의해 행하여진다.

예를 들어, 묻어오르는 부분의 재료의 폭이나 묻어오르는 부분에 있어서의 도포 노즐(4)의 저면으로부터의 높이가 소정의 임계값 이상이 된 경우, 도포 노즐(4)에 묻어오르는 일이 발생하였다고 판단된다. 또한, 묻어오르는 부분의 변동에 관해서는, 소정 시간마다 얻어진 화상을 비교하여, 그 변동 폭이 소정의 임계값 이상이 된 경우, 도포 노즐(4)에 묻어오르는 일이 발생하였다고 판단된다. 이 변동 폭의 감시는, 묻어오르는 일에 의해 도포 노즐(4)의 선단 주위면에 어느 정도 저류된 재료가 진동 등에 의해 돌발적으로 비상하는 일이 있기 때문에, 그 돌발적인 비상의 발생을 방지하는 것을 가능하게 한다.

도 1로 복귀하여, 세정 장치(7)는, 세정액에 의해 도포 노즐(4)의 선단부를 세정하는 액체 세정 장치(7a)와, 롤러에 의해 도포 노즐(4)의 선단부를 세정하는 롤러 세정 장치(7b)에 의해 구성되어 있다. 이들의 액체 세정 장치(7a) 및 롤러 세정 장치(7b)는 X축 이동 기구(5b)에 의한 도포 노즐(4)의 이동 범위 내에 설치되어 있다.

액체 세정 장치(7a)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 그 내부에 도포 노즐(4)을 수용하고, 도포 노즐(4)의 토출구를 폐색하면서, 그 도포 노즐(4)의 선단부에 세정액을 공급하여 도포 노즐(4)을 세정하고, 도포 노즐(4)에 부착된 부착물(여분의 재료나 이물질)을 제거한다. 또한, 도포 노즐(4)은, 액체 세정 장치(7a)에 대향하는 대향 위치까지 X축 이동 기구(5b)에 의해 이동하고, 그 대향 위치에서 Z축 이동 기구(5a)에 의해 하강하여, 액체 세정 장치(7a)의 내부에 수용된다.

이 액체 세정 장치(7a)는, 하우징(21)과, 그 하우징(21)에 형성되어 도포 노즐(4)을 수용하는 수용 구멍(22)과, 그 수용 구멍(22)에 연통되는 내부 공간(23)과, 수용 구멍(22)에 연통되어 도포 노즐(4)의 주위면에 세정액을 공급하는 액체 공급 경로(24)와, 수용 구멍(22)에 연통되어 건조용의 질소(N₂) 가스 등의 가스를 공급하는 가스 공급 경로(25)와, 도포 노즐(4)의 토출구를 폐색하여 그 도포 노즐(4)의 토출면에 세정액을 안내하는 안내부(26)와, 그 안내부(26)에 세정액을 공급하는 액체 공급 경로(27)와, 세정에 사용한 세정액인 폐액을 배출하는 액체 배출 경로(28)를 구비하고 있다.

수용 구멍(22)은, 도포 노즐(4)의 형상에 맞추어 원 형상으로 도포 노즐(4)을 출입 가능하게 형성되어 있다. 내부 공간(23)은 안내부(26)를 수용하는 크기로 형성되어 있고, 그 저면은 액체 배출 경로(28)의 접속구를 향해 낮아지도록 형성되어 있다. 액체 공급 경로(24, 27)는 세정액을 공급하는 액체 공급부에 배관을 통해 접속되어 있고, 그 액체 공급부는 제어부(10)에 의해 제어된다. 또한, 가스 공급 경로(25)는 가스를 공급하는 가스 공급부에 배관을 통해 접속되어 있고, 그 가스 공급부도 제어부(10)에 의해 제어된다.

안내부(26)는, 도포 노즐(4)의 토출구를 폐색하는 선단부가 상방을 향해 서서히 가늘게 되어 있는 원기둥 형상의 폐색 부재(26a)와, 그 폐색 부재(26a)로부터 소정 거리만큼 이격하여 폐색 부재(26a)를 둘러싸는 원고리 형상의 주위 부재(26b)에 의해 구성되어 있고, 내부 공간(23)에 설치되어 있다. 주위 부재(26b)의 상부는, 폐색 부재(26a)의 선단부를 향해 서서히 접근하는 형상으로 형성되어 있다. 이들의 폐색 부재(26a)와 주위 부재(26b) 사이에 액체 공급 경로(27)가 접속되어 있다.

이 액체 세정 장치(7a)는, 수용 구멍(22)에 도포 노즐(4)을 수용하면, 액체 공급 경로(24)로부터 도포 노즐(4)의 주위면에 세정액을 공급하여, 도포 노즐(4)의 주위면에 부착된 부착물을 제거한다(도 5 참조). 또한, 액체 세정 장치(7a)는, 액체 공급 경로(27)로부터 폐색 부재(26a)와 주위 부재(26b) 사이에 세정액을 공급하여, 그 세정액을 그들의 사이를 통과시키고, 도포 노즐(4)의 토출면에 접촉시켜, 도포 노즐(4)의 토출면(저면)에 부착된 부착물도 제거한다(도 5 참조). 또한, 액체 세정 장치(7a)는, 액체 배출 경로(28)로부터 세정액의 폐액을 배출하여, 세정이 완료되면, 가스 공급 경로(25)로부터 도포 노즐(4)의 주위면에 가스를 공급하여, 도포 노즐(4)을 건조시킨다. 또한, 세정 동작시에는, 도포 노즐(4)을 정지 상태로 하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 도포 노즐(4)을 회전 기구에 의해 회전시키도록 하여도 된다.

이러한 세정 동작에 따르면, 도포 노즐(4)에 부착된 부착물이 세정액에 의해 제거되므로, 도포 노즐(4)의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 도포 노즐(4)의 토출구가 폐색 부재(26a)에 의해 폐색되어 있기 때문에, 그 토출구가 폐색되어 있지 않은 경우에 비해, 도포 노즐(4)의 선단까지 충전된 재료의 농도가 세정액에 의해 변화하는 것이 억제되므로, 농도 변화한 재료에 기인하는 도포막 M의 품질 저하를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 성막 장치(1)의 이동 기구(5)에 의한 도포 노즐(4)의 이동 범위 내에 액체 세정 장치(7a)를 설치하고, 성막 장치(1)의 일부로서 액체 세정 장치(7a)를 적용함으로써, 도포 노즐(4)을 떼어내어 세정을 행하는 경우 등에 비해, 세정 시간을 단축할 수 있고, 또한 세정 작업의 간략화를 실현할 수 있다.

롤러 세정 장치(7b)는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 세정액을 흡수하는 흡액성을 갖는 롤러 부재(31)에 의해 도포 노즐(4)의 선단을 세정하여, 도포 노즐(4)의 선단(토출구)에 위치하는 재료의 농도의 초기화를 행한다. 또한, 도포 노즐(4)은, 롤러 세정 장치(7b)에 대향하는 대향 위치까지 X축 이동 기구(5b)에 의해 이동하고, 그 대향 위치에서 Z축 이동 기구(5a)에 의해 하강하여, 롤러 세정 장치(7b)의 롤러 부재(31)에 접촉한다.

이 롤러 세정 장치(7b)는, 도포 노즐(4)에 접촉하는 롤러 부재(31)와, 그 롤러 부재(31)를 회전시키는 롤러 회전 기구(32)(도 7 참조)와, 롤러 부재(31)를 세정하는 세정액을 저류하는 액조(33)와, 그 액조(33)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 액조 이동 기구(34)를 구비하고 있다.

롤러 부재(31)는, 흡액성을 갖는 롤러이며, 액조(33) 내의 세정액에 침지되어 세정된다. 이 롤러 부재(31)는, 도포 노즐(4)이 더미 토출을 행하였을 때에 토출되는 재료를 흡입한다. 즉, 도포 노즐(4)의 선단에 위치하는 재료의 농도가 건조 등의 각종의 요인에 의해 변화하는 일이 있기 때문에, 그 농도 변화한 부분의 재료가 롤러 부재(31)에 의해 제거되어, 정상 농도의 재료로 치환된다.

롤러 회전 기구(32)는, 회전 구동원으로 되는 모터(32a)(도 7 참조)와, 그 모터(32a)의 회전축에 연결된 롤러 부재(31)용의 회전축(32b)과, 그 회전축(32b)이 삽입된 베어링(32c)(도 7 참조)과, 그 베어링(32c) 및 모터(32a)를 소정 높이에 지지하는 지지 부재(32d)(도 7 참조)에 의해 구성되어 있다.

회전축(32b)은, 내부가 공동인 통 형상으로 형성되어 있고, 그 일단부가 모터(32a)의 회전축에 의해 폐색되어 있고, 그 타단부는 개방되어 있다. 이 회전축(32b)은, 롤러 부재(31)와 접하는 개소에 메쉬 형상의 복수의 통기 구멍 H를 갖고 있다. 이들의 통기 구멍 H는, 세정액을 통과시키지 않고 공기를 통과시키도록 형성되어 있다. 이에 의해, 롤러 부재(31)가 회전하면, 공기는 롤러 부재(31)의 외면으로부터 회전축(32b)을 향해 흐르고, 그 회전축(32b)의 각 통기 구멍 H를 통해, 회전축(32b)의 내부를 통과하여, 그 회전축(32b)의 개방 단부로부터 배기된다. 이 공기의 흐름(부압)에 의해, 세정액은 액조(33)로부터 롤러 부재(31)의 표면에 원활하게 흡입되도록 흡액성을 향상시키고 있다.

또한, 여기서는, 롤러 부재(31)의 흡액성을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 회전축(32b)의 일단부의 개구부에 배기관을 통해 펌프 등의 배기부를 접속하고, 그 배기부에 의해 강제적으로 배기를 행하도록 하여도 된다.

액조(33)는, 하우징(33a)과, 그 하우징(33a) 내에 설치되어 세정액을 수용하는 액체 수용부(33b)(도 7 참조)와, 하우징(33a)에 형성되어 액체 수용부(33b)에 세정액을 공급하기 위한 공급구(33c)(도 6 참조)와, 하우징(33a)에 형성되어 액체 수용부(33b)로부터 흘러 넘친 세정액을 폐액으로서 배출하는 액체 배출구(33d)(도 7 참조)를 구비하고 있다. 이 액조(33)는 액체 수용부(33b)의 세정액에 의해 롤러 부재(31)를 세정하고, 롤러 부재(31)가 도포 노즐(4)로부터 흡입한 재료를 그 롤러 부재(31)로부터 제거한다.

이 롤러 세정 장치(7b)는, 롤러 부재(31)가 액조(33)에 침지되어 있지 않고, 도포 노즐(4)이 롤러 부재(31)에 접촉한 상태에서, 도포 노즐(4)에 의한 더미 토출이 개시되면, 롤러 회전 기구(32)에 의해 롤러 부재(31)를 회전시켜, 그 롤러 부재(31)에 의해 도포 노즐(4)의 선단으로부터 재료를 흡입하고, 농도 변화한 부분의 재료를 제거한다. 그 후, 롤러 세정 장치(7b)는, 도포 노즐(4)이 상승하여 롤러 부재(31)로부터 이격되면, 롤러 부재(31)를 회전시킨 상태로, 액조 이동 기구(34)에 의해 액조(33)를 상승시켜 롤러 부재(31)를 액조(33)에 침지되어 있는 상태로 하여, 액조(33)의 세정액에 의해 롤러 부재(31)를 세정한다.

또한, 여기서는, 세정액을 사용하여, 도포 노즐(4)의 선단에 위치하는 재료의 농도의 초기화를 행하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 도포 노즐(4)의 선단에 대하여 수평 방향(예를 들어 X축 방향)으로부터 에어 등의 가스를 가스 분사기에 의해 분사하여, 그 도포 노즐(4)의 선단에 존재하는 재료를 날리고, 그 재료를 가스 분사기에 대향하는 수용 부재에 의해 수용하도록 하여도 된다.

이러한 세정 동작에 따르면, 도포 노즐(4)의 선단에 위치하는 재료의 농도의 초기화가 행하여지고, 즉, 농도 변화한 부분의 재료가 제거되어, 정상 농도의 재료로 치환되므로, 농도 변화한 재료에 의한 도포 노즐(4)의 오염이 없어져, 도포 노즐(4)의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 도포 노즐(4)의 토출면에 부착된 부착물이 있는 경우에는, 그 재료도 제거하는 것이 가능하다. 부가하여, 성막 장치(1)의 이동 기구(5)에 의한 도포 노즐(4)의 이동 범위 내에 롤러 세정 장치(7b)를 설치하고, 성막 장치(1)의 일부로서 롤러 세정 장치(7b)를 적용함으로써, 도포 노즐(4)을 떼어내어 세정을 행하는 경우 등에 비해, 세정 시간을 단축할 수 있고, 또한 세정 작업의 간략화를 실현할 수 있다.

검사 장치(8)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 도포 노즐(4)의 토출면(저면)의 화상을 취득하는 제1 검사 화상 취득부(8a)와, 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 화상을 취득하는 제2 검사 화상 취득부(8b)를 구비하고 있다. 또한, 도포 노즐(4)은, 검사 장치(8)에 대향하는 대향 위치까지 X축 이동 기구(5b)에 의해 이동하고, 그 대향 위치에서 Z축 이동 기구(5a)에 의해 소정의 화상 취득 위치까지 하강한다.

제1 검사 화상 취득부(8a)는, 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 도포 노즐(4)의 토출면의 화상 G1을 취득하여 제어부(10)에 입력한다. 한편, 제2 검사 화상 취득부(8b)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 화상 G2를 취득하여 제어부(10)에 입력한다. 이 화상 G2에서는, 도포 노즐(4)의 선단 주위면에 여분의 재료가 부착되어 있다. 제1 검사 화상 취득부(8a) 및 제2 검사 화상 취득부(8b)로서는, 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등의 촬상부나, 재료에 광을 닿게 하여 그 반사광을 검출하는 센서 등이 사용된다.

여기서, 도포 노즐(4)은 노즐 회전 기구(41)에 의해 회전 가능하게 형성되어 있다. 이 노즐 회전 기구(41)는, 회전 구동원으로 되는 모터(41a)와, 도포 노즐(4)에 고정된 풀리(41b)와, 그 풀리(41b) 및 모터(41a)에 권회된 벨트(41c)에 의해 구성되어 있다. 노즐 회전 기구(41)는 제어부(10)에 의해 제어되고, 모터(41a)를 구동하여 벨트(41c) 및 풀리(41b)를 통해 도포 노즐(4)을 회전시킨다. 예를 들어, 제2 검사 화상 취득부(8b)에 의해 화상이 취득되는 경우, 도포 노즐(4)은 노즐 회전 기구(41)에 의해 회전한다. 이에 의해, 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 전체 화상을 제2 검사 화상 취득부(8b)에 의해 취득하는 것이 가능해진다.

또한, 여기서는, 제2 검사 화상 취득부(8b)를 1대만 설치하고, 도포 노즐(4)의 회전에 의해 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 전체 화상을 취득하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 제2 검사 화상 취득부(8b)를 도포 노즐(4)을 사이에 끼우도록 2대 설치하고, 그들의 검사 화상 취득부(8b)에 의해 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 전체 화상을 취득하도록 하여도 된다.

이러한 검사 동작에 따르면, 제1 검사 화상 취득부(8a)에 의해 도포 노즐(4)의 토출면의 화상이 취득되고, 동시에, 제2 검사 화상 취득부(8b)에 의해 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 화상이 취득된다. 이들의 토출면의 화상 및 선단 주위면의 화상은 제어부(10)에 입력되고, 그들의 화상에 대하여 2치화 등의 화상 처리가 행하여져, 부착물의 유무가 판단된다. 이에 의해, 부착물이 있는 경우에는, 세정 동작을 행하는 것이 가능해지므로, 도포 노즐(4)에 부착된 재료를 확실히 제거할 수 있고, 그 결과, 도포 노즐(4)의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 확실히 방지할 수 있다. 또한, 성막 장치(1)의 이동 기구(5)에 의한 도포 노즐(4)의 이동 범위 내에 검사 장치(8)를 설치하고, 성막 장치(1)의 일부로서 검사 장치(8)를 적용함으로써, 도포 노즐(4)을 떼어내어 검사를 행하는 경우 등에 비해, 검사 시간을 단축할 수 있고, 또한 검사 작업의 간략화를 실현할 수 있다.

도 1로 복귀하여, 관찰 장치(9)는, 스테이지(2)에 적재된 웨이퍼 W의 도포막 M의 화상을 취득하는 관찰 화상 취득부(9a)와, 그 관찰 화상 취득부(9a)에 의해 취득된 화상을 처리하는 화상 처리부(9b)와, 화상 처리된 화상 등을 표시하는 표시부(9c)를 구비하고 있다.

관찰 화상 취득부(9a)는, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W의 전체 면을 관찰 가능하게 스테이지(2)의 상방에 설치되어 있고, 그 웨이퍼 W 상의 도포막 M의 전체 면의 화상을 취득한다. 이 관찰 화상 취득부(9a)로서는, 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등의 촬상부나, 재료에 광을 닿게 하여 그 반사광을 검출하는 센서 등이 사용된다. 또한, 표시부(9c)로서는, 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD)나 브라운관(CRT) 등이 사용된다.

화상 처리부(9b)는 제어부(10)와 서로 통신을 행하여, 화상 처리 후의 화상을 제어부(10)로 송신한다. 제어부(10)는, 화상 처리부(9b)로부터 송신된 화상과, 기억부에 기억된 막 두께와 농담(화상 농도)의 관계 정보로부터, 누락 부분이나 이물질의 발생, 또한 막 두께의 편차 정도를 판단한다. 또한, 여기서는, 화상 처리부(9b)를 관찰 장치(9)에 설치하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 제어부(10)에 설치하여도 되고, 또한 제어부(10)가 화상 처리부(9b) 대신에 화상 처리를 행하도록 하여도 된다.

제어부(10)는, 각 부를 집중적으로 제어하는 마이크로컴퓨터와, 각종 프로그램이나 각종 정보 등을 기억하는 기억부를 구비하고 있다. 기억부로서는, 메모리나 하드디스크 드라이브(HDD) 등이 사용된다. 이 제어부(10)는, 각종 프로그램이나 각종 정보(도포 조건 정보 등)에 기초하여, 회전 기구(3)나 이동 기구(5) 등을 제어하고, 웨이퍼 W가 적재된 스테이지(2)를 회전시켜, 도포 노즐(4)의 선단으로부터 재료를 토출시키면서, 그 도포 노즐(4)을 기판 중앙(혹은 기판 외주)으로부터 기판 외주(혹은 기판 중앙)를 향해 직선 형상으로 이동시켜, 소용돌이 형상의 도포 궤적을 그림으로써 기판 전체 면에 막 형성을 행한다(스파이럴 도포).

다음에, 전술한 성막 장치(1)가 행하는 성막 처리(성막 방법)에 대하여 설명한다. 성막 장치(1)의 제어부(10)는 각종 프로그램이나 각종 정보(도포 조건 정보 등)에 기초하여 성막 처리를 실행한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 우선, 원점 복귀 등의 초기 동작이 행하여지고(스텝 S1), 기판인 웨이퍼 W가 로봇 핸들링 등의 반송 기구에 의해 스테이지(2) 상에 반입되고(스텝 S2), 그 웨이퍼 W는 스테이지(2) 상에 흡착 기구에 의해 고정된다(스텝 S3).

계속해서, 노즐 세정(세정액)이 액체 세정 장치(7a)에 의해 행하여지고(스텝 S4), 노즐 세정(롤러)이 롤러 세정 장치(7b)에 의해 행하여지고(스텝 S5), 그 후, 노즐 오염 검사가 검사 장치(8)에 의해 행하여지고(스텝 S6), 노즐 오염이 발생하고 있는지 여부가 판단된다(스텝 S7).

액체 세정 장치(7a)에 의한 세정에서는, 도포 노즐(4)이 Z축 이동 기구(5a)에 의해 하강하여, 수용 구멍(22)에 수용되면, 세정액이 도포 노즐(4)의 선단 주위면 및 토출면(저면)에 공급되어, 그 선단 주위면 및 토출면이 세정되어, 부착물(여분의 재료나 이물질)이 제거된다. 그 후, 건조용의 가스가 도포 노즐(4)의 선단 주위면에 공급되어, 도포 노즐(4)이 건조된다. 건조 후, 도포 노즐(4)은 Z축 이동 기구(5a)에 의해 상승한 후, X축 이동 기구(5b)에 의해 롤러 세정 장치(7b)에 대향하는 대향 위치까지 이동한다.

롤러 세정 장치(7b)에 의한 세정에서는, 도포 노즐(4)이 전술한 대향 위치에서 Z축 이동 기구(5a)에 의해 하강하여 롤러 부재(31)에 접촉하고, 도포 노즐(4)에 의한 더미 토출이 개시된다. 이에 따라서, 롤러 부재(31)가 롤러 회전 기구(32)에 의해 회전하고, 그 롤러 부재(31)에 의해 도포 노즐(4)의 선단부로부터 재료가 흡입되어, 농도 변화한 부분의 재료가 제거된다. 이때, 롤러 부재(31)는 액조(33)에 침지되어 있지 않은 상태이다. 그 후, 도포 노즐(4)이 Z축 이동 기구(5a)에 의해 상승하여, 롤러 부재(31)로부터 이격되면, 롤러 부재(31)가 회전한 상태로, 액조(33)가 액조 이동 기구(34)에 의해 상승한다. 이에 의해, 롤러 부재(31)가 액조(33)에 침지하고 있는 상태로 되어, 롤러 부재(31)가 액조(33)의 세정액에 의해 세정되고, 세정이 종료되면, 액조(33)는 액조 이동 기구(34)에 의해 하강한다.

노즐 오염 검사에서는, 제1 검사 화상 취득부(8a)에 의해 도포 노즐(4)의 토출면(저면)의 화상이 취득되고, 동시에, 제2 검사 화상 취득부(8b)에 의해 도포 노즐(4)의 선단 주위면의 화상이 취득된다. 이들의 토출면의 화상 및 선단 주위면의 화상이 제어부(10)에 입력되고, 그들의 화상에 대하여 2치화 등의 화상 처리가 행하여져, 부착물의 유무가 판단된다. 예를 들어, 부착물의 크기가 소정의 기준값을 초과한 경우에, 도포 노즐(4)에 부착물이 존재하고, 노즐 오염이 발생하고 있다고 판단된다.

노즐 오염이 발생하고 있다고 판단된 경우에는(스텝 S7의 "예"), 스텝 S4로 처리가 복귀되고, 다시 노즐 세정 및 노즐 오염 검사가 행하여진다. 한편, 노즐 오염이 발생하고 있지 않다고 판단된 경우에는(스텝 S7의 "아니오"), 웨이퍼 W의 표면 높이(기판 표면 높이)가 측정되고(스텝 S8), 그 후, 도포가 개시된다(스텝 S9).

표면 높이 측정에서는, 거리 측정부 L이 원점 위치로부터 Z축 이동 기구(5a)와 함께 X축 이동 기구(5b)에 의해 X축 방향으로 이동하면서, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W와의 이격 거리를 측정한다. 이에 의해, 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W의 도포면의 표면 거칠기, 즉 높이 프로파일이 취득되고, 제어부(10)의 기억부에 기억된다.

그 후, 도포 전에 전술한 높이 프로파일이 사용되고, 도포 노즐(4)과 웨이퍼 W의 도포면과의 수직 방향의 거리(갭)가 설정값으로 되도록, 예를 들어 평균값과 설정값의 차분이 구해져 보정량이 산출되고, 그 보정량만큼 도포 노즐(4)이 Z축 이동 기구(5a)에 의해 Z축 방향으로 이동한다. 이와 같이 하여, 도포 노즐(4)과 웨이퍼 W의 도포면의 갭이 원하는 갭으로 조정된다.

도포에서는, 스테이지(2)가 회전 기구(3)에 의해 회전하고, 그 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W가 회전하고 있는 상태로, 도포 노즐(4)이 웨이퍼 W의 중앙인 원점 위치로부터 Z축 이동 기구(5a)와 함께 X축 이동 기구(5b)에 의해 X축 방향으로, 즉 웨이퍼 W의 중심으로부터 외주를 향해 등속으로 이동한다. 이때, 도포 노즐(4)은 이동하면서 재료를 연속하여 웨이퍼 W의 도포면에 토출하고, 그 도포면 상에 소용돌이 형상으로 재료를 도포한다(스파이럴 도포). 이에 의해, 웨이퍼 W의 도포면 상에 도포막 M이 형성된다.

이러한 도포가 개시되면, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일이 감시되고(스텝 S10), 재료가 묻어오르는 일이 발생하였는지 여부가 판단된다(스텝 S11). 재료가 묻어오르는 일이 발생하였다고 판단된 경우에는(스텝 S11의 "예"), 도포가 정지되어(스텝 S12), 처리가 종료된다.

재료가 묻어오르는 일의 감시에서는, 도포 동작 중, 도포 노즐(4)의 선단부가 화상 취득부(6)에 의해 감시되고 있고, 그 선단부의 화상이 화상 취득부(6)에 의해 연속적으로 취득된다. 이 화상에 대하여 2치화 등의 화상 처리가 제어부(10)에 의해 실시되어, 도포 노즐(4)에 재료가 묻어오르는 일이 발생하였는지 여부가 판단된다. 이 묻어오르는 정도의 판단은, 묻어오르는 부분의 재료의 폭이나, 그 묻어오르는 부분에 있어서의 도포 노즐(4)의 저면으로부터의 높이, 묻어오르는 부분의 위치, 묻어오르는 부분의 면적, 묻어오르는 부분의 변동 등의 단독 혹은 조합에 의해 행하여진다.

한편, 재료가 묻어오르는 일이 발생하고 있지 않다고 판단된 경우에는(스텝 S11의 "아니오"), 도포가 완료되었는지 여부가 판단되고(스텝 S13), 도포가 완료되어 있지 않다고 판단된 경우에는(스텝 S13의 "아니오"), 스텝 S10으로 처리가 복귀되어, 재료가 묻어오르는 일이 도포 동작 중 감시된다.

한편, 도포가 완료되었다고 판단된 경우에는(스텝 S13의 "예"), 도포가 정지되고(스텝 S14), 도포 노즐(4)이 Z축 이동 기구(5a)에 의해 상승하여, 웨이퍼 W 상의 도포막 M이 관찰 장치(9)에 의해 관찰, 즉 검사되고(스텝 S15), 도포막 M에 누락 부분이 발생하였는지 여부가 판단되고(스텝 S16), 누락 부분이 발생하였다고 판단된 경우에는(스텝 S16의 "예"), 부분 도포를 행하는 보수가 행하여지고(스텝 S17), 처리가 스텝 S15로 복귀되어, 다시 검사가 행하여진다.

한편, 누락 부분이 발생하고 있지 않다고 판단된 경우에는(스텝 S16의 "아니오"), 도포막 M에 이물질이 있는지 여부가 판단되고(스텝 S18), 도포막 M에 이물질이 있다고 판단된 경우에는(스텝 S18의 "예"), 알람이 울려져(스텝 S19), 처리가 종료된다.

한편, 도포막 M에 이물질이 없다고 판단된 경우에는(스텝 S18의 "아니오"), 막 두께 이상이 있는지 여부가 판단되고(스텝 S20), 막 두께 이상이 있다고 판단된 경우에는(스텝 S20의 "예"), 알람이 울려지고(스텝 S21), 성막용의 파라미터(도포 조건 정보 등)가 조정되어(스텝 S22), 처리가 종료된다. 한편, 막 두께 이상이 없다고 판단된 경우에는(스텝 S20의 "아니오"), 그대로 처리가 종료된다.

도포막 M의 관찰(검사)에서는, 도포 노즐(4)이 X축 이동 기구(5b)에 의해 대기 위치까지 이동하여 퇴피하고, 웨이퍼 W 상의 도포막 M의 화상이 관찰 화상 취득부(9a)에 의해 취득된다. 그 후, 취득된 화상이 화상 처리부(9b)에 의해 처리되어, 표시부(9c)에 표시됨과 함께 제어부(10)로 송신된다. 그 화상의 농담 정보와, 막 두께와 농담의 관계 정보로부터 누락 부분이나 이물질의 발생, 또한 막 두께 이상이 판단된다.

누락 부분에 관해서는, 화상에 있어서의 농도가 극단적으로 낮은, 즉 막 두께가 제로에 가까운 부분이 있는 경우, 누락 부분이 발생하였다고 판단된다. 이 누락 부분의 위치 정보는 제어부(10)의 기억부에 기억되고, 부분 도포의 보수를 행할 때에 사용된다. 또한, 이물질에 관해서는, 화상에 있어서의 농도가 극단적으로 높은, 즉 막 두께가 극단적으로 높은 경우, 이물질이 있다고 판단된다. 막 두께의 편차에 관해서는, 화상에 있어서의 농담차, 즉 막 두께의 편차량이 구해지고, 그 편차량이 임계값 이상이 되면, 막 두께 이상이라고 판단된다.

또한, 여기서는, 스텝 S11에 있어서 재료가 묻어오르는 일이 발생한 경우, 스텝 S12에 있어서 도포를 정지하고, 그 후, 예를 들어 도포 노즐(4)의 세정을 행하지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 재료가 묻어오르는 일이 발생하지 않도록 도포 노즐(4)의 재료 토출량이나 도포 노즐(4)과 웨이퍼 W의 갭을 조정하도록 하여도 된다. 이때, 제어부(10)는, 재료가 묻어오르는 일이 소정의 한계값 이하가 되도록 공급부(4a)나 Z축 이동 기구(5a)를 제어하여, 도포 노즐(4)의 재료 토출량을 조정하거나, 도포 노즐(4)과 웨이퍼 W의 갭을 조정한다.

또한, 여기서는, 도포 전에 도포 노즐(4)의 세정을 행하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 도포 후에도 도포 노즐(4)의 세정을 행하도록 하여도 된다. 도포 완료 후, 도포 노즐(4)이 방치되면, 도포 노즐(4)의 선단(토출구)의 재료나 부착물이 굳어져, 그들의 제거가 곤란해지는 경우가 있기 때문에, 도포 후에도 소정의 타이밍에 도포 노즐(4)의 세정이 행하여지는 것이 바람직하다. 또한, 도포 전에도 도포 후에도 도포 노즐(4)은 도포 대기 중의 상태이다.

또한, 여기서는, 세정 후에 도포 노즐(4)의 검사를 행하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 세정 전에 도포 노즐(4)의 검사를 행하도록 하여도 된다. 이 경우에는, 세정할 필요가 없는 도포 노즐(4)에 대하여 세정을 행하는 것이 방지되므로, 유지 보수 시간을 단축할 수 있다. 단, 도포 노즐(4)과 웨이퍼 W의 갭이 매우 작은 경우에는, 도포를 행하는 것만으로 도포 노즐(4)이 오염되기 때문에, 먼저 세정을 행하고, 나중에 검사를 행하는 수순이 채용되고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 웨이퍼 W가 적재된 스테이지(2)를 회전 기구(3)에 의해 회전시키면서, 이동 기구(5)에 의해 스테이지(2)와 도포 노즐(4)을 X축 방향으로 스테이지(2)의 적재면(2a)을 따라 상대 이동시켜, 도포 노즐(4)에 의해 스테이지(2) 상의 웨이퍼 W에 재료를 도포함으로써, 스파이럴 도포가 행하여진다. 또한, 세정 장치(7)에 의해 도포 대기 중에 도포 노즐(4)을 세정함으로써, 도포 노즐(4)의 선단부에 부착된 부착물이나 농도 변화한 부분의 재료가 제거된다.

전술한 스파이럴 도포에 의해, 스핀 코팅법에 비해, 재료가 웨이퍼 W의 사이드나 이면에 비산하는 일이 없어지므로, 커버가 불필요하게 되어, 유지 보수 시간을 단축하는 것이 가능해지고, 또한 재료 사용량을 감소시키는 것이 가능해진다. 또한, 도포 노즐(4)이 세정 장치(7)에 의해 세정되고, 도포 노즐(4)의 선단부에 부착된 부착물이나 농도 변화한 재료가 제거되어, 그들의 부착물이나 재료에 의한 노즐 오염이 없어진다. 이러한 점으로부터, 재료 이용 효율 및 가동률의 향상을 실현함과 함께, 얇은 성막에 필요해지는 도포 노즐(4)을 웨이퍼 W에 근접시킨 도포 방법에 있어서도, 도포 노즐(4)의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 검사 장치(8)에 의해 도포 노즐(4)의 화상을 취득하고, 그 화상으로부터 도포 노즐(4)에 대한 부착물의 유무(부착 정도)를 검사함으로써, 도포 노즐(4)에 대한 부착물의 유무가 판단되고, 부착물이 있는 경우에는 세정 동작을 행하는 것이 가능하게 되므로, 도포 노즐(4)의 선단부에 부착된 부착물이나 농도 변화한 재료를 확실히 제거하여, 그들의 부착물이나 재료에 의한 노즐 오염을 없앨 수 있다. 그 결과로서, 도포 노즐(4)의 오염에 기인하는 막 두께 균일성의 저하를 확실히 방지할 수 있다.

또한, 성막 장치(1)의 이동 기구(5)에 의한 도포 노즐(4)의 이동 범위 내에 세정 장치(7)나 검사 장치(8)를 설치하고, 성막 장치(1)의 일부로서 세정 장치(7)나 검사 장치(8)를 적용함으로써, 도포 노즐(4)을 떼어내어 세정이나 검사를 행하는 경우 등에 비해, 세정 시간이나 검사 시간을 단축할 수 있고, 또한 세정 작업이나 검사 작업의 간략화를 실현할 수 있다. 마찬가지로, 성막 장치(1)의 일부로서 관찰 장치(9)를 적용함으로써, 도포 후의 웨이퍼 W를 제거하여 다른 장치에서 관찰(검사)을 행하는 경우에 비해, 관찰 시간을 단축할 수 있고, 또한 관찰 작업의 간략화를 실현할 수 있다.

(다른 실시 형태)

또한, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경 가능하다. 예를 들어, 전술한 실시 형태에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제하여도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합하여도 된다. 또한, 전술한 실시 형태에 있어서는, 도포 대상물로서 웨이퍼 W를 사용하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 원 형상 혹은 원형 이외의 형상의 유리 기판 등을 사용하여도 된다.

1: 성막 장치
2: 스테이지
2a: 적재면
3: 회전 기구
4: 도포 노즐
5: 이동 기구
6: 화상 취득부
7: 세정 장치
8: 검사 장치
9: 관찰 장치
10: 제어부
W: 도포 대상물(웨이퍼)

Claims

도포 대상물이 적재되는 적재면을 갖는 스테이지와,
상기 스테이지를 상기 적재면을 따르는 회전 방향으로 회전시키는 회전 기구와,
상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 재료를 토출하여 도포하는 도포 노즐과,
상기 스테이지와 상기 도포 노즐을 상기 회전 방향에 교차하는 교차 방향으로 상기 적재면을 따라 상대 이동시키는 이동 기구와,
상기 도포 대상물이 적재된 상기 스테이지를 상기 회전 기구에 의해 회전시키면서, 상기 이동 기구에 의해 상기 스테이지와 상기 도포 노즐을 상기 교차 방향으로 상기 적재면을 따라 상대 이동시켜, 상기 도포 노즐에 의해 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 상기 재료를 도포하는 제어를 행하는 제어부와,
상기 도포 노즐을 세정하는 세정 장치와,
상기 도포 노즐이 상기 스테이지에 대하여 상대적으로 진행하는 방향인 상류측에 위치 부착된, 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 대하여 상기 재료를 토출하고 있는 상기 도포 노즐의 상류측 주면의 화상을 취득하는 화상 취득부를 구비하며,
상기 제어부가, 상기 화상 취득부에 의해 취득된 상기 도포 노즐의 화상으로부터 상기 도포 노즐에 대한 상기 재료의 묻어오르는 정도를 판단하고,
상기 재료가 묻어오르는 일이 발생한 경우에, 상기 제어부가 상기 도포 대상물에 대한 상기 재료의 도포를 정지, 상기 도포 노즐로부터의 상기 재료의 토출량을 조정, 및 상기 도포 노즐과 상기 도포 대상물 간의 간격을 조정 중 적어도 어느 하나를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제1항에 있어서, 상기 도포 노즐에 대한 부착물의 유무를 검사하는 검사 장치를 더 구비하고, 상기 도포 노즐에 부착물이 있는 경우에, 상기 세정 장치가 상기 도포 노즐을 세정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 있어서의 상기 재료에 의한 도포막을 관찰하는 관찰 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
제5항에 있어서, 상기 관찰 장치에 의한 상기 도포막의 관찰의 결과에 기초하여,
상기 도포막에 누락 부분이 발생하고 있는 경우에 부분 도포를 행하고,
상기 도포막에 이물질이 있는 경우에 알람이 울려지고,
상기 도포막에 막 두께 이상이 있는 경우에 알람을 울려 성막용의 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
적재면에 도포 대상물이 적재된 스테이지를 상기 적재면을 따르는 회전 방향으로 회전시키면서, 상기 스테이지와 도포 노즐을 상기 회전 방향에 교차하는 교차 방향으로 상기 적재면을 따라 상대 이동시키고, 또한 상기 스테이지와 상기 도포 노즐을 상대 이동시키면서 상기 도포 노즐에 의해 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 재료를 도포하여 상기 도포 대상물 상에 성막하는 공정과,
상기 재료의 도포 대기 중에, 상기 도포 노즐을 세정하는 공정과,
상기 재료의 도포 실행 중에, 상기 도포 노즐이 상기 스테이지에 대하여 상대적으로 진행하는 방향인 상류측으로부터, 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 대하여 상기 재료를 토출하고 있는 상기 도포 노즐의 상류측 주면의 화상을 취득하여, 그 화상으로부터 상기 도포 노즐에 대한 상기 재료의 묻어오르는 정도를 판단하는 공정을 포함하며,
상기 재료가 묻어오르는 일이 발생한 경우에, 상기 도포 대상물에 대한 상기 재료의 도포를 정지, 상기 도포 노즐로부터의 상기 재료의 토출량을 조정, 및 상기 도포 노즐과 상기 도포 대상물 간의 간격을 조정 중 적어도 어느 하나를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
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제7항에 있어서, 상기 도포 노즐을 세정하는 공정에 이어서, 상기 재료의 도포 대기 중에 상기 도포 노즐에 대한 부착물의 유무를 검사하는 공정을 더 포함하고, 상기 도포 노즐에 부착물이 있는 경우에 상기 도포 노즐을 세정하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
제7항에 있어서, 상기 재료의 도포 실행 후에, 상기 스테이지 상의 상기 도포 대상물에 있어서의 상기 재료에 의한 도포막을 관찰하는 공정을 더 포함하고,
상기 도포막에 누락 부분이 발생하고 있는 경우에 부분 도포를 행하고,
상기 도포막에 이물질이 있는 경우에 알람이 울려지고,
상기 도포막에 막 두께 이상이 있는 경우에 알람을 울려 성막용의 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.