(57)【要約】【課題】  成膜用液体の跳ね返りに起因した、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズル先端の形状変化を抑制することができる塗布装置を提供する。【解決手段】本発明に係る塗布装置は、半導体ウェハ１を保持するウェハ保持部１２と、ウェハ保持部１２を回転させる動力源１４と、ウェハ保持部１２に保持された半導体ウェハ１上に成膜用液体を吐出する液体吐出ノズル３０ａと、液体吐出ノズル３０ａが待機するノズル待機部２０とを具備する。液体吐出ノズル３０ａは、ノズル待機部２０で待機しているときに成膜用液体をダミー吐出する。ノズル待機部２０は、液体吐出ノズル３０ａからダミー吐出された成膜用液体を受ける容器２２と、容器２２内かつ液体吐出ノズル３０ａの下方に配置され、上面が傾斜している傾斜部材２４とを具備する。【選択図】      図１
2006204999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハ上に成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、
前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器と、
前記容器内かつ前記液体吐出ノズルの下方に配置され、上面が傾斜している傾斜部材と、
を具備する塗布装置。
【請求項２】
前記容器の側面に形成され、前記容器の底面に略接する位置に配置された排出口をさらに具備し、
前記傾斜部材は、前記容器の底面に配置されている請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記容器の側面に形成され、前記容器の底面から上方に離間して配置された排出口をさらに具備し、
前記傾斜部材は、前記排出口より上方に配置されている請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハ上に成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、底面が傾斜しており、前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器を具備する塗布装置。
【請求項５】
半導体ウェハを保持するするウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハに成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、
前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器と、
前記容器内かつ該容器の底面から上方に離間して配置され、前記液体吐出ノズルの下方に位置する部分に開口部を有する跳ね返り防止部材と、
を具備する塗布装置。
【請求項６】
前記跳ね返り防止部材の上面は、周辺部から前記開口部に向かって落ち込む方向に傾斜している請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記成膜用液体は、ＳＯＧである請求項１〜６のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項８】
成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に、前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程と、
を具備し、
前記容器内には、上面が傾斜している傾斜部材が、待機中の前記液体吐出ノズルの下方に位置するように配置されている半導体装置の製造方法。
【請求項９】
成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、底面が傾斜している容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に、前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程と、
を具備し、
前記容器内には、待機中の前記液体吐出ノズルの下方に位置する部分に開口部を有する跳ね返り防止部材が、前記容器の底面から上方に離間して配置されている半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハに成膜用液体を塗布する塗布装置及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、成膜用液体の跳ね返りに起因した、液体吐出ノズル先端の形状変化を抑制することができる塗布装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の塗布装置の構造を説明する為の概略図である。本図に示す塗布装置は、シリコンウェハ１０１にＳＯＧを塗布する装置である。ＳＯＧは、蓋１４２が設けられた容器１４０内に保持されている。容器１４０内には、配管１４４を介して窒素ガスが送り込まれ、これにより、配管１３２を介してＳＯＧが容器１４０の外部に押し出される。配管１３２の先端は、液体吐出部１３０に繋がっている。液体吐出部１３０に供給されたＳＯＧは、液体吐出部１３０の下面に設けられた液体吐出ノズル１３０ａから、シリコンウェハ１０１の中心部上に吐出される。
【０００３】
シリコンウェハ１０１は、スピンチャック１１２に吸着される。スピンチャック１１２は、モーター１１４を動力源として回転する。このため、シリコンウェハ１０１の中心部に吐出されたＳＯＧは、遠心力によりシリコンウェハ１０１の全面上に広がる。
【０００４】
また、液体吐出部１３０は、シリコンウェハ１０１上にＳＯＧを吐出していないときには、待機部１２０の容器１２２上で待機している。容器１２２上で待機している間、液体吐出部１３０は、詰まりを防止するために、液体吐出ノズル１３０ａから容器１２２に、定期的にＳＯＧをダミー吐出している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１２０１３２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＯＧ等の成膜用液体がダミー吐出されると、待機部の容器で成膜用液体が跳ね返り、液体吐出ノズルに付着することがある。液体吐出ノズルに成膜用液体が付着すると液体吐出ノズルの先端の形状が変化し（例えば図７の符号１３０ｂで示す部分）、成膜用液体の吐出タイミング及び吐出量を精度よく制御することが困難になる。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、成膜用液体の跳ね返りに起因した、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズル先端の形状変化を抑制することができる塗布装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る塗布装置は、半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハ上に成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、
前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器と、
前記容器内かつ前記液体吐出ノズルの下方に配置され、上面が傾斜している傾斜部材とを具備する。
【０００８】
この塗布装置によれば、ダミー吐出された成膜用液体を受ける容器には、上面が傾斜している傾斜部材が配置されている。従って、ダミー吐出された成膜用液体が上方に跳ね返ることが抑制され、その結果、容器の上方に位置する液体吐出ノズルに付着することが抑制される。
【０００９】
前記容器の側面に形成され、前記容器の底面に略接する位置に配置された排出口をさらに具備し、前記傾斜部材は、前記容器の底面に配置されていてもよい。容器の側面に形成され、前記容器の底面から上方に離間して配置された排出口をさらに具備し前記傾斜部材は、前記排出口より上方に配置されていてもよい。
【００１０】
本発明に係る他の塗布装置は、半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハ上に成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、底面が傾斜しており、前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器を具備する。
【００１１】
本発明に係る他の塗布装置は、半導体ウェハを保持するするウェハ保持部と、
前記ウェハ保持部を回転させる動力源と、
前記ウェハ保持部に保持された半導体ウェハに成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルと、
前記液体吐出ノズルが待機され、前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体がダミー吐出されるノズル待機部と、
を具備し、
前記ノズル待機部は、
前記液体吐出ノズルからダミー吐出された前記成膜用液体を受ける容器と、
前記容器内かつ該容器の底面から上方に離間して配置され、前記液体吐出ノズルの下方に位置する部分に開口部を有する跳ね返り防止部材とを具備する。
【００１２】
この塗布装置によれば、ダミー吐出された成膜用容器を受ける容器内には、跳ね返り防止部材が配置されている。跳ね返り防止部材は、液体吐出ノズルの下方に位置する部分に開口部を有しているため、ダミー吐出された成膜用液体は、開口部を通り抜けて容器の底面に落下する。底面に落下した成膜用液体の一部は跳ね返るが、底面と液体吐出ノズルの間には跳ね返り防止部材が設けられているため、跳ね返った成膜用液体が液体吐出ノズルに付着することが抑制される。
【００１３】
跳ね返り防止部材の上面は、周辺部から前記開口部に向かって落ち込む方向に傾斜しているのが好ましい。
上記した各塗布装置において、成膜用液体は、例えばＳＯＧである。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に、前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程と、
を具備し、
前記容器内には、上面が傾斜している傾斜部材が、待機中の前記液体吐出ノズルの下方に位置するように配置されている。
【００１５】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、底面が傾斜している容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程とを具備する。
【００１６】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズルを、容器上で待機させ、前記液体吐出ノズルから前記容器に、前記成膜用液体をダミー吐出させる工程と、
ウェハ保持部上に載置された半導体ウェハの上方に前記液体吐出ノズルを移動させ、前記ウェハ保持部を回転させ、かつ前記液体吐出ノズルから前記成膜用液体を吐出することにより、前記半導体ウェハに成膜用液体を塗布する工程と、
を具備し、
前記容器内には、待機中の前記液体吐出ノズルの下方に位置する部分に開口部を有する跳ね返り防止部材が、前記容器の底面から上方に離間して配置されている。
【００１７】
これらの半導体装置の製造方法によれば、成膜用液体の跳ね返りに起因した、成膜用液体を吐出する液体吐出ノズル先端の形状変化が抑制されるため、精度よく成膜用液体を半導体ウェハに塗布することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図である。この塗布装置は、スピンコート法により、シリコンウェハ１にＳＯＧ（Spin On Glass）を塗布する装置である。ＳＯＧを塗布されたシリコンウェハ１は、例えば４００℃で熱処理される。これにより、シリコンウェハ１にはＳＯＧ膜が形成される。ＳＯＧ膜は、例えば層間絶縁膜として使用される。
【００１９】
シリコンウェハ１は、スピンチャック１２に吸着される。スピンチャック１２は、軸１２ａを介してモーター１４に繋がっており、モーター１４を動力源として回転する。なお、スピンチャック１２は、ＳＯＧの飛散を防止するため、カップ１０の中に配置されている。
【００２０】
ＳＯＧは、蓋４２が設けられた容器４０の中に保持されている。蓋４２は、配管４４及び配管３２に貫かれている。配管４４は、容器４０の内部に窒素ガスを送り込むために設けられている。容器４０の内部に窒素ガスが送り込まれると、容器４０内のＳＯＧは、配管３２を介して外部に押し出される。
【００２１】
配管３２の先端は、液体吐出部３０に繋がっている。容器４０から押し出されたＳＯＧは、配管３２から液体吐出部３０に供給され、液体吐出部３０の下面に設けられた液体吐出ノズル３０ａからシリコンウェハ１上に吐出される。
なお、配管３２，４４それぞれには開閉バルブ３２ａ，４４ａが設けられている。
【００２２】
液体吐出部３０は、シリコンウェハ１上にＳＯＧを吐出していないとき、待機部２０の容器２２上で待機している。容器２２上で待機している間、液体吐出部３０は、液体吐出ノズル３０ａの詰まりを防止するために、液体吐出ノズル３０ａから定期的に、容器２２内にＳＯＧをダミー吐出している。
【００２３】
容器２２は、円筒の底を塞いだ形状をしている。容器２２の側面には、排出口２２ａが設けられている。排出口２２ａは、容器２２の底面に略接する位置に配置されている。容器２２の底面には、傾斜部材２４が設けられている。
【００２４】
図２は、傾斜部材２４の斜視図である。傾斜部材２４は、ある程度の厚さを有する円板を、切断面２４ａが円板の上面及び底面それぞれの外周縁を通るように、斜めに２等分した形状を有している。
【００２５】
傾斜部材２４は、図１に示すように、傾斜している切断面２４ａが上面となるように、かつ、最も薄い部分が排出口２２ａと向き合うように、容器２２の底面に配置されている。このため、ダミー吐出されたＳＯＧは、切断面２４ａによって、斜めに跳ね返る。従って、ＳＯＧが液体吐出ノズル３０ａに向けて跳ね返ることが抑制される。また、傾斜部材２４は、排出口２２ａ付近で非常に薄くなっているため、排出口２２ａからはＳＯＧが速やかに排出される。なお、傾斜部材２４の上面の傾斜角度は、５°以上であればよい。
【００２６】
このように、本発明の第１の実施形態によれば、ＳＯＧがダミー吐出される容器２２の底面に、上面が傾斜している傾斜部材２４を設けたため、ダミー吐出されたＳＯＧが液体吐出ノズル３０ａに跳ね返ることを抑制できる。従って、液体吐出ノズル３０ａがＳＯＧの跳ね返りに起因して変形することが抑制され、ＳＯＧの吐出タイミング及び吐出量を精度よく制御することができる。このため、シリコンウェハ１に精度よくＳＯＧ膜を形成することができる。
【００２７】
なお、傾斜部材２４を設ける代わりに、容器２２の底面を傾斜させても、上記した効果を得ることができる。
【００２８】
図３は、第２の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図である。本実施形態は、待機部２０の構成を除いて第１の実施形態と同一の構成である。また、本実施形態に係る塗布装置によりＳＯＧが塗布されたシリコンウェハ１は、第１の実施形態と同様に、例えば４００℃で熱処理される。これにより、シリコンウェハ１にはＳＯＧ膜が形成される。
以下、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
本実施形態の待機部２０において、容器２２の排出口２２ａは、容器２２の底面から情報に離間して配置されている。容器２２のうち、排出口２２ａの底部より下に位置する部分は、ダミー吐出されたＳＯＧが溜まる液体溜まり２２ｂとして機能する。
【００３０】
図４は、容器２２の斜視図である。傾斜部材２４は、排出口２２ａより上に位置しており、ダミー吐出されたＳＯＧが液体吐出ノズル３０ａに向けて跳ね返ることを抑制する。また、容器２２の側面には、溶剤供給部２６が設けられている。溶剤供給部２６は、傾斜部材２４より上方に位置しており、傾斜部材２４及び容器２２の内面に付着したＳＯＧを洗浄するために、傾斜部材２４の上面に溶剤を供給する。なお、本実施形態において傾斜部材２４は、ＳＯＧが下方に落下するように、平面形状が容器２２の底面よりやや小さくなっている。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００３１】
図５は、第３の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図である。本実施形態は、傾斜部材２４の代わりに跳ね返り防止部材２５が配置されている点を除いて、第２の実施形態と同一の構成である。また、本実施形態に係る塗布装置によりＳＯＧが塗布されたシリコンウェハ１は、第１の実施形態と同様に、例えば４００℃で熱処理される。これにより、シリコンウェハ１にはＳＯＧ膜が形成される。
以下、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
図６は、跳ね返り防止部材２５の斜視図である。跳ね返り防止部材２５は、容器２２の内径と同じ外径を有する円板に、上面全面に広がる円錐状の凹部を形成し、この凹部の最深部に、跳ね返り防止部材２５を上下に貫く貫通孔２５ａを設けた形状をしている。貫通孔２５ａは、平面配置において、跳ね返り防止部材２５の略中央部に位置している。そして、液体吐出部３０が待機している状態では、液体吐出ノズル３０ａは貫通孔２５ａの真上に位置する。なお、図５に示すように、貫通孔２５ａは、平面形状において液体吐出ノズル３０ａより小さい。
【００３３】
液体吐出ノズル３０ａからダミー吐出されたＳＯＧは、貫通孔２５ａを通って容器２２の液体溜まり２２ｂに落下する。落下したＳＯＧの一部は跳ね返るが、液体溜まり２２ｂの上方には跳ね返り防止部材２５が位置しているため、跳ね返ったＳＯＧが液体吐出ノズル３０ａに付着することが抑制される。特に本実施形態では、跳ね返り防止部材２５の貫通孔２５ａが、平面形状において液体吐出ノズル３０ａより小さいため、上記した効果が大きい。
【００３４】
また、ダミー吐出されたＳＯＧが跳ね返り防止部材２５の上面にあたった場合でも、跳ね返り防止部材２５の上面は傾斜しているため、ＳＯＧの跳ね返りが液体吐出ノズル３０ａに付着することが抑制される。
このように、本実施形態によっても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００３５】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記した各実施形態において、塗布装置の液体吐出ノズル３０は、ＳＯＧの代わりにレジストを吐出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図。
【図２】傾斜部材２４の斜視図。
【図３】第２の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図。
【図４】容器２２の斜視図。
【図５】第３の実施形態に係る塗布装置の構成を説明する為の図。
【図６】跳ね返り防止部材２５の斜視図。
【図７】従来の塗布装置の構成を説明する為の図。
【符号の説明】
【００３７】
１，１０１…シリコンウェハ、１０…キャップ、１２，１１２…スピンチャック、１２ａ…回転軸、１４，１１４…モーター、２０，１２０…待機部、２２，１２２，４０，１４０…容器、２２ａ…排出口、２２ｂ…液体溜まり、２４…傾斜部材、２５…跳ね返り防止部材、２５ａ…貫通孔、２６…溶剤供給部、３０，１３０…液体吐出部、３０ａ，１３０ａ…液体吐出ノズル、３２，４４，１３２，１４４…配管、３２ａ，１４２ａ…開閉バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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