(57)【要約】【課題】基板の表面に塗布された塗布液の乾燥状態を制御して基板の表面に面内均一な絶縁膜を成膜すること。【解決手段】基板を水平に保持する基板保持部に保持されたウエハＷの表面に塗布液ノズル４から塗布液を供給すると共に、基板保持部を塗布液ノズル４に対して前後方向に相対的に移動させてウエハＷの表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液を塗布し、ウエハＷの表面から２ｍｍ以内の高さ位置にて当該表面と平行に対向して設けられた乾燥防止板６ａ（６ｂ）で塗布液が塗布された領域の全面を覆う構成とする。この場合ウエハＷの表面と乾燥防止板６ａとの間に濃度の高い溶剤雰囲気が形成されることにより、ウエハＷの面内で塗布液の乾燥状態が揃えられるので、膜厚の均一な絶縁膜を形成することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に塗布膜を形成する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して前後方向に相対的に移動させる駆動部と、
前記基板の表面から２ｍｍ以下の高さ位置にて当該表面と平行に対向し、前記塗布液ノズルにより塗布液が塗布された領域の全面を覆うように設けられた乾燥防止板と、を備えたことを特徴とする塗布成膜装置。
【請求項２】
基板の表面に塗布膜を形成する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して前後方向に相対的に移動させる駆動部と、
前記塗布液ノズルにより塗布液が塗布された領域の全面を覆うように前記基板の表面に対向して設けられ、溶剤蒸気がその下方側に供給される多数の供給孔を有する乾燥防止板と、
乾燥防止板の上に設けられた溶剤吸収体と、
この溶剤吸収体に溶剤を供給する溶剤供給部と、を備えたことを特徴とする塗布成膜装置。
【請求項３】
前記溶剤吸収体は、スポンジ部材であることを特徴とする請求項２記載の塗布成膜装置。
【請求項４】
前記塗布液ノズルが前記基板の前端縁から後端縁に向かって相対的に移動するように前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して相対的に間欠移動させる第１の駆動部と、前記塗布液ノズルを左右方向に移動させる第２の駆動部と、を備え、前記塗布液ノズルを左右方向に移動させることにより前記基板の表面に前記塗布液を直線状に塗布し、この直線状の塗布領域が後方側に順次並べられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布成膜装置。
【請求項５】
前記塗布液の粘度は、少なくとも基板の表面に塗布したとき５ｃｐ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布成膜装置。
【請求項６】
前記乾燥防止板の周縁部は、基板の外側で下方に折り曲げられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の塗布成膜装置。
【請求項７】
前記乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さを調節するための高さ調整機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布成膜装置。
【請求項８】
塗布液の種類と前記乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さとを対応付けたデータを記憶する記憶部を有し、選択した塗布液の種類に応じて乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さを調節する制御部を備えたことを特徴とする請求項７記載の塗布成膜装置。
【請求項９】
基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液ノズルにより塗布液を塗布しつつ、
前記基板表面の前記塗布液が塗布された領域を、前記基板表面から２ｍｍ以下の高さ位置に当該表面と平行に対向して設けられた乾燥防止板により覆うことを特徴とする塗布成膜方法。
【請求項１０】
基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液ノズルにより塗布液を塗布しつつ、
前記基板表面の前記塗布液が塗布された領域を、多数の供給孔を有する乾燥防止板により覆いながら、当該乾燥防止板の上に設けられた溶剤吸収体から蒸発した溶剤の蒸気を前記多数の供給孔を介してその下方側に供給することを特徴とする塗布成膜方法。
【請求項１１】
前記塗布液ノズルが基板の前端縁から後端縁に向かって相対的に移動するように前記基板を前記塗布液ノズルに対して相対的に間欠移動させつつ、
前記塗布液ノズルを左右方向に移動させることにより前記基板の表面に前記塗布液を直線状に塗布し、この直線状の塗布領域が順次並べられるようにして塗布することを特徴とする請求項９又は１０に記載の塗布成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハなどの基板の表面に所定の塗布液を塗布して例えば層間絶縁膜、デバイスの保護膜をなす絶縁膜などを形成する塗布成膜装置及び塗布成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程の一つとして、層間絶縁膜などの絶縁膜を形成するために、例えばシリコン酸化膜の前駆物質を溶剤に溶かした塗布液を半導体ウエハなどの基板の表面に塗布して液膜を形成し、この液膜から溶剤を蒸発させてシリコン酸化膜からなる塗布膜である絶縁膜を形成する手法が知られている。
【０００３】
ここで塗布液を基板の表面に塗布する手法の一つに、いわゆる一筆書きの要領で塗布する手法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
この一筆書きの要領による塗布手法について、半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）を被処理基板とした例を一例に挙げて簡単に述べておく。図１３に示すように、基板保持部１上に保持されたウエハＷの表面と対向して設けられた塗布液ノズル１０の細径の吐出孔から塗布液１１を供給しながらＸ方向に往復させると共に、ウエハＷをＹ方向に間欠送りして塗布液１１を供給するものである。この場合、ウエハＷの周縁や裏面に塗布液が付着するのを防止するために、ウエハＷの回路形成領域以外の部分をマスク１２で覆うことが好ましい。この手法によれば例えばスピンコーティング法のようにウエハＷを回転させないので無駄のない塗布が行なえる。そしてこの塗布方法は特に基板サイズが大きい場合に好適である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３５３１３２号公報（段落００３５〜００３９、００５２〜００５９、第７、９図）
【特許文献２】
特公昭３３−１０７８８号公報（段落００６５〜００６７、第１４、１５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の塗布手法においては、ウエハＷの先端から終端にまで塗布液ノズル１０がスキャンされて、ウエハＷの表面全体に塗布がなされるまでにはある程度の時間を要するため、先に塗布された部位から溶剤が蒸発して塗布液が乾燥する。そして溶剤が蒸発することで塗布液の表面張力が大きくなり、そのため後から塗布された塗布液が先行部に引っ張られて当該先に塗布した部位の膜厚が厚くなってしまう問題があった。
【０００６】
その対応策の一つとして前記特許文献１には塗布液の乾燥状態を制御するための天板（蓋）をウエハＷの表面を覆うようにして所定の高さレベルに設ける手法が開示されている。しかしながら予定とする膜種が異なれば選択される塗布液も異なり、例えば層間絶縁膜用に選択される低粘度の塗布液は、他の高粘度処理液の場合と同じ条件で処理したのでは乾燥状態の制御が充分でない場合がある。従って更なる装置の検討が必要である。
【０００７】
また特許文献２には、塗布液の乾燥速度を制御する手段として、ウエハＷの表面と対向するようにして設けられた天板の表面に複数の穿設孔を設け、この穿設孔を介して溶剤蒸気を供給する手法が開示されているが、ウエハＷの表面に向かって溶剤蒸気を吹きつけるようにすると、この気流により塗布膜の表面が荒れて膜厚の均一性が悪くなる懸念がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は例えばいわゆる一筆書きの要領で基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布された塗布液の乾燥状態を制御して基板の表面に面内均一な絶縁膜をなす塗布膜を形成することのできる塗布成膜装置及び塗布成膜方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布成膜装置は、基板の表面に塗布膜を形成する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して前後方向に相対的に移動させる駆動部と、
前記基板の表面から２ｍｍ以下の高さ位置にて当該表面と平行に対向し、前記塗布液ノズルにより塗布液が塗布された領域の全面を覆うように設けられた乾燥防止板と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の塗布成膜装置によれば、基板の表面と、この基板の表面と対向する乾燥防止板の表面との間の隙間を２ｍｍ以下に設定することにより、当該隙間に濃度の高い蒸発溶剤雰囲気を形成することができる。このため基板の表面の塗布液の乾燥速度が全体として遅くなることにより、先に塗布液が塗布された部位と、後に塗布された部位との間で乾燥状態（乾燥の進行具合）の差が小さくなる。その結果、基板の面内で膜厚の均一な塗布膜を形成することができる。
【００１１】
他の発明の塗布成膜装置は、基板の表面に塗布膜を形成する塗布成膜装置において、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液を塗布する塗布液ノズルと、
前記基板保持部を前記塗布液ノズルに対して前後方向に相対的に移動させる駆動部と、
前記塗布液ノズルにより塗布液が塗布された領域の全面を覆うように前記基板の表面に対向して設けられ、溶剤蒸気がその下方側に供給される多数の供給孔を有する乾燥防止板と、
乾燥防止板の上に設けられた溶剤吸収体と、
この溶剤吸収体に溶剤を供給する溶剤供給部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記溶剤吸収体は、例えばスポンジ部材であってもよい。また塗布液ノズルが基板の前端縁から後端縁に向かって相対的に移動するように基板保持部を塗布液ノズルに対して相対的に間欠移動させる第１の駆動部と、塗布液ノズルを左右方向に移動させる第２の駆動部と、を備え、塗布液ノズルを左右方向に移動させることにより基板の表面に塗布液を直線状に塗布し、この直線状の塗布領域が後方側に順次並べられる構成であってもよい。
【００１３】
前記塗布液の粘度は、少なくとも基板の表面に塗布したとき１０ｃｐ以下であってもよい。また前記乾燥防止板の周縁部は、基板の外側で下方に折り曲げられてもよい。更に前記乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さを調節するための高さ調整機構を備えていてもよく、更には塗布液の種類と乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さとを対応付けたデータを記憶する記憶部を有し、選択した塗布液の種類に応じて乾燥防止板の前記基板に対する相対的な高さを調節する制御部を備えていてもよい。
本発明方法は、基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液ノズルにより塗布液を塗布しつつ、
前記基板表面の前記塗布液が塗布された領域を、前記基板表面から２ｍｍ以下の高さ位置に当該表面と平行に対向して設けられた乾燥防止板により覆うことを特徴とする。
他の方法は、基板の表面の前端縁から後端縁に向かって塗布液ノズルにより塗布液を塗布しつつ、
前記基板表面の前記塗布液が塗布された領域を、多数の供給孔を有する乾燥防止板により覆いながら、当該乾燥防止板の上に設けられた溶剤吸収体から蒸発した溶剤の蒸気を前記多数の供給孔を介してその下方側に供給することを特徴とする
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る塗布成膜装置について図１および図２を参照しながら説明する。図中２は外装体をなす筐体であり、その内部空間は中央にＸ方向に伸びるスリット２１ａが形成された仕切り板２１が設けられて上下に区画されている。また仕切り板２１の下方側にある下部側空間には、被処理基板例えばウエハＷの裏面側を吸着して当該ウエハＷを略水平に保持するための基板保持部３が設けられており、この基板保持部３は軸部３１を介して接続された駆動機構３２によりウエハＷを保持した状態で昇降及び鉛直軸周りに回転可能なように構成されている。更に駆動機構３２は移動基体３３により支持されている。
【００１５】
また筐体２の底面には、例えば筺体２の長手方向であるＹ方向に伸びる２本のガイドレール３４が設けられており、このガイドレール３４の上面に前記移動基体３３が支持されている。更にガイドレール３４に沿ってボールネジ部３５が配置され、例えば筺体２の外に設けられた駆動部３６例えばモータによりこのボールネジ部３５を回動させることによりこのボールネジ部３５に螺合された移動基体３３と共に基板保持部３がウエハＷを保持した状態で横方向に例えば１０００ｍｍ／ｓｅｃで移動可能なように構成されている。即ち、第１の駆動部は、移動基体３３、ガイドレール３４、ボールネジ部３５および駆動部３６を備えた構成である。また筺体２内は、図示しないクリーンエア供給手段により例えばクリーンエアによるダウンフロ−が形成されている。
【００１６】
前記仕切り板２１の上方側にある上部側空間には、基板保持部３上のウエハＷの表面と対向して塗布液ノズル４が設けられている。この塗布液ノズル４には、下方側に例えば５０μｍの細孔である吐出孔４１を有しており、例えば筺体２の外に設けられた供給源４２から流路４２ａを介して送られてくる例えばシリコン酸化膜の前駆物質である固形成分（シロキサンポリマー）を溶剤に溶かした絶縁膜用の塗布液が当該吐出孔４１を介してウエハＷの表面に供給されるように構成されている。この塗布液は、設定されたプロセス温度例えば２５℃において例えば少なくともウエハＷの表面に塗布されたときの粘度が１０ｃｐ（ｃｅｎｔｉ−ｐｏｉｓｅ）以下になるように溶剤量が調整されている。また塗布液ノズル４を支持する支持部材４３に螺合されたボールネジ部４４が前記ガイドレール３４と略直交してＸ方向に伸びるように配置されると共に図示されていないガイドロッドが支持部材４３を貫通してボールネジ部４４と平行に配置されており、例えば筺体２の外に設けられた駆動部４５例えばモータによりボールネジ部４４を回動させることにより支持部材４３と一体的に塗布液ノズル４が横方向（左右方向）に例えば１０００ｍｍ／ｓｅｃで往復移動可能なように構成されている。即ち、第２の駆動部は、支持部材４３、ガイドレール３４およびボールネジ部４４を備えた構成である。
【００１７】
また基板保持部３に保持されたウエハＷの表面の僅かに高い位置に設けられ、前記塗布液ノズル４の移動方向の延長線であると共にウエハＷの周縁に対応する位置に塗布された塗布液を受け止めて、ウエハＷの回路形成領域以外への塗布液の供給を防ぐための一対の液受け手段５が設けられている。この液受け手段５は上方から落下してくる塗布液を受け止め、これを回収することができるように例えばトレー状に形成されており、更に図示は省略するが表面に付着した塗布液を洗い流すための洗浄機構および受け止めた塗布液を排出するための排出路などを備えている。また液受け手段５は、その内端部がウエハＷの回路形成領域の外縁に対応する位置に設定可能なように進退駆動部５１によりＸ方向に進退自在に構成されている。
【００１８】
更に基板保持部３上のウエハＷの表面と平行に対向するようにして、例えばウエハＷよりも大きい四角状の例えば厚み１．０ｍｍの平板からなる乾燥防止板６が筺体２の長手方向に２枚並んで設けられている。この乾燥防止板６について図３を用いて詳しく説明すると、２枚の乾燥防止板６ａ（６ｂ）のうち、塗布処理時におけるウエハＷの進行方向側にある乾燥防止板６ａは、他方の乾燥防止板６ｂと向かい合う一側縁を除いた周縁がウエハＷの表面の高さ位置よりも下方側に伸びるように例えば５．０ｍｍ下方向に折り曲げられている。このような構成とすることにより、ウエハＷに塗布された塗布液からの蒸発成分をウエハＷと乾燥防止板６ａとの隙間に閉じ込めることができるので得策である。また乾燥防止板６ａ（６ｂ）は、互いに向かい合う一側縁に沿って起立壁６１ａ（６１ｂ）が設けられ、更にこの起立壁６１ａ（６１ｂ）の上縁端には外側に伸びる面状体６２ａ（６２ｂ）が設けられている。これら面状体６２ａ（６２ｂ）同士の間にはＸ方向に伸びる隙間が形成されており、この隙間内を前記塗布液ノズル４が走査されるように構成されている。また起立壁６１ａ（６１ｂ）および面状体６２ａ（６２ｂ）で囲まれた領域は前記液受け手段５の移動領域として構成されている。
【００１９】
前記乾燥防止板６ａ（６ｂ）のＹ方向に伸びる側周縁には、支持部材６３が設けられており、この支持部材６３は軸部６４を介して筺体２の底面に設けられた高さ調整機構である昇降機構６５に夫々接続されている。そして乾燥防止板６ａ（６ｂ）が各々独立して上下に昇降可能なように構成されており、この乾燥防止板６ａ（６ｂ）の表面とウエハＷの表面との間の隙間が例えば２ｍｍ以下になるように設定されている。ここで当該隙間を２ｍｍ以下の範囲内においてどのように設定するかは例えば塗布液の種類に応じて決められる。具体的には、例えば塗布液の粘性に対応付けて決めるのが好ましい。なお、ウエハＷの表面には塗布液が液盛されるので、例えば隙間を２ｍｍに設定したとしても実際には２ｍｍよりも若干小さくなるが、この液盛された塗布液の厚みは例えば２０μｍ程度であり、この隙間に対して極めて小さい。また乾燥防止板６ａ（６ｂ）は、塗布処理時においてその面内で温度がばらついてウエハＷ上の塗布液の乾燥状態に影響するのを防止するために、熱伝導率の低い材質例えばＰＰ（ポリプロピレン）又はフッ素系樹脂等を選択するのが好ましい。
【００２０】
また図１に説明を戻すと、図中７は制御部であり、この制御部７は昇降機構３２、駆動機構３６、駆動機構４５、進退駆動部５１および昇降機構６５の動作を制御する機能を備えている。更に制御部７の有する制御機能について図４を用いて説明しておくと、当該制御部７はコンピュータ７０を備えており、このコンピュータ７０の記憶部７１であるメモリには複数のプロセスレシピ７２が格納されている。このプロセスレシピ７２には、塗布液の種類毎の処理条件、例えばウエハＷの温度、塗布液の温度、乾燥防止板６ａ（６ｂ）の高さ位置などの設定値の情報が記憶されている。即ち、塗布液の種類に応じて塗布液の粘性が決まるため、この例では塗布液の粘度に対応付けた乾燥防止板６ａ（６ｂ）の高さレベルの設定値の情報を有していることとなる。また図中７３はプロセスレシピ７２を選択するためのレシピ選択手段であり、例えばオペレータの手により塗布液の種類に基づいて所定のプロセスレシピ７２が選択され、このプロセスレシピ７２の情報により乾燥防止板６ａ（６ｂ）を昇降させるための昇降機構６５が制御されて乾燥防止板６ａ（６ｂ）が所定の高さ位置に設定される。なお、図中７４はＣＰＵであり、７５はバスである。
【００２１】
また前記したプロセスレシピ７２には、塗布液の種類毎に決められた基板保持部３の移動速度の情報を含めてもよい。この場合、塗布液の粘度に対応して乾燥防止板６ａ（６ｂ）の高さレベルの設定値および基板保持部３の移動速度が決まることとなる。このような構成とすれば塗布時において基板保持部３が間欠移動した際に生じる気流によるせん断応力の影響を抑えることができるので有利である。ここで基板保持部３の移動速度が速すぎると前記せん断応力の影響が強くなり、その反対に移動速度が遅すぎると乾燥防止板６ａの下にもぐり込むまでに溶剤の蒸発が進行してしまうばかりでなく、液受け手段５の上方で塗布液ノズル４が待機することとなり、その分余分な塗布液の量が多くなってしまう。従って、基板保持部３の移動速度をどのように設定するかは予め実験を行って決めておくのが好ましい。その一例として本例では、移動速度１０００ｍｍ／ｓｅｃに設定してある。
【００２２】
続いて、上述の塗布成膜装置を用いて被処理基板例えばウエハＷの表面に絶縁膜を形成する手法について説明する。先ず、基板保持部３が後方位置である乾燥防止板６ｂの下方位置にて、下降位置に設定され、更に乾燥防止板６ａ（６ｂ）が上昇位置に、液受け手段５が開いた状態において、例えば必要な前処理が施されたウエハＷが筺体２の側面に設けられた図示しない搬入出口を介して当該筺体２内に搬入され、そして基板保持部３上に吸着保持される。次いで基板保持部３が上昇して液受け手段５の下面と僅かな隙間となる高さ位置に設定され、また乾燥防止板６ａ（６ｂ）が下降して例えばオペレータにより選択されたプロセスレシピ７２の情報に基づいて所定の高さ位置に設定される。続いてウエハＷを保持した状態で基板保持部３が横方向に移動し、当該ウエハＷの一端（前端）が塗布開始位置へ案内されると共に、塗布液ノズル４がこのウエハＷの一端（塗布開始位置）の上方に案内される。更に液受け手段５が所定の位置まで閉じられてウエハＷの回路形成領域の外側の部位を上から覆うように設定される。
【００２３】
続いて図５に示すように（説明の便宜上、乾燥防止板６を省略している）、塗布液ノズル４が塗布液を吐出しながら左右方向のうちの一方向にスキャンされ、ウエハＷの表面に直線状に塗布液を液盛すると、基板保持部３が前方向に間欠移動してウエハＷが乾燥防止板６ａの下方側に侵入していく。この動作の繰り返し、つまりウエハＷの周縁から中心線を挟んで対向する周縁に亘って塗布液ノズル４が塗布液を供給しながら左右に往復移動すると共に、ウエハＷが前方向に間欠的に移動することにより、いわゆる一筆書きの要領で塗布液がウエハＷの表面の前端縁から後端縁に向かって塗布される。なお、厳密には液受け手段５でウエハＷの周縁に供給される塗布液を受けているので、ウエハＷの回路形成領域に直線状の塗布液が前後に隙間なく並べられることとなる。ここで図６に示すように、乾燥防止板６ａの下方にもぐり込んだウエハＷの表面にある塗布液から蒸発した溶剤成分は、ウエハＷと乾燥防止板６ａとの僅かな隙間に充満され、そしてウエハＷの表面の近傍には溶剤成分濃度の濃い雰囲気例えば溶剤の飽和蒸気圧近くの雰囲気が形成され、そのため塗布液の乾燥速度が抑えられる。
【００２４】
上述の実施の形態によれば、例えばいわゆる一筆書きの要領でウエハＷの表面の前端縁から後端縁に向かって絶縁膜用の塗布液を塗布する場合において、ウエハＷの表面と乾燥防止板６ａ（６ｂ）の表面との間の隙間を２ｍｍ以下に設定することにより、塗布液からの溶剤の蒸発速度を制御することができる。その結果、ウエハＷの表面において塗布液の乾燥速度が全体として遅くなることにより、先に塗布された部位と、後に塗布された部位との間で乾燥状態（乾燥の進行具合）の差が小さくなるので、結果としてウエハＷの面内で膜厚の均一な塗布膜である絶縁膜を形成することができる。
【００２５】
このように膜厚プロファイルが向上することについて、発明者らは以下のように推察している。絶縁膜用の塗布液の固形成分は、低分子量の無機成分が主体となっているため、その粘度は１０ｃｐ以下と低粘度になることが多い。スキャン塗布の場合、塗布開始側と塗布終了側との塗布時間差によって塗布開始側の方が早く乾燥が進み、ウエハＷ面内で濃度勾配が生じることにより、ウエハＷ上の塗布液に流れが発生する。つまり、溶剤が揮発する塗布開始側が高濃度及び高粘度となり、塗布終了側の低濃度及び低粘度の塗布液が高濃度側に流れていく。この流れにより塗布液の固形成分も流され塗布開始側の膜厚が厚くなる。絶縁膜用の塗布液においては、乾燥防止板６ａをウエハＷの表面に接近させて先に塗布された塗布液の乾燥速度を積極的に抑えることにより、高精度な膜厚プロファイルを実現することができる。したがって、絶縁膜用塗布液のような低粘度塗布液においては、少なくともウエハＷ全面の塗布が終了するまでに乾燥防止板６ａとウエハＷの隙間を２ｍｍよりも大きくしてしまうと、後述する実施例からも明らかなように塗布面において濃度勾配が発生し膜厚プロファイルが悪化してしまう。また、乾燥防止板６ａとウエハＷ表面との隙間を２ｍｍ以下に小さくした場合は、ウエハＷが移動することによりせん断力が発生する。せん断力の影響により塗布液膜が塗布終了側に引きずられるとも予想されるが、結果的には塗布終了側の膜厚が厚くなることはない。すなわち、せん断力よりも濃度勾配による固形成分の流れの影響の方が膜厚に及ぼす影響が大きいということである。更に、絶縁膜用の塗布液は低粘度であり流動性が高い。そのため、気流によるせん断力を受けた場合でも静止時において元の状態に戻ることができる。
しかし、ウエハＷの表面全体に塗布がなされてウエハＷの全体が一旦乾燥防止板６ａで覆われた後には、乾燥防止板６ａを上昇させて例えば５ｍｍ以上の隙間に設定して、溶剤の蒸発を促進させるようにしてもよい。
【００２６】
上述の実施の形態においては、ウエハＷの回路形成領域外（塗布領域外）に塗布液が塗布されるのを防止するための液受け手段５を用いた構成に限られず、例えば図７に示すように、ウエハＷの周縁を覆うマスクＭを設けるようにして、更には乾燥防止板６ａ（６ｂ）に起立壁６１ａ（６１ｂ）および面状体６２ａ（６２ｂ）を設けない構成としてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。また乾燥防止板６ａ（６ｂ）を固定し、ウエハＷを保持する基板保持部３を上下動可能な構成にしてもよい。
【００２７】
続いて本発明の他の実施の形態について説明する。本例はウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間に溶剤蒸気を供給して塗布液の蒸発速度を制御するための溶剤蒸気供給手段を備えた塗布成膜装置である。その他の構成については図１及び図２に記載の塗布成膜装置と同じである。この溶剤蒸気供給手段８は、図８及び図９に示すように、乾燥防止板６ａ（６ｂ）の表面に溶剤蒸気を下方側に通過させるための多数の貫通孔である供給孔８１を穿設すると共に、当該乾燥防止板６ａ（６ｂ）の上面側の周縁を起立壁８２で囲い、この囲まれた領域には溶剤吸収体である多孔質体のスポンジ部材８３が設けられて構成されている。このスポンジ部材８３は、別の場所から供給される液状の溶剤例えばウエハＷの表面に塗布される塗布液に含まれる溶剤成分を含む溶剤をしみ込ませて当該溶剤を蒸発させるためのものであり、その材質には溶剤に対して親水性の良い例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）が選択される。更にスポンジ部材８３の上面には、スポンジ部材８３に対して溶剤を微細な液滴例えばスプレー状で供給するための複数のスプレーノズルを備えた溶剤供給口部８４が設けられており、例えば図示しない流量調整部により溶剤供給量を調節することでウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間に供給される溶剤蒸気量の調整がなされる。なお、供給孔８１を介して溶剤が未蒸発のまま落下しないように供給孔８１の孔縁に沿って堰部（起立壁）を設けるようにしてもよい。
【００２８】
このような構成にあってはスポンジ部材８３にしみ込んだ溶剤が蒸発して、供給孔８１を介してウエハＷと乾燥防止板６ａとの隙間に溶剤蒸気が供給されることにより、上述の場合と同様の効果を得ることができる。更に、この場合にはバッファ材であるスポンジ部材８３で溶剤を蒸発させ、蒸発成分をウエハＷと乾燥防止板６ａとの僅かな隙間に拡散させて供給するので、この溶剤雰囲気の気流によりウエハＷの表面上にある塗布液の表面が荒れて膜厚の均一性を低下することが少ない。なお、この例ではウエハＷの表面と乾燥防止板６ａ（６ｂ）の表面との隙間は２ｍｍ以下に限られず、例えば５．０ｍｍに設定してもよいが、２ｍｍ以下に設定すれば、より確実に塗布液の乾燥速度の制御をすることができる。
【００２９】
ここで本発明においては、乾燥防止板６ａ（６ｂ）のうちの塗布液が塗布された部位がもぐり込む側に配置された乾燥防止板６ａのみ設けて、乾燥防止板６ｂを設けない構成としてもよく、更には、乾燥防止板６ａ側にのみ上述の溶剤雰囲気供給手段を設けた構成としてもよい。更に本発明においては、いわゆる一筆書きの要領で塗布する構成に限られず、例えばその長さが少なくともウエハＷの回路形成領域よりも長い左右方向に伸びるスリット状の吐出口を備えた塗布液ノズル４を用いて、この塗布液ノズル４から塗布液を塗布しながらウエハＷの前端縁から後端縁に向かって塗布液ノズル４をスキャンして塗布するようにしてもよい。更に本発明においては、基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ基板、フォトマスク用レチクル基板の塗布処理にも適用することができる。また、塗布液は絶縁膜形成用のものだけでなく、同程度の粘度のものであれば他の薬液でも適用できるのはもちろんである。
【００３０】
最後に上述の塗布成膜装置が組み込まれた塗布膜形成装置の一例について図１０及び図１１を参照しながら説明する。図中９１はカセットステーションであり、例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット９２を載置するカセット載置部９３と、載置されたカセット９２との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し手段９４とが設けられている。この受け渡し手段９４の奥側には筐体９５にて周囲を囲まれる処理部Ｓ１が接続されている。処理部Ｓ１の中央には主搬送手段９６が設けられており、これを取り囲むように例えば奥を見て右側には上述の塗布成膜装置を備えた塗布ユニット９７が複数組み込まれ、更に左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３が夫々配置されている。
【００３１】
棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、塗布ユニット９７の前処理及び後処理を行うためのユニットなどを各種組み合わせて構成されるものであり、その組み合わせは塗布ユニット９７にて表面に塗布液が塗られたウエハＷを減圧乾燥する減圧乾燥ユニット、加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。なお棚ユニットＵ３については、ウエハＷを受け渡すための受け渡し台を備えた受け渡しユニットも組み込まれる。また、上述した主搬送手段９６は例えば昇降及び前後に移動自在で且つ鉛直軸周りに回転自在に構成されており、塗布ユニット９７及び棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を構成する各ユニット間でウエハＷの受け渡しを行うことが可能となっている。
【００３２】
この装置のウェハＷの流れについて説明すると、先ず外部からウェハＷが収納されたカセット９２がカセット載置部９３に載置され、受け渡し手段９４によりカセット９２内からウェハＷが取り出され、加熱・冷却ユニットＵ３の棚の一つである受け渡しユニットを介して主搬送手段９６に受け渡される。次いでユニットＵ３の一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユニット９７にて塗布液が塗布される。その後ウェハＷは減圧乾燥ユニットで減圧乾燥され、加熱ユニットで加熱された後、冷却ユニットで所定の温度に冷却される。しかる後ウェハＷはカセット載置部９３上のカセット９２内に戻される。
【００３３】
【実施例】
続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
（実施例１）
本例は上述の図１及び図２に記載の塗布成膜装置を用いて８インチサイズのウエハＷの表面に絶縁膜を成膜した実施例である。詳しいプロセス条件については以下に列記する。
・塗布液組成；有機ソルベント（メチルシロキサンポリマー）
・塗布液の粘性；５ｃｐ（ａｔ  ２５℃）
・ウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間；２ｍｍ
・塗布液供給流量；１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・塗布液ノズル４走査速度；１０００ｍｍ／ｓｅｃ
・ウエハＷの間欠移動速度；１０００ｍｍ／ｓｅｃ
【００３４】
（比較例１）
本例は、ウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間を５ｍｍに設定したことを除いて実施例１と同じ比較例である。
【００３５】
（比較例２）
本例は、乾燥防止板６ａ（６ｂ）を設けなかったことを除いて実施例１と同じ比較例である。
【００３６】
（比較例３）
本例は、乾燥防止板６ａを傾斜して設けたことを除いて実施例１と同じ比較例である。乾燥防止板６ａは、ウエハＷの進行方向に向かって離間距離が４ｍｍから２ｍｍになるように傾斜させて設けた。
【００３７】
（実施例１及び比較例１〜３の結果と考察）
実施例１及び比較例１〜３によりウエハＷの表面に成膜された絶縁膜の膜厚の偏差（３σ）を求めた結果を図１２に併せて示す。この結果から明らかなように、実施例１のウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間を２ｍｍに設定した場合には、偏差（３σ）は２％以下に抑えられている。一方、比較例１の５ｍｍに設定した場合、偏差（３σ）は３．７％であり、比較例２の乾燥防止板６ａ（６ｂ）を設けない例では偏差（３σ）は５％となっている。更に比較例３の乾燥防止板６ａを傾斜させた例では、偏差（３σ）は２．５％となっており、このとき膜厚はウエハＷの前端側（進行方向側）が盛り上がっていた。即ち、ウエハＷと乾燥防止板６ａ（６ｂ）との隙間を２ｍｍ以下に設定することにより、高精度な膜厚プロファイルを得ることができることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、例えばいわゆる一筆書きの要領で基板の表面の前端縁から後端縁に向かって絶縁膜用の塗布液を塗布する場合に、基板の表面と、この基板の表面と対向する乾燥防止板の表面との間の隙間を２ｍｍ以下に設定することにより、当該隙間に濃度の高い蒸発溶剤雰囲気が形成されて乾燥速度が制御されるので、基板の面内で膜厚の均一な塗布膜である絶縁膜を形成することができる。また乾燥防止板の上に設けた溶剤吸収体にしみ込ませた溶剤から蒸発した溶剤蒸気を基板の表面と乾燥防止板の表面との間の隙間に供給することにより、塗布液の蒸発速度が制御されて基板の面内で膜厚の均一な塗布膜である絶縁膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布成膜装置を示す縦断面図である。
【図２】上記塗布成膜装置の平面図である。
【図３】上記塗布成膜装置の乾燥防止板を示す斜視図である。
【図４】上記塗布成膜装置の制御手段を示す説明図である。
【図５】上記塗布成膜装置により基板の表面を塗布処理する様子を示す説明図である。
【図６】上記塗布成膜装置により基板の表面を塗布処理する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の乾燥防止板の他の例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る塗布成膜装置を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る塗布成膜装置を示す説明図である。
【図１０】本発明の塗布成膜装置を組み込んだ塗布膜形成装置を示す平面図である。
【図１１】本発明の塗布成膜装置を組み込んだ塗布膜形成装置を示す斜視図である。
【図１２】本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。
【図１３】従来の塗布成膜装置を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｗ      ウエハ
２      筺体
３      基板保持部
４      塗布液ノズル
５      液受け手段
６ａ、６ｂ      乾燥防止板
７      制御部
【図１】
2005013787.tif 000003
【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】
2005013787.tif 000009
【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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