专利名称：成膜装置的制作方法
(本申请基于并要求2000年3月28日提交的在先日本专利申请第2000-89738号为优先权，其全部内容在此一并作为参考。)本发明涉及在被处理衬底上涂敷液体的成膜方法，尤其是涉及被利用于控制涂敷量的方法。
作为在衬底上形成液状膜的方法，利用平版印刷处理的抗蚀剂的旋涂法是公知的。并且在近年来，旋涂法正被应用到绝缘膜和金属膜的成膜中。然而，在旋涂法中，供给衬底上的药液几乎都排出衬底外，由于仅残留极小的百分比用在成膜上，所以药液大多浪费，这给环境带来了很坏的影响。并且，问题还在于在方形衬底和12英寸以上的圆形衬底中，其外周部分产生气流，在该部分膜厚不均匀。
作为不浪费药液并在整个衬底上均匀涂敷的方法，在特开平2-220428号公报中记载了通过成一列配置的多个喷嘴喷出抗蚀剂溶液，从其后方在成膜面上吹气或药液，获得均匀的膜的方法。并且，在特开平6-151295号公报中记载了在棒上设置多个喷雾口，以此向衬底上喷出抗蚀剂，获得均匀膜的方法。既使在这些涂敷装置中的任一个，通过沿衬底表面使多个横列配置的喷出或喷雾嘴扫掠，也能得到均匀的膜。
然而，在这样的涂敷法中，不能局部控制在衬底面内的成膜厚度。
作为不浪费药液且在衬底面内控制涂敷量的方法，提出了在被处理衬底的成膜区域上通过喷嘴供给药液，进行液状膜的成膜的方法。通过使用形成ON/OFF药液的喷出的精密涂敷嘴进行使用药液供给嘴的涂敷量的控制。精密涂敷嘴经驱动设置在喷出口上部的喷嘴内设置的针状和螺旋等的阀，控制药液的喷出量。
在这些方式中，问题是，当驱动阀时，借助阀和药液的摩擦产生微粒，在打开阀时，流下的药液中所含的微粒被输送到衬底上。问题还在于就在阀被打开后，相关药液的压力变化产生脉动流，使成膜厚度产生偏差。
作为抑制微粒混入和脉动流产生的药液喷出量控制的方法，在美国专利申请号09/335,508中，记载了利用从滴下的药液侧吹气，阻断药液供给的方法。
在该美国专利申请号09/335,508中，通过在照射光产生气体的材料上照射光，而产生气体，通过产生的气体压力使从喷嘴喷出的药液轨迹变化。用在下方设置的药液回收部回收轨迹变化的药液，阻断向衬底的药液供应。
在该方式中，一方面在气体发生膜上照射光并加热使气化，另一方面对于位于其前方的滴下药液必须抑制光的照射影响。但是，在美国专利申请号09/335,508中没有抑制光照射影响的对策。
另外，当在单元移动部内设置板状气体发生膜时，由于其大小受到限制，所以能降低滴下药液仅100次。为了对被处理衬底的整个面上进行阻断，由于必须在105-107个位置减少药液，所以在该方式中成为问题的是位置削减得少。
本发明目的在于提供一种成膜装置，边通过由光照产生气体的材料形成的气体压力局部控制滴下的药液的滴下量，边进行成膜，其特征是，气体发生膜上照射的光可抑制对药液的影响。
并且，本发明的其他目的在于提供一种成膜装置，能缓解滴下降低次数的限制。
为了达到上述目的，本发明提供以下构成(a)本发明的成膜装置具有药液喷嘴，对被处理衬底连续喷出药液；气体喷出部，配置在该药液喷嘴的下方，对该喷嘴喷出的药液吹气，利用该气体压力改变药液轨迹；药液回收部，使对喷出的药液与所述液体轨迹变化部相隔配置，回收利用该气体喷出部改变轨迹的药液；移动部，使所述液体喷嘴和所述被处理衬底作相对移动；所述气体喷出部具有激光振荡器，使脉冲激光振荡；和气体发生膜，利用所述激光振荡器照射的激光加热气化产生所述气体。
(b)本发明的成膜装置具有药液喷嘴，对被处理衬底连续喷出药液；气体喷出部，配置在该药液喷嘴的下方，对该喷嘴喷出的药液吹气，利用该气体压力改变药液轨迹；药液回收部，使对喷出的药液与所述液体轨迹变化部相隔配置，回收利用该气体喷出部改变轨迹的药液；移动部，使所述液体喷嘴和所述被处理衬底作相对移动；所述气体喷出部具有光照射部；带状气体气体发生膜，利用所述光照射部照射的光加热气化产生所述气体；和卷绕器，驱动该气体发生膜。
利用上述构成，本发明有如下作用和效果。
控制光脉冲幅度，使在气体发生膜气化之前中止激光的照射，由此，对滴下的药液可不照射激光，所以对药液无影响。
使用带状气体发生膜，由卷绕器驱动气体发生膜，由此可缓和药液滴下降低次数的限制。
图1A表示第1实施例的成膜装置示意性构成图；图1B表示第1实施例的成膜装置示意性构成图；图2A表示第1实施例的高压气体喷出部结构示意图；图2B表示第1实施例的高压气体喷出部结构示意图；图3A表示在第1实施例的成膜方法说明中使用的衬底剖面图；图3B表示用已有的成膜方法形成的SOG膜的剖面图；图3C表示用第1实施例成膜方法形成的SOG膜的剖面图；图4A、4B表示第2实施例成膜装置的气体喷出部构成图；图5A表示第2实施例成膜装置的气体喷出部构成图；图5B表示第2实施例成膜装置的气体喷出部构成图；图6A表示第2实施例成膜装置的气体喷出部构成图；图6B表示第2实施例成膜装置的气体喷出部构成图；图7表示由图6A、6B所示的气体喷出部的激光照射的激光输出时间变化图；图8A表示第3实施例成膜装置构成平面图；图8B表示第3实施例成膜装置构成平面图；图9A表示在第4实施例成膜方法的说明中使用的衬底剖面图；图9B表示用第4实施例成膜方法形成的SOG膜的剖面图；图10A表示第5实施例成膜装置的示意性构成图；图10B表示第5实施例成膜装置的示意性构成图；图11A表示使用在图1A、1B中所示的药液回收部成膜的衬底构成图；图11B表示图11A的XIB部放大的剖面图；图11C表示使用图10A、10B中所示的药液回收部成膜的衬底构成图；图11D表示图11C的XID部放大的剖面图12A表示笫6实施例的喷嘴构成示意图；图12B表示图12A的吸引口72剖面图；图12C表示图12A的气体导入口71剖面图；图13A表示在成膜装置中设置图12所示的喷嘴的状态图；图13B表示在成膜装置中设置图12所示的喷嘴的状态图；图14A表示第7实施例的成膜装置构成示意性平面图；图14B表示第7实施例的成膜装置构成示意性剖面图；图15A表示第8实施例的成膜装置构成示意性平面图；图15B表示第8实施例的成膜装置构成示意性剖面图。
下面参照
本发明实施例。
(第1实施例)图1A、1B表示第1实施例的成膜装置示意性构成图。
在本实施例中，使用直径为8英寸的半导体村底作为进行液状成膜的被处理衬底11。
如图1A所示，在未图示的样件台上水平放置的被处理衬底11的垂直方向上配置有在被处理衬底11上形成选择性液状膜的药液供给单元10。药液供给单元10由使药液13滴下的药液喷嘴12、对药液喷射高压气体的高压气体喷出部(气体喷出部)14、药液回收部15、和驱动部16组成。
药液喷嘴12对被处理衬底11喷出药液13。然后，药液回收部15回收从药液喷嘴12喷出的药液13，阻断从喷嘴12向被处理衬底11的药液13的供给。根据驱动部16一边沿X方向移动药液供给单元10一边向Y方向以一定间距返回，通过对被处理衬底11从药液喷嘴12喷出药液13，在被处理衬底11上形成液状膜19。
驱动部16的移动速度可设定在1m/sec.～10m/sec.范围内，可选择根据成膜厚度和药液的粘性的最佳速度。Y方向移动的间距可设定在10μm～500μm范围内，选择根据液状膜的膜厚和粘性的最佳间距。
如图1B所示，液状膜19的图案形成和局部涂敷量的控制，是利用从在喷出的药液13侧设置的高压气体喷出部14喷出的高压气体17，对喷出的药液13连续地吹风，通过消减涂敷量而实现。当出现向被排放的药液的被处理衬底11的飞散问题的情况下，通过药液回收部15回收排放的药液18，防止向衬底11上的药液18的飞散。尤其在飞散的药液不成问题的情况下，不必设置药液回收部15，通过高压气体17改变药液13的轨迹，可在形成涂敷区域的同时进行成膜。
下面，对高压气体喷出部的结构进行说明。图2A、2B表示本发明第1实施例的高压气体喷出部结构示意图。
如图2A所示，高压气体喷出部14包括以下部分使脉冲激光起振的激光振荡器24；卷在圆筒形的两个卷绕器21上，通过激光照射气化的气体发生膜20；设置在气体发生膜20和激光振荡器24之间，对激光透明的透明衬底22；对药液更有效地喷射产生的气体的气体喷嘴23。气体发生膜20一旦气化，则气体扩散，可在药液13方向上有效地喷出由透明衬底22发生的气体。通过使卷绕器21旋转，可使气体发生膜20移动。
接着，说明有关该高压气体喷出部的工作。如图2B所示的状态，从透明衬底22侧照射来自激光振荡器24的激光，激光照射区域的气体发生膜20气化，高压气体17从气体喷嘴23中喷出。利用喷射的高压气体17可使位于气体喷嘴23前方的药液13排放。
调节气体发生膜20的长度，由于利用旋转卷绕器21可排放105次以上的药液，所以在单晶片的整个面上进行药液的阻断。
本实施例所用的气体发生膜20是在硝化纤维中添加约1％的吸收从可见光到红外光的色素的膜。并且，使用的激光振荡器是平均输出约1W的半导体激光，其波长为780nm的红外光。
在该条件下，照射激光之后，直到排放药液的时间约为25μsec.。可非常高速地排放药液。25μsec.中，照射激光之后，气体发生膜的温度上升气化所需时间为10μsec.，气化的气体达到药液的时间为数μsec.，排放药液的时间为10μsec.。如上所述，从开始照射到排放药液结束，耗费约25μsec.的时间。
在气体发生膜气化之后，若接着对气体发生膜照射激光，就会对药液有影响。例如，在药液为抗蚀剂的情况下还感光。因此，必须控制激光的脉冲周期，使得在气体发生膜气化前中止光的照射，或，必须选择仅与气体发生膜反应而与滴下药液不反应的光的波长。
在本实施例中，使激光振荡器脉冲宽度与所述激光照射之后气体发生膜温度上升气化所要时间相同，规定为10μsec.。并且，如前所述，照射激光之后到排放药液必要的时间为25μsec.。
使激光振荡器以脉冲宽度为10μsec.，脉冲周期为25μsec.进行脉冲振荡，使气体发生膜20气化，在瞬间产生气体。
在本实施例中，虽然使用以上状态的气体发生膜和激光，但如果使与由激光照射产生气体的膜和激光的组合，也能实施本发明。例如，在使用波长300nm以下的激光(YAG第四高次谐波，KrF激元激光、ArF激元激光等)的情况下，无需在硝化纤维膜上添加色素。并且当氧气充满气体喷嘴的情况下，作为产生气体的物质也可使用石墨薄膜。这时的激光也可用紫外光、可见光、红外光的任一种波长的激光。即便在使用任一种气体发生膜的情况下，必须确保只是向滴下的药液吹气的气体流量。必要的气体流量，若设定滴下的药液流速为fs(m/sec.)、高压气体的流速为fg(m/sec.)，那么从经验上可求出fg≥fs的结果。由于在本申请中的药液的流速为5m/sec.，所以必须规定高压气体17的流速在5m/sec.以上。硝化纤维膜作为气体发生膜20使用的情况下，由于厚度为5μm可确保该流速，所以必须使用厚度在5μm以上的硝化纤维膜作为气体发生膜。
在本申请的方式中，一方面在气体发生膜上照射光，加热气体发生膜使气化，另一方面必须抑制给位于其前方的滴下药液的光照射影响。即使在美国申请号为09/335,508的方案中，虽然提出了通过光照射使气体发生膜气化，利用其气体阻断前方滴下药液的方式，但也没有描述有关抑制向滴下药液的照射光的影响的方法。必须为了抑制光照射的影响，控制激光脉冲周期，以在气体发生膜气化前中止光的照射，或，必须选择只与气体发生膜反应而不与滴下药液反应的光的波长。
在图2A、B中所示的状态下，在室温下对厚度为5μm的气体发生膜照射1W激光的情况下，规定激光的脉冲宽度为10μsec.，脉冲周期为25μsec.，使气体发生膜气化，可不向滴下液照射激光。
还有，在本方案中，使用波长780nm的半导体激光，即使调整脉冲宽度，根据从照射激光到气化的时间瞬间变化，即使在滴下药液上直接照射激光，也不会产生影响。
在本方案中作为气体发生膜使用的硝化纤维膜由于仅吸收DUV光以下的波长，所以在气体发生膜上添加吸收波长780nm激光的色素，使得即使使用半导体激光气体发生膜也能吸收光。
在滴下药液中使用抗蚀剂膜和SOG膜的情况下，即使直接在滴下药液上照射波长为780nm的光也无影响。
美国申请号09/335,508中采用的气体发生膜有硝化纤维等，但在照样使用硝化纤维的情况下，必须规定照射光为DUV光，例如在滴下抗蚀剂的情况下，产生抗蚀剂感光的问题。
如上情况下，为了实现本申请方法，根据气体发生膜的温度和膜厚脉冲适当调整脉冲宽度，同时，必须相应于滴下药液和气体发生膜的吸收适当选择波长。
在该情况下，作为可将脉冲宽度任意控制到数μsec.～数十μsec.的光源，半导体激光器是公知的。由于半导体激光器的响应速度为数nsec.，所以若是数μsec.的脉冲，则可非常有规律地进行控制。
再有，由于半导体激光可选择从可见区域到红外区域的波长，所以能相应气体发生膜的光吸收和滴下药液的光吸收选择适当波长。以上情况，作为光源，最好用半导体激光。
接着，说明有关涂敷作为绝缘膜材料使用的SOG溶液(药液)的情况。该SOG溶液通过把固体成分20％的SOG溶解在稀释剂中形成。
被处理衬底，如图3A所示，在半导体衬底30上通过例如高0.25μm的布线形成结构物31，利用该结构物31在表面上形成凹凸。在半导体衬底30上存在孤立线路区域、线路和间隔区域和孤立间隔区域等。
在已有的扫描涂敷法中，一边从药液喷嘴连续地喷出SOG溶液，一边通过在列方向使药液喷嘴往返移动同时以一定间距折返，在表面上施加成膜。该折返的间距设定成比在被处理衬底上滴下的SOG溶液的扩展宽度要窄。滴下的SOG溶液的扩展宽度由于约为200μm，所以药液喷嘴的间距设定成100μm。
象这样，在已有的方法中，在平整的衬底上可形成平整的SOG膜。但是，在基底上形成凹凸的情况下，产生如图3B所示的因受基底图形的影响而使平整性变差的问题。
图3C示出在已有的扫描涂敷方法中，表面变高的区域的涂敷量借助于本发明的高压气体喷出部得以消减，同时进行成膜时的剖面结构。在本装置中，在表面变高的区域中，来自激光振荡器的激光照射在气体发生膜上，对SOG溶液喷出高压气体，在药液回收部回收SOG溶液。其结果，减少了滴在衬底上SOG药液量。
如图3C所示，根据表面的凹凸对SOG适当照射来自激光振荡器的激光，通过控制往SOG溶液的衬底的滴下量，所形成的SOG膜变得平整。
从图3A、3C了解到，利用本发明的成膜方法使表面的平整性有了飞跃性提高。
(第2实施例)从照射激光开始到气化的延迟时间(脉冲周期)长意味着不能作精确的喷出量控制。
下面，对可缩短脉冲周期，更精确地控制药液喷出量的气体喷出部进行说明。
在本实施例中，用加热结构预先对气体发生膜加热，缩短照射激光后的气化时间。下面对具有加热机构的气体喷出部的例子进行说明。
首先，如图4A、4B所示，利用设置在透明衬底22上的加热器25对气体发生膜20进行加热。温度控制单元26控制加热器25，使气体发生膜的温度控制在不到气化温度的150℃。
接着，如图5A、5B所示，红外光发生部501照射的红外光通过半透明反射镜502反射，反射光入射到气体发生膜20上，对气体发生膜20进行加热。温度控制单元504用在透明衬底22表面上设置的热电偶503测量透明衬底22的温度，以此间接地测量气体发生膜20的温度。温度控制单元504通过测量的温度控制向红外光发生部501提供电力的电源505，使得使气体发生膜20的温度为不到气化温度的150℃。此外，如图5B所示，来自激光振荡器24的激光透过半透明反射镜502入射到气体发生膜20上。
最后，如图6A、6B所示，激光振荡器24对气体发生膜连续照射低能量激光，使脉冲地增加只是气体发生膜气化时的能量。温控单元602通过使用设置在透明衬底22表面上的热电偶601测量透明衬底22的温度，间接地测量气体发生膜20的温度。温度控制单元602通过测量的温度控制激光振荡器24照射的激光输出，使气体发生膜20的温度为不到气化温度的150℃。在本装置中，如图7所示，通过连续照射0.5W的激光，使温度上升到150℃。
在以上说明的装置中，通过使气体发生膜的温度先上升到150℃，对于气体发生膜从照射1W的激光开始到气化的时间可减少到约5μsec.。此外，这时的气体发生膜的膜厚为5μm。
如上所述，通过设置预先使气体发生膜的温度上升的机构，可缩短从照射激光开始到气化时间(延迟时间)。即，对喷出量作精确控制。
在本实施例中，通过预先使气体发生膜加温到150℃，从照射激光开始到气体发生的时间可缩短到5μsec.。从而，可使激光脉冲宽度和脉冲周期分别为5μsec.,20μsec.。通过激光脉冲周期的缩短，可对喷出量作精确控制。
(第3实施例)在本实施例中，说明有望进一步缩短延迟时间的可对喷出量作精确控制的成膜装置。
为了连续阻断药液，一旦对某气体发生膜的点上照射激光，那么必须很快地开始下一个点的激光照射。即，必须借助于从以前的点发生的气体在排放药液的最当中时，向下一个点的气体发生膜上照射激光，使温度开始上升。
图8A、8B是表示本发明第3实施例的可连续进行药液阻断的成膜装置。图8A表示成膜装置的示意性平面图；图8B表示成膜装置的示意性侧视图。
如图8A、8B所示，基于识别向晶片滴下药液的位置的晶片位置识别机构801的识别结果，控制系统802控制将电力提供给激光振荡器804的脉冲电源803，调整药液滴下量。控制系统802进行脉冲电源803的控制，同时控制多角镜805，改变激光振荡器804照射的激光入射到多个光纤806捆扎而成的纤维束805上的位置。从纤维束805射出的激光入射到带子90上。带子90成为对激光透明的透明膜91和通过照射激光产生气体的气体发生膜92的二层结构。带子90以横切被处理衬底11的方式设置，其两端用卷绕器21卷绕。
此外，纤维束805的射出侧，相对于带子，与气体发生膜卷绕方向垂直地配置许多光纤806。
在本装置中，在带子90的后方捆扎许多光纤，通过对气体发生膜的不同部位照射激光，在从气体发生膜92产生气体到排放药液13结束的时间中，由于可在其他处照射激光，所以可缩短激光脉冲周期，能更精确地控制喷出量。
(实施例4)在第1实施例中，叙述了通过相应于被处理衬底的凹凸减少喷出的药液进行成膜，提高表面平整性的方法。在本实施例中描述对液态膜构图的同时进行成膜的方法。
图9A是表示形成半导体器件的最上层布线层后的剖面结构。在埋入层间绝缘膜40沟中的最上层布线上，还形成用于附加布线41与安装衬底连接的焊盘42。
用图1A、1B所示的成膜装置说明在该最上层布线层上边构图边形成SOG膜时的结果。
根据本发明的成膜方法局部控制涂敷量，也可在焊盘上进行成膜。如前所述，通过在衬底上滴下固体成分20％的SOG后扩展约200μm宽度，在实施构图情况下，必须或提高粘性，或提高溶剂的挥发性，或减小扩展宽度。在本实施例中所用的SOG固态成分为约30％。而且，在本实施例中为了促进SOG溶液中所含的稀释剂的挥发，衬底温度要高于稀释剂挥发温度350℃。在该情况下，SOG膜的扩展宽度约为10μm。焊盘42的大小由于是约50～100μm，所以在该情况下，在焊盘42以外的区域可选择性地进行成膜。
使最上层的层间绝缘膜43在焊盘42以外的区域上选择性地执行成膜时的剖面结构，示于图9B。如图9B所示，由于在焊盘42上不形成层间绝缘膜，无须进行已有的平版印刷工艺和RIE工艺。
在利用阀的开关进行药液喷出量控制的情况下，由于减少区域宽度的控制性达到约1cm，所以不能用半导体器件的制造过程中的工序，相反，本发明的减少区域的宽度的控制性由于是约10μm，所以可以在非常小的区域中控制成膜量。
若使用该技术，则不用平版印刷工艺和激光擦除工艺等的加工技术，可在成膜的同时构图。
此外，即使在本实施例中，通过缩短激光脉冲周期，可改善减少区域宽度。从而，通过使用第2、第3实施例中所示的装置，能进一步缩小区域的宽度。
(第5实施例)在所述成膜装置中，所存在的问题是，通过激光照射气体发生膜产生的高压气体排放的药液，从药液回收部15的壁上飞散，其飞散物飞散到衬底上，产生粉尘。于是，将药液回收部作成吸引型，下面显示其实施例。
图10A、10B是表示本发明第5实施例的成膜装置的结构示意图。此外，在图10A、10B中，与图1A、1B相同的部分标以相同符号，对其说明从略。
如图10A、10B所示，在本装置中，把药液回收部51连接到真空泵52，防止利用高压气体喷出部14产生的气体排放的药液18从药液回收部51的壁上飞散。
作为粉尘的原因，除了归因于排放的药液从药液回收部的壁上飞散的情况外，还有因在从药液喷嘴滴下的药液的周边，药液成雾状而产生的情况。
由于把药液回收部设定成吸收型，以能去除在滴下药液的周边上形成的雾，所以可抑制粉尘的飞散。
如图11A、11B所示，如不作成图1A、1B所示装置形式的吸收型的情况下，从药液回收部15的壁上飞散的药液飞散在衬底上，形成粉尘60。另一方面，在使真空泵与药液回收部15连接的情况下，几乎不形成图11C、11D所示的粉尘。如上所述，药液回收部形成真空泵产生的吸收功能，可抑制飞散物。此外，图11B是图11A的XIB部放大表示的剖面图。图11D是图11C的XID部放大的剖面图。
(实施例6)在第5实施例中，叙述把通过激光照射产生的气体17引导到滴下的药液13的喷嘴23，和吸收式药液回收部分别设置的情况。在本实施例中，叙述把引导气体17的气体喷嘴和药液回收部作成整体型，改善药液13排放效率和回收能力的方法。
图12A、B、C是本发明第6实施例成膜装置中使用的喷嘴构成的示意图。图12A是表示喷嘴构成的示意图；图12B是表示图12A的喷嘴70的剖面图；图12C表示图12A的喷嘴71剖面图。
如图12所示，在本实施例中所用的喷嘴70把气体导入口71和回收排放的药液的吸引口72作成整体型，在其中央形成通过药液13的穴73。还有，在从吸引口上拆掉真空泵时，形成通风孔74，使在通过药液13的穴73内不产生气流。
图13A表示喷嘴70设置在成膜装置上的状态。气体导入口71设置成与气体发生膜20紧密接触，吸引口72与真空泵连接。并且，设置药液通过的穴73。一旦用真空泵吸引，那么，从通风孔74向吸引口产生气流，其按图中箭头所示方向流动。
若激光振荡器24产生的激光照射到气体发生膜20上，则前方的药液13被排放。排放的药液18如图13B所示从吸引口72有效地被排出。
在使用图2A、2B所示的喷嘴23排放药液的情况下，由于在气体喷嘴23的前方产生散乱流动，所以不能把从气体发生膜产生的气体压力有效地传递给药液13。因此，气体发生膜20必须作成5μm以上的厚度，必须使用1W以上的输出激光。如果用本实施例的喷嘴70，那么，为了抑制乱流可使气体发生膜的膜厚达到2μm，激光的输出可下降到0.4W。
为了以1W的激光输出使厚为5μm的气体发生膜气化，必需约10μsec.的时间，相反，在使用1W的激光输出使厚度为2μm的气体发生膜气化的情况下所需时间为5μsec.，即，使用在本实施例中所示的喷嘴70，可使激光的功率降低，或能更高速控制。
如美国申请号09/335,508中所记载的，当不使用气体喷嘴排放滴下的药液时，气化的气体发生乱流，不可能高速排放药液。
在使用气体喷嘴的情况下，当使用5μm厚度的气体发生膜则可排放滴下药液，一旦照射1W的激光，则从开始照射，约用10μsec.使气化开始。
另一方面，在不使用气体喷嘴的情况下，由于气体压力不能更有效地传递到滴下的药液上，所以在排放滴下药液时必须使用50μm厚度的气体发生膜。
还有，从照射1W激光开始到气化开始之前，必需用约100μsec.的时间。
并且，在不用气体喷嘴的情况下，所存在的问题是，由于发生的气体产生乱流，所以排放的药液向四处飞散，设置在下部的回收装置因不能有效地回收，被处理的衬底上和装置的各处附着药液。
如上所述，在不用气体喷嘴的情况下，所存在的问题是，必须加厚气体发生膜，从照射激光开始到气体发生的时间也加长，且排放的药液四处飞散。
即，理想的是在气体发生膜的前方设置气体喷嘴。
(实施例7)在前面所示的成膜装置中，如图1A、1B所示，叙述了把药液喷嘴12和气体喷出部14设置在同一驱动部16上，通过在被处理衬底11上操作驱动部16，进行成膜的方法。高压气体喷出部14由用半导体激光和光学透镜构成的激光振荡器24、产生气体的气体发生膜20、和卷绕气体发生膜20的卷绕器21等组成。为了使驱动部16控制性良好地运转，必须小型化设计驱动部16，高压气体喷出部14也要尽可能地小型化地设计。
即，在以上所示的装置构成中，颇受产生气体的膜负荷量的限制。由于半导体激光也只能使用小型的，所以，对其激光的功率产生很大的制约。在第1实施例中产生负荷的气体的膜的全长约10m。激光束的直径为100μm，所以在该装置结构的情况下，仅能减少105处的涂敷量。
在本实施例中，叙述选择涂敷装置的可减少位置增加的装置结构。
图14A、14B是表示本发明第7实施例成膜装置结构示意性图。图14A是平面图；图14B是侧视图。
如图14A、14B所示，在被处理衬底11侧设置激光振荡器95。激光振荡器95的激光照射位置由反射镜93控制。在本实施例中使用的多角镜的吻合精度为±5μm，充分小于激光束直径100μm，所以可精确地进行照射。
由对激光透明的透明膜91和照射激光而产生气体的气体发生膜92这两层结构组成的带子90，以横截被处理衬底11的方式设置，其两端由卷绕器卷绕。
在驱动部16上设置药液喷嘴12、药液回收部15和气体喷嘴23。驱动部16沿产生气体的膜(X方向)从被处理衬底的一端移动到另一端之后，向Y方向移动。然后作与X方向相反方向的移动。
即便激光照射位置不跟着驱动部16移动，在透镜94上也要设置移动机构，使得激光在产生气体的气体发生膜20上聚焦。即，为了从透镜94通过反射镜93达到气体发生膜20距离一定，与驱动部16同步地控制反射镜93的位置。
根据如上所述的装置结构，可大大地增加减少的处所。而且，由于不需要把激光振荡器置于驱动部上，所以也可使用设置区域变大的高输出半导体激光器和YAG激光器等的固体激光器或KrF激元激光器等的气体激光器。
(实施例8)以上的实施例中，叙述了借助于从用激光照射产生气体的膜产生的气体，排放从药液喷嘴滴下的药液，减少涂敷量，边控制涂敷量边执行成膜的方法。在本实施例中，叙述用激光照射直接滴下的药液，排放药液，控制涂敷量的方法。
图15A、15B是表示本发明第8实施例的成膜装置结构示意图。图15A是平面图；图15B是侧视图。此外，与图14A、14B相同部分标以同样的符号，对其说明从略。
在本实施例中，装置构成为不使用通过照射激光产生气体的膜，而是直接在滴下的药液上照射激光。
SOG溶液不吸收通过半体激光器振荡的波长为780nm的激光。因此，在本实施例中，直接在SOG药液中添加约1％的第1实施例中所示的红外光吸收色素。
如图15B所示，由于添加色素的SOG药液吸收激光，所以若照射激光，则药液温度上升，可使照射的区域的药液被排放。然而，此时激光能量必须是使用气体发生膜情况下的约10倍。即，在激光束直径φ为10μm，脉冲宽度为10μsec.的情况下，必需约10W的激光。
输出10W的激光器与1W以下的比较是属于大型的，所以不能将激光振荡器置于驱动器16上。从而，如图15A所示，在将激光直接照射在药液上的情况下，与激光驱动器分开设置，必须配置随驱动器的移动补偿照射位置变化的透镜移动机构。
若使用可见区域和红外区域的激光，由于溶剂不吸收光，所以必须在药液中添加色素。然而，如若使用KrF激元激光器和YAG第四高次谐波等的DUV激光器，那么，由于在药液中所含的溶剂吸收光，所以即使在药液中不加色素也能排放药液，可边控制涂敷量边成膜。
KrF激元激光器和YAG的笫4高次谐波激光器装置是大型的，所以不可能设置在驱动装置上，如图15A所示，与激光驱动器分开设置，若加上随驱动装置的移动补偿照射处的变化的透镜移动机构，那么也可使用这些激光器。
此外，本发明不仅限于上述那些实施例，在不脱离其要点的范围内可作种种变化来实施本发明。
权利要求
1．一种成膜装置，具有对被处理衬底连续喷出药液的药液喷嘴；气体喷出部，其配置在该药液喷嘴的下方，对该喷嘴喷出的药液吹气，利用该气体压力改变药液轨迹；药液回收部，其相对于喷出的药液与所述气体喷出部相隔配置，回收利用该气体喷出部改变轨迹的药液；和使所述液体喷嘴和所述被处理衬底作相对移动的移动部，所述气体喷出部具有使脉冲激光振荡的激光振荡器，和利用所述激光振荡器照射的激光加热气化产生所述气体的气体发生膜。
2．根据权利要求1所述的成膜装置，其特征是，还备有把所述气体发生膜加热到不气化的温度的温度控制机构。
3．根据权利要求2所述的成膜装置，其特征是，所述温度控制机构备有加热器。
4．根据权利要求2所述的成膜装置，其特征是，所述温度控制机构备有对所述气体发生膜照射红外光的红外光照射部。
5．根据权利要求1所述的成膜装置，其特征是，所述气体发生膜是带子状，且还备有驱动该气休发生膜的卷绕器。
6．根据权利要求5所述的成膜装置，其特征是，具有在与所述气体发生膜卷绕方向垂直的方向上排列的许多光纤，通过任一光纤向所述气体发生膜照射由所述激光振荡器振荡的激光。
7．根据权利要求1所述的成膜装置，其特征是，具有吸引借助于所述气体排放的药液的吸引器。
8．根据权利要求7所述的成膜装置，其特征是，还具有吸引口具有与所述吸引器连接的管道的喷嘴；该喷嘴具有导入由所述气体发生膜产生的膜的气体导入口；和设置在吸引口和导入口之间，通过所述药液的一对药液通过口。
9．根据权利要求8所述的成膜装置，其特征是，在所述药液通过孔和所述吸引口之间设置有通风口。
10．根据权利要求1所述的成膜装置，其特征是，所述激光振荡器是半导体激光器。
11．一种成膜装置，具有对被处理衬底连续喷出药液的药液喷嘴；气体喷出部，其配置在该药液喷嘴的下方，对该喷嘴喷出的药液吹气，利用该气体压力改变药液轨迹；药液回收部，其相对于喷出的药液与所述气体喷出部相隔配置，回收利用该气体喷出部改变轨迹的药液；使所述液体喷嘴和所述被处理衬底作相对移动的移动部；所述气体喷出部具有光照射部；利用所述光照射部照射的光加热气化产生所述气体的带状气体发生膜，和驱动该气体发生膜的卷绕器。
12．根据权利要求11所述的成膜装置，其特征是，还具有把所述气体发生膜加热到不气化温度的温度控制机构。
13．根据权利要求12所述的成膜装置，其特征是，所述温度控制机构具有加热器。
14．根据权利要求12所述的成膜装置，其特征是，所述温度控制机构具有对所述带状气体发生膜照射红外光的红外光照射部。
15．根据权利要求11所述的成膜装置，其特征是，具有吸引由所述气体排放的药液的吸引器。
16．根据权利要求15所述的成膜装置，其特征是，还具有吸引口具有与所述吸引器连接的管道的喷嘴；该喷嘴具有导入由所述气体发生膜产生的膜的气体导入口；和设置在吸引口和导入口之间，通过所述药液的一对药液通过口。
17．根据权利要求16所述的成膜装置，其特征是，在所述药液通过孔和所述吸引口之间设置有通风口。
全文摘要
一种成膜装置,备有:药液喷出喷嘴,对被处理衬底连续地喷出药液;气体喷出部,配置在该药液喷嘴下方,对从该喷嘴喷出的药液吹气,通过该气体的压力使药液的轨迹改变;药液回收部,相对于喷出的药液与所述气体喷出部相隔配置,回收由该喷出部使轨迹改变的药液;和移动部,使所述液体喷出喷嘴和所述被处理衬底相对移动。所述气体喷出部备有:激光振荡器,使激光振荡;和气体发生膜,由所述振荡器照射的激光加热气化产生所述气体。
文档编号B05D1/26GK1325129SQ0111969
公开日2001年12月5日 申请日期2001年3月26日 优先权日2000年3月28日
发明者池上浩, 早坂伸夫, 伊藤信一, 奥村胜弥 申请人:株式会社东芝