(57)【要約】【課題】装置のメンテナンスを効率よく行うことができ、さらに安全性の高い薄膜形成を行うことができる、塗布装置、薄膜形成装置、半導体装置の製造方法、電気光学装置、並びに電子機器を提供する。【解決手段】塗布室４０内にて基板Ｗ上に液状材料を塗布する塗布装置である。塗布室４０に液状材料を供給する液状材料供給系５０が設けられ、液状材料供給系５０には、液状材料を貯留する容器５１と、この容器から導出された液状材料を吐出するノズル部５３と、容器５１の上流側に通じる配管６５及び容器５１とノズル部５３とを連通させる配管５６からなる配管群とが備えられている。容器５１は配管群に対して着脱可能に取り付けられている。容器５１が取り付けられた配管群にはこの配管群内にパージガスを導入するためのパージ機構４７、５４が設けられている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布室内にて基板上に液状材料を塗布する塗布装置であって、
前記塗布室に前記液状材料を供給する液状材料供給系が設けられ、
前記液状材料供給系には、前記液状材料を貯留する容器と、該容器から導出された液状材料を吐出するノズル部と、前記容器の上流側に通じる配管及び前記容器とノズル部とを連通させる配管からなる配管群とが備えられ、
前記容器は前記配管群に対して着脱可能に取り付けられており、
前記容器が取り付けられた配管群には該配管群内にパージガスを導入するためのパージ機構が設けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記パージ機構は、前記容器とノズル部とを連通させる配管に接続されており、この配管の前記パージ機構との接続点より上流側には、該配管の流路を開閉するための開閉バルブが設けられていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記パージ機構は、前記パージガス供給手段と、前記配管に接続されて前記パージガス供給手段から供給されたパージガスを該配管に導入するパージ配管と、該パージ配管に連通する排気配管と、前記パージ配管に設けられたパージ側開閉バルブと、前記排気配管に設けられた排気側開閉バルブと、を備えてなり、
前記パージ機構に接続する配管には、前記パージ配管との接続点の近傍においてその下流側に開閉バルブが設けられていることを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
【請求項４】
前記パージ側開閉バルブ及び前記排気側開閉バルブは、前記配管との接続点より上方に位置し、前記パージ配管には、前記接続点から前記パージ側開閉バルブに向かう経路中において下方に向かう部分がなく、前記排気配管には、前記接続点から前記排気側開閉バルブに向かう経路中において下方に向かう部分がないことを特徴とする請求項３記載の塗布装置。
【請求項５】
前記容器とノズル部との間の配管中に、前記容器から導出された液状材料の滴下量を制御する滴下量制御部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記液状材料供給系に、前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料を洗浄しあるいは該液状材料の活性を失わせるための液を供給する液剤供給系が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記塗布室には、該塗布室内の雰囲気を独立して制御するための制御機構が設けられていることを特徴とする請求項６記載の記載の塗布装置。
【請求項８】
前記液剤供給系が複数設けられており、そのうちの少なくとも一つが前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料を洗浄するための洗浄剤を供給する系であり、他の少なくとも一つが前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料の活性を失わせるための失活剤を供給する系であることを特徴する請求項６又は７記載の塗布装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の塗布装置と、該塗布装置で液状材料が塗布された基板を加熱する熱処理装置とを備えてなり、
前記塗布装置および前記熱処理装置には、前記基板に各処理を施す処理室内の雰囲気をそれぞれ独立して制御する制御機構が備えられていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】
前記基板の表面洗浄等の前処理を行う前処理装置を備え、この前処理装置にも、その処理を施す処理室内の雰囲気を独立して制御する制御機構が備えられていることを特徴とする請求項９記載の薄膜形成装置。
【請求項１１】
前記各装置の処理室に連通する連接室が備えられ、この連接室にも、該連接室内の雰囲気を独立して制御する制御機構が備えられていることを特徴とする請求項９又は１０記載の薄膜形成装置。
【請求項１２】
半導体装置を構成する各機能層のいずれかの機能層を、該機能層の構成成分を含有する液状材料を基板上に塗布することによって形成する半導体装置の製造方法において、
前記機能層の形成を、請求項１から８のいずれか一項に記載の塗布装置、あるいは請求項９から１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置を用いて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状材料を用いて薄膜を形成する技術に係るもので、特に塗布装置、薄膜形成装置、半導体装置の製造方法、電気光学装置、並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種電子機器に採用されている半導体装置は、半導体膜、絶縁膜、及び導電膜等の薄膜で構成されているのが一般的である。これらの薄膜形成には、主にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法が採用されている。ＣＶＤ法には常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ等がある。また、スパッタ法にはＡＣ型とＤＣ型があり、ＡＣ型は絶縁膜形成に、ＤＣ型は導電膜形成に用いられている。
【０００３】
従来のＣＶＤ法やスパッタ法には、真空装置、プラズマ等を発生させるための電源装置、薄膜形成のためのガス供給装置、基板温度の制御等が必要である。また、薄膜形成に用いるガスとしては、可燃性、自然発火性（自燃性）、毒性などの性質を有するものが多く、ガスの漏洩検知器、排ガスを無害化するための除害装置、ガス容器やガス配管部の排気装置など、安全性を確保するために様々な付帯設備が必要となる。従って、従来の薄膜形成装置は高価でかつ大掛かりなものとなってしまうという問題を有している。また、膜厚や膜質の制御に関与する装置条件が非常に多く、膜厚や膜質の均一性や再現性を確保するのが難しいという問題を有している。更にまた、これらの方法では、気相から固相の薄膜を形成するため、生産性がよくないと云う問題も有している。このような問題を解決する方法として、近年、従来の前記成膜法とは異なる手法により薄膜を形成し、半導体装置などを製造する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、液状材料を基板に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を熱処理することにより所望の薄膜を形成する方法がある。該薄膜の基本形成工程は、基板上に液状材料を塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、該塗布膜を熱処理して所望の薄膜を得るための熱処理工程からなる。この工程によれば、小型で安価な装置により、生産性が高く、低コストで薄膜形成ができ、結果的に低コストの薄膜デバイスを製造することが可能となる。
【０００５】
前記塗布工程としては、スピンコート法又は液体吐出法（インクジェット法）による塗布方法が一般に採用される。スピンコート法では、例えば、処理液の変更等に伴って必要となるカバーの着脱作業が容易なスピナー（例えば、特許文献１参照。）や、回転容器の蓋体を閉じたまま塗布液を被処理基板に供給できる塗布装置（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。また、インクジェット法では、近年、角速度や移動速度を制御しながら、被塗布基板とインクジェットヘッドとを相対的に回転しつつ、回転軸側の領域とそれから遠くなる側の領域との間で相対移動し、インクジェットヘッドの微小ノズルから、被塗布基板へ液体を吐出し、均一性の良い状態の塗布膜を被塗布基板上に形成する装置（例えば、特許文献３参照。）等が提案されている。
【０００６】
また、前記熱処理工程としては、酸素濃度が一定値以下に調整された焼成炉内で絶縁膜を焼成する方法（例えば、特許文献４参照。）等が提案されている。さらに、塗布工程と熱処理工程との一連の工程としては、例えば、被処理物表面に塗布された塗布液を滴下し、被処理物表面に塗布液を均一に拡げ、被処理物の外端部下面に被膜形成用塗布液の一部が廻り込んだままの被処理物をそのまま減圧乾燥装置に搬送し、ある程度まで乾燥させた後、加熱乾燥する被膜形成方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１５４４３０号公報
【特許文献２】
特開平８−８３７６２号公報
【特許文献３】
特開平９−１０６５７号公報
【特許文献４】
特開平９−２１３６９３号公報
【特許文献５】
特開平１１−２６２７２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に示すように、塗布工程及び熱処理工程を連続的に処理する薄膜形成装置や、各工程で使用される様々な塗布装置及び熱処理装置が提案されてはいるものの、特に前記塗布装置や熱処理装置の性能向上、かつ小型化及び低コスト化、ひいては薄膜形成装置全体の高性能化、かつ小型化及び低コスト化を進める上で、更なる改良が必要となっている。
【０００９】
また、塗布膜を形成するための液状材料に、安全上問題のあるものがある。例えば、液状材料は、通常有機溶剤を含むので可燃性である。このため、薄膜形成装置を構成する部材の材料には、可能な限り金属材料を用い、少なくとも塗布工程が行われるチャンバには、プラスチック材料等の可燃性材料を使用せず、さらに、有機溶剤の蒸気を排気する構造を設けるなどの措置が施されるべきである。ところが、従来の塗布装置や薄膜形成装置では必ずしもそのようにはなっていない。
また、液状材料が、毒性の気体を発生させる、あるいは酸素の存在下において自然発火性（自燃性）を有するなど、安全上特に注意を要するものの場合には、このような液状材料を、従来の塗布装置や薄膜形成装置では実質的に使用することができなかった。
【００１０】
さらにまた、半導体膜や金属膜を液状材料から形成する場合には、塗布工程や熱処理工程において、その処理雰囲気を厳密に管理する必要がある。しかしながら、従来の薄膜形成装置では処理雰囲気の管理が不充分であった。例えば、Ｓｉ膜を形成する場合、酸素が少しでも存在している雰囲気で塗布工程や熱処理工程を行うと、Ｓｉ膜中にシリコン酸化膜が形成されてしまい、半導体膜としての性能が損なわれてしまう結果となる。このような薄膜形成においては、酸素濃度を例えば１０ｐｐｍ以下に制御するなどの必要があるが、そのための具体的な装置構成は従来提案されていなかった。
また、液状材料を長時間放置すると、溶剤の揮発や化学的な反応などによって粘度上昇や固形成分の析出などを起こすので、液状材料の供給系統や制御系統に支障が出たり、欠陥を多く含む膜膜になったりするという問題が生じるが、従来の塗布装置や薄膜形成装置ではこれらの問題に対して十分な対策が講じられていなかった。
【００１１】
本発明は、前記事情を鑑みてなされたもので、装置のメンテナンスを効率よく行うことができ、さらに安全性の高い薄膜形成を行うことができる、塗布装置、薄膜形成装置、半導体装置の製造方法、電気光学装置、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明の塗布装置は、塗布室内にて基板上に液状材料を塗布する塗布装置であって、前記塗布室に前記液状材料を供給する液状材料供給系が設けられ、前記液状材料供給系には、前記液状材料を貯留する容器と、該容器から導出された液状材料を吐出するノズル部と、前記容器の上流側に通じる配管及び前記容器とノズル部とを連通させる配管からなる配管群とが備えられ、前記容器は前記配管群に対して着脱可能に取り付けられており、前記容器が取り付けられた配管群には該配管群内にパージガスを導入するためのパージ機構が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
この塗布装置によれば、液状材料を貯留する容器を配管群に対して着脱可能に取り付けているので、容器内の液状材料が空になったり液状材料の仕様や種類を代える際に容器ごと交換できることから、作業の容易化、迅速化が図られる。
また、配管群にパージ機構を設けたので、前記した容器や液状材料の交換、さらにメンテナンスなどの際に、配管群に残留した液状材料をパージガスでパージすることができ、したがって例えば液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合にも、安全に作業を行うことが可能になる。
特に、容器を取りつける時は、取り付け部において、ある程度の空気が取り付け部の配管内に封入されてしまうことを避けることが出来ない。液状材料が自然発火性を有していたり、室温で酸素と反応する性質を有している場合は、安全上の問題や、液体材料の品質管理の面から大きな問題となる。しかし、本発明の構成により、一旦封入された空気をパージ機構により排除することが出来るので、上記のような問題をなくすることが出来る。
【００１４】
また、前記塗布装置においては、前記パージ機構は、前記容器とノズル部とを連通させる配管に接続されており、この配管の前記パージ機構との接続点より上流側には、該配管の流路を開閉するための開閉バルブが設けられているのが好ましい。
このようにすれば、メンテナンス時などにおいて容器より下流側で何らかの異常があった場合に、前記開閉バルブを閉じた状態で配管にパージガスを導入することにより、容器に液状材料が入っている状態のままでも、容器より下流側の配管等に残留した液状材料等をパージすることができる。したがって、作業を安全に行うことができ、かつ、液状材料の無駄を最小限に抑えることができる。
【００１５】
また、前記塗布装置においては、前記パージ機構は、前記パージガス供給手段と、前記配管に接続されて前記パージガス供給手段から供給されたパージガスを該配管に導入するパージ配管と、該パージ配管に連通する排気配管と、前記パージ配管に設けられたパージ側開閉バルブと、前記排気配管に設けられた排気側開閉バルブと、を備えてなり、前記パージ機構に接続する配管には、前記パージ配管との接続点の近傍においてその下流側に開閉バルブが設けられているのが好ましい。
このようにすれば、パージ配管との接続点近傍の下流側の開閉バルブを閉じた状態で、パージ機構から配管中にパージガスを導入することにより、配管中に残留する液状材料や空気等をパージすることができる。
【００１６】
また、前記塗布装置においては、前記パージ側開閉バルブ及び前記排気側開閉バルブは、前記配管との接続点より上方に位置し、前記パージ配管には、前記接続点から前記パージ側開閉バルブに向かう経路中において下方に向かう部分がなく、前記排気配管には、前記接続点から前記排気側開閉バルブに向かう経路中において下方に向かう部分がないのが好ましい。
このようにすれば、容器から液状材料を導出した際、パージ配管及び排気配管に、前記接続点から前記パージ側開閉バルブ及び排気側開閉バルブに向かう経路中において下方に向かう部分がないため、液状材料がこれらパージ配管や排気配管に回り込み、そこに残留してしまうことが防止される。したがって、例えば液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合に、交換などのため容器を配管から取り外した際、パージ配管や排気配管に残留した液状材料が空気に触れ、あるいはその溶剤成分が気化することなどにより、自然発火や環境汚染を起こすといったことが防止される。
【００１７】
また、前記塗布装置においては、前記容器とノズル部との間の配管中に、前記容器から導出された液状材料の滴下量を制御する滴下量制御部が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、基板上に滴下する液状材料の量を精度よく制御することができる。
【００１８】
また、前記塗布装置は、特に前記液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合に好適となる。
すなわち、液状材料がこのような性質を有している場合に、液状材料の取り扱いや、装置、特にその配管系のメンテナンスが困難になるが、前述したように容器を着脱可能にしたことによって容器ごとの交換が可能になり、またパージ機構を設けたことで配管内をパージした後にメンテナンス等を行うことができ、したがって前述したように容易で迅速に、かつ安全に各種の作業を行うことができる。また、容器を取りつけた後に、取り付け部から配管内に取り込まれた空気を、パージ機構により排除できるので、液状材料の酸化による劣化を防ぐことができ、したがって得られる薄膜の品質を確保することができる。
【００１９】
また、前記塗布装置においては、前記液状材料供給系に、前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料を洗浄しあるいは該液状材料の活性を失わせるための液を供給する液剤供給系が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、洗浄剤または失活剤により、液状材料供給系内に残留している液状材料を除去しあるいはこれを無害化することが可能となる。
塗布膜を例えばスピンコート法で形成した場合、滴下した液状材料のうち９０％以上が基板の回転によって基板周辺に飛散する。この飛散した液状材料は、基板周辺に設けた受け皿で捕集し、廃液系に導かれるが、塗布室内に残留してしまうものもある。この残留液状材料は、長時間の放置で乾燥し固形の粉末となり、次に塗布膜を形成するときの欠陥要因となってしまう。
しかし、前記の塗布装置によれば、残留液状材料を洗浄しあるいは無害化し、さらに廃液系に導くこともできるので、欠陥の少ない薄膜を形成することが可能となる。
また、メンテナンスや非定常作業のために塗布室を大気解放しなければならないこともあるが、多くの液状材料は可燃性であり、液状材料によっては毒性や発火性を有するものもあることから、メンテナンスや非定常作業は危険な作業となる。
しかし、前記の塗布装置によれば、これらの作業も安全に行うことが可能となる。
【００２０】
なお、この塗布装置においては、前記塗布室に、該塗布室内の雰囲気を独立して制御するための制御機構が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、液状材料の塗布を制御された雰囲気下で連続して実施できるので、液状材料や基板上に形成された塗布膜が大気に晒されることがなく、したがって例えば得られる薄膜への酸化物の含有を極力抑えることができ、これにより所望の特性を有する薄膜を良好に形成することが可能となる。
【００２１】
また、前記塗布装置においては、前記液剤供給系が複数設けられており、そのうちの少なくとも一つが前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料を洗浄するための洗浄剤を供給する系であり、他の少なくとも一つが前記塗布室内または液状材料供給系内に残留する液状材料の活性を失わせるための失活剤を供給する系であるのが好ましい。
このようにすれば、洗浄剤が失活剤としての機能を有していない場合や、洗浄と失活のそれぞれの機能を効率的に発揮できる液体材料が異なる場合に、それぞれの別の液剤供給系から洗浄剤および失活剤を供給することが可能となり、したがって塗布室内または液状材料供給系内の洗浄および失活の両方を容易に行うことができるようになる。
【００２２】
本発明の薄膜形成装置は、前記の塗布装置と、該塗布装置で液状材料が塗布された基板を加熱する熱処理装置とを備えてなり、前記塗布装置および前記熱処理装置には、前記基板に各処理を施す処理室内の雰囲気をそれぞれ独立して制御する制御機構が備えられていることを特徴としている。
この薄膜形成装置によれば、特に塗布装置において、前述したように作業の容易化、迅速化を図ることができ、また、液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合にも安全に作業を行うことができる。
また、液状材料の塗布や熱処理を制御された雰囲気下で連続して実施できるので、液状材料や基板上に形成された塗布膜が大気に晒されることがなく、したがって例えば得られる薄膜への酸化物の含有を極力抑えることができ、これにより所望の特性を有する薄膜を良好に形成することが可能となる。
【００２３】
また、前記薄膜形成装置においては、前記基板の表面洗浄等の前処理を行う前処理装置を備え、この前処理装置にも、その処理を施す処理室内の雰囲気を独立して制御する制御機構が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、前処理装置についてもその処理室内の雰囲気を適宜な雰囲気に制御することが可能になり、したがって前処理の内容に応じた雰囲気を適宜選択して採用することができる。
【００２４】
また、前記薄膜形成装置においては、前記各装置の処理室に連通する連接室が備えられ、この連接室にも、該連接室内の雰囲気を独立して制御する制御機構が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、前記の各装置の処理室から別の処理室に移動させる際や一時保管する際に、基板を連接室内に入れるとともに、この連接室内の雰囲気を制御機構によって予め制御しておくことにより、基板を大気に晒すことなく所望の雰囲気に保持することができ、したがって大気中の酸素による酸化等を防止することができる。また、各処理室は連接室を介した接続となるので、各処理室の雰囲気ガスが他の処理室の雰囲気に影響することを少なくすることが出来る。
【００２５】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置を構成する各機能層のいずれかの機能層を、該機能層の構成成分を含有する液状材料を基板上に塗布することによって形成する半導体装置の製造方法において、前記機能層の形成を、前記の塗布装置、あるいは前記の薄膜形成装置を用いて行うことを特徴としている。
この半導体装置の製造方法によれば、作業の容易化、迅速化が図られ、さらにはその安全性も確保されているので、所望の特性を有する機能層（薄膜）を良好に、しかも高い生産性で形成することができ、したがって良好な特性を有し、かつ低コストの半導体装置を製造することができる。
【００２６】
本発明の電気光学装置は、前記の半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置を備えたことを特徴としている。
ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら光を発するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子などが挙げられる。
この電気光学装置によれば、良好で低コストの半導体装置を備えているので、この電気光学装置自体も良好で低コストのものとなる。
【００２７】
本発明の電子機器は、前記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
ここで、「電子機器」とは、複数の素子または回路の組み合わせにより一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。ここで電子機器は、回路基板を一枚または複数備えることが可能である。その構成に特に限定が無いが、例えば、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。
この電子機器によれば、良好で低コストの電気光学装置を備えているので、この電子機器自体も高性能のものとなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
〔第１の実施形態〕
（薄膜形成装置）
図１に、本発明の薄膜形成装置の第１の実施形態を示す。この薄膜形成装置は、薄膜を形成するための基板を導入するローダ（ＬＤ）１０と、該ローダ１０から導入された基板に各種の薄膜形成工程を実施する処理部１１と、該処理部１１にて薄膜が形成された基板を収納するアンローダ（ＵＬ）１２と、ローダ１０、処理部１１、及びアンローダ１２に連接されて基板の搬送が行われる連接室１３と、から構成されたものである。ローダ１０、処理部１１の各処理室、及びアンローダ１２は、連接室１３に対してそれぞれゲートバルブ１５を介して連通するよう構成されたものである。また、処理部１１における各部２０〜２４には、後述するように各種（酸化性、還元性、不活性）のガスを供給する供給系及び排気設備に接続される排気系がそれぞれに設けられており、これによって各部２０〜２４は、その内部圧力及び雰囲気が独立して制御されるようになっている。なお、ローダ１０、アンローダ１２及び連接室１３についても、処理部１１における各部２０〜２４の雰囲気に大気が巻き込まれないように、その内部の雰囲気を制御できる機構を具備しているのが望ましい。
【００２９】
処理部１１は、前処理部２０と塗布部２１と熱処理部とを備えてなり、さらに熱処理部は第１熱処理部２２と第２熱処理部２３と第３熱処理部２３との３部からなっている。前処理部２０では、基板に液状材料を塗布する前の前処理を施すようになっており、塗布部２１ではスピンコート法などにより液状材料を基板に塗布して塗布膜を形成するようになっている。また、第１熱処理室２２では塗布膜に含まれる溶剤などの比較的低温で揮発する成分を除去するようになっており、第２熱処理室２３では溶剤が除去された塗布膜をより高い温度で焼成するようになっており、第３熱処理部２４では更に高温の熱処理を行い、膜質の改善を図って所望の薄膜を形成するようになっている。
【００３０】
ここで、前記の各処理部、すなわち前処理部２０、塗布部２１、第１熱処理部２２、第２熱処理部２３、第３熱処理部２４、さらには前記連接室１３には、後述するようにそれぞれに排気装置や真空装置（図示せず）と各種（酸化性、還元性、不活性）のガス導入装置等からなる制御機構が設けられており、これによって各処理部及び連接室１３の雰囲気、すなわち各工程の処理雰囲気は、その雰囲気ガス種や圧力などがそれぞれ独立して制御されるようになっている。
【００３１】
前記の各処理部についてさらに具体的に説明すると、前処理部２０では、基板に対する前処理として、基板表面を洗浄するクリーニング処理や、基板表面の親液性又は撥液性を適宜調整する表面処理がなされるようになっている。これらの処理としては、紫外線光を基板表面に照射して処理室（チャンバ）内にオゾンを発生させ、表面処理を行う方法や、大気圧プラズマを発生させて基板表面の表面処理を行う方法等が採用される。これらの処理方法においては、基板の加熱が有効である場合もあることから、必要に応じて基板の加熱を行うようにしてもよい。なお、これらの異なる表面処理をするため、処理室を複数有していてもよい。
【００３２】
図２に、紫外光を照射して表面処理を行うようにした、前処理部２０の概略構成を示す。
前処理部２０は、図１に示したようにゲートバルブ１５を介して連接室１３に接続されたもので、内部の雰囲気を気密に保持するチャンバ３０と、基板Ｗを保持し、加熱機構（図示せず）を備えた基板ステージ３１と、チャンバ３０内部に向かって紫外光を照射するＵＶランプ３２と、チャンバ３０内の雰囲気制御のためにその内部に各種雰囲気ガスを供給するガス供給系３３と、チャンバ３０内を排気する排気系３４とから構成されている。基板ステージ３１には昇降機構（図示せず）が設けられており、基板とＵＶランプとの距離を変化させることができるようになっている。なお、ガス供給系３３は複数のガスを供給することが可能となっており、前処理として目的に合ったガスを供給することができるようになっている。また、チャンバ３０にチャンバ３０内の圧力を検出するための圧力センサ（図示せず）や、処理雰囲気のガス種やその濃度を検出するための雰囲気センサなどを取り付け、これらセンサの出力をガス供給系３３及び排気系３４にフィードバックすることにより、より精度良く雰囲気制御を行うようにしてもよい。
【００３３】
基板ステージ３１に備えられた加熱機構は、例えばホットプレート等の加熱装置を有してなるもので、基板Ｗ上に吸着している水分を除去することができるように構成されたものである。また、ＵＶランプ３２には、例えば１７２ｎｍの波長を含むエキシマランプが採用され、ガス供給系３３から供給された酸素を紫外光によって分解してオゾンを発生させ、基板Ｗ上の有機系不純物を分解し、基板表面を親水性或いは親液性とすることができる。また、１７２ｎｍのＵＶ光は、基板上に付着している有機物を直接分解除去する作用を有しているので、基板とＵＶランプ３２との距離や雰囲気ガスやその圧力制御により、基板の洗浄効果をより高めることができる。
【００３４】
ガス供給系３３からは、前記酸素（酸化性ガス）の他に、還元性ガス（例えば水素等）や不活性ガス（例えば窒素等）、或いはフッ素を有するガスも適宜チャンバ３０内に供給することができるようになっている。また、排気系３４には、排気装置または真空装置（図示せず）が接続されており、チャンバ３０内に供給されたガス量に応じて可変バルブ３５を制御することにより、チャンバ３０内の圧力をほぼ大気圧に保持させることが可能となっている。さらに、排気系３４は、処理後の基板Ｗを他の処理チャンバへ移動させる際に、一旦チャンバ３０内に充満した酸化性ガスを排気し、その後、チャンバ３０内に不活性ガスを供給することにより、酸化性ガスが他の処理チャンバに漏洩することを抑止する役割も有している。
【００３５】
なお、本実施形態では、前処理部２０が紫外光を照射して表面処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、前処理部２０としては、基板の周辺部にオゾンを発生させ、紫外線光を基板表面に照射して表面洗浄を行う工程や、大気圧プラズマを発生させて基板表面の表面洗浄を行う工程を有するものであってもよい。このような工程であっても、基板表面の洗浄等の処理を施すことにより、液状材料塗布時の濡れ性や密着性を向上させることができる。具体的には、例えば大気圧プラズマにより基板表面を表面処理する場合、酸素プラズマを用いることにより、基板表面の有機物汚染の除去や、基板表面を親液性にすることができる。また、ＣＦ４ガスなどのフッ素を含有したプラズマを用いれば、基板表面を撥液性にすることができる。
【００３６】
図３に、塗布部２１の概略構成を示す。
塗布部２１は、図１に示したようにゲートバルブ１５を介して連接室１３に接続されたもので、内部の雰囲気を気密に保持するチャンバ（塗布室）４０と、基板Ｗを保持し、回転機構（図示せず）を備えた基板ステージ４１と、液体供給系４２と、基板ステージ４１の回転力によって飛散する液状材料を捕捉し、廃液として収集する廃液処理系４３と、チャンバ４０内部に各種雰囲気ガスを供給するガス供給系４４と、チャンバ４０内を排気する排気系４５とを備えて構成されたものである。ここで、この塗布部２１は本発明における塗布装置の一実施形態となるものであり、特に本実施形態では、スピンコート法で塗布を行うよう構成されたものとなっている。
【００３７】
液体供給系４２は、基板Ｗに薄膜形成用の液状材料を供給する液状材料供給系５０と、洗浄剤供給系（液剤供給系）５２および失活剤供給系（液剤供給系）９２と、パージ機構４７、５４とを備えて構成されたものである。
液状材料供給系５０は、液状材料を貯留する液状材料容器５１と、この液状材料容器５１に窒素等の不活性ガスを導入し、該容器５１から液状材料を押し出すとともに液状材料が導出された後の液状材料容器５１内の圧力を所定圧に保持する役目を果たすガス供給部５５と、ノズル（ノズル部）５３と、液状材料容器５１とノズル５３との間に設けられた液状材料の滴下量制御部と、前記液状材料容器５０の上流側に通じる配管６５と、前記各部を接続する配管５６及び各開閉バルブ（Ｖ１〜Ｖ３、Ｖ１４）とを備えて構成されたものである。滴下量制御部は、液状材料の流量を制御する流量制御装置（マスフローコントローラ：以下、ＭＦＣと表記する。）５７及び該ＭＦＣ５７の上下に設けられた開閉バルブＶ２、Ｖ３からなっている。尚、液状材料の流量制御装置は、ノズル５３から基板上に滴下する液体材料の滴下量を制御することが目的であるため、ＭＦＣの替わりにニードルバルブでもよいし、単にバルブＶ３の開閉動作の時間制御だけで前記滴下量を制御するようにしてもよい。
【００３８】
ここで、この液状材料供給系５０においては、液状材料容器５１とＭＦＣ５７とノズル５３とが、この順で鉛直方向に上から配置されており、さらにこれら各部を接続する配管５６は水平部分を有することなく全て鉛直方向に向けて配設されている。このような構成のもとに液状材料供給系５０は、液状材料をその自重で液状材料容器５１からノズル５３にまで効率よく流動させることができるので、基板Ｗ上に滴下する液状材料の量を正確に制御することができるようになっている。また、メンテナンス時などにおいて液状材料容器５１内あるいは配管５６内の液状材料が不測に流れてしまっても、その自重によってチャンバ４０内に導かれることから、液状材料は塗布装置の外には流れ出ないようになっている。
【００３９】
また、液状材料容器５１は、液状材料供給系５０の配管群、すなわち配管６５及び配管５６に対し、その接続点Ｃ１、Ｃ２で着脱可能に取り付けられている。このような構成のもとに液状材料容器５１は、特に開閉バルブＶ１及び開閉バルブＶ２を閉じておくことにより、その液漏れを心配することなく、前記配管群から取り外すことができるようになっている。
また、前記配管６５には、開閉バルブＶ１の上流側において該配管６５から分岐して排気配管６８が設けられており、この排気配管６８にはその流路の開閉をなす排気側開閉バルブＶ１５が設けられている。
このような構成によって、容器５１を取りつけた時、接続点Ｃ１及びＣ２部で配管内に取り込まれてしまう空気を除去可能となる。すなわち、接続点Ｃ１において取り込まれた空気は、５５より供給される不活性ガスにより、排気配管６８を通してパージすることが出来る。接続点Ｃ２において取り込まれた空気は、６４より供給される不活性ガスにより、排気配管６６を通してパージすることが出来る。また、排気配管６８及び６６が真空排気装置に接続されていれば、取り込まれた空気を速やかに排除できると同時に、配管内の残留酸素濃度を極限まで低くすることができる。このとき、不活性ガスによるパージ用配管６２、６４は、減圧状態となった配管内を不活性ガスで大気圧に戻す役割を機能を持つことになる。
【００４０】
洗浄剤供給系５２は、液状材料供給系５０だけでなく、この液状材料供給系５０を通じてチャンバ４０内や廃液処理系４３も洗浄する機能を有したもので、本実施形態では液状材料供給系５０における開閉バルブＶ１の上流側でかつ前記接続点Ｃ１の上流側に接続されてなるものである。すなわち、この洗浄剤供給系５２は、液状材料供給系５０の配管６５に連設する配管５９中に設けられて、一旦洗浄剤を貯留して液状材料供給系５０に洗浄剤を供給するための洗浄剤容器６０と、この洗浄剤容器６０に窒素等の不活性ガスを導入し、該容器６０から洗浄剤を押し出すとともに洗浄剤が導出された後の洗浄剤容器６０内の圧力を所定圧に保持する役目を果たすガス導入部５８と、該洗浄剤容器６０に接続される配管５９の２カ所の両接続部に設置される開閉バルブＶ４及び開閉バルブＶ５とから構成されたものである。なお、この洗浄剤容器６０も、開閉バルブＶ４及び開閉バルブＶ５を閉じた後、配管５９から取り外すことができるようになっている。
【００４１】
失活剤供給系９２も、前記洗浄剤供給系５２と同様、液状材料供給系５０だけでなく、この液状材料供給系５０を通じてチャンバ４０内や廃液処理系４３に残留している液状材料の活性を失わせる機能を有したものである。すなわち、この失活剤供給系９２も、前記洗浄剤供給系５２と同様、液状材料供給系５０における開閉バルブＶ１の上流側でかつ前記接続点Ｃ１の上流側に接続されてなるもので、液状材料供給系５０の配管６５に連設する配管９４中に設けられて、一旦失活剤を貯留して液状材料供給系５０に失活剤を供給するための失活剤容器９５と、この失活剤容器９５に窒素等の不活性ガスを導入し、該容器９５から失活剤を押し出すとともに失活剤が導出された後の失活剤容器９５内の圧力を所定圧に保持する役目を果たすガス導入部９３と、該失活剤容器９５に接続される配管９４の２カ所の両接続部に設置される第９バルブＶ９及び第１０バルブＶ１０とから構成されたものである。なお、この失活剤容器９５も、開閉バルブＶ４及び開閉バルブＶ５を閉じた後、配管９４から取り外すことができるようになっている。
【００４２】
ここで、前記洗浄剤供給系５２で用いられる洗浄剤としては、使用する液状材料に応じて適宜選択されるが、具体的には、アルコール系溶液等の洗浄剤が用いられる。一方、失活剤供給系９２で用いられる失活剤としても、使用する液状材料に応じて適宜選択されるが、例えば液状材料がシリコン膜形成用としてのシクロシラン（ＳｉｎＨ２ｎ；ｎ≧５）や高次シラン（ＳｉｎＨ２ｎ＋２；ｎ≧３）である場合、例えば有機アルカリやＩＰＡ（イソプロパノール）が好適に用いられる。すなわち、シクロシランや高次シランは、空気に触れると自然発火する自然発火性を有し、また、人体に有害なガスを発生することから毒性を有しているので、失活剤としてはこれらを分解して不燃化及び無害化することで、結果としてその活性、すなわち発火性や毒性を失わせることができるものが用いられる。尚、シクロシランなどには失活剤として、例えばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）が有効である。ＴＭＡＨはＩＰＡより失活効果が高く、ＩＰＡは容易に揮発するのでガスでパージし易いという特徴を有している。したがって、ＩＰＡを洗浄剤とし、ＴＭＡＨを失活剤として用いるのがより好ましい。
【００４３】
なお、本実施形態では、液剤供給系として洗浄剤供給系５２および失活剤供給系９２の二つを備えたが、洗浄剤が失活剤としても機能する場合にはこの洗浄剤で失活剤を兼ねさせ、液剤供給系を洗浄剤供給系５２あるいは失活剤供給系９２のいずれか一つにし、これから失活剤としても機能する洗浄剤を液状材料供給系５０に供給するようにしてもよい。また、洗浄剤や失活剤を複数種用意したい場合には、液剤供給系を二つでなく、三つ以上備えてもよいのはもちろんである。また、液体材料には可燃性であっても、毒性や自然発火性を有しない材料もある。その場合には、失活剤ははじめから不要であり、洗浄剤供給系だけがあればよい。
【００４４】
また、本実施形態では、洗浄剤供給系５２および失活剤供給系９２を、それぞれ液状材料供給系５０における開閉バルブＶ１と液状材料容器５１との間に接続させ、洗浄剤あるいは失活剤を液状材料供給系５０全体、すなわち液状材料容器５１、ＭＦＣ５７、ノズル５３、チャンバ４０、およびこれらを連通させる配管５６に供給できるようにしたが、本発明は特にこれに限定されることなく、第１の液供給系である液状材料供給系５０の任意の箇所に液を供給することができるよう、その接続点を任意の箇所に設けることができる。具体的には、開閉バルブＶ２とＭＦＣ５７との間に接続してＭＦＣ５７以下に液を供給することができるようにしてもよく、また開閉バルブＶ３とノズル５３との間に接続してノズル５３以下に液を供給することができるようにしてもよい。図３に示した実施形態では、洗浄剤供給系５２、失活剤供給系９２を開閉バルブＶ１と液状材料容器５１との間に接続し、洗浄剤、失活剤を液状材料容器５１に通すようにしているため、液状材料容器５１中に使用可能な液状材料が残っている場合、この液状材料をそのままにしては洗浄処理や失活処理を行うことができないが、開閉バルブＶ２以下に接続することにより、液状材料容器５１中に液状材料が残っているか否かに関係なく、液状材料供給系５０の洗浄処理や失活処理を行うことができる。
【００４５】
なお、特に第２の液供給系を複数設けた場合、一つをチャンバ４０に直接接続し、チャンバ４０内を直接洗浄処理または失活処理できるようにしてもよい。
また、液状材料供給系５０には、その経路中にフィルタを設けておき、液状材料中に存在する異物や液状材料が固化した固形分等が基板Ｗ上に塗布されるのを防止しておくのが好ましい。このような目的でフィルタを設ける場合、特にノズル５３の先端側（吐出側）に設けるのが、基板Ｗ上への異物等の塗布をより確実に防止することができ、好ましい。
【００４６】
パージ機構４７は、液状材料供給系５０における開閉バルブＶ２とＭＦＣ５７の上流側に設けられた開閉バルブＶ１４との間に接続されたもので、パージガス供給手段（図示せず）より窒素等の不活性ガスなどからなるパージガスを導入するガス導入部６３と、このガス導入部６３に接続され、かつ液状材料供給系５０の配管５６に接続されたパージ配管６４と、該パージ配管６４及び配管５６に連通する排気配管６６と、前記パージ配管６４に設けられたパージ側開閉バルブＶ１１と、前記排気配管６６に設けられた排気側開閉バルブＶ１２と、を備えて構成されたものである。ここで、排気配管６６には、真空ポンプまたは排気ダクト等の排気手段が接続されている。
【００４７】
また、パージ機構５４は、液状材料供給系５０におけるノズル５３と開閉バルブＶ３との間に接続されたもので、パージガス供給手段（図示せず）より窒素等の不活性ガスなどからなるパージガスを導入するガス導入部６１と、このガス導入部６１に接続され、かつ液状材料供給系５０の配管５６に接続されたパージ配管６２と、該パージ配管６２及び配管５６に連通する排気配管６７と、前記パージ配管６２に設けられたパージ側開閉バルブＶ６と、前記排気配管６７に設けられた排気側開閉バルブＶ１３と、を備えて構成されたものである。ここで、排気配管６７にも、真空ポンプまたは排気ダクト等の排気手段が接続されている。
【００４８】
これらパージ機構４７、５４は、前記の液状材料容器５１や液状材料の交換、さらにはメンテナンスなどの際に、配管５６等に残留した液状材料やこれの有機溶剤蒸気、さらには異物などをパージガスでパージ（置換）するようにしたものである。すなわち、このようなパージを行うことによって液状材料やその有機溶剤蒸気、異物等を除去し、液状材料中の有機溶剤の揮発や液状材料の硬化に起因する液詰まり等を防止するようにしたものである。また、液状材料容器５１や流量制御部５７を取りつけた時、配管内に取り込まれる空気を排除する目的も有している。尚、不活性ガス供給部５５と排気配管６８もパージ機構として機能させることができ、液状材料容器５１を取りつけた時、配管内に取り込まれる空気を排除することができる。
【００４９】
ここで、特に液状材料の種類を代えるために、液状材料容器５１を交換する際の、パージ機構４７によるパージについて説明する。
液状材料容器５１内に液状材料が無くなったとき、あるいは液状材料の種類を代えるとき、液状材料容器５１を交換するが、その際、配管６５、配管５６から液状材料容器５１を取り外す前に、まず、開閉バルブＶ１と開閉バルブＶ２とを閉じる。そして、その状態でパージ機構４７のパージ側開閉バルブＶ１１を開き、さらに必要に応じて排気側開閉バルブＶ１２も開く。次いで、ガス導入部６３からパージガスを導入し、液状材料容器５１より下流側の配管５６等をパージする。このとき、ＭＦＣ５７の上流側に設けられた開閉バルブＶ１４についてはこれを必要に応じて開いておく。すなわち、この開閉バルブＶ１４を開いて前記排気側開閉バルブＶ１２を閉じておくことにより、導入したパージガスをＭＦＣ５７側に流すことができ、したがってここに残留する液状材料やこれの有機溶剤蒸気、さらには異物などを除去することができる。また、開閉バルブＶ１４を閉じて前記排気側開閉バルブＶ１２を開いておくことにより、前述したようなＭＦＣ５７側のパージを終了した後の、開閉バルブＶ１４より上流側の配管５６内をパージすることができる。
【００５０】
また、このような液状材料容器５１より下流側のパージとは別に、排気配管６８の排気側開閉バルブＶ１５を開いておき、その状態でガス導入部５５から窒素等のパージガスを導入することにより、液状材料容器５１より上流側のパージも必要に応じて行っておく。なお、これらガス導入部５５、排気配管６８、排気側開閉バルブＶ１５からなる機構も、本発明におけるパージ機構の一例となっている。
【００５１】
そして、このようにして液状材料容器５１より下流側をパージし、交換前の液状材料の残留物や洗浄剤、失活剤の残留物を除去したら、液状材料容器５１を別のもの（別の液状材料を充填したもの）に交換し、これを配管６５、配管５６に取り付ける。このようにして液状容器５１を交換すると、その取付時に空気等の環境ガスが配管６５や配管５６内に巻き込まれて入ってしまう。そして、その状態のままで液状材料を流すと、特に液状材料が自然発火性を有している場合では、この液状材料が空気と触れることで発火してしまうことがある。自然発火性がなくても、容易に酸素と反応する液体材料もあるが、そのような液体材料は微量な酸素の存在で品質が低下することになる。そこで、特に液状材料が自然発火性を有している場合などでは、再度パージ機構４７によって配管５６内を前記した場合と同様にしてパージする。また、必要に応じて配管６５内もパージしておく。
【００５２】
なお、パージ機構５４によるパージも、前記パージ機構４７によるパージと基本的には同じであるが、特にこのパージ機構５４では、ノズル５３に液や異物の詰まりが生じた場合に、これを良好に取り除くことができる。
また、これらパージ機構４７、５４にあっては、メンテナンス時などにおいて液状材料容器５１より下流側で何らかの異常があった場合に、開閉バルブＶ２、あるいは開閉バルブＶ３を閉じた状態で配管５６にパージガスを導入することにより、液状材料が入っている液状材料容器５１が取り付けられたままでも、該液状材料容器５１より下流側を何等支障なくパージすることができる。また、液状材料容器５１内の液状材料をそのたびに抜き出すなどの必要がないことから、液状材料の無駄を最小限に抑えることができる。
【００５３】
廃液処理系４３は、チャンバ４０内において、基板ステージ４１の外周及び下面部を覆うように設置され、これにより基板ステージ４１の回転力によって飛散した液状材料を収集するカバー７０と、該カバー７０に接続され、カバー７０で収集した液状材料を一時収容する１次容器７１と、該１次容器７１に開閉バルブＶ７を介して連設された２次容器７２とを備えて構成されたものである。該２次容器７２は、開閉バルブＶ７を閉じた後、取り外しが可能となっている。
【００５４】
ガス供給系４４は、前記の前処理部２０の場合と同様に、酸化性ガス、還元性ガス及び不活性ガスを適宜選択してチャンバ４０内に供給することができるよう構成されたものである。
また、排気系４５は、ドライポンプ等の真空装置（図示せず）を備えて構成されたもので、チャンバ４０内に供給されたガス量に応じて可変バルブ（図示せず）を制御し、チャンバ４０内の圧力をほぼ大気圧に保持させるようにしたものである。さらに、この排気系４５は、処理後の基板Ｗを他の処理チャンバへ移動させる際に、一旦チャンバ４０内に充満した雰囲気ガスを排気し、その後、前記ガス供給系４４よりチャンバ４０内に不活性ガスを導入することで、雰囲気ガス中に含まれていた酸化性ガスが他の処理チャンバに漏洩することを防止する役割も有している。
【００５５】
また、チャンバ４０には、雰囲気ガス中の各種ガス濃度、例えば酸素濃度を調整する調整手段が設けられており、これによって酸素濃度等の各種ガス濃度を任意に調整できるようになっている。このような構成のもとにチャンバ４０は、その内部の酸素濃度や水等の酸化物濃度を共に１０ｐｐｍ以下、実際には１ｐｐｍ以下に保持できるようになっている。なお、チャンバ４０にはチャンバ４０内の圧力を検出するための圧力センサ（図示せず）や、処理雰囲気のガス種やその濃度を検出するための雰囲気センサ（図示せず）などが取り付けられており、これらセンサの出力をガス供給系４４及び排気系４５にフィードバックすることにより、より精度良く雰囲気制御が行われるようになっている。そして、このように精度良く雰囲気制御が行われることにより、形成する薄膜の膜質を向上させることができるようになっている。また、前記の圧力センサや雰囲気センサなどについては、チャンバ４０内の上部側に設けられているのが好ましい。このように上部側に設けられることにより、前記センサに液状材料が付着して汚染され、機能が低下するといったことが防止される。
【００５６】
このような構成の塗布部２１、すなわち本発明の塗布装置によって基板Ｗ上に液状材料を塗布するには、基板ステージ４１上に基板Ｗを真空吸着し、ノズル５３から液状材料を基板Ｗ上に滴下する。液状材料は、液状材料容器５１に一旦貯留された後、ガス導入部５５から窒素ガス等の不活性ガスが導入されて液状材料容器５１内が加圧されることにより、該液状材料容器５１内から導出される。そして、ＭＦＣ５７でその流量が調整されつつノズル５３から吐出され、基板Ｗ上に塗布される。塗布された液状材料は、基板Ｗの中央部に拡がり、さらに基板ステージ４１の回転によって基板Ｗの全面に引き延ばされ、塗布膜となる。
【００５７】
このとき、基板Ｗ上に留まらずに塗布膜とならなかった液状材料は、基板ステージ４１の回転力によって基板ステージ４１の外周部に向かって飛散する。飛散した液状材料は、チャンバ４０内に備えられたカバー７０によって収集された後、１次容器７１に導入され、ここで一時収容される。１次容器７１に溜まった液状材料は、開閉バルブＶ７が開放され、かつ第２容器７２内が減圧されることによって第２容器７２に導入される。そして、開閉バルブＶ７が閉じられた後、第２容器７２が取り外されることにより、この第２容器７２内の液状材料は廃棄等の処分がなされるようになっている。なお、液状材料を１次容器７１から第２容器７２に移動する作業は、塗布膜を形成する合間に行うのが望ましい。また、第２容器７２は有機溶剤を含む液が溜まるので、この第２容器７２には排気系を接続しておくのが望ましく、その場合、この第２容器７２にバルブを介して排気系４６に接続するようにしてもよい。
【００５８】
次に、塗布部２１におけるスピンコータを一時休止させる際、液状材料の種類を変更させる際、または液状材料容器５１が空になり交換が必要な際などに、洗浄剤供給機構５２によって液状材料容器５１の内部を洗浄する方法について説明する。
まず、洗浄剤を収容した洗浄剤容器６０を洗浄剤供給系５２の配管５９に取り付ける。そして、液状材料容器５１内の液状材料を排出してこれをほぼ空にした後、開閉バルブＶ２を閉じる。その後、開閉バルブＶ４と開閉バルブＶ５と開閉バルブ１５とを開放し、ガス導入部５８から不活性ガスを導入して洗浄剤容器６０内を加圧し、これによりこの洗浄剤容器６０から洗浄剤を導出させ、液状材料容器５１に流入させる。
【００５９】
ここで、液状材料として例えばシリコン膜を形成するシクロシラン等を使用しており、洗浄液ではこのシクロシランの活性を失わせることができない場合には、洗浄剤供給系５２から洗浄剤を液状材料容器５１に流入させ、洗浄処理を行うのに代えて、失活剤供給系９２から洗浄剤供給系５２による場合と同様にして失活剤を液状材料容器５１の内部に流入させ、該液状材料容器５１内に残留した液状材料の活性を失わせるようにする。次に、液状材料容器５１内の失活剤をバルブＶ２、Ｖ１４、Ｖ３を開けてノズル５３からチャンバ内に吐出する。ノズルは待機位置にセットし、カバー７０から廃液処理系４３に導かれるようにする。こうして配管５６、ノズル５３、および廃液処理系４３内の液体材料を失活させることができる。なお、このようにして失活処理を行った後、あるいはこれに先立ち、前記洗浄剤供給系５２から洗浄剤を液状材料容器５１に流入させ、洗浄処理を行うようにしてもよいのはもちろんである。洗浄剤も最終的には廃液タンク７２に導くことにより、液状材料供給系５０全体を洗浄する。
【００６０】
また、スピンコータ２１を一時休止させる際、または前述したように液状材料の種類を変更するなどで液状材料容器５１を交換する際やメンテナンスの際には、前述したようにパージ機構４７あるいはパージ機構５４によって液状材料供給系５０内、特に配管５６内やノズル５３内をパージすることにより、液状材料の残留物や異物等を除去してこれらに起因する液詰まり等を防止することができる。また、特に液状材料が自然発火性や可燃性、毒性を有している場合には、これらの性質に起因する事故等を防止して安全性を確保することができる。
【００６１】
このような塗布装置（塗布部２１）にあっては、液状材料を貯留する液状材料容器５１を配管５６、配管６５からなる配管群に対して着脱可能に取り付けているので、液状材料容器５１内の液状材料が空になったり液状材料の種類を代える際にこの容器５１ごと交換できることから、作業の容易化、迅速化を図ることができる。
また、パージ機構４７、５４を設けたので、前述したように装置の一時休止や液状材料容器５１の交換、さらにメンテナンスなどの際に、配管群等に残留した液状材料をパージガスでパージすることができ、したがって例えば液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合にも、安全に且つ迅速に作業を行うことができる。
【００６２】
また、洗浄剤供給系５２または失活剤供給系９２によって残留した液状材料を洗浄しあるいは無害化することができるので、欠陥の少ない薄膜を形成することができる。
また、塗布膜をスピンコート法で形成した際、滴下した液状材料のうちの９０％以上が基板Ｗの回転によって基板Ｗの周辺側に飛散し、その一部がそのままチャンバ４０内に残留し乾燥して固形の粉末となってしまい、次の塗布膜形成時の欠陥の原因となることがある。しかし、前記塗布装置（塗布部２１）にあっては、残留した液状材料を無害化すると同時に廃液処理系４３に導くことができるので、欠陥の少ない薄膜を形成することができる。
また、メンテナンスや非定常作業のためにチャンバ（塗布室）４０を大気解放しなければならないこともあるが、多くの液状材料は可燃性であり、液状材料によっては毒性や発火性を有するものもあることから、メンテナンスや非定常作業は危険な作業となる。しかし、前記の塗布装置によれば、これらの作業も安全に行うことができる。
【００６３】
なお、前記塗布装置（塗布部２１）においては、特に液状材料容器５１の接続点Ｃ２のすぐ下に設けられるパージ機構４７として、図４（ａ）または図４（ｂ）に示すような構成の機構を採用するのが好ましい。
すなわち、図４（ａ）に示すパージ機構４７では、これを構成するパージ配管６４が、そのパージ側開閉バルブＶ１１から配管５６との接続点Ｃ３までの間においてパージ側開閉バルブＶ１１側が上方となるよう傾斜して配置されており、同様に排気配管６６も、その排気側開閉バルブＶ１２から配管５６との接続点Ｃ３までの間において排気側開閉バルブＶ１１側が上方となるよう傾斜して配置されている。このような構成のもとにパージ配管６４には、前記接続点Ｃ３から前記パージ側開閉バルブＶ１１に向かう経路中において下方に向かう部分がなく、同様に前記排気配管にも、前記接続点Ｃ３から前記排気側開閉バルブＶ１２に向かう経路中において下方に向かう部分がないようになっている。
【００６４】
また、図４（ｂ）に示すパージ機構４７では、これを構成するパージ配管６４が、そのパージ側開閉バルブＶ１１から配管５６との接続点Ｃ３までの間においてパージ側開閉バルブＶ１１側が上方となるよう折曲して配置されており、同様に排気配管６６も、その排気側開閉バルブＶ１２から配管５６との接続点Ｃ３までの間において排気側開閉バルブＶ１１側が上方となるよう折曲して配置されている。すなわち、この例では、パージ配管６４及び排気配管６６がいずれも接続点Ｃ３から水平方向に延び、その後鉛直方向において上方に延び、さらに水平方向に延びて形成されており、この水平方向に延びた部分にてパージ側開閉バルブＶ１１あるいは排気側開閉バルブＶ１２が設けられている。このような構成のもとにパージ配管６４には、前記接続点Ｃ３から前記パージ側開閉バルブＶ１１に向かう経路中において下方に向かう部分がなく、同様に前記排気配管にも、前記接続点Ｃ３から前記排気側開閉バルブＶ１２に向かう経路中において下方に向かう部分がないようになっている。
【００６５】
このような構成のパージ機構４７にあっては、液状材料容器５１から液状材料を導出した際、パージ配管６４及び排気配管６６に、配管５６との接続点Ｃ３から前記パージ側開閉バルブＶ１１及び排気側開閉バルブＶ１２に向かう経路中において下方に向かう部分がないため、液状材料がこれらパージ配管６４や排気配管６６に回り込み、そこに残留してしまうことが防止される。したがって、例えば液状材料が発火性、可燃性、又は毒性を有している場合に、交換などのため液状材料容器５１を配管５６から取り外した際、パージ配管６４や排気配管６６に残留した液状材料が空気に触れ、あるいはその溶剤成分が気化することなどにより、自然発火や環境汚染を起こすといったことが防止される。尚、上記の安全性をより確実なものとするため、接続点ＣとバルブＶ１１、Ｖ１２との距離はできるだけ短くするのが望ましい。
【００６６】
また、液状材料容器５１を配管５６に取り付けた後、開閉バルブＶ２、Ｖ１４を閉じた状態でパージ機構４７により配管５６内をパージすれば、容器取りつけに伴なって、空気が配管５６内に取り込まれても、取り込まれた空気を排除することができる。その後パージ側開閉バルブＶ１１、排気側開閉バルブＶ１２を閉じ、開閉バルブＶ２、Ｖ１４を開いて液状材料容器５１から液状材料を導出させても、パージ機構４７におけるパージ配管６４、排気配管６６には前述したようにこれらに下方に向かう部分がないことから、これらパージ配管６４、排気配管６６内はパージガスが充填された状態に維持されることになる。また、空気（酸素）が排除されているので、液状材料が酸化したり燃焼したりすることがない。したがって、前述したように交換などのため液状材料容器５１を配管５６から脱着する時、パージ配管６４、排気配管６６に液状材料が残留していなく、また、空気の取り込みもないため、液状材料が環境中に直接触れてしまうことによる前記の不都合が防止される。
【００６７】
また、前記塗布装置（塗布部２１）において液状材料容器５１については、ガス供給部５５によってその上部側に窒素等の不活性ガスを導入し、底部側から液状材料を導出させるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば図５に示すようにガス供給部５５によって液状材料容器５１の上部側に窒素等の不活性ガスを導入し、かつ同じ上部側から液状材料を導出させるようにしてもよい。すなわち、ガス供給部５５によって不活性ガスを導入して液状材料容器５１内の圧力を高めることで、該容器５１の導出配管６９から液状材料を押し出すと同時に、液状材料が導出された後の液状材料容器５１内の圧力を所定圧に保持するように構成してもよい。
【００６８】
また、前記塗布装置（塗布部２１）においては、ノズル５３が２つの停止位置、すなわち前記液状材料を基板Ｗ上に滴下するための滴下位置と、該基板Ｗの搬送時や液状材料のダミー吐出時などのように液状材料を基板Ｗ上に滴下しないときの待機位置とを有し、これら停止位置間を移動可能になっており、かつその移動が制御可能になっているのが好ましい。また、その場合、特にノズル５３の待機位置に液受け部を設けておくのが望ましい。尚、液受け部は、カバー７０の一部として構成するか、液受け部で受けた液体を廃液処理系４３に導くような構成とするのが望ましい。
このような構成とすれば、ノズル５３が待機位置で待機できるため、基板Ｗをチャンバ４０に出し入れする際にノズル５３が邪魔になることなく、またノズル５３から不要な液状材料が基板Ｗ上に滴下されてしまうといったことも防止される。また、ノズル５３の待機位置に液受け部を設けた場合、基板Ｗへの液状材料を滴下する前にダミー滴下を行うことができ、したがってこのダミー滴下を一連の塗布作業の最初に行うことにより、液状材料を安定して滴下し、得られる薄膜の膜質、膜厚の均一性を確保することができる。さらに、洗浄処理や失活処理によって液状材料供給系５０に導入された洗浄剤や失活剤を、待機位置で滴下することもできる。
【００６９】
また、本発明の塗布装置における廃液処理系としては、チャンバ４０（塗布室）内に導入された後不要となった液を廃液として収容するものであれば、前記の廃液処理系４３に限定されることなく適宜な構成のものを採用することができる。例えば、廃液容器と、該廃液容器とチャンバ４０とを接続する廃液配管とを備え、該廃液配管は該配管内を廃液が重力の働く方向に流れるよう配置され、該廃液容器とチャンバ４０とをアイソレートするアイソレートバルブを有し、前記廃液容器はその内部の気体を排気する排気配管と、内部の液体の量を検出する液量計（液面計）と、該廃液容器内の圧力が所定の圧力以上になると開いて前記圧力を解放するリリーフ弁と、を有して構成されたものでもよい。
【００７０】
このような構成とすれば、廃液処理系の安全性の向上と廃液の影響を排除して膜質のよい薄膜を形成することができるようになる。また、廃液容器に液量計（液面計）を設けたので、該容器が一杯になる前に交換が可能となり、また、廃液容器に排気配管やリリーフ弁を設けたので、容器内に充満している有機溶剤などの気体を安全に排気することができ、万一容器内の圧力上昇があってもリリーフ弁によって一定圧力以上にはならないようにすることができる。したがって、廃液処理系の安全性を確保することができる。
また、チャンバ４０と廃液容器との間を、重力の働く方向に廃液が流れるよう、水平方向でなく鉛直方向に向いてあるいは傾斜して配置された廃液配管で接続しているので、液状材料や洗浄剤、失活剤を速やかに廃液容器に導くことができる。さらに、廃液処理系をチャンバ４０から遮断するアイソレートバルブを設けているので、塗布膜を形成する際、廃液処理系に存在する廃液の影響を遮断することができ、薄膜の膜質が損なわれるのを防止することができる。
【００７１】
図６に、第１熱処理部２２の概略構成を示す。
第１熱処理部２２は、図１に示したようにゲートバルブ１５を介して連接室１３に接続されたもので、内部の雰囲気を気密に保持するチャンバ８０と、基板Ｗを保持し、かつ基板Ｗを加熱する加熱機構８１と、チャンバ８０内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系８２と、チャンバ８０内部を排気する排気系８３とを有して構成されたものである。加熱機構８１としては、ホットプレートが好適に採用される。加熱機構８１による加熱によって、基板上の塗布膜に含まれる溶剤を除去し、膜の固体化を図ることができる。なお、本加熱機構８１により、基板温度を８０〜２００℃の範囲に制御することができ、また、排気系８３により、チャンバ８０内の酸素濃度及び水等の酸化物濃度は、１０ｐｐｍ以下、実際には１ｐｐｍ以下に維持することができるようになっている。また、チャンバ８０内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系８２と、チャンバ８０内部を排気する排気系８３とは、第１熱処理部２２、すなわちチャンバ８０内の処理雰囲気を独立して制御するための、前記制御機構の主構成要素となっている。
【００７２】
図７に、第２熱処理部２３の概略構成を示す。
第２熱処理部２３は、加熱炉（ホットウォール型）を構成するもので、ゲートバルブ１５を介して連接室１３に接続され（図１参照）、かつ、内部の雰囲気を気密に保持する石英管（処理室）８５と、該石英管８５内部において基板Ｗを保持するための、複数段からなる石英製の基板ホルダ８６と、該基板ホルダ８６を載置し、加熱機構（図示せず）及び上下可動機構を備えたサセプター８７と、石英管８５内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系８８と、石英管８５内部を排気する排気系８９とからなるものである。該加熱炉によって、第１熱処理部２２における加熱温度よりも高い温度で基板Ｗを加熱することにより、塗布膜の膜質を改善して、所望の機能を有する薄膜を形成することができる。また、排気系８９により、炉内の酸素濃度及び水等の酸化物濃度は、１０ｐｐｍ以下、実際には１ｐｐｍ以下に維持することができるようになっている。なお、薄膜の種類に応じて良好な薄膜を得るために、雰囲気ガスを選択できるようになっており、ガス供給系８８は不活性ガス、酸化性ガス、水素ガス等の還元性ガスが供給できるようになっている。また、石英管８５内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系８８と、石英管８５内部を排気する排気系８９とは、第２熱処理部２３の処理室、すなわち石英管８５の処理雰囲気を独立して制御するための、前記制御機構の主構成要素となっている。
【００７３】
第３熱処理部２４では、図示しないものの、加熱手段としてレーザアニール又はランプアニールが採用されている。これらの熱処理は高温短時間の熱処理方法であり、第２熱処理部２４における加熱温度よりも高い温度で加熱処理することにより、さらに良好な膜質改善を行うことができる。なお、この第３熱処理部２４にも、そのチャンバ（処理室）内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系と、チャンバ内部を排気する排気系とが備えられており、これらは、チャンバ内の処理雰囲気を独立して制御するための、前記制御機構の主構成要素となっている。
【００７４】
連接室１３は、その内部の雰囲気ガスを制御するための制御手段（制御機構）を備えたもので、前記各処理部２０〜２４における各チャンバ（処理室）から別の処理部に移動させる際や一時保管する際に、基板Ｗを大気に晒すことなく所望の雰囲気に保持できるようにしたものである。前記制御手段（制御機構）は、雰囲気ガスの選択および選択されたガスの供給を担う供給手段と、ドライポンプ等による排気手段と、を有してなるものである。また、排気手段と十分純度の高い不活性ガス（例えば窒素ガス）の供給により、所定の処理室の雰囲気ガス中の酸素、もしくは水等の酸化物濃度を、１０ｐｐｍ以下、実際には１ｐｐｍ以下に制御することができるようになっている。処理部１１の各部と連接室１３内の圧力は、装置外部からの大気流入を防止するために、常時、大気圧より高めに維持されているのが望ましい。また、連接室１３には、前記排気手段のドライポンプに加えてクライオポンプを備え、必要に応じて所定の処理室の雰囲気ガス中の水分除去を行うことができるようにしてもよい。クライオポンプは水分除去能力が高いので、各処理室１１で特に水分濃度や酸素濃度を低減したい時には、連接室１３を介して当該処理室をクライオポンプで排気することも可能となる。
ここで、この連接室１３と処理部１１の各部とには、それぞれＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が備えられることにより、各部の雰囲気と圧力とを互いに独立して制御できるようになっている。
なお、前記制御手段、すなわち雰囲気ガスの選択と選択されたガスの供給手段と、ドライポンプ等による排気手段とを有してなる制御機構を、前述した各部２０〜２４のそれぞれに設けるようにしてもよく、また連接部１３の制御手段を用いて前記ＡＰＣを介して各部２０〜２４の雰囲気および圧力をそれぞれ独立して制御するようにしてもよい。
【００７５】
前記のような構成によれば、従来のＣＶＤ装置に比較して、装置構成が著しく簡単であり、従って、装置価格が格段に安価となる。しかもＣＶＤ装置に比較してスループットが高く、メンテナンスが簡単であり装置の可動率が高い。ＣＶＤ装置では成膜室の内壁にも薄膜が形成され、その薄膜が剥がれることによる欠陥が発生するが、本装置構成ではそのようなことがない。
また、本発明の構成による薄膜形成は、従来の薄膜形成装置に比べて、制御すべき項目が少なく、且つ簡単な方法で制御できるので、均一で再現性の高い薄膜形成が可能である。従来の装置では、複数のガスの流量とその比率、圧力、基板の温度、プラズマのパワー、電極と基板間の距離、など非常に多くの制御項目があるのに対し、本発明による薄膜形成においては、塗布条件（例えばスピンコータの回転数と回転時間）と、熱処理条件（温度と時間）及び各処理室の雰囲気が制御項目となる。
また、例えば連接室１３に設けられた制御装置によって処理部１１の各部と連接室１３内の雰囲気ガスとをそれぞれ独立して制御するようにしたので、各工程における雰囲気ガスを所望の雰囲気に制御することができ、したがって得られる薄膜への酸化物の含有を極力抑えることができるなど、所望の特性を有する薄膜を形成することができる。
さらに、塗布部２１には、洗浄剤供給系５２、失活剤供給系９２、及び廃液処理系４３、パージ機構４７、５４等を備えたことにより、装置のメンテナンスを効率良く実施し、装置の高性能化と、高性能化による製品の低コスト化を実現することができる。
【００７６】
（塗布導電膜の形成方法）
次に、導電性粒子を含有した液状材料を塗布して塗布導電膜を形成する方法について説明する。
この塗布導電膜は、図１に示した薄膜形成装置を用いて製造することができる。この場合、液状材料としては、金属などの導電性物質の微粒子を液体、例えば有機溶媒に分散させたものを用いる。例えば、粒径８〜１０ｎｍの銀（Ａｇ）微粒子をテルピネオールやトルエン等の有機溶媒に分散させたものを、基板上にスピンコート法により塗布する。あるいは、液滴吐出法により、基板上に所望のパターンで塗布膜を形成する。
【００７７】
次に、第１の熱処理部で塗布膜中の揮発成分を除去した後、さらに、第２の熱処理部２３にて、約２５０〜３００℃で熱処理すれば、数百ｎｍの導電膜を得ることができる。導電性物質の微粒子には、そのほかにＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、又はＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などがあり、前記の薄膜形成装置によって導電膜を形成することができる。
【００７８】
また、塗布導電膜の抵抗値はバルクの抵抗値に比べると１桁程度高くなることがあるので、第３熱処理部２４にて、塗布導電膜を約３００〜５００℃あるいはさらに高い温度で熱処理し、導電膜の抵抗値を低下させるのが好ましい。熱処理時間が数秒あるいは数ｍ秒以下の場合は、薄膜デバイスや基板への影響がない範囲でより高温で熱処理することも出来る。このような加熱処理により、例えばＴＦＴのソース領域と、塗布導電膜で形成したソース配線とのコンタクト抵抗、さらにはドレイン領域と、塗布導電膜で形成したドレイン電極とのコンタクト抵抗を低減することができる。すなわち、この第３熱処理部２４にて、レーザアニールやランプアニール等の高温短時間の熱処理を行うことにより、塗布導電膜の低抵抗化とコンタクト抵抗の低減をより効果的に行うことができる。また、異種の金属を多層形成して、信頼性を向上させることもできる。なお、ＡｌやＣｕは比較的空気中で酸化され易いので、これらの膜の上に空気中で酸化されにくいＡｇなどを形成するのが好ましい。
【００７９】
（塗布絶縁膜の形成方法）
次に、塗布絶縁膜を形成する方法について説明する。
該塗布絶縁膜は、図１に示す装置を用いて製造することができる。塗布された後に熱処理されることで絶縁膜となる液体として、ポリシラザン（Ｓｉ−Ｎ結合を有する高分子の総称である）を挙げることができる。ポリシラザンのひとつは、［ＳｉＨ２ＮＨ］ｎ（ｎは正の整数）であり、ポリペルヒドロシラザンと言われる。この製品は、クラリアントジャパン（株）より市販されている。なお、［ＳｉＨ２ＮＨ］ｎ中のＨがアルキル基（例えばメチル基、エチル基など）で置換されると、有機ポリシラザンとなり、無機ポリシラザンとは区別されることがある。本実施形態では、無機ポリシラザンを使用することが好ましい。ポリシラザンをキシレンなどの液体に混合して、基板上に、スピンコートする。
【００８０】
また、塗布された後に熱処理することで絶縁膜となるものとして、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜を挙げることもできる。このＳＯＧ膜は、シロキサン結合を基本構造とするもので、アルキル基を有する有機ＳＯＧとアルキル基を持たない無機ＳＯＧがあり、アルコールなどが溶媒として使用される。ＳＯＧ膜は平坦化を目的としてＬＳＩの層間絶縁膜に使用されている。有機ＳＯＧ膜は酸素プラズマ処理に対してエッチングされ易く、無機ＳＯＧ膜は数百ｎｍの膜厚でもクラックが発生し易すいなどの問題があり、単層で層間絶縁膜などに使用されることは殆どなく、ＣＶＤ絶縁膜の上層や下層の平坦化層として利用される。これに対して、ポリシラザンはクラック耐性が高く、また耐酸素プラズマ性があり、単層でもある程度厚い絶縁膜として使用可能である。
【００８１】
液状材料が塗布された基板を、第１の熱処理部２０で塗布膜中の揮発成分を除去する熱処理を行った後、第２熱処理部２３に搬送し、酸素又は水蒸気雰囲気で温度約３００〜５００℃、約６０分間熱処理することにより、ＳｉＯ２に変成される。ここで、例えば、形成する絶縁膜がゲート絶縁膜である場合、ゲート絶縁膜は、ＴＦＴの電気的特性を左右する重要な絶縁膜であるので、膜厚、膜質と同時にシリコン膜との界面特性も制御されなければならない。従って、絶縁膜の塗布形成前のシリコン膜の表面状態を清浄にする前処理部での基板洗浄や、第３熱処理部２４において、第２の熱処理部２３での上述した熱処理の後に、レーザアニール又はランプアニールによって、第２熱処理部２３での熱処理温度より高い温度にて、短時間の熱処理を行うのが望ましい。
【００８２】
（塗布シリコン膜の形成方法）
次に、半導体膜としてシリコン膜を形成する方法について説明する。
このシリコン膜は、図１に示した薄膜形成装置を用いて製造することができる。塗布された後に熱処理されることでシリコン膜となる液体として、例えば、シクロシランを挙げることができる。また、そのほかに本発明におけるシリコン膜形成において使用可能な液状材料としては、一般式ＳｉｎＸｍ（ここで、ｎは５以上の整数を表し、ｍはｎ又は２ｎ−２、又は２ｎの整数を表し、Ｘは水素原子及び／又はハロゲン原子を表す）で表される環系を有するケイ素化合物を必須成分とする溶液が挙げられるが、該溶液に、ｎ−ペンタシラン、ｎ−ヘキサシラン、ｎ−ヘプタシラン等のケイ素化合物が含まれていてもよい。
【００８３】
塗布部２１にて前記液状材料を塗布された基板は、第１熱処理部で１００℃程度の熱処理により溶剤が除去され、次に第２熱処理部２３にて３００〜５００℃程度の温度で熱処理されることにより、金属シリコン膜が形成される。さらに、第３熱処理部２４にて熱処理される。この熱処理は、レーザアニール又はランプアニールにより高温短時間で行われ、結晶性のよいシリコン膜が形成される。レーザアニールではシリコン膜の溶融結晶化が起こり、ランプアニールでは高温での固相結晶化が起こる。このような高温短時間の熱処理を行うことにより、第２熱処理部２３のみで熱処理されたものと比較して、シリコン膜の結晶性、緻密性、及び他の膜との密着性を向上させることができる。
【００８４】
〔第２の実施形態〕
図８は、本発明の薄膜形成装置の第２の実施形態を示す図である。なお、図８中において図１と同一構成のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における薄膜形成装置では、基本的な構成は図１に示す第１の実施の形態と同様であるが、処理部９０の、基板に液状材料を塗布する塗布部９１（塗布装置）、すなわち本発明における塗布装置の他の実施形態となる塗布部９１は、スピンコート法にて液状材料を塗布する代わりに、インクジェット法にて液状材料を塗布するようになっている。
【００８５】
図９に、塗布部９１の概略構成を示す。
塗布部９１を構成する塗布装置は、ゲートバルブ１５を介して連接室１３に接続され、かつ、内部の雰囲気を気密に保持するチャンバ（塗布室）１００と、基板Ｗを保持する基板ステージ１０１と、基板Ｗに対して液状材料を供給する液体供給系１０２と、飛散した液状材料を確保し、廃液として収集する廃液処理系１０３と、チャンバ１００内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系１０４と、チャンバ１００内部を排気する排気系１０５とを備えている。なお、チャンバ１００内部に各種雰囲気ガスを供給する供給系１０４と、チャンバ１００内部を排気する排気系１０５とは、塗布部９１の処理室、すなわちチャンバ１００の処理雰囲気を独立して制御するための、前記制御機構の主構成要素となっている。
ここで、液体供給系１０２、廃液処理系１０３、供給系１０４、及び排気系１０５については、それぞれ第１の実施形態で示した塗布部２１に備えられている液体供給系４２、廃液処理系４３、供給系４４、及び排気系４５とほぼ同一構成となっているので、その説明を省略し、塗布部２１と異なる点についてのみ説明する。
【００８６】
塗布部９１では、液状材料は、液状材料容器５１からＭＦＣ５７を介してディスペンサヘッド１１０に供給され、ディスペンサヘッド１１０に設けられた複数のノズル１１１から、基板Ｗ上に非常に多くのドット３００として塗布される。ここで、ディスペンサヘッド１１０は微小液滴を吐出する液滴吐出部となるものであり、このディスペンサヘッド１１０は、前記基板ステージ１０１に対して相対的に移動することにより、該基板ステージ１０１上に保持された基板Ｗの所望位置に微小液滴を滴下できるようになっている。尚、ＭＦＣ５７は必ずしも必要ではなく、ディスペンサヘッド１１０により所望の量の微小液滴を吐出することが出来れば不要である。
【００８７】
図１０に、ディスペンサヘッド１１０の詳細断面を示す。
このディスペンサヘッド１１０は、インクジェットプリンタのヘッドと同様の構造のもので、ピエゾ素子の振動で液状材料を吐出するよう構成されたものである。液状材料は、入り口部３１１から供給口３１２を介してキャビティ部３１３に溜まる。振動板３１５に密着しているピエゾ素子３１４の伸縮によって該振動板３１５が動き、キャビティ３１３の体積が減少または増加する。すると、液状材料は、キャビティ３１３の体積が減少することでノズル口３１６から吐出され、また、キャビティ３１３の体積が増加することで供給口３１２からキャビティ３１３に供給される。ノズル口３１６は、例えば、図１１に示すように、２次元的に複数個配列されており、図９に示したように、基板Ｗ又はディスペンサヘッド１１０が相対的に移動することにより、基板全面に液状材料がドット状に塗布されるようになっている。
【００８８】
図１１において、ノズル口３１６の配列ピッチは、横方向ピッチＰ１が数１０〜１００μｍ、縦方向ピッチＰ２が数ｍｍである。ノズル口３１６の口径は数１０μｍ〜数１００μｍ程度である。一回の吐出量は数〜数１００ｎｇであり、吐出される液状材料の液滴の大きさは直径数〜数１００μｍである。ノズル３０５から吐出された１つの液滴は基板上では数〜数１００μｍの円形のパターン（ドット３００）となる。、前記ドット３００のピッチを小さくして隣り合うドットを互いに連続させるように吐出することで、基板上に線状パターンや島状パターンに塗布膜を形成することができる。この方式は、第１の実施形態で説明した塗布膜にて形成される導電膜、絶縁膜、半導体膜の形成にも適用できる。従って、本方式による薄膜の形成方法では、必要な領域に必要な量の液体材料を塗布するので、材料の使用効率が著しく高くなり、コストを低減することができる。また、薄膜をエッチングする工程をなくすることが出来るので、エッチング装置も不要になり、エッチングに伴なうプラズマダメージやオーバエッチに起因する下地に対する問題もなくなることになる。従って、大幅なコストダウンと工程短縮、デバイスの高性能化や安定した品質のデバイスを作製することが可能となる。
【００８９】
また、このインクジェット方式の液体塗布方式では、基板全面に塗布膜を形成することもできる。このためには、ドット３００の間隔を狭くして互いに重なるようにドット３００を形成するか、ステージ１０１に回転機構を設けて、ドット状に形成された液体材料を、基板全面に広がるようにしてもよい。したがって液状材料を効率的に使用することができる。この方式は、第１の実施形態で説明した塗布膜にて形成される導電膜、絶縁膜、半導体膜の形成にも適用できるので、これらの薄膜を有して形成された薄膜デバイスを利用した画像表示装置や電子機器のコスト低減に非常に大きな効果をもたらすものとなる。
【００９０】
〔第３の実施形態〕
図１２は、本発明の薄膜形成装置の第３の実施形態を示す図である。なお、図１２中において図１及び図８と同一構成のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における薄膜形成装置では、基本的な構成は図１及び図８に示す第１及び第２の実施の形態と同様であるが、処理部１２０において、基板に液状材料を塗布する塗布工程として、スピンコート法にて液状材料を塗布する塗布部（塗布装置）２１と、インクジェット法にて液状材料を塗布する塗布部（塗布装置）９１とをそれぞれ有している。
【００９１】
このような構成によれば、薄膜の種類や形状によって、液状材料の塗布方法を選択することが可能となる。例えば、基板全面に薄膜を形成する場合には、塗布部２１にてスピンコート法を用いて効率良く塗布を行うことができる。それに対して、塗布部９１でのインクジェット法による液体塗布では、数から数１０μｍ幅の線状のパターンに塗布することができる。この技術をシリコン膜や導電膜の形成に用いれば、例えばＴＦＴの薄膜形成において、フォトリソグラフィ工程が不要な直接描画が可能となる。ＴＦＴのデザインルールが数１０μｍ程度であれば、この直接描画と塗布方式の薄膜形成技術を組み合わせることにより、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、、露光装置、エッチング装置を使用しない液晶表示装置の製造が可能となる。また、不純物がドープされた半導体材料を用いることにより、イオン打ち込みやイオンドーピング装置も不要となる。
【００９２】
〔第４の実施形態〕
（半導体装置の形成方法）
図１３〜図１５に、半導体装置（例えば、ＴＦＴ）の基本的な製造工程を示す。
図１３（ａ）に示すように、シリコン基板２００上に第１絶縁膜（下地絶縁膜）２０１が形成され、さらに、該第１絶縁膜２０１上に第２絶縁膜２０２が形成される。第１絶縁膜２０１及び第２絶縁膜２０２は、それぞれ、例えばポリシラザンを溶媒に混合した第１の液状材料がスピンコート法で塗布され、熱処理によってＳｉＯ２とされることで形成される。
【００９３】
次に、フォトエッチング工程によりシリコン膜形成領域がパターニングされる。第２絶縁膜２０２上には、第１レジスト膜２０３が形成され、該第１レジスト膜２０３のパターンに合わせて第２絶縁膜２０２のシリコン膜形成領域がエッチングされる。絶縁膜のエッチングにフッ素を含有したプラズマを用いると、レジスト表面が弗化され、撥液性を有するようになる。シリコン原子を含有した第２の液状材料は、インクジェット法によりシリコン膜形成領域に向けて滴下される。第１レジスト膜２０３の表面は、第２の液状材料が接触する第１絶縁膜２０１の表面に比べて、プラズマの作用で撥液性となっているので、第２の液状材料は、スムースにシリコン膜形成領域に進入することが可能となる。第２の液状材料の塗布の終了後、熱処理によって、第２の液状材料に含有していた有機溶剤が除去される。この熱処理の加熱温度は、約１５０℃、加熱時間は、約５分間である。
【００９４】
図１３（ｂ）に示すように、第１の熱処理後、第１レジスト膜２０３は、剥離され、さらに、第２の熱処理によって、シリコン塗布膜は固体化され、シリコン膜２０４が形成される。尚、第１レジスト膜２０３に耐熱性があれば第１の熱処理をより高い温度で行ったり、あるいは第２の熱処理後に第１レジスト膜２０３を隔離してもよい。
【００９５】
図１３（ｃ）に示すように、シリコン膜２０４の形成後、該シリコン膜２０４及び第２絶縁膜２０２上にゲート絶縁膜となる第３絶縁膜２０５が形成される。第３絶縁膜２０５は、下層の絶縁膜と同様に、例えば、ポリシラザンを溶媒に混合した第１の液状材料をスピンコート法により塗布され、熱処理によりＳｉＯ２に転化されて形成される。
【００９６】
図１４（ｄ）に示すように、第３絶縁膜２０５形成後、図１３（ａ）と同様に、フォトエッチング工程によりゲート電極領域がパターニングされる。第３絶縁膜２０５上には、第２レジスト膜２０６が形成され、フォト工程によりゲート電極形成領域がパターニングされる。次に、第２レジスト膜２０６の表面を、フッ素含有ガスを用いたプラズマで処理することにより、レジスト表面を撥液性にさせる表面処理を行っても良い。該表面処理後、ＡｇやＣｕ等の金属粒子が含有された第３の液状材料は、材料吐出方式法によりゲート電極領域に向けて滴下される。第２レジスト膜２０６の表面は、プラズマ処理によるフッ化作用で撥液性を有しているので、第３の液状材料は、スムースにシリコン膜領域に進入することが可能となる。第３の液状材料の塗布の終了後、第１の熱処理によって、第３の液状材料に含有していた有機溶剤が除去される。この第１の熱処理の加熱温度は、約１５０℃、加熱時間は、約３０分間である。
【００９７】
図１４（ｅ）に示すように、第１の熱処理後、第２レジスト膜２０６は、剥離され、さらに、第２の熱処理によって、ゲート電極膜は微密化され、ゲート電極２０７が形成される。ゲート電極２０７の形成後、シリコン膜２０４に向けて不純物の注入が行われ、シリコン膜２０４には、不純物が高濃度にドープされたソース領域２０４Ｓ及びドレイン領域２０４Ｄと、ソース領域２０４Ｓとドレイン領域２０４Ｄとの間のチャネル領域２０４Ｃとが形成される。
【００９８】
図１４（ｆ）に示すように、シリコン膜２０４への不純物注入の終了後、第３絶縁膜２０５、及びゲート電極２０７上に、層間絶縁膜となる第４の絶縁膜２０８が形成される。第４絶縁膜２０８は、下層の絶縁膜と同様に、例えば、ポリシラザンを溶媒に混合した第１の液状材料をスピンコート法により塗布され、熱処理によりＳｉＯ２に転化されて形成される。ここで、さらに熱処理を加え、各種絶縁膜の緻密化と、注入した不純物の活性化を図る。
【００９９】
図１４（ｇ）に示すように、第４の絶縁膜２０８上には、コンタクトホールを形成するための第３レジスト膜２０９が形成され、シリコン膜２０４の表面までエッチングをし、コンタクトホールを開口する。
【０１００】
図１５（ｈ）に示すように、コンタクトホール形成後、さらに第３レジスト膜２０９上に追加露光してソース電極及びドレイン電極の形成領域をパターニング形成する。
【０１０１】
図１５（ｉ）に示すように、電極パターン領域形成後、ＣｕやＡｌ等の金属粒子が含有された第４の液状材料は、材料吐出方式によりソース・ドレイン各電極領域に向けて滴下される。第３レジスト膜２０９の表面は、プラズマ処理により撥液性を有しているので、第４の液状材料は、スムースにソース・ドレイン各電極領域に進入することが可能となる。第４の液状材料の塗布の終了後、第１の熱処理によって、第４の液状材料に含有していた有機溶剤が除去され、固体状の金属膜が形成される。この熱処理の加熱温度は、約１５０℃、加熱時間は、約３０分間である。
【０１０２】
図１５（ｊ）に示すように、熱処理後、第４レジスト膜２０９は、剥離され、さらに、第２の熱処理によって、金属膜は焼成され、低抵抗のソース電極２１１とドレイン電極２１０とが形成される。電極形成後、最上層に保護膜（保護用絶縁層）２１２が形成される。
【０１０３】
なお、この第４の実施形態では、半導体装置の製造方法として説明したが、電気光学装置に用いられるアクティブマトリクス基板であるＴＦＴ基板や、同様にアクティブマトリクス基板としてＭＩＭ（金属−絶縁−金属）、ＭＩＳ（金属−絶縁−シリコン）などの他の２端子、３端子素子を画素スイッチング素子とするものにも適用できる。例えばＭＩＭを用いたアクティブマトリクス基板の薄膜積層構造は半導体層を含まず、導電層と絶縁層のみで構成されるが、この場合にも本発明を適用できる。
また、例えば有機ＥＬ装置などの電気光学装置の製造や、一般的なＬＳＩの製造にも適用可能であり、さらには、前記以外の半導体層を含む種々の薄膜積層構造を有する薄膜デバイスにも本発明は適用可能である。
【０１０４】
〔第５の実施形態〕
（電気光学装置）
次に、本発明の電気光学装置の一例として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置について説明する。
図１６は、前記薄膜形成装置によって形成された半導体装置を有する有機ＥＬ装置の側断面図であり、まずこの有機ＥＬ装置の概略構成を説明する。
図１６に示すようにこの有機ＥＬ装置３０１は、基板３１１、回路素子部３２１、画素電極３３１、バンク部３４１、発光素子３５１、陰極３６１（対向電極）、および封止基板３７１から構成された有機ＥＬ素子３０２に、フレキシブル基板（図示略）の配線および駆動ＩＣ（図示略）を接続したものである。回路素子部３２１は、ＴＦＴ等からなるアクティブ素子３２２を基板３１１上に形成し、複数の画素電極３３１を回路素子部３２１上に整列させて構成されたものである。ここで、ＴＦＴ等からなるアクティブ素子３２２は、その一部が前記の薄膜塗布装置によって形成されたものであり、具体的には図１３〜図１５に示したような工程で形成されたものである。
【０１０５】
また、各画素電極３３１間にはバンク部３４１が格子状に形成されており、バンク部３４１により生じた凹部開口３４４に、発光素子３５１が形成されている。陰極３６１は、バンク部３４１および発光素子３５１の上部全面に形成され、陰極３６１の上には封止用基板３７１が形成されている。
有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置３０１の製造プロセスは、バンク部３４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子３５１を適切に形成するためのバンク表面処理工程と、発光素子３５１を形成する発光素子形成工程と、陰極３６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板３７１により発光素子全体を外界から保護するための封止工程とを備えている。
【０１０６】
発光素子形成工程は、バンク部３４１に囲まれた凹部開口３４４、すなわち画素電極３３１上に正孔注入層３５２および発光層３５３を形成することにより発光素子３５１を形成するもので、正孔注入層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入層形成工程は、正孔注入層３５２を形成するための第１組成物（液状体）を各画素電極３３１上に吐出する第１吐出工程と、吐出された第１組成物を乾燥させて正孔注入層３５２を形成する第１乾燥工程とを有し、発光層形成工程は、発光層３５３を形成するための第２組成物（液状体）を正孔注入層３５２の上に吐出する第２吐出工程と、吐出された第２組成物を乾燥させて発光層３５３を形成する第２乾燥工程とを有している。
【０１０７】
この有機ＥＬ装置３０１においては、そのアクティブ素子３２２として第４の実施形態で示したような半導体装置（ＴＦＴ）が用いられており、したがってこの有機ＥＬ装置３０１によれば、低コストで高性能の半導体装置を備えていることにより、この有機ＥＬ装置３０１自体も高性能のものとなる。
なお、本発明が適用される電気光学装置としては、前記のものに限定されることなく、例えば電気泳動装置や液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置など種々のものにも適用可能である。
【０１０８】
〔第６の実施形態〕
（電子機器）
第６の実施形態として、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１７は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
図１７において、６００は内部に第４の実施形態の方法で製造された半導体装置を備えた携帯電話本体を示し、６０１は同じく第４の実施形態の方法で製造された半導体装置を備えた有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。
図１７に示した電子機器（携帯電話）は、前記実施形態の半導体装置もしくは有機ＥＬ装置を備えたものであるので、高性能の半導体装置を備えていることにより、この電子機器自体も高性能のものとなる。
なお、電子機器としては、前記の携帯電話以外にも、ワープロ、パソコン、腕時計型電子機器など各種のものに適用可能である。
【０１０９】
以上、本発明の塗布装置、薄膜の形成方法、薄膜形成装置、半導体装置の製造方法、電気光学装置、並びに電子機器について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計自由に変更が可能である。
例えば、前記第１の実施形態の薄膜形成装置では、図１に示したように処理部１１に連接室１３を連接した構成としたが、本発明は、これに限定されることなく、図１８に示すように連接室を設けず、処理部１１をローダ１０からアンローダ１２まで直接連続（連通）させた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による薄膜形成装置を示す概略構成図である。
【図２】前処理部の概略構成図である。
【図３】塗布部（塗布装置）の概略構成図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はパージ機構の変形例を示す図である。
【図５】液状材料容器の変形例を示す図である。
【図６】第１熱処理部の概略構成図である。
【図７】第２熱処理部の概略構成図である。
【図８】第２実施形態による薄膜形成装置を示す概略構成図である。
【図９】インクジェット処理部の概略図である。
【図１０】図９におけるディスペンサヘッドの部分拡大側面図である。
【図１１】図９におけるディスペンサヘッドの部分拡大底面図である。
【図１２】第３実施形態による薄膜形成装置を示す概略構成図である。
【図１３】半導体装置の製造工程図である。
【図１４】半導体装置の製造工程図である。
【図１５】半導体装置の製造工程図である。
【図１６】有機ＥＬ装置の側断面図である。
【図１７】第５の実施形態による電子機器の例を示す斜視図である。
【図１８】他の実施形態による薄膜形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１３…連接室、２０…前処理部、２１…塗布部（塗布装置）、
２２…第１熱処理部（熱処理装置）、２３…第２熱処理部（熱処理装置）、
２４…第３熱処理部（熱処理装置）、４０…チャンバ（塗布室）、
４２…液体供給系、４３…廃液処理系、４７、５４…パージ機構、
５０…液状材料供給系、５１…液状材料容器（容器）、
５２…洗浄剤供給系（液剤供給系）、５３、１１１…ノズル（ノズル部）、
５７…ＭＦＣ（マスフローコントローラ）、６０…洗浄剤容器（容器）、
６２、６４…パージ配管、６６、６７…排気配管、
９１…塗布部（塗布装置）、９２…失活剤供給系（液剤供給系）、
Ｖ６、Ｖ１１…パージ側開閉バルブ、Ｖ１２、Ｖ１３…排気側開閉バルブ、
Ｖ１４…開閉バルブ、Ｗ…基板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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