(57)【要約】【課題】  容器から吐出部まで基板に塗布する液体を気密に搬送する半導体製造装置において、容器を取り替える際にも液体が空気と接触することを可及的に抑制することができる半導体製造装置を提供する。【解決手段】  半導体製造装置１０は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、塗布液を収容する液体容器２０内へ不活性ガスを供給し、該液体容器２０内を加圧する気体供給管１６と、気体供給管による加圧を利用して、液体容器から吐出部へ塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管１２と、液体容器と塗布液供給管とを接続／取外し可能な第１の接続部Ｃ１ａと、液体容器と気体供給管とを接続／取外し可能な第２の接続部Ｃ２ａと、塗布液を溶かすことができる溶媒を第１の接続部へ供給する溶媒供給管１５とを備えている。【選択図】  図１
2006128246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、
前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、
前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管と、
前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、
前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、
前記塗布液を溶かすことができる溶媒を前記第１の接続部へ供給する溶媒供給管とを備えた半導体製造装置。
【請求項２】
基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、
前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、
前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管と、
前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、
前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、
前記第１の接続部を含む前記塗布液供給管内の一部を減圧することができる排気管とを備えた半導体製造装置。
【請求項３】
基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、
前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、
前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管とを備え、
前記塗布液供給管は、前記液体容器内の塗布液に浸る部分の先端が上方を向いていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、
前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、
前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管と、
前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、
前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、
前記第１の接続部および前記第２の接続部が液面よりも下方にあるように前記塗布液を溶かすことができる溶媒を収容した液体槽とを備えた半導体製造装置。
【請求項５】
使用前に外気に晒すことが好ましくない塗布液を収容し、基板に対して該塗布液を吐出する半導体製造装置に着脱可能な液体容器であって、
前記塗布液、および、該塗布液よりも比重が軽くかつ該塗布液に対して非反応性である保護液を不活性ガスによって加圧された状態で密閉した液体容器。
【請求項６】
基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、該液体容器内を不活性ガスで加圧する気体供給管と、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記第２の接続部を介して前記液体容器内を減圧することができる排気管とを備えた半導体製造装置を用いて半導体装置を製造する方法であって、
前記液体容器を前記第１の接続部および前記第２の接続部に取り付け、
前記気体供給管を介して前記液体容器内へ不活性ガスを供給し、前記塗布液供給管を介して前記吐出部へ前記塗布液を搬送し、
前記吐出部から基板へ塗布液を吐出し、
前記塗布液の吐出後、前記排気管および前記第２の接続部を介して前記液体容器内を減圧し、
前記液体容器内の気圧を利用して、前記第１の接続部および前記塗布液供給管内の前記塗布液を前記液体容器内へ戻すことを具備した半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体製造装置は、前記塗布液を溶かすことができる溶媒を前記第１の接続部へ供給する溶媒供給管をさらに備え、
前記第１の接続部および前記塗布液供給管内の前記塗布液を前記液体容器内へ戻すとともに、前記溶媒供給管から溶媒を前記第１の接続部および前記塗布液供給管内の一部へ供給することをさらに具備した請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記塗布液は、過酸化水素シラザン重合体溶液であり、
該塗布液を溶かすことができる溶媒はジブチルエーテルであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の半導体製造装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置および半導体製造装置に用いられる液体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体装置では、狭い領域に深いＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）を形成するために、アスペクト比の高いトレンチにシリコン酸化膜を埋め込むことが要求されている。
【０００３】
この要求を満たすために、ＨＤＰ（High Density Plasma）膜およびＳＯＧ（Spin On Grass）膜を併用した成膜技術が開発されている（特許文献１）。この技術は、ＨＤＰ−ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法によりシリコン酸化膜を堆積し、次に、過水素化シラザン重合体溶液の塗布膜（ペルヒドロポリシラザン）（以下、ＰＳＺ（ポリシラザン（Polysilazane））という）をスピンコート法で塗布する。その後、キュア処理により塗布膜をシリカ転化する。これにより、高アスペクト比を有するトレンチへシリコン酸化膜を埋め込むことができる。
【０００４】
図１４は、従来のＳＯＧ工程の概念図である。一般的に、ＰＳＺ液は、窒素で封入された瓶詰めタイプのものが市販されている。使用済みのＰＳＺの瓶を新しい瓶に交換する際、瓶の蓋を開封すると、必ず空気が混入してしまう。また、使用済みのＰＳＺの瓶を新しい瓶に交換する際、ＰＳＺ液の供給ノズルの先端から空気が混入してしまうおそれもある。このような場合、ＰＳＺ液と空気との接触は不可避であった。
【０００５】
数百℃程度の低温でもシリカ転化するように開発されたＰＳＺは、室温でも、一定時間、大気中に晒されると水分や酸素と化学式１のように反応し固化し得る。
−（ＳｉＨ２ＮＨ）ｎ−  ＋２ｎＯ  →  ｎＳｉＯ２＋ｎＮＨ３    （化１）
【０００６】
ＰＳＺの容器から吐出ノズルまでの配管中でＰＳＺが固化すると、固化したＰＳＺは、塗布液と一緒に塗出された後に半導体基板上に固着し、隆起、抉れ(divot) 、ストリークの原因となる。ＰＳＺ固化物が形成されなくても、配管中に混入した空気そのものが気泡として半導体基板上に吐出された場合にも、隆起、抉れ(divot) 、ストリークを引き起こし得る。さらに、ＰＳＺの固形物は、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polish)工程において、半導体基板や研磨布を傷付け、あるいは、コンタミネーションを引き起こす。
【０００７】
また、使用済みの容器にＰＳＺが残存していると、ＰＳＺは、水や酸素と反応してアンモニア（ＮＨ３）およびシラン（ＳｉＨ４）を発生する。アンモニアおよびシランは、環境面や安全面で極めて深刻な問題を引き起こす。従って、半導体製品の製造において、ＰＳＺやその容器の管理および取り扱いは困難であった。
【特許文献１】特許第３１７８４１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、容器から吐出部まで基板に塗布する液体を気密に搬送する半導体製造装置において、容器を取り替える際にも液体が空気と接触することを抑制することができる半導体製造装置が望まれている。
【０００９】
また、容器から吐出部まで基板に塗布する液体を気密に搬送する半導体製造装置に着脱可能な液体容器において、容器を取り替える際にも液体が空気と接触することを抑制することができる液体容器が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る実施形態に従った半導体製造装置は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記塗布液を溶かすことができる溶媒を前記第１の接続部へ供給する溶媒供給管とを備えている。
【００１１】
本発明に係る他の実施形態に従った半導体製造装置は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記第１の接続部を含む前記塗布液供給管内の一部を減圧することができる排気管とを備えている。
【００１２】
本発明に係るさらに他の実施形態に従った半導体製造装置は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管とを備え、前記塗布液供給管は、前記液体容器内の塗布液に浸る部分の先端が上方を向いている。
【００１３】
本発明に係るさらに他の実施形態に従った半導体製造装置は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記第１の接続部および前記第２の接続部が液面よりも下方にあるように前記塗布液を溶かすことができる溶媒を収容した液体槽とを備えている。
【００１４】
本発明に係るさらに他の実施形態に従った半導体製造装置は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を気密状態で供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記塗布液を溶かすことができる溶媒を収容した液体槽であって、この溶媒によって前記第１の接続部および前記第２の接続部が挿入された不活性ガスの空間を密閉している液体槽とを備えている。
【００１５】
本発明に係る実施形態に従った液体容器は、使用前に外気に晒すことが好ましくない塗布液を収容し、基板に対して該塗布液を吐出する半導体製造装置に着脱可能な液体容器であって、前記塗布液、および、該塗布液よりも比重が軽くかつ該塗布液に対して非反応性である保護液を不活性ガスによって加圧された状態で密閉している。
【００１６】
本発明に係る他の実施形態に従った液体容器は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、前記塗布液を収容する液体容器内へ不活性ガスを供給し、該液体容器内を加圧する気体供給管と、前記気体供給管による加圧を利用して、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管とを備え、前記塗布液供給管が前記液体容器内の塗布液に浸る部分の先端が上方を向いている半導体製造装置に着脱可能であり、使用前に外気に晒すことが好ましくない塗布液を収容する液体容器であって、
前記塗布液供給管の前記上方を向いている先端が、前記塗布液の液面より下となるように、前記塗布液供給管を挿入可能な凹部が底部に設けられている。
【００１７】
本発明に係る実施形態に従った半導体装置の製造方法は、基板に対して塗布液を吐出する吐出部と、該液体容器内を不活性ガスで加圧する気体供給管と、前記液体容器から前記吐出部へ前記塗布液を供給する塗布液供給管と、前記液体容器と前記塗布液供給管とを取付け／取外し可能な第１の接続部と、前記液体容器と前記気体供給管とを取付け／取外し可能な第２の接続部と、前記第２の接続部を介して前記液体容器内を減圧することができる排気管とを備えた半導体製造装置を用いて半導体装置を製造する方法であって、
前記液体容器を前記第１の接続部および前記第２の接続部に取り付け、
前記気体供給管を介して前記液体容器内へ不活性ガスを供給し、前記塗布液供給管を介して前記吐出部へ前記塗布液を搬送し、
前記吐出部から基板へ塗布液を吐出し、
前記塗布液の吐出後、前記排気管および前記第２の接続部を介して前記液体容器内を減圧し、
前記液体容器内の気圧を利用して、前記第１の接続部および前記塗布液供給管内の前記塗布液を前記液体容器内へ戻すことを具備する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による半導体製造装置は、容器から吐出部まで基板に塗布する液体を気密に搬送し、容器を取り替える際にも液体が空気と接触することを抑制することができる。
【００１９】
本発明による液体容器は、容器から吐出部まで基板に塗布する液体を気密に搬送する半導体製造装置に着脱可能であって、容器を取り替える際にも液体が空気と接触することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態に従った半導体製造装置１０およびＰＳＺ容器２０の概略図である。半導体製造装置１０は、ＳＯＧ工程において、吐出ノズルからＰＳＺの薬液を半導体基板に滴下して、スピンコート法により半導体基板上にＰＳＺを広げる半導体製造装置である。
【００２２】
半導体製造装置１０は、塗布液の吐出部（図示せず）と、塗布液供給管としてＰＳＺ供給管１２と、溶媒供給管としてジブチルエーテル供給管（以下、ＤＢＥ供給管という）１５と、気体供給管としてヘリウム供給管（以下、Ｈｅ供給管という）１６と、排気管１７と、分岐管１３、１４とを備えている。尚、吐出部は、図１４に示した吐出ノズルと同様でよいので省略する。
【００２３】
半導体製造装置１０は、第１の接続部としてコネクタＣ１ａおよび第２の接続部としてコネクタＣ２ａをさらに備えている。ＰＳＺ供給管１２はバルブ１０２を介してコネクタＣ１ａに接続されている。バルブ１０２とコネクタＣ１ａとの間のＰＳＺ供給管１２には、分岐管１３の一端がバルブ１０３を介して接続されている。分岐管１３の他端は、バルブ１０４を介して分岐管１４の一端と接続され、バルブ１０５を介してＤＢＥ供給管１５と接続されている。
【００２４】
Ｈｅ供給管１６はバルブ１０６を介してコネクタＣ２ａに接続されている。バルブ１０６とコネクタＣ２ａとの間のＨｅ供給管１６には、分岐管１４の他端が接続され、バルブ１０７を介して排気管１７が接続されている。排気管１７には、例えば、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプが接続されている。
【００２５】
一方、ＰＳＺ容器２０は、図２に示すように、半導体製造装置１０のコネクタＣ１ａおよびＣ２ａのそれぞれに対して接続できるように対をなしたコネクタＣ１ｂおよびＣ２ｂを備えている。これによって、ＰＳＺ供給管１２およびＨｅ供給管１６にＰＳＺ容器２０を取り付け、あるいは、取り外すことができる。
【００２６】
ＰＳＺ容器２０は、コネクタＣ１ｂから容器の底面近傍まで設けられたＰＳＺ送出管２１と、コネクタＣ２ｂから容器の上面近傍まで設けられたＨｅ導入管２２とをさらに備えている。コネクタＣ１ｂ近傍のＰＳＺ送出管２１およびコネクタＣ２ｂ近傍のＨｅ導入管２２には、バルブ１０１および１００がそれぞれ設けられており、ＰＳＺ容器２０の内部は外気と遮断される。
【００２７】
ＰＳＺ容器２０は、使用後、密閉された状態で回収され、ＰＳＺを再度充填してリサイクルすることができる。ＰＳＺ容器２０には、ＰＳＺのほかに不活性ガスが大気圧よりも幾分加圧された状態で封入される。これにより、空気がＰＳＺ容器２０内に混入しない。また、ＰＳＺ容器２０は、ＰＳＺがバルブ１００近傍まで収容され、しかし、バルブ１００に達しない程度の量だけ収容する。これにより、気泡がＰＳＺ内に発生することを防止できる。ＰＳＺは、例えば、ジブチルエーテル（ＤＢＥ）のような溶媒に溶解した状態でＰＳＺ容器２０内に収容される。
【００２８】
ＰＳＺ容器２０内に封入される不活性ガスは、半導体製造装置１０が送り込まれる不活性ガスと同じヘリウムであることが好ましい。これは、ヘリウムがＰＳＺやＤＢＥなどの有機溶媒に溶け込まない性質を有しており、キセノンなどの不活性ガスと比べて安価であるからである。ＰＳＺ容器２０および半導体製造装置１０は、ＳＵＳ（ステンレス）製であることが好ましいが、気密性が良く、ＰＳＺと反応せず、かつ、メタル汚染の原因にならない材料であればよく、特に限定しない。
【００２９】
（ＰＳＺの供給動作）
ＰＳＺを吐出部へ供給する場合、ＰＳＺ供給管１２およびＨｅ供給管１６を用い、ＤＢＥ供給管および排気管１７は用いない。よって、バルブ１００、１０１、１０２および１０６が開いており、バルブ１０３、１０４、１０５および１０７は閉じている。この状態で、Ｈｅ供給管１６は、ＨｅガスをＰＳＺ容器２０へ供給し、このＰＳＺ容器２０内を加圧する。これにより、ＰＳＺ容器２０内の気圧が周囲の気圧よりも高くなるので、ＰＳＺがＰＳＺ供給管１２を通って吐出部へ供給される。このとき、ＰＳＺ供給管１２は、ＰＳＺ容器２０から吐出部へＰＳＺを気密状態で供給する。吐出部は、半導体基板に対して塗布液を吐出する（図１４参照）。
【００３０】
（ＰＳＺ容器の取り外し動作）
図３は、ＰＳＺ容器２０を取り外す様子を示す図である。図４は、ＰＳＺ容器２０の取外し動作の流れを示すフロー図である。図３および図４を参照して、ＰＳＺ容器２０の取外し動作を説明する。
【００３１】
ＰＳＺを吐出部へ供給し、ＰＳＺ容器２０内のＰＳＺの残量が少なくなると、ＰＳＺ容器２０を新たなＰＳＺ容器に交換する必要がある。このとき、単に、バルブ１００、１０１、１０２および１０６を閉じて、コネクタＣ１ａとＣ１ｂ、コネクタＣ２ａとＣ２ｂを取り外すと、コネクタＣ１ａからバルブ１０２までのＰＳＺ供給管１２に残ったＰＳＺが空気と接触し得る。
【００３２】
そこで、ＰＳＺ容器２０を取り外すときには、まず、バルブ１０１、１０２および１０６をこの順番で閉じ、さらに、バルブ１０７を開く（Ｓ１０）。このとき、バルブ１００および１０７が開いているので、排気管１７がＰＳＺ容器２０と連通する。他のバルブは閉じている。これにより、排気管１７を介してＰＳＺ容器２０内を約６００Ｔｏｒｒまで減圧する（Ｓ１０）。
【００３３】
バルブ１０７を閉じた後、バルブ１０５、１０３および１０１をこの順番で開く。このとき、ＰＳＺ容器２０内は、大気圧（約７６０Ｔｏｒｒ）よりも低圧であるので、ジブチルエーテルが、ＤＢＥ供給管１５、分岐管１３、バルブ１０２からコネクタＣ１ａまでのＰＳＺ供給管１２（以下、配管１２ａという）、および、ＰＳＺ送出管２１を通して、ＰＳＺ容器２０内へ供給される。これにより、配管１２ａおよびＰＳＺ送出管２１内に残留していたＰＳＺが、ＰＳＺ容器２０内へ流し込まれる。それとともに、配管１２ａおよびＰＳＺ送出管２１は、ジブチルエーテルで満たされる（Ｓ３０）。
【００３４】
ＰＳＺ容器２０内が常圧になった後、バルブ１００および１０５を閉じる（Ｓ４０）。次に、バルブ１０６および１０４をこの順番で開く。これにより、Ｈｅ供給管１６が、分岐管１４、１３を介してＰＳＺ容器２０と連通する。Ｈｅ供給管１６からヘリウムを加圧することによって、分岐管１３、配管１２ａおよびＰＳＺ送出管２１に残留したジブチルエーテルを、ＰＳＺ容器２０内へ流し込む（Ｓ６０）。ＰＳＺ容器２０内の気圧が約９００Ｔｏｒｒに達したときに、バルブ１０３および１０６を閉じる（Ｓ７０）。その後、コネクタＣ１ａとＣ１ｂ、Ｃ２ａとＣ２ｂを取り外し、使用済みのＰＳＺ容器２０を半導体製造装置１０から取り外す（Ｓ８０）。
【００３５】
使用済みのＰＳＺ容器２０にはヘリウムが大気圧よりも高圧に封入されているため、空気がＰＳＺ容器２０内へ混入しない。よって、酸素や水分が使用済みのＰＳＺ容器２０内のＰＳＺと反応することを防止することができる。
【００３６】
使用済みのＰＳＺ容器２０を取り外したとき、バルブ１０２から吐出部までのＰＳＺ供給管１２は、ＰＳＺで満たされている。一方、配管１２ａおよびＰＳＺ容器２０のコネクタＣ１ｂからバルブ１０１までの配管（配管２１ａという）は、大気に晒される。しかし、本実施形態では、配管１２ａは、ＰＳＺ容器２０内でＰＳＺの溶媒として使用されているジブチルエーテルで洗浄されているので、ＰＳＺが残留していない。よって、ＰＳＺの固形物は給管１２ａや２１ａにおいて生成されない。
【００３７】
（ＰＳＺ容器の取り付け動作）
図５は、ＰＳＺ容器２０の取付け動作の流れを示すフロー図である。図１および図５を参照して、新たなＰＳＺ容器２０を取り付ける際の動作を説明する。
【００３８】
新たなＰＳＺ容器２０の配管２１ａ内部にはＰＳＺが無いものの、大気に晒されている。よって、新たなＰＳＺ容器２０を取り付ける際には、配管１２ａ内部および２１ａ内部に存在する空気が、ＰＳＺと接触しないように留意する必要がある。
【００３９】
新たなＰＳＺ容器２０を半導体製造装置１０に接続する（Ｓ９０）。このとき、バルブ１００〜１０７は総て閉じている。次に、バルブ１０７、１０４および１０３をこの順番で開く。これにより、配管１２ａ、分岐管１０３および１０４内の気圧を１０−４〜１０−５Ｔｏｒｒに減圧する（Ｓ１００）。
【００４０】
バルブ１０７および１０４をこの順番で閉じた後、バルブ１０１を開ける。このとき、配管１２ａを含むバルブ１０１から１０３までの配管、および、分岐管１３が真空に近い低圧状態にあるので、ＰＳＺ容器２０内のＰＳＺは、直ちに、バルブ１０４の手前まで達する（Ｓ１１０）。
【００４１】
バルブ１０３を閉じた後、バルブ１０５を開く。これにより、分岐管１３内のＰＳＺとジブチルエーテルを混合させる（Ｓ１２０）。
【００４２】
次に、バルブ１０６を開き、バルブ１００、１０７、１０６および１０４で仕切られた十字型の配管内にヘリウムを供給し、気圧を約６００Ｔｏｒｒまで戻す（Ｓ１３０）。バルブ１０６を閉じた後、バルブ１００を開く。このとき、バルブ１００、１０７、１０６および１０４で仕切られた十字型配管中は常圧よりやや低い気圧であるため、分岐管１３中のＰＳＺおよびジブチルエーテルの混合液は少なくとも配管１２ａへ引き戻される（Ｓ１４０）。ジブチルエーテルはＰＳＺ容器２０内においてＰＳＺの溶媒として用いられている物質であるので、この混合液が、多少ＰＳＺ容器２０内へ混入しても差し支えない。尚、このジブチルエーテルとＰＳＺとの混合液には、ヘリウムの気泡が混入している場合がある。
【００４３】
バルブ１０３を閉じた後、バルブ１０６を開く（Ｓ１５０）。これにより、ＰＳＺ容器２０内のＰＳＺがＰＳＺ供給管１２を通って、吐出部へ供給され得る。供給当初の液体は、ジブチルエーテルとＰＳＺとの混合液、あるいは、ヘリウムの気泡を含むので廃棄する。
【００４４】
ＰＳＺ容器２０内のＰＳＺが減少した場合には、ステップＳ１０〜Ｓ１５０に従って、ＰＳＺ容器２０の取外し動作および取付け動作を繰り返す。このように、本実施形態によれば、ＰＳＺを空気に晒すことなく吐出部へ供給することができる。
【００４５】
近年、ＳＴＩのアスペクト比が増大し、シリコン酸化膜の埋め込みが困難になってきている。特に、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのＳＴＩでは、ロジックと比べてアスペクト比が高く、かつ、テーパーのないトレンチにシリコン酸化膜を埋め込むことが要求されている。
【００４６】
本実施形態を用いた場合、例えば、トレンチの開口幅が９０〜７０ｎｍの世代におけるＮＡＮＤ型フラッシュメモリの製造工程であっても、隆起、抉れおよびストリークなどの不具合が防止され得る。これは、半導体装置の歩留まりの向上に繋がる。
【００４７】
また、使用済みのＰＳＺ容器２０において、残液が大気と接触することなく、アンモニアやシランなどの有害性および発火性のあるガスが発生しない。
【００４８】
なお、バルブ１０２〜１０５は、ブロック弁など、分岐箇所に余剰な空間を持たない様な仕切り弁であることが望ましい。
【００４９】
（第２の実施形態）
図６は、本発明に係る第２の実施形態に従った半導体製造装置４０およびＰＳＺ容器５００の概略図である。半導体製造装置４０は、ＰＳＺ供給管４２の先端が“Ｊ”形状に成形されている点で図１４に示した半導体製造装置と異なる。半導体製造装置４０の他の構成要素は、図１４に示した半導体製造装置の構成要素と同様でよい。ＰＳＺ容器５０は、ＰＳＺのほかに、ＰＳＺと外気とを遮断する保護液５２が収容されている。ＰＳＺ容器５０の他の構成要素は、図１４に示したＰＳＺ容器の構成要素と同様でよい。
【００５０】
図１４に示した半導体製造装置では、ＰＳＺ供給管４２の端が下方へ向いているため、ＰＳＺ容器を装着する際に気泡がＰＳＺ供給管４２へ混入し易かった。この気泡が酸素や水分の場合には、ＰＳＺを固化させる原因となる。また、この気泡が窒素やヘリウムなどの不活性ガスの場合であっても、ＰＳＺが吐出部から出難くなるという不具合が生ずる。
【００５１】
しかし、第２の実施形態による半導体製造装置４０では、ＰＳＺ供給管４２の端が上方を向いているので、ＰＳＺ容器５０を装着する際に気泡が混入し難い。なお、ＰＳＺ容器の取付けは、バルブ５０１を閉じてから行う。これにより、ＰＳＺ容器の取付け中においても、ＰＳＺがＰＳＺ供給管４２の先端部に残留した状態となる。
【００５２】
図７および図８は、第２の実施形態によるＰＳＺ容器５０の断面図である。図７は、半導体製造装置４０へ取り付ける際のＰＳＺ容器５０を示し、図８は、半導体製造装置４０から取り外した際のＰＳＺ容器５０を示す。
【００５３】
ＰＳＺ容器５０内でＰＳＺを被覆する保護液５２として望ましい条件は、ＰＳＺと反応しないこと（条件１）、ＰＳＺよりも比重が軽くかつ混合しないこと（条件２）、ＰＳＺ容器５０内壁への濡れ性がＰＳＺよりも高いこと（条件３）、不純物に炭素(Ｃ)を含まないこと（条件４）である。条件１および条件２は必要条件である。条件１および条件２を満たす材料としては、直鎖状のハイドロカーボンや環状のシクロヘキサンがある。
【００５４】
条件１および条件２によって、保護液５２がＰＳＺ容器５０内でＰＳＺの液面を被覆することができる。条件３によって、図８に示すように、保護液５２がＰＳＺ容器５０内壁を被覆し、残存するＰＳＺがＰＳＺ容器５０の底に溜まり易い。これにより、ＰＳＺと大気との接触をより確実に遮断することができる。条件４は、ｐ型、ｎ型のいずれの導電型にもなり得る炭素を可及的に排除する意図である。
【００５５】
第２の実施形態では、新しいＰＳＺ容器５０を半導体製造装置４０に取り付ける際にＰＳＺ容器５０内に空気が入り込む。しかし、保護液５２がＰＳＺの表面を被覆しているため、空気とＰＳＺとの接触を防止することができる。また、使用済みＰＳＺ容器５０を半導体製造装置４０から取り外す際にも、保護液５２がＰＳＺの表面を被覆しているため、空気とＰＳＺとの接触を防止することができる。さらに、ＰＳＺを供給している間、ＰＳＺの液面が低下するが、保護液５２は、濡れ性が良いので、ＰＳＺ容器５０の内壁に付着するＰＳＺの表面をも被覆する。
【００５６】
図８に示すようにＰＳＺ容器５０を一時的に保管する場合でも、ＰＳＺ容器５０内の空気とＰＳＺは接触しないので、ＰＳＺ容器５０内でアンモニアやシランが発生しない。
【００５７】
ＰＳＺ容器５０を半導体製造装置４０に取り付ける際、ＰＳＺ供給管４２に保護液５２が入り込む。しかし、保護液５２の比重はＰＳＺのそれよりも軽く、かつ、ＰＳＺ供給管４２の先端がＪ形状であり、上方を向いているので、保護液はＰＳＺ供給管４２の先端から浮上する。従って、保護液が吐出部４４へ搬送されることは無い。
【００５８】
第２の実施形態において、スピンコータの下の廃液容器にも保護液５２を用いてもよい。それによって、廃液が空気に接触しないので、本実施形態はさらに環境面および安全面において好ましい。
【００５９】
第２の実施形態は、比較的安価であり、従来の半導体製造装置やＰＳＺ容器に対して簡単な設計変更で実現可能である。
【００６０】
（第３の実施形態）
図９は、本発明に係る第３の実施形態に従ったＰＳＺ容器６０の断面図である。第３の実施形態のＰＳＺ容器６０は、その開口部６１が狭く、かつ、ＰＳＺ供給管４２のＪ形状の先端Ｅを受容することができる凹部６３を備えている。半導体製造装置４０は、第２の実施形態のものと同様である。
【００６１】
第３の実施形態は、開口部６１が狭いので、ＰＳＺが空気に触れる面積を低下させることができる。また、第３の実施形態は、凹部６３にＰＳＺ供給管４２の先端Ｅを差し込むことによって、ＰＳＺを最後まで無駄なく使用することができる。
【００６２】
第３の実施形態も、比較的安価であり、従来の半導体製造装置やＰＳＺ容器に対して簡単な設計変更で実現可能である。
【００６３】
（第４の実施形態）
図１０は、本発明に係る第４の実施形態に従った半導体製造装置７０およびＰＳＺ容器８０の概略図である。半導体製造装置７０は、ジブチルエーテルＤＢＥが収容された液体槽７１を備えている点で図１４に示した半導体製造装置７０と異なる。液体槽７１には、ＰＳＺ供給管７２および気体供給管７１が挿入されており、ＰＳＺ供給管７２および気体供給管７１の先端は、ジブチルエーテルＤＢＥの液面よりも下方に配置されている。
【００６４】
Ｈｅ供給管７１およびＰＳＺ供給管７２の先端には、雌型コネクタ７５が設けられ、ＰＳＺ容器８０には、弁付き雄型コネクタ８５が設けられている。雌型コネクタ７５および雄型コネクタ８５がワンタッチで雌雄結合することによって、ＰＳＺ容器８０は、Ｈｅ供給管７１およびＰＳＺ供給管７２に接続される。
【００６５】
ＰＳＺ容器８０の取付けおよび取外しは、ジブチルエーテルＤＢＥ内で実行されるので、空気とＰＳＺとが接触しない。ジブチルエーテルは、ＰＳＺの溶媒としてＰＳＺ容器８０内にも含まれている物質である。よって、ジブチルエーテルが、多少ＰＳＺ容器８０内へ混入しても問題は無い。
【００６６】
また、第４の実施形態も、比較的安価であり、従来の半導体製造装置やＰＳＺ容器に対して簡単な設計変更で実現可能である。
【００６７】
ＰＳＺ容器８０の材質は、ガラスに代えてポリエチレン等のような可撓性の材料であってもよい。これにより、雄型コネクタ８５に空気が混入した場合、ＰＳＺ容器８０を液体槽７３内に浸した後に、オペレータがＰＳＺ容器８０を手で圧縮することによって、簡単に、空気を取り除くことができる。なお、雄型コネクタ８５には弁があるので、ジブチルエーテルはＰＳＺ容器８０内へ逆流しない。
【００６８】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明に係る第５の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図である。第５の実施形態は、第４の実施形態に対して液体槽９１の形態が異なる。第５の実施形態の他の要素は、第４の実施形態と同様でよい。液体槽９１では、Ｈｅ供給管７１およびＰＳＺ供給管７２の先端が挿入されている領域Ｒ１がジブチルエーテルで満たされている。従って、空気のみならず、ヘリウム等の気体がＰＳＺと接触しない。
【００６９】
一方、液体槽９１の領域Ｒ２は、その上方が開口している。オペレータがこの開口からＰＳＺ容器８０を液体槽９１内へ挿入して、ＰＳＺ容器８０をＨｅ供給管７１およびＰＳＺ供給管７２へ取り付けることができる。また、液体槽９１は、のぞき窓９３を有する。よって、オペレータは、のぞき窓９３から液体槽９１内を見ながらＰＳＺ容器８０を取り付けることができる。
【００７０】
（第６の実施形態）
図１２は、本発明に係る第６の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図である。第４および第５の実施形態は、ジブチルエーテル内でＰＳＺ容器の取付け／取外しを実行したが、第６の実施形態では、ヘリウムガス中でＰＳＺ容器の取付け／取外しを実行する。
【００７１】
ＰＳＺ容器９２の領域Ｒ１の上部は、ヘリウムガスで満たされている。ＰＳＺ容器９２は、ヘリウムガスを供給する供給口３５０およびＰＳＺ容器９２に混入した空気等をヘリウムとともに排気する排気口３５１を有する。これにより、ＰＳＺ容器８１の交換中にヘリウム以外の気体が混入しても、この気体を排気することができる。
【００７２】
半導体製造装置において、コネクタＣ３ａは、バルブ３１０を介してＰＳＺ供給管３１２に接続され、バルブ３０９を介して風船３６０に接続されている。コネクタＣ４ａは、Ｈｅ供給管３１６に接続されている。風船３６０は、例えば、弾力性が高く、ＰＳＺに対して反応性の低いゴムから成る。風船３６０は、予めＰＳＺで満たされている。Ｈｅ供給管３１６には、バルブ３０７が設けられており、バルブ３０７とコネクタＣ４ａとの間にバルブ３０８を介して排気管３１７が接続されている。
【００７３】
一方、ＰＳＺ容器８１のＰＳＺ送出管３２１およびＨｅ導入管３２２は、それぞれ２つのバルブ３０４、３０６および３０３、３０５を有する。また、ＰＳＺ送出管３２１およびＨｅ導入管３２２のコネクタＣ３ｂおよびＣ４ｂは下方に向くように成形されている。容器内からバルブ３０４までのＰＳＺ送出管３２１には、ＰＳＺが予め充填されており、バルブ３０３と３０５との間およびバルブ３０４と３０６との間の配管内には、ヘリウムが加圧されて充填されている。
【００７４】
ＰＳＺ容器８１を取り付ける際の動作を説明する。コネクタＣ３ｂおよびＣ４ｂが領域Ｒ１のヘリウムガス内に位置するように、ＰＳＺ容器８１を液体槽９２内へ移動する（Ｓ３００）。このとき、バルブ３０６からコネクタＣ３ｂまでの配管およびバルブ３０５からコネクタＣ４ｂまでの配管内には、空気が残存している可能性がある。そこで、バルブ３０５および３０６を開くことによって、加圧されたヘリウムを噴出させる（Ｓ３１０）。これにより、コネクタＣ３ｂおよびＣ４ｂの外部へ空気を排出する。空気は、ヘリウムより比重が重いため、ジブチルエーテルの液面へ移動し、排気口３５１から排気される。
【００７５】
その後、コネクタＣ３ａとＣ３ｂ、および、コネクタＣ４ａとＣ４ｂとを接続する（Ｓ３２０）。これまで、バルブ３０７、３０８、３０９および３１０は閉じた状態である。次に、バルブ３０９および３０８をこの順番で開く（Ｓ３３０）。これにより、ＰＳＺで満たされた風船３６０が収縮し、バルブ３０４からバルブ３０９までの配管に滞留していたヘリウムが、ＰＳＺ容器８１に戻される。
【００７６】
バルブ３０８および３０９をこの順で閉じた後、バルブ３０７および３１０をこの順で開く（Ｓ３４０）。これにより、Ｈｅ供給管３１６がヘリウムをＰＳＺ容器８１内へ供給し、ＰＳＺがＰＳＺ供給管３１２を介して吐出部へ供給される。
【００７７】
ＰＳＺ容器８１を取り外す場合には、バルブ３１０を閉じて、風船３６０にＰＳＺが或る程度満たされてからバルブ３０９を閉じる。さらに、バルブ３０３〜３０８を総て閉じた後にＰＳＺ容器８１を取り外す。
【００７８】
第５の実施形態によれば、空気と遮断した環境下で、ヘリウムの混入をも防止しつつ、ＰＳＺ容器８１を交換することができる。
【００７９】
以上の実施形態において、所望のウェハにＰＳＺを塗布する前に、ダミーウェハに予めＰＳＺを吐出することが好ましい。これは、ＰＳＺ容器の交換時にジブチルエーテルが混入する可能性があるからである。
【００８０】
上記の実施形態は組み合わせることができる。例えば、図７および図８に示すＰＳＺ容器５０は、第１、第３から第５の実施形態に適用できる。
【００８１】
図１３は、上記実施形態の効果を示す表である。この表は、ＳＯＧ工程で半導体基板上にＰＳＺを塗布したときに生じたパーティクル数である。図１４に示す従来例では、各粒径のパーティクルが多数生じている。一方、第１から第６の実施形態では、０．２μｍ〜１．０μｍの粒径のパーティクルはほとんど発生していない。これにより、本発明による実施形態は、歩留まりの向上が見込まれる。
【００８２】
上記実施形態において、塗布液は、シリカ系被膜形成用塗布液等であり、ＰＳＺに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る第１の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図。
【図２】ＰＳＺ容器２０を示す図。
【図３】ＰＳＺ容器２０を取り外す様子を示す図。
【図４】ＰＳＺ容器２０の取外し動作の流れを示すフロー図。
【図５】ＰＳＺ容器２０の取付け動作の流れを示すフロー図。
【図６】本発明に係る第２の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図。
【図７】第２の実施形態によるＰＳＺ容器の断面図。
【図８】第２の実施形態によるＰＳＺ容器の断面図。
【図９】本発明に係る第３の実施形態に従ったＰＳＺ容器の断面図。
【図１０】本発明に係る第４の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図。
【図１１】本発明に係る第５の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図。
【図１２】本発明に係る第６の実施形態に従った半導体製造装置およびＰＳＺ容器の概略図。
【図１３】本発明に係る実施形態の効果を示す表。
【図１４】従来のＳＯＧ工程の概念図。
【符号の説明】
【００８４】
１０  半導体製造装置
２０  ＰＳＺ容器
１２  ＰＳＺ供給管
１５  溶媒供給管
１６  Ｈｅ供給管
１７  排気管
Ｃ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ接続部
１００〜１０７  バルブ
【図１】
2006128246.tif 000003
【図２】
2006128246.tif 000004
【図３】
2006128246.tif 000005
【図４】
2006128246.tif 000006
【図５】
2006128246.tif 000007
【図６】
2006128246.tif 000008
【図７】
2006128246.tif 000009
【図８】
2006128246.tif 000010
【図９】
2006128246.tif 000011
【図１０】
2006128246.tif 000012
【図１１】
2006128246.tif 000013
【図１２】
2006128246.tif 000014
【図１３】
2006128246.tif 000015
【図１４】
2006128246.tif 000016