JPH10209136A - Ｓｏｇ給配システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板上へＳＯＧを給配するシステムを
提供する。 【解決手段】 本システム１２は、基板１４をスピン回
転させるためのスピンチャック１６；内部導管を有する
給配ノズル１８；ＳＯＧを給配するために、スピンチャ
ック１６上で給配ノズル１８を選択的に位置決めするた
めの、給配ノズル１８へつながる給配ノズル位置決めサ
ブシステム６２；ＳＯＧを供給するためのＳＯＧ供給配
管６０；乾燥したＳＯＧを除去するために使用される洗
浄液を供給するための洗浄液供給配管２２；およびＳＯ
Ｇ供給配管６０、洗浄液供給配管２２、および給配ノズ
ル１８へ流体でつながれたバルブサブシステム２０であ
って、給配ノズル１８の内部導管を通してＳＯＧまたは
洗浄液のいずれかを選択的に給配するためのバルブサブ
システム２０；を含んでいる。洗浄基地はノズル１８の
外側を洗浄するためにも用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に集積回路およ
びその製造に関するものであって、更に詳細には基板へ
スピンオンガラスを給配するためのシステムおよび方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路を構築するためには、１つの基
板上へ数多くのデバイスを作り込むことが必要である。
最初、各々のデバイスは互いに電気的に分離されている
のであるが、製造工程の後の方では特定のデバイスを電
気的に相互接続して望みの回路機能を実現するようにし
なければならない。ＭＯＳおよびバイポーラーのＶＬＳ
ＩおよびＵＬＳＩデバイスのいずれであっても、一般的
に１層以上の相互接続レベルが要求されるため、多重レ
ベルの相互接続構造が使用される。多重レベル相互接続
構造は、金属間誘電体層の平坦化や、高アスペクト比の
コンタクトホールおよびビアの充填等、数多くの難問を
含んでいる。一般論として、スタンレー（Ｓｔａｎｌｅ
ｙ Ｗｏｌｆ）著の「ＶＬＳＩ時代のためのシリコンプ
ロセス（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏ
ｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ）」（１９９０年）の第
２巻、第４章を参照されたい。

【０００３】スピンオンガラス（ＳＯＧ）は、集積回路
製造において、中でも平坦化の工程で使用されることが
ある。例えば、ここに参考のためだけに引用する”半導
体デバイス用のバッファ構造のキャップを有する相互接
続（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｃａｐｐｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏ
ｎｎｅｃｔ ｆｏｒ ａ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｄｅｖｉｃｅ）”と題する米国特許第５，３６０，９
９５号を参照されたい。ＳＯＧは別の１つの中間レベル
誘電体材料であって、液状で供給されるのでポリイミド
膜と同じような平坦化能力を示す。ＳＯＧ膜はフォトレ
ジストよりも平坦化の程度では劣るのが一般的である。
ＳＯＧおよびポリイミド膜はいずれも、ＣＶＤで形成し
た金属間誘電体膜の形態とは対照的に、ボイドを生ずる
ことなしに狭い空間を充填することができる。第１金属
とポリシリコンエッジとを密に配置することによって生
ずる間隙も、ＳＯＧによれば適正な金属ステップカバレ
ッジを許容できる程度に平坦化することが可能である。

【０００４】ＳＯＧ材料は一般に、アルコールをベース
とする溶媒中に混入されたシロキサンまたはシリケート
である。それらの間の主要な違いは、最終的なキュアサ
イクルの後で、シロキサンベースのＳＯＧ中には少量の
Ｓｉ−Ｃボンドが残ることである。ベーキングによって
溶媒は吹き飛ばされて、残存する固体の膜は、ポリイミ
ドの場合の有機膜と対照的に、二酸化シリコン（ＳｉＯ
₂ ）と似た特性を示す。誘電体膜の特性を改善するため
に、シリケートＳＯＧをＰ₂ Ｏ₅ のような化合物でドー
ピングすることもできる。

【０００５】

【発明の解決しようとする課題】ＳＯＧ層の形成に関し
ては、基板上へスピンコートした後で、ＳＯＧをまず低
温でベークし（例えば、空気中１５０−２５０℃で１−
１５分間）、次に高温でベークする（例えば、空気中４
００−４２５℃で３０−６０分間）。まず溶媒が飛び、
次にシラノール（ＳｉＯＨ）グループの重合によって膜
から水が蒸発する。材料の縮小と一緒に質量が大幅に欠
損するために、膜中には引っ張り応力が発生する。

【０００６】ＳＯＧを給配するノズルによって基板上へ
粒子が分配されるようなことがあれば、その基板に形成
される集積回路にとって、結果は致命的なものとなる。
このことは特にＳＯＧに関して問題となる。というの
は、ＳＯＧはノズルやＳＯＧ供給管の中で固化すること
があり、集積回路の故障を引き起こす可能性のある粒子
となることがあるからである。空気中に晒されると、溶
媒はＳＯＧから比較的迅速に蒸発して粒子を形成するた
め、分配ノズルはかなりの頻度で洗浄することが必要と
なる。適切な洗浄を行わなければ、ノズル上の乾燥した
ＳＯＧ粒子が動き出して基板に付着することによって、
その基板に形成される集積回路の故障を引き起こす可能
性がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、基板に
スピンオンガラスを給配するためのシステムおよび方法
が提供される。それは従来開発されてきたスピンオンガ
ラス供給システムに付随する欠点や問題点を本質的に解
消もしくは低減する。本発明の一態様に従えば、基板に
スピンオンガラス（ＳＯＧ）を給配するためのシステム
は、基板をスピン回転させるためのスピンチャック、内
部導管を有する給配ノズル、基板へＳＯＧの給配を行う
ために、前記スピンチャックの上で給配ノズルを選択的
に位置決めするための、給配ノズルへつながれた給配ノ
ズル位置決めサブシステム、ＳＯＧを供給するためのＳ
ＯＧ供給配管、乾燥したＳＯＧを除去するために洗浄液
を供給するための洗浄液供給配管、およびＳＯＧ供給配
管、洗浄液供給配管、および給配ノズルと流体でつなが
れて、給配ノズルの内部導管へＳＯＧまたは洗浄液を選
択的に給配するためのバルブサブシステムを含むことが
できる。

【０００８】本発明の別の一態様に従えば、基板へＳＯ
Ｇを給配するためのシステムは、洗浄の間にノズルを受
け入れるためのキャビティを構成するノズル受容キャビ
ティ構造を有し、給配ノズルの内部導管を通って給配さ
れる洗浄液を給配ノズルの外表面へ反射させるための、
前記ノズル受容キャビティ構造へつながる複数の角度の
ついた表面を有するノズル洗浄基地を含んでいる。

【０００９】本発明の別の一態様に従えば、給配ノズル
を通して基板へＳＯＧを供給するための、および洗浄液
で以て給配ノズルを洗浄するための方法は、スピンチャ
ック上で回転する基板上へ給配ノズルを設置する工程、
バルブサブシステムを通して給配ノズルの内部導管へＳ
ＯＧ供給配管からＳＯＧを給配する工程、および洗浄が
必要な場合に、洗浄基地上へノズルを位置決めして、バ
ルブサブシステムを通して洗浄液供給配管から洗浄液を
給配ノズルの内部導管へ給配し、前記給配ノズルの内部
導管からすべてのＳＯＧを除去することによってノズル
を洗浄する工程を含んでいる。

【００１０】本発明の技術的特徴は、給配ノズルの外側
だけでなく、主要給配ノズルの内部導管が洗浄されるこ
とである。本発明の別の技術的特徴は、給配ノズルの内
部導管を洗浄する同じ洗浄液で給配ノズルの外側も洗浄
できることである。本発明の別の技術的特徴は、給配ノ
ズルを洗浄するための洗浄液を濾過し循環させることに
よって、補充および廃棄のコストを削減できることであ
る。

【００１１】本発明と、それの目的および特徴をより完
全に理解するために、以下に図面を参照しながら詳細な
説明を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好適実施例およびそれの
特徴は、添付図面の図１ないし図１０を参照することに
よって最も良く理解できる。各図面において、同様なあ
るいは対応する部品には同じ参照符号が付けられてい
る。

【００１３】

【実施例】図１を参照すると、基板またはウエハ１４へ
スピンオンガラス（ＳＯＧ）を給配するためのシステム
１２が示されている。システム１２は、スピンチャック
１６、主要給配ノズル１８、給配ノズルのバルブサブシ
ステム２０、洗浄液供給配管２２、第１のＳＯＧ供給配
管２４、および制御ユニット３４を含むことができる。
システム１２はまた、ウエハ移送機構２６および処理カ
ップまたは排出ボウル２８を含むことができる。

【００１４】基板１４へＳＯＧを供給する間、スピンチ
ャック１６は基板１４を固定している。スピンチャック
１６は回転軸３０によって回転する。軸３０はスピンチ
ャック１６および電動機３２へつながれている。電動機
３２は、制御システム１２を制御するために十分なメモ
リとマイクロプロセッサとを含む制御ユニット３４へつ
ながれよう。電動機３２は接続ケーブル３６またはその
他の媒体を介して制御ユニット３４へつながれる。

【００１５】基板１４の裏側４０を洗浄するためのノズ
ル３８を設けることもできる。ノズル３８は、洗浄液リ
ザーバーまたは洗浄液供給源へつながれる洗浄液供給配
管４２へつなぐことができる。ノズル３８と供給配管４
２の一部分との間に制御バルブ４４を配置して、そこへ
の液の流入を制御することができる。バルブ４４は接続
ケーブル４６またはその他の媒体によって制御ユニット
３４へ電気的にあるいは圧縮空気方式でつなぐことによ
って、制御ユニット３４による選択的動作および制御を
行うことができる。

【００１６】基板１４は、ウエハ移送機構２６によって
スピンチャック１６へ取り付けたり、取り外したりする
ことができる。ウエハ移送機構２６は、数多く存在する
うちの任意のタイプの装置またはシステムでよいが、こ
こではウエハ保持装置４８および延長アーム５０を含む
ように描かれている。ウエハ移送機構２６は、基板１４
をスピンチャック１６上へ置いたり、その他の処理装置
のようなその他の場所へ動かしたりすることを可能とす
るように、ウエハ保持装置４８をいろいろな場所へ設置
するための１または複数の精密電動機５２を含むことが
できる。ウエハ移送機構２６は、接続ケーブル５４によ
って制御ユニット３４へ電気的につながれて、基板１４
の配置または移動を協調して行うことができる。

【００１７】主要給配ノズル１８は、ＳＯＧ給配のため
の内部導管（図１０に４１９として示されている）を有
しており、更に、その他の時はそこからＳＯＧを除去す
るようにそこを通して洗浄液を流すようになっている。
給配ノズル１８はバルブサブシステム２０へつながれて
いる。ここで流体装置に関して使用される”つながれ
る”という表現は、流体で結合される装置の概念を意味
しており、従って少なくとも選ばれた時点でそれらの装
置間を流体が流れることになる。２つのつながれた装置
の流体経路中には複数の中間フィッティングや装置を配
置することができる。例えば、給配ノズル１８をバルブ
サブシステム２０へつないで、それらの間に第１のノズ
ル供給配管５８を設ける。

【００１８】第１のノズル供給配管５８は、給配ノズル
のバルブサブシステム２０と主要給配ノズル１８とを流
体でつないでいる。給配ノズルのバルブサブシステム２
０は更に、第１のＳＯＧ供給配管２４および洗浄液供給
配管２２（これは洗浄液リザーバーまたは洗浄液供給源
へつながれている）と流体でつながれている。第１のＳ
ＯＧ供給配管２４は第２のＳＯＧ供給配管６０（これは
ＳＯＧリザーバーまたはＳＯＧ供給源へつながれてい
る）とつなぐことができて、第２のＳＯＧ供給配管６０
と第１のＳＯＧ供給配管２４との間に主要給配ノズル位
置決めサブシステム６２を設けることができる。更に、
洗浄液供給配管２２を主要給配ノズル位置決めサブシス
テム６２へ取り付けることもできる。主要給配ノズル位
置決めサブシステム６２は、接続ケーブルまたは媒体６
４によって電気的にあるいは圧縮空気方式で制御ユニッ
ト３４とつなぐことができる。位置決めサブシステム６
２は、ノズル１８をノズル待機および洗浄基地６６（図
２）や待機およびパージ基地６８（図２）のような各場
所へ移動させることの他に、基板１４上の各場所へ主要
給配ノズル１８を位置決めすることを可能とする。位置
決めシステム６２は、例えば供給配管２４および供給配
管５８のような直線的な部分を含むことができる。それ
は、基板１４上のいろんな場所や、基地６６および６８
（図２）のような与えられた半径内に位置する基地へ回
転する。あるいはまた、システム６２はノズル１８やそ
の他の装置の位置決めを許容する延長可能なアームを含
むことができる。

【００１９】動作時には、制御ユニット３４の制御およ
び協調下で、ウエハ移送機構２６が基板１４をスピンチ
ャック１６へ給配し、そこにおいて主要給配ノズル位置
決めサブシステム６２が基板１４の選ばれた場所の上へ
主要給配ノズル１８の位置決めを行って、そこへＳＯＧ
を給配する。ＳＯＧの給配の後で、位置決めシステム６
２はノズル１８を引っ込めて、移送機構２６が基板１４
をスピンチャック１６から取り外すことを許容する。

【００２０】長い休止期間の間には、ＳＯＧがノズル１
８上およびノズル１８の内部導管の一部分または第１の
供給配管５８の内側で乾燥する傾向がある。従って、周
期的、あるいは一定回数のサイクル後あるいは一定の量
の休止期間が経過した時に、給配ノズルのサブシステム
２０を第１供給配管２４から給配されるＳＯＧから切り
離して、ＳＯＧ洗浄液を洗浄液供給配管２２から第１の
ノズル供給配管５８およびノズル１８を通してバルブサ
ブシステム２０中へ供給されるのを許容してノズル１８
の洗浄が行われる。洗浄液としては複数の液が使用でき
る：ＳＯＧ洗浄液用の液の例としては、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、ブチルセロソルブアセテート、
プロピレングリコールモノプロピルエーテル、アセト
ン、エチルセロソルブアセテート、エチルエトキシプロ
ピオネート、シクロヘキサノンあるいは同等品のような
有機溶媒、あるいはフッ酸またはフッ化アンモニウムを
含む水溶液が挙げられる。この水溶液は、フッ酸または
フッ化アンモニウムと酢酸混合物との緩衝液である。

【００２１】待機および洗浄基地６６（図２）は、洗浄
液を集めるための場所を提供する他に、ノズル１８でノ
ズルの外側を洗浄するためにも使用される。使用するの
に適した基地については図１０に関連して説明する。

【００２２】次に図２を参照すると、図１のシステム１
２の模式的平面図が示されている。主要給配供給位置決
めサブシステム６２は、基板１４の各部分上で給配ノズ
ル１８の位置決めを行うが、更に、ノズルおよび洗浄基
地６６や待機およびパージ基地６８のような１または複
数の待機基地への位置決めも行う。待機および洗浄基地
６６は、図１０に関連して説明するようにノズルの外側
の洗浄を行うために、洗浄液をノズル１８上へ意図的に
反射させる他に、洗浄液を集めて再循環させるための場
所を提供している。

【００２３】給配ノズルのバルブサブシステム２０では
数多くのタイプの三方バルブが使用できる。給配ノズル
のバルブサブシステム２０は、供給配管２４からのＳＯ
Ｇまたは供給配管２２からの洗浄液、別の場合には中性
ガスを選択して第１ノズル供給配管５８へ給配する。１
つの形態では、それは配管２２、２４、および５８をつ
なぐ三方バルブを含むことができる。バルブシステム２
０は、付随するバルブのシートおよび表面に対して連続
的な洗浄を提供するものであることが好ましい。適当な
バルブサブシステムの二例を次に与える。第１のものは
図３ないし図６に関連して提供され、第２のものは図７
ないし図９に関連して提供される。

【００２４】図３ないし図６を参照すると、図１および
図２の給配ノズルのバルブサブシステム２０として使用
するのに適したバルブサブシステム１２０が示されてい
る。バルブサブシステム１２０は、ＳＯＧ洗浄液をノズ
ル１１８へあるいはＳＯＧをノズル１１８へ選択的に供
給する。第１のノズル供給配管１５８はノズル１１８を
バルブシステム１２０と流体でつないでいる。洗浄液供
給配管１２２は、ＳＯＧ洗浄液をシステム１２０へ供給
し、ＳＯＧ供給配管１６０はＳＯＧをシステム１２０へ
供給する。引き戻しバルブ１７０をＳＯＧ供給配管１６
０または配管１５８の一部分に設けて、ノズル１１８へ
のＳＯＧの給配を中止する場合には、ＳＯＧをノズル１
１８の部分から排出するようにわずかに負の圧力を供給
するようにすることができる。引き戻しバルブ１７０
は、その他の場所に設置することもできる。例えば、引
き戻しバルブ１７０は、配管１５８の一部分とつないだ
り、あるいは制御バルブ１７４とつなぐことによって、
ノズル１１８へのＳＯＧの給配を中止する場合にＳＯＧ
をノズルの部分から排出するようにわずかに負の圧力を
供給するようにすることもできる。引き戻しバルブ１７
０は、接続ケーブルまたは媒体１７２によって、図１の
制御ユニット３４のような制御ユニットと電気的にある
いは圧縮空気方式でつなぐことができる。そうすること
で、ＳＯＧ供給配管１６０は第１のバルブ１７４へＳＯ
Ｇを給配することができる。

【００２５】第１の中間導管または配管１７６は、第１
のバルブ１７４を第２のバルブ１７８へ流体でつないで
いる。バルブ１７４および１７８は、それぞれ接続ケー
ブルまたは媒体１８０および１８２によって、制御ユニ
ット３４（図１）のような制御ユニットへ電気的にある
いは圧縮空気方式でつなぐことができる。中間導管１７
６に圧力変換器１９０を設けることができる。圧力変換
器１９０は、図１の制御ユニット３４のような制御ユニ
ットへ接続ケーブル１９２でつなぐことができる。

【００２６】洗浄液供給配管１２２は第３のバルブへ流
体でつながれよう。第３のバルブ１８４もまた、接続ケ
ーブルまたは媒体１８６によって、図１の制御ユニット
３４のような制御ユニットへ電気的にあるいは圧縮空気
方式でつなぐことができる。第２の中間配管または導管
１８８をバルブ１８４および第１の中間配管１７６と流
体でつなぐことができる。後に述べるように、いくつか
の例では、サブシステム１２０およびノズル１１８の部
分の内部表面を乾燥またはパージするために、配管１８
８中へ中性のガスまたはその他のタイプのガスを給配す
ることを許容するように、配管１８８にＴ字形フィッテ
ィングを設けることが好ましい。

【００２７】図３では、ＳＯＧが配管１６０から第１の
中間配管１７６へ流れ込み、更に開いたバルブ１７８を
通って第１のノズル供給配管１５８およびノズル１１８
上へ流れ込むのを許容するように、開いた状態にあるバ
ルブ１７４および１７８が示されている。バルブ１８４
は閉じた状態にあって、配管１２２中の洗浄液が中間配
管１７６へ流入するのを阻止し、また中間配管１７６中
の液が配管１２２中へ流れ込むのも阻止している。ＳＯ
Ｇをノズル１１８中へ給配する必要がない時は、バルブ
の１７４か１７８のいずれかが閉じている。

【００２８】次に図４を参照すると、例えば、十分長い
時間（休止時間）が経過してノズル１１８上に乾燥した
ＳＯＧが現れたり、あるいは与えられたサイクル数が経
過した後やＳＯＧ中に汚染が発見された時などにノズル
１１８の洗浄が望ましければ、ノズル１１８およびノズ
ル１１８への供給配管の部分を洗浄液で洗浄する必要が
ある。その場合、ノズル１１８を基地６６または６８
（図２）の上へ設置して、バルブサブシステム１２０が
ノズル１１８へ洗浄液を給配するようにして、ノズルか
らＳＯＧを除去することが好ましい。多くの場合、ノズ
ル１１８の外側にも洗浄液を供給することが好ましい
（図１０参照）。ノズル１１８へ洗浄液を給配するため
には、バルブ１７４を閉じ、バルブ１８４を開いて、バ
ルブ１７８を開く。バルブ１７４および１７８のバルブ
シートや露出した表面を洗浄するためには、後に説明す
るように、まず配管１７６からＳＯＧを排除した後でそ
こを洗浄液で満たすのが好ましいかもしれない。図４
は、バルブ１７４を閉じて、バルブ１８４を開いて、配
管１７６中のＳＯＧのほとんどをバルブ１７８を通して
排出し、その後バルブ１７８を閉じた後のシステム１２
０を示している。

【００２９】システム１２０には数多くの異なるタイプ
のバルブが使用されている。バルブ１７４は、ＳＯＧ供
給配管１６０に対してもはや通路１９６が利用できない
ように配置されるディスクであるか、あるいは流れの方
向を変える装置１９４を有するものでよい。図示のよう
に、ディスク１９８の第１の表面は配管１６０を塞ぐよ
うにＳＯＧに向かって設置されており、また第２の表面
２００は中間配管１７６に対して露出している。同様
に、バルブ１７８は、通路２０４を有するディスク２０
２を有しており、それはノズル供給配管１５８に対して
通路２０４を利用できないように配置している。ディス
ク２０２の第１の表面２０８は配管１５８の一部に対し
て露出しており、また第２の表面２１０は中間配管１７
６に対して露出している。

【００３０】バルブ１７４および１７８と同じように、
バルブ１８４はディスク２１２を有しており、それは通
路２１４を開けて、洗浄液供給配管１２２中の洗浄液が
中間配管１７６へ入るのを許容する状態に設置されてい
る。バルブ１７４、１７８、および１８４がこのような
状態の時、洗浄液はディスク１９４の表面２００および
ディスク２０２の表面２１０へ向かって押しつけられ
て、それによって露出された各々のバルブ１７４および
１７８のすべての部分からＳＯＧを洗浄して除去するこ
とに注意されたい。上で説明したように、バルブ１７８
を閉じる前に、それは一定の時間開いたままにおかれる
ことによって、洗浄液がバルブ１７８を通り、ノズル１
１８を通って給配されて、ＳＯＧを除去することが許容
される。次にバルブ１７８を閉じて、一定の時間、また
は圧力変換器１９０が予め定められた圧力を示すまで、
洗浄液で洗浄すべき表面２００および２１０が洗浄され
るようにする。その時点で、バルブ１７８を開いて配管
１２２から付加的な洗浄液を中間配管１７６を通してノ
ズル１１８中へ流すようにすることができる。この後者
の状態は図５に示されている。洗浄液供給配管１２２か
らの洗浄液は、洗浄に擾乱を与えて表面の洗浄を容易に
するように、パルス化（例えば、バルブ１８４をパルス
的に開いたり閉じたりする ）してもよい。

【００３１】ノズル１１８で十分な洗浄が行われた後
で、バルブ１７８は開いたままにしてバルブ１８４を閉
める。いくつかの例では、配管１７６および１５８、お
よびノズル１１８からすべての洗浄液をパージまたは乾
燥させるために、中間配管１７６へガス供給を行って、
その後で図６に示されるようにバルブ２００を開いても
よい。異なる洗浄サイクルの間、異なる部分またはディ
スクが中間配管１７６中の洗浄液と接触するように、毎
回ディスク１９４の設置が行われることに注意された
い。このことはバルブ１７８についても言えて、これに
よってそれらが連続的に洗浄されることになる。

【００３２】次に図７を参照すると、図１および図２の
システム１２のようなＳＯＧ給配システムで使用するこ
とのできる別の給配ノズルのバルブサブシステム３２０
が示されている。システム３２０は、給配ノズル３１８
へＳＯＧまたは洗浄液のいずれかを選択的に供給する。
第１のＳＯＧ供給配管３６０がバルブサブシステム３２
０へつながれて、それに対してＳＯＧリザーバーまたは
供給源からＳＯＧを供給している。洗浄液供給配管３２
２は洗浄液リザーバーまたは供給源から洗浄液をバルブ
サブシステム３２０へ供給する。引き戻しバルブ３７０
は、ＳＯＧ供給配管３６０または配管３５８の一部分に
設けられて、ノズル３１８へのＳＯＧ給配を停止する場
合に、ノズル３１８の一部分からＳＯＧを排出するよう
に負圧を供給するようになっている。

【００３３】配管３６０はバルブ３３０へＳＯＧを給配
し、それによってＳＯＧが第１の液流入経路３６１を通
ってバルブ３３０へ流れ込む。バルブ３３０は、その中
にエルボー通路３３４を有する回転可能なエルボーディ
スク３３２のような二分岐経路装置を含んでいる。洗浄
液供給配管３２２はＳＯＧ洗浄液をバルブ３３０へ給配
することができて、それによって洗浄液は第２の液流入
経路３２３を通ってバルブ３３０へ流れ込む。第２のバ
ルブ３３６はバルブ３３０の手前の洗浄液供給配管３２
２に位置することができる。バルブ３３６は、中性ガス
供給配管３３８からの中性ガスあるいはヘリウム等その
他のガスのバルブ３３０への供給、あるいはバルブ３３
０への洗浄液の供給のいずれかを選択的に許容する三方
バルブでよい。バルブ３３０へ供給される中性ガスは、
バルブ３３０、配管３５８、およびノズル３１８の部分
を含む下流の部品から洗浄液の乾燥を容易にする。バル
ブ３３６は中間配管または導管３４０によってバルブ３
３０へつながれる。

【００３４】図７に示される状態では、バルブ３３０の
第１表面３４２は中間配管３４０を閉鎖しているように
示されている。通路３３４は供給配管３６０と一緒に、
バルブ３３０の第１の液流入経路３５９を通ってノズル
供給配管３５８およびノズル３１８へＳＯＧが流れ込む
のを許容する。ＳＯＧの流れを停止させる必要が生ずれ
ば、図８に示されるようにディスク３３２が回転させら
れる。図８に示される閉じた状態では、第２表面３４４
はＳＯＧ供給配管３６０を閉鎖することに注意された
い。この手順を処理の間続けて実行することができて、
バルブ３３０を閉じる方向に一方向に回転させた後で、
それを開くように別の方向へ回転させるということが繰
り返される。あるいはディスク３３２を完全に一回転さ
せてもよい。あるいは、ディスク３３２を反時計回りに
４５度回転させて、２つの分配位置（図７と図９）の間
に中間位置にくるようにすれば、より速い駆動が可能と
なる。

【００３５】例えば図１のシステム１２が十分な時間休
止した後では、あるいは一定の処理サイクルが経過した
後では、ノズル３１８を洗浄することが好ましい。洗浄
が必要な時には、図９に示されるように、エルボー通路
３３４を通って洗浄液が中間配管３４０からノズル供給
配管３５８へ流れるようにディスク３３２を回転させ
る。第２表面３４４が中間配管３４０の中を通過するこ
とになり、操作中に連続してディスク３３２を回転させ
ることで洗浄液がそれを洗浄することに注意されたい。
このように、バルブのシートおよび表面は、洗浄液で満
たされた中間配管３４０を通過する時に洗浄されること
になる。洗浄が完了すると、ディスク３３２は元の状態
へ回転して戻されて、通路３３４がＳＯＧ供給配管３６
０およびノズル供給配管３５８と揃うことで、ノズル３
１８へＳＯＧが給配されるようになる。あるいはディス
ク３３２は中間位置へ戻されて、関連するすべての導管
または配管３６０、３４０、３５８を閉じるようにされ
る。オプションとして、図９に示される洗浄プロセスが
終了した後で、洗浄液供給配管３２２からの洗浄液に対
してバルブ３３６を閉じて、流体でつながれた表面およ
びノズル３１８から洗浄液を吹き飛ばし、そこにある表
面を乾燥させるために中性ガス供給配管３３８から中性
ガスを供給してもよい。

【００３６】次に図１０を参照すると、図２のノズル待
機および洗浄基地６６として使用するのに適したノズル
待機および洗浄基地４６６が示されている。基地４６６
は、基板へＳＯＧを給配するために使用される主要給配
ノズル４１８を、ノズル４１８の内部導管４１９を通し
て洗浄液を通過させる洗浄サイクルの他、休止期間に待
機させておく場所を提供する。図１０に示されるよう
に、ノズル４１８は次に述べるような洗浄サイクルにお
かれる。

【００３７】基地４６６にはキャビティ４６８を有する
ノズル受容キャビティ構造が含まれる。キャビティ４６
８は、洗浄液が加圧されてノズル４１８中に給配される
時に、その洗浄液がキャビティ４６８から出ないように
ノズル４１８を受け入れる形に形成される。キャビティ
４６８は、第１の上側側壁４７０および複数の角度の付
いた表面４７２を備えて形成され、それらの形状および
位置は、ノズル４１８中を給配されてくる洗浄液を本質
的にノズル４１８の外側表面４２１または外側部分へ反
射させるか、あるいはノズル４１８の外側部分４２１の
周りで洗浄液の擾乱流を引き起こすようなものとなって
いる。このことに関して、ノズル４１８によって給配さ
れる洗浄液の経路として考えられる３つの例が４７４、
４７６、および４７８として示されている。ノズル４１
８からの洗浄液の、角度の付いた表面４７２に相対的な
軌道は、洗浄液が反射してノズルの外側表面４２１を叩
くようになっていることに注意されたい。ノズル４１８
の外側４２１上で洗浄液の擾乱を改善するために、ノズ
ル４１８への洗浄液の給配をパルス化することもでき
る。

【００３８】洗浄液の一部の他に、ノズル４１８から洗
浄されたすべてのＳＯＧを集めて除去するために、キャ
ビティ４６８の下側部分に第１のドレイン４８０および
第２のドレイン４８２を設けることができる。ドレイン
４８０および４８２は、施設排水配管へつないで、そこ
にある液体や粒子を適正に処理できるようにすることが
できる。あるいは、ドレイン４８０および４８２は、濾
過および再循環のために、ドレイン配管４９２へつない
でもよい。

【００３９】洗浄サイクルのある時点で、キャビティ４
６８を洗浄液で満たすことが一般には好ましい。これを
実現する一方法は、ドレイン４８０および４８２の流量
を、洗浄サイクルの間にノズル４１８を通して給配され
る洗浄液の流量よりも小さくするものである。こうすれ
ば、洗浄サイクルの間に、ドレイン４８０および４８２
はいくらかの汚染および洗浄液を除去するものの、ノズ
ル４１９を通る流量が大きいためキャビティ４６８は洗
浄液で満たされることになる。別の一方法は、ドレイン
４８０および４８２に対してバルブを付け加えて、それ
を最初は開いておき、後に洗浄サイクルの間に閉じるこ
とによってキャビティ４６８を充満させる方法である。

【００４０】洗浄サイクルの間は、洗浄液はキャビティ
４６８の中で増えていき、第１のオーバーフロードレイ
ン４８４および第２のオーバーフロードレイン４８６に
達する。第１のオーバーフロードレイン４８４は第１の
オーバーフロードレイン配管４８８へつながっており、
また第２のオーバーフロードレイン４８６は第２のオー
バーフロードレイン配管４９０へつながっている。ドレ
イン配管４８８および４９０は、第３のオーバーフロー
ドレイン配管４９２へ流れ込んでいる。

【００４１】配管４９２を通して給配される洗浄液から
汚染およびＳＯＧを濾過し、その洗浄液をノズル４１８
への給配のために再び循環させるために、濾過および再
循環サブシステム４９７を設けることができる。濾過お
よび再循環サブシステム４９７は、液から粒子およびＳ
ＯＧのような汚染を除去するためのフィルタ４９４およ
び再循環サブシステム４９６を含むことができる。フィ
ルタ４９４は、洗浄液から汚染およびＳＯＧを濾過す
る。フィルタ４９４で濾過した後、配管４９２中の洗浄
液は再循環サブシステム４９６へ給配される。再循環サ
ブシステム４９６は、ポンプおよび付加的なフィルタを
含むことができて、それらは使用済みの洗浄液を再びノ
ズル４１８へ利用できるようにする。

【００４２】動作時には、ノズル４１８をキャビティ４
６８の中に配置して、洗浄サイクルを開始することがで
きる。ノズル４１８を通って給配される洗浄液は、角度
の付いた複数の表面４７２によって反射または跳ね返さ
れてノズル４１８の外側部分４２１に衝突して、そこに
着いているＳＯＧを洗浄する。導管４１９を通る洗浄液
は、そこから本質的にすべてのＳＯＧを除去する。すべ
ての汚染物またはＳＯＧはドレイン４８０および４８２
から流れ出すであろう。ドレイン４８０および４８２
は、ノズル４１８を通って給配される洗浄液よりも小さ
い流量であるので、キャビティ４６８は洗浄液がオーバ
ーフロードレイン４８４および４８６に達するまで満た
される。次に、洗浄液は、それぞれドレイン配管４８８
および４９０へつながれ、更に第３のオーバーフロード
レイン配管４９２へつながれたオーバーフロードレイン
４８４および４８６を通ってキャビティ４６８から流れ
出す。その後、洗浄液は、フィルタ４９４で濾過され
て、再循環サブシステム４９６によって再循環される。
再びＳＯＧを給配するようにノズル４１８の準備をする
ことが必要な時には、ノズル４１８を基地４６６へ設置
して、主要ノズル４１８へ供給されるすべての過剰なＳ
ＯＧが、基地４６６と、ドレイン４８０および４８２へ
給配されるようにする。

【００４３】本発明は特に、以上の詳細な説明の中で示
し説明してきたが、形態および詳細に関してその他各種
の変更が、特許請求の範囲によって定義される本発明の
精神およびスコープから外れることなしに可能であるこ
とを当業者は理解されるであろう。

【００４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）基板へスピンオンガラス（ＳＯＧ）を給配するた
めのシステムであって、基板をスピン回転させるための
スピンチャック、内部導管を有する給配ノズル、基板へ
ＳＯＧを給配するために、前記スピンチャック上へ給配
ノズルの位置決めを選択的に行うための、前記給配ノズ
ルへつながれた給配ノズル位置決めサブシステム、ＳＯ
Ｇを供給するためのＳＯＧ供給配管、乾燥したＳＯＧを
除去するために洗浄液を供給するための洗浄液供給配
管、および前記ＳＯＧ供給配管、洗浄液供給配管、およ
び前記給配ノズルへ流体でつながれたバルブサブシステ
ムであって、前記給配ノズルの前記内部導管へＳＯＧま
たは洗浄液を選択的に給配するためのバルブサブシステ
ム、を含むシステム。

【００４５】（２）第１項記載のシステムであって、更
に、前記給配ノズル位置決めサブシステムおよび前記バ
ルブサブシステムへつながれて、前記給配ノズルへＳＯ
Ｇまたは洗浄液の自動制御された給配を行うための制御
ユニットを含むシステム。

【００４６】（３）第１項記載のシステムであって、前
記給配ノズルのバルブサブシステムが三方バルブを含ん
でいるシステム。

【００４７】（４）第１項記載のシステムであって、前
記給配ノズルのサブシステムが、中間導管、前記ＳＯＧ
供給配管および前記中間導管へつながれた第１のバルブ
であって、それが開いた時に前記中間導管へＳＯＧを供
給するための第１のバルブ、前記洗浄液供給配管および
前記中間導管へつながれた第２のバルブであって、それ
が開いた時に前記中間導管へ洗浄液を供給するための第
２のバルブ、および前記中間導管および前記給配ノズル
へつながれた第３のバルブであって、前記中間導管と前
記給配ノズルとの間で液の流れの選択的な供給を提供す
るための第３のバルブ、を含んでいるシステム。

【００４８】（５）第１項記載のシステムであって、前
記給配ノズルのバルブサブシステムが、前記ＳＯＧ供給
配管へつながれた第１の液流入経路、前記洗浄液供給配
管へつながれた第２の液流入経路、および前記給配ノズ
ル供給配管へつながれた第３の液流入経路を有する１つ
のバルブを含んでおり、前記バルブが、前記ＳＯＧ供給
配管および前記給配ノズルか、あるいは前記洗浄液供給
配管および前記給配ノズルかのいずれかを選択的につな
ぐための二方流入経路接続装置を含んでいるシステム。

【００４９】（６）第１項記載のシステムであって、更
に、ノズル洗浄基地であって、洗浄中にノズルを受け入
れるためのキャビティを有するノズル受容キャビティ構
造、および前記ノズル受容キャビティ構造へつながれ
て、前記給配ノズル中に給配される洗浄液を前記給配ノ
ズルの外側表面へ反射させるための複数の角度の付いた
表面、を含むノズル洗浄基地、を含むシステム。

【００５０】（７）第１項記載のシステムであって、更
に、ノズル洗浄基地であって、洗浄中に前記給配ノズル
を受け入れるためのキャビティを形成するノズル受容キ
ャビティ構造、前記ノズル受容キャビティ構造へつなが
れて、前記給配ノズルの中を通って給配される洗浄液を
前記給配ノズルの外側表面へ反射させるための複数の角
度の付いた表面、前記ノズル受容キャビティ構造へつな
がれて、前記キャビティから洗浄液を除去するためのド
レイン、および前記ドレインによって集められた洗浄液
の少なくとも一部を濾過して、前記バルブサブシステム
へ戻すための濾過および再循環サブシステム、を含むノ
ズル洗浄基地、を含むシステム。

【００５１】（８）第１項記載のシステムであって、更
に、前記バルブサブシステムへつながれて前記バルブサ
ブシステムへ中性ガスを給配するための中性ガス供給配
管を含み、ここにおいて前記バルブサブシステムが、前
記給配ノズルの内部導管を乾燥させるために前記給配ノ
ズルへ前記中性ガス供給配管から中性ガスを選択的に給
配するように動作するシステム。

【００５２】（９）第１項記載のシステムであって、更
に、制御ユニットと、前記制御ユニットへつながれて、
自動的にウエハを前記スピンチャック上へ設置し、また
処理後にウエハを自動的に前記スピンチャックから取り
外すためのウエハ移送機構とを含むシステム。

【００５３】（１０）給配ノズルを通して基板へスピン
オンガラス（ＳＯＧ）を供給するための、および前記給
配ノズルを洗浄液で洗浄するための方法であって、前記
基板へＳＯＧを給配する工程であって、チャック上の基
板上へ給配ノズルを設置する工程、前記ノズルとチャッ
クとの間で相対的円運動を引き起こす工程、およびバル
ブサブシステムを通してＳＯＧ供給配管から前記給配ノ
ズルの内部導管へＳＯＧを給配する工程、を含む基板へ
ＳＯＧを給配する工程、および洗浄が必要な時に、前記
給配ノズルを洗浄する工程であって、洗浄基地上で前記
給配ノズルを位置決めする工程、および前記ノズルの内
部導管からすべてのＳＯＧを除去するために、前記バル
ブサブシステムを通して洗浄液供給配管から前記給配ノ
ズルの内部導管へ洗浄液を給配する工程、を含む前記給
配ノズルを洗浄する工程、を含む方法。

【００５４】（１１）第１０項記載の方法であって、前
記ノズルを洗浄する前記工程が、更に、前記ノズルを通
して給配される洗浄液の軌道経路上に位置する複数の角
度の付いた表面を有する洗浄基地のノズル受容キャビテ
ィ中へノズルを設置して、前記洗浄液の一部を前記給配
ノズルの外側部分へ反射させる工程、および前記洗浄液
を少なくとも部分的に前記複数の角度の付いた表面から
前記給配ノズルの外側部分へ反射させて、そこからＳＯ
Ｇを除去するようにするために十分な圧力で以て前記ノ
ズルの内部導管を通して洗浄液を給配する工程、を含ん
でいる方法。

【００５５】（１２）第１０項記載の方法であって、前
記ノズルを洗浄する前記工程が、更に、前記ノズルから
前記洗浄液が分配された後で、前記洗浄液を集める工
程、前記集められた洗浄液を濾過する工程、および前記
集められた洗浄液を前記洗浄液供給配管へ再循環させる
工程、を含んでいる方法。

【００５６】（１３）基板１４へスピンオンガラス（Ｓ
ＯＧ）を給配するためのシステム１２は、基板１４をス
ピン回転させるためのスピンチャック１６、内部導管を
有する給配ノズル１８、ＳＯＧを給配するために、スピ
ンチャック１６上で給配ノズル１８を選択的に位置決め
するための、給配ノズル１８へつながる給配ノズル位置
決めサブシステム６２、ＳＯＧを供給するためのＳＯＧ
供給配管６０、乾燥したＳＯＧを除去するために使用さ
れる洗浄液を供給するための洗浄液供給配管２２、およ
びＳＯＧ供給配管６０、洗浄液供給配管２２、および給
配ノズル１８へ流体でつながれたバルブサブシステム２
０であって、給配ノズル１８の内部導管を通してＳＯＧ
または洗浄液のいずれかを選択的に給配するためのバル
ブサブシステム２０を含んでいる。洗浄基地はノズル１
８の外側を洗浄するために用いることができる。給配ノ
ズル１８を通して基板１４へＳＯＧを供給するための、
また給配ノズル１８を洗浄するための方法は、基板１４
へＳＯＧを給配する工程、および洗浄が必要な時に、中
でも、バルブサブシステム２０を通して給配ノズル１８
の内部導管へ洗浄液供給配管２２から洗浄液を給配して
内部導管からすべてのＳＯＧを除去することによってノ
ズル１８を洗浄する工程、を含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一態様に従う、基板へＳＯＧを給配す
るためのシステムの模式図。

【図２】基板へＳＯＧを給配するためのシステムの模式
的平面図。

【図３】給配ノズルのバルブサブシステムの第１の時点
での模式図。

【図４】図３の給配ノズルのバルブサブシステムの第２
の時点での模式図。

【図５】図３および図４の給配ノズルのバルブサブシス
テムの第３の時点での模式図。

【図６】図３−図５の給配ノズルのバルブサブシステム
の第４の時点での模式図。

【図７】給配ノズルの別のバルブサブシステムの第１の
時点での模式図。

【図８】図７の給配ノズルのバルブサブシステムの第２
の時点での模式図。

【図９】図７および図８の給配ノズルのバルブサブシス
テムの第３の時点での模式図。

【図１０】本発明の一態様に従うノズル洗浄基地の模式
的断面図。

【符号の説明】

１２ システム １４ 基板 １６ スピンチャック １８ 給配ノズル ２０ 給配ノズルのバルブサブシステム ２２ 洗浄液供給配管 ２４ 第１のＳＯＧ供給配管 ２６ ウエハ移送機構 ２８ 排出ボウル ３０ 回転軸 ３２ 電動機 ３４ 制御ユニット ３６ 接続ケーブル ３８ ノズル ４０ 基板の裏側 ４２ 洗浄液供給配管 ４４ 制御バルブ ４６ 接続ケーブル ４８ 保持装置 ５０ 延長アーム ５２ 精密電動機 ５４ 接続ケーブル ５８ 第１のノズル供給配管 ６０ 第２のＳＯＧ供給配管 ６２ 主要給配ノズル位置決めサブシステム ６４ 接続ケーブル ６６ ノズル待機および洗浄基地 ６８ 待機およびパージ基地 １１８ ノズル １２０ バルブサブシステム １２２ 洗浄液供給配管 １５８ 第１のノズル供給配管 １６０ ＳＯＧ供給配管 １７０ 引き戻しバルブ １７２ 接続ケーブル １７４ 制御バルブ １７６ 中間導管 １７８ 第２バルブ １８０，１８２ 接続ケーブル １８４ 第３バルブ １８６ 接続ケーブル １８８ 第２の中間配管 １９０ 圧力変換器 １９２ 接続ケーブル １９４ ディスク １９６ 通路 ２００ 第２表面 ２０２ ディスク ２０４ 通路 ２０８ 第１表面 ２１０ 第２表面 ２１２ ディスク ２１４ 通路 ３１８ 給配ノズル ３２０ 給配ノズルのバルブサブシステム ３２２ 洗浄液供給配管 ３２３ 第２の流入経路 ３３０ バルブ ３３２ 回転エルボーディスク ３３４ エルボー通路 ３３６ 第２バルブ ３３８ 中性ガス供給配管 ３４０ 中間配管 ３４２ 第１表面 ３４４ 第２表面 ３５８ ＳＯＧ供給配管 ３５９ 第３の流入経路 ３６０ 第１のＳＯＧ供給配管 ３６１ 第１の流入経路 ３７０ 引き戻しバルブ ４１８ 給配ノズル ４１９ 内部導管 ４２１ ノズルの外側 ４６６ ノズル待機および洗浄基地 ４６８ キャビティ ４７０ 第１の上側側壁 ４７２ 角度の付いた表面 ４７４，４７６，４７８ 洗浄液の反射経路例 ４８０，４８２ ドレイン ４９２ ドレイン配管 ４８４，４８６ オーバーフロードレイン ４８８ 第１のオーバーフロードレイン配管 ４９０ 第２のオーバーフロードレイン配管 ４９２ 第３のオーバーフロードレイン配管 ４９４ フィルタ ４９６ 再循環サブシステム ４９７ 濾過および再循環サブシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス イー．パラディス アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン，モーニング グローリィ ドライブ 2560 (72)発明者 ポール シー．ハシム アメリカ合衆国テキサス州プラノ，チャッ ツワース レーン 1400

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板へスピンオンガラス（ＳＯＧ）を給
   配するためのシステムであって、 基板をスピン回転させるためのスピンチャック、 内部導管を有する給配ノズル、 基板へＳＯＧを給配するために、前記スピンチャック上
   へ給配ノズルの位置決めを選択的に行うための、前記給
   配ノズルへつながれた給配ノズル位置決めサブシステ
   ム、 ＳＯＧを供給するためのＳＯＧ供給配管、 乾燥したＳＯＧを除去するために洗浄液を供給するため
   の洗浄液供給配管、および前記ＳＯＧ供給配管、洗浄液
   供給配管、および前記給配ノズルへ流体でつながれたバ
   ルブサブシステムであって、前記給配ノズルの前記内部
   導管へＳＯＧまたは洗浄液を選択的に給配するためのバ
   ルブサブシステム、を含むシステム。
2. 【請求項２】 給配ノズルを通して基板へスピンオンガ
   ラス（ＳＯＧ）を供給するための、および前記給配ノズ
   ルを洗浄液で洗浄するための方法であって、 前記基板へＳＯＧを給配する工程であって、 チャック上の基板上へ給配ノズルを設置する工程、 前記ノズルとチャックとの間で相対的円運動を引き起こ
   す工程、およびバルブサブシステムを通してＳＯＧ供給
   配管から前記給配ノズルの内部導管へＳＯＧを給配する
   工程、 を含む基板へＳＯＧを給配する工程、および洗浄が必要
   な時に、前記給配ノズルを洗浄する工程であって、 洗浄基地上で前記給配ノズルを位置決めする工程、およ
   び前記ノズルの内部導管からすべてのＳＯＧを除去する
   ために、前記バルブサブシステムを通して洗浄液供給配
   管から前記給配ノズルの内部導管へ洗浄液を給配する工
   程、 を含む前記給配ノズルを洗浄する工程、を含む方法。