特許 7510973 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-26

(45)【発行日】2024-07-04

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20240627BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 R

H01L21/304 651M

H01L21/304 651B

H01L21/304 648G

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2022110408

(22)【出願日】2022-07-08

(65)【公開番号】P2023016716

(43)【公開日】2023-02-02

【審査請求日】2022-07-08

(31)【優先権主張番号】10-2021-0096137

(32)【優先日】2021-07-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】リ，ジ ヨン

(72)【発明者】

【氏名】チュン，ヨン デ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン，ジ フン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ウォン－グン

(72)【発明者】

【氏名】キム，テ シン

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０４９４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２１３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６０８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１６６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７７７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００７９７０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００１０２８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１４６１１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－２２４８７７０（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を水平で維持する支持ユニットと、
レーザーを前記基板に照射するレーザー照射ユニットと、
前記基板に液を供給する液供給ユニットと、
前記基板に照射されたレーザーのうちで前記基板で反射された反射光のエネルギーを検出するフォトディテクタと、及び
プロセッサを含み、
前記プロセッサは、
第１出力の第１レーザーを基板に照射し、
前記フォトディテクタから検出された前記第１レーザーが基板で反射された第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するために照射する第２レーザーの第２出力を設定し、
前記基板に液膜を形成し、
前記第２出力の前記第２レーザーを前記基板に対して照射する、
前記第１レーザーの照射は、前記液膜形成前に行われることを特徴とし、かつ
前記第２出力によって前記基板が吸収するエネルギーは、既記憶された基準値の基準出力による基準ウェハーが吸収するエネルギーと同一に設定されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

レーザー照射ユニットは基板の下面に前記レーザーを照射することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１出力は前記第２出力より低いことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、
前記第１反射光のエネルギーを既記憶された基準値と比べて、
前記第１反射光のエネルギーが前記基準値の反射光のエネルギーより大きい場合、前記第２出力を前記基準値の基準出力より高く設定して、
前記第１反射光のエネルギーが前記基準値の反射光のエネルギーより小さな場合、前記第２出力を前記基準値の基準出力より低く設定することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

基板を水平で維持する支持ユニットと、
レーザーを前記基板に照射するレーザー照射ユニットと、
前記基板に照射されたレーザーのうちで前記基板で反射された反射光のエネルギーを検出するフォトディテクタと、及び
プロセッサを含み、
前記プロセッサは、
第１出力の第１レーザーを基板に照射し、
前記フォトディテクタから検出された前記第１レーザーが基板で反射された第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するために照射する第２レーザーの第２出力を設定し、
前記第１反射光のエネルギーから反射率及び吸収率を算出し、
前記第２出力は前記吸収率に反比例して設定されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項6】

前記フォトディテクタは、
前記基板が前記第２レーザーによって加熱処理される中に実時間で反射光を検出し、
前記プロセッサは、
前記実時間に検出される前記反射光をモニタリングしながら、
前記反射光のエネルギーが変化する場合前記第２出力の強さを調節することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記反射光のエネルギーが小さくなれば、前記第２出力の強さを弱くすることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記反射光のエネルギーが大きくなれば第２出力強さを強くすることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項9】

基板にレーザーを照射して基板を加熱する方法において、
ローディングされた基板に対してレーザー照射ユニットが第１出力の第１レーザーを基板に照射し、
フォトディテクタが前記第１レーザーのうちで前記基板で反射された第１反射光のエネルギーを検出し、
上記基板に液体を供給して液膜を形成し、
前記フォトディテクタから検出された前記第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するための第２レーザーの第２出力を設定することを特徴とし、かつ
前記第２出力によって前記基板が吸収するエネルギーは、既記憶された基準値による基準出力による基準ウェハーが吸収するエネルギーと同一に設定されることを特徴とする基板処理方法。

【請求項10】

前記レーザーは基板の下面に照射されることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記第１出力は前記第２出力より低いことを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記第１反射光のエネルギーを既記憶された基準値と比べて、
前記第１反射光のエネルギーが既基準値より大きい場合、第２出力を基準値に対応する出力より高く設定し、
前記第１反射光のエネルギーが既基準値より小さな場合、第２出力を基準値に対応する出力より低く設定することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項13】

基板にレーザーを照射して基板を加熱する方法において、
ローディングされた基板に対してレーザー照射ユニットが第１出力の第１レーザーを基板に照射し、
フォトディテクタが前記第１レーザーのうちで前記基板で反射された第１反射光のエネルギーを検出し、
前記フォトディテクタから検出された前記第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するための第２レーザーの第２出力を設定し、
前記第１反射光のエネルギーから反射率及び吸収率を算出し、
前記第２出力は前記吸収率に反比例して設定されることを特徴とする基板処理方法。

【請求項14】

前記フォトディテクタは、
前記基板が前記第２レーザーによって加熱処理される中に実時間で反射光を検出し、
プロセッサは、
前記実時間で検出される前記反射光をモニタリングしながら、
前記反射光のエネルギーが変化する場合前記第２出力の強さを調節することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記反射光のエネルギーが小さくなれば、前記第２出力の強さを弱くすることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理方法。

【請求項16】

前記反射光のエネルギーが大きくなれば前記第２出力の強さを強くすることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理方法。

【請求項17】

基板を水平で維持する支持ユニットと、
前記基板に液を供給する液供給ユニットと、
レーザーを前記基板の下面に照射するレーザー照射ユニットと、
前記基板に照射されたレーザーのうちで前記基板で反射された反射光のエネルギーを検出するフォトディテクタと、及び
プロセッサを含み、
前記プロセッサは、
第１出力の第１レーザーを基板に照射し、
前記フォトディテクタから検出された前記第１レーザーが基板で反射された第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するために照射する第２レーザーの第２出力を設定し、
前記基板に液膜を形成し、
前記第２出力の前記第２レーザーを前記基板に対して照射し、
前記第１レーザーの照射は、前記液膜形成前に行われることを特徴とし、かつ
前記第２出力によって前記基板が吸収するエネルギーは、既記憶された基準値による基準出力による基準ウェハーが吸収するエネルギーと同一に設定されることを特徴とする基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体素子または液晶ディスプレイを製造するために、基板にフォトリソグラフィー、蝕刻、アッシング、イオン注入、薄膜蒸着、そして、洗浄などの多様な工程らが遂行される。この中蝕刻工程または洗浄工程は基板上に形成された薄膜のうちで不必要な領域を除去する工程であり、薄膜に対する高い選択比、高い蝕刻率及び蝕刻均一性が要求され、半導体素子の高集積化によってますますさらに高い水準の蝕刻選択比及び蝕刻均一性が要求されている。

【0003】

一般に、基板の蝕刻工程または洗浄工程は大きくケミカル処理段階、リンス処理段階、そして乾燥処理段階が順次に遂行される。ケミカル処理段階には基板上に形成された薄膜を蝕刻処理するか、または基板上の異物を除去するためのケミカルを基板に供給し、リンス処理段階には基板上に純水のようなリンス液が供給される。このように流体を通じた基板の処理に基板の加熱が隋伴されることができる。本出願人は基板の加熱ソースでレーザーを導入する。レーザーを導入した基板の加熱方法は出願人によって出願された韓国出願第１０-２０２０-０１１７８４２号で説明される。

【0004】

図１は、同一なレシピで同一なレーザー出力で第１ウェハーと第２ウェハーを処理する時に時間による温度変化を示したグラフである。図１を通じて参照されるように同一出力と同一なレシピを適用する場合、ウェハー種類によって設定温度に到達される時間及び到達温度が相異である。また、レーザーが照射される面の状態(例えば、膜質)またはウェハーの厚さによっても設定温度に到達される時間及び到達温度が相異である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】韓国特許第１０－２２４８７７０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、基板を効率的に処理することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0007】

本発明は、蝕刻性能が向上されることができる基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0008】

本発明は、お互いに異なる基板が装置に搬入されても、同一に加熱することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0009】

本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載から当業者が明確に理解されることができるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、基板を処理する装置を提供する。一実施例において、基板を処理する装置は、基板を水平で維持する支持ユニットと、レーザーを前記基板に照射するレーザー照射ユニットと、前記基板に照射されたレーザーのうちで前記基板で反射された反射光のエネルギーを検出するフォトディテクタと、及びプロセッサを含み、前記プロセッサは、第１出力の第１レーザーを基板に照射し、前記フォトディテクタから検出された前記第１レーザーが基板で反射された第１反射光のエネルギーを用いて前記基板を加熱するために照射する第２レーザーの第２出力を設定する。

【0011】

一実施例において、レーザー照射ユニットは基板の下面に前記レーザーを照射することができる。

【0012】

一実施例において、第１出力は第２出力より低いことがある。

【0013】

一実施例において、前記基板に液を供給する液供給ユニットをさらに含み、前記プロセッサは、前記基板に液膜を形成し、前記第２出力の前記第２レーザーを前記基板に対して照射することができる。

【0014】

一実施例において、前記プロセッサは、前記第１反射光のエネルギーを既記憶された基準値と比べて、前記第１反射光のエネルギーが前記基準値の反射光のエネルギーより大きい場合、前記第２出力を前記基準値の基準出力より高く設定し、前記第１反射光のエネルギーが前記基準値の反射光のエネルギーより小さな場合、前記第２出力を前記基準値の基準出力より低く設定することができる。

【0015】

一実施例において、前記プロセッサは、前記第１反射光のエネルギーから反射率及び吸収率を算出し、前記第２出力は前記吸収率に反比例して設定されることができる。

【0016】

一実施例において、前記第２出力によって前記第１基板が吸収するエネルギーは、既記憶された基準値の基準出力による基準ウェハーが吸収するエネルギーと同一に設定されることができる。

【0017】

一実施例において、前記フォトディテクタは、前記基板が前記第２レーザーによって加熱処理される中に実時間で反射光を検出し、前記プロセッサは、前記実時間で検出される前記反射光をモニタリングしながら、前記反射光のエネルギーが変化する場合前記第２出力の強さを調節することができる。

【0018】

一実施例において、前記反射光のエネルギーが小くなれば、前記第２出力の強さを弱く調節することができる。

【0019】

一実施例において、前記反射光のエネルギーが大きくなれば、前記第２出力強さを強く調節することができる。

【0020】

また、本発明は基板にレーザーを照射して基板を加熱する方法を提供する。一実施例において、基板処理方法は、ローディングされた基板に対してレーザー照射ユニットが第１出力の第１レーザーを基板に照射し、フォトディテクタが前記第１レーザーのうちで前記基板で反射された第１反射光のエネルギーを検出して、前記フォトディテクタから検出された前記第１反射光のエネルギーに基盤して前記基板を加熱するための第２レーザーの第２出力を設定する。

【0021】

一実施例において、前記レーザーは基板の下面に照射されることができる。

【0022】

一実施例において、前記第１出力は前記第２出力より低いことがある。

【0023】

一実施例において、前記第１反射光のエネルギーを既記憶された基準値と比べて、前記第１反射光のエネルギーが既基準値より大きい場合、第２出力を基準値に対応する出力より高く設定し、前記第１反射光のエネルギーが既基準値より小さな場合、第２出力を基準値に対応する出力より低く設定することができる。

【0024】

一実施例において、前記第１反射光のエネルギーから反射率及び吸収率を算出し、前記第２出力は前記吸収率に反比例して設定されることができる。

【0025】

一実施例において、前記第２出力によって第１基板の吸収するエネルギーは、既記憶された基準値による基準出力による基準ウェハーが吸収するエネルギーと同一に設定されることができる。

【0026】

一実施例において、前記フォトディテクタは、前記基板が前記第２レーザーによって加熱処理される中に実時間で反射光を検出し、前記プロセッサは、前記実時間に検出される前記反射光をモニタリングしながら、前記反射光のエネルギーが変化する場合前記第２出力の強さを調節することができる。

【0027】

一実施例において、前記反射光のエネルギーが小くなれば、前記第２出力の強さを弱く調節することができる。

【0028】

一実施例において、前記反射光のエネルギーが大きくなれば、前記第２出力強さを強く調節することができる。

【0029】

本発明の他の観点による実施例の基板処理装置は、基板を水平で維持する支持ユニットと、前記基板に液を供給する液供給ユニットと、レーザーを前記基板の下面に照射するレーザー照射ユニットと、前記基板に照射されたレーザーのうちで前記基板で反射された反射光のエネルギーを検出するフォトディテクタと、及びプロセッサを含み、前記プロセッサは、第１出力の第１レーザーを基板に照射し、前記フォトディテクタから検出された前記第１レーザーが基板で反射された第１反射光のエネルギーに基盤して前記基板を加熱するために照射する第２レーザーの第２出力を設定し、前記基板に液膜を形成して、前記第２出力の前記第２レーザーを前記基板に対して照射する基板処理装置。

【発明の効果】

【0030】

本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。

【0031】

本発明の一実施例によれば、蝕刻性能が向上されることができる。

【0032】

本発明の一実施例によれば、お互いに異なる基板が装置に搬入されても、同一に加熱することができる。

【0033】

本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】同一なレシピで同一なレーザー出力で第１ウェハーと第２ウェハーを処理する時に時間による温度変化を示したグラフである。

【図2】本発明の実施例による基板処理設備１を見せてくれる平面図である。

【図3】図２の工程チャンバ２６０に提供された第１実施例による基板処理装置３００を見せてくれる断面図である。

【図4】図２の工程チャンバ２６０にレーザーを提供するレーザー生成器５００の概略的な模式図である。

【図5】第１実施例によるレーザー照射ユニット４００-１の側面図である。

【図6】第２実施例によるレーザー照射ユニット４００-２の側面図である。

【図7】本発明の一実施例による基板処理方法のフローチャートである。

【図8】図２の工程チャンバ２６０に提供された第２実施例による基板処理装置１３００を見せてくれる断面図である。

【図9】本発明の基板処理装置で一実施例によるフォトディテクタ７００の動作を見せてくれる断面図である。

【図10】本発明の基板処理装置で他の実施例によるフォトディテクタ７００の動作を見せてくれる断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて同一な符号を使用する。

【0036】

ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。

【0037】

単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

【0038】

用語“及び/または”は該当の列挙された項目のうちで何れか一つ及び一つ以上のすべての組合を含む。また、本明細書で“連結されただ”という意味はA部材とB部材が直接連結される場合だけではなく、A部材とB部材との間にC部材が介されてA部材とB部材が間接連結される場合も意味する。

【0039】

本発明の実施例はさまざまな形態で変形することができるし、本発明の範囲が下の実施例らに限定されることで解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張された。

【0040】

本実施例には処理液を利用して基板を蝕刻処理する工程を一例で説明する。しかし、本実施例は蝕刻工程に限定されないで、洗浄工程、アッシング工程及び現像工程などのように、液を利用した基板処理工程で多様に適用可能である。

【0041】

ここで、基板は半導体素子や平板ディスプレイ(FPD:flat panel display)及びその他に薄膜に回路パターンが形成された品物の製造に利用される基板をすべて含む包括的な概念である。このような基板(W)の例としては、シリコンウェハー、硝子基板、有機基板などがある。

【0042】

以下、図２乃至図２０を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。

【0043】

図２は、本発明の実施例による基板処理設備１を見せてくれる平面図である。図２を参照すれば、基板処理設備１はインデックスモジュール１０と工程処理モジュール２０を含む。インデックスモジュール１０はロードポート１２０及び移送フレーム１４０を含む。ロードポート１２０、移送フレーム１４０、そして、工程処理モジュール２０は順次に一列で配列される。

【0044】

以下、ロードポート１２０、移送フレーム１４０、そして、工程処理モジュール２０が配列された方向を第１方向１２といって、上部から眺める時、第１方向１２と垂直な方向を第２方向１４といって、第１方向１２と第２方向１４を含んだ平面に垂直である方向を第３方向１６と称する。

【0045】

ロードポート１２０には基板(W)が収納されたキャリア１８が安着される。ロードポート１２０は複数個が提供され、これらは第２方向１４に沿って一列に配置される。ロードポート１２０の個数は工程処理モジュール２０の工程効率及びフットプリント条件などによって増加するか、または減少することもできる。キャリア１８には基板(W)らを地面に対して水平するように配置した状態で収納するための複数のスロット(図示せず)が形成される。キャリア１８としては、前面開放一体型ポッド (Front Opening Unifed Pod：FOUP)が使用されることができる。

【0046】

工程処理モジュール２０はバッファーユニット２２０、移送チャンバ２４０、そして、工程チャンバ２６０を含む。

【0047】

移送チャンバ２４０はその長さ方向が第１方向１２と平行に配置される。移送チャンバ２４０の一側または両側には複数個の工程チャンバ２６０が配置されることができる。移送チャンバ２４０の一側及び他側で複数個の工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０を基準に対称されるように提供されることができる。複数個の工程チャンバ２６０のうちで一部は移送チャンバ２４０の長さ方向に沿って配置される。また、複数個の工程チャンバ２６０のうちで一部はお互いに積層されるように配置される。すなわち、移送チャンバ２４０の一側には工程チャンバ２６０がAXBの配列に配置されることができる。ここで、Aは第１方向１２に沿って一列に提供された工程チャンバ２６０の数であり、Bは第３方向１６に沿って一列に提供された工程チャンバ２６０の数である。移送チャンバ２４０の一側に工程チャンバ２６０が４個または６個提供される場合、複数個の工程チャンバ２６０は２X２または３X２の配列に配置されることができる。工程チャンバ２６０の個数は増加するか、または減少することもできる。前述したところと異なり、工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０の一側だけに提供されることができる。また、工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０の一側及び両側に単層に提供されることができる。

【0048】

バッファーユニット２２０は移送フレーム１４０と移送チャンバ２４０との間に配置される。バッファーユニット２２０は移送チャンバ２４０と移送フレーム１４０との間に基板(W)が返送される前に基板(W)がとどまる空間を提供する。バッファーユニット２２０の内部には基板(W)が置かれるスロット(図示せず)が提供される。スロット(図示せず)らはお互いの間に第３方向１６に沿って離隔されるように複数個が提供される。バッファーユニット２２０は移送フレーム１４０と見合わせる面及び移送チャンバ２４０と見合わせる面が開放される。

【0049】

移送フレーム１４０はロードポート１２０に安着されたキャリア１３０とバッファーユニット２２０との間に基板(W)を返送する。移送フレーム１４０にはインデックスレール１４２とインデックスロボット１４４が提供される。インデックスレール１４２はその長さ方向が第２方向１４と並んで提供される。インデックスロボット１４４はインデックスレール１４２上に設置され、インデックスレール１４２に沿って第２方向１４に直線移動される。インデックスロボット１４４はベース１４４a、胴体１４４b、そしてインデックスアーム１４４cを含む。ベース１４４aはインデックスレール１４２に沿って移動可能になるように設置される。胴体１４４bはベース１４４aに結合される。胴体１４４bはベース１４４a上で第３方向１６に沿って移動可能になるように提供される。また、胴体１４４bはベース１４４a上で回転可能になるように提供される。インデックスアーム１４４cは胴体１４４bに結合され、胴体１４４bに対して前進及び後進移動可能になるように提供される。インデックスアーム１４４cは複数個提供されてそれぞれ個別駆動されるように提供される。インデックスアーム１４４cらは第３方向１６に沿ってお互いに離隔された状態で積層されるように配置される。インデックスアーム１４４cらのうちで一部は工程処理モジュール２０からキャリア１８に基板(W)を返送する時に使用され、これの他の一部はキャリア１８から工程処理モジュール２０に基板(W)を返送する時に使用されることができる。これはインデックスロボット１４４が基板(W)を搬入及び搬出する過程で工程処理の前の基板(W)から発生されたパーティクルが工程処理後の基板(W)に付着されることを防止することができる。

【0050】

移送チャンバ２４０はバッファーユニット２２０と工程チャンバ２６０との間に、そして、工程チャンバ２６０らの間に基板(W)を返送する。移送チャンバ２４０にはガイドレール２４２とメインロボット２４４が提供される。ガイドレール２４２はその長さ方向が第１方向１２と並んであるように配置される。メインロボット２４４はガイドレール２４２上に設置され、ガイドレール２４２上で第１方向１２に沿って直線移動される。メインロボット２４４はベース２４４a、胴体２４４b、そして、メインアーム２４４cを含む。ベース２４４aはガイドレール２４２に沿って移動可能になるように設置される。胴体２４４bはベース２４４aに結合される。胴体２４４bはベース２４４a上で第３方向１６に沿って移動可能になるように提供される。また、胴体２４４bはベース２４４a上で回転可能になるように提供される。メインアーム２４４cは胴体２４４bに結合され、これは胴体２４４bに対して前進及び後進移動可能になるように提供される。メインアーム２４４cは複数個提供されてそれぞれ個別駆動されるように提供される。メインアーム２４４cらは第３方向１６に沿ってお互いに離隔された状態で積層されるように配置される。

【0051】

工程チャンバ２６０には基板(W)に対して液処理工程を遂行する基板処理装置３００が提供される。基板処理装置３００は遂行する液処理工程の種類によって相異な構造を有することができる。これと他にそれぞれの工程チャンバ２６０内の基板処理装置３００は同一な構造を有することができる。選択的に複数個の工程チャンバ２６０は複数個のグループに区分され、同一なグループに属する工程チャンバ２６０内に基板処理装置３００らはお互いに等しくて、お互いに相異なグループに属する工程チャンバ２６０内に基板処理装置３００の構造はお互いに相異であるように提供されることができる。

【0052】

図３は、図２の工程チャンバ２６０に提供された第１実施例による基板処理装置３００を見せてくれる断面図である。図３を参照すれば、基板処理装置３００は処理容器３２０、基板支持ユニット３４０、昇降ユニット３６０、液供給ユニット３９０、レーザー照射ユニット４００、フォトディテクタ７００、そして、プロセッサ(図示せず)を含む。

【0053】

処理容器３２０は上部が開放された桶形状を含む。処理容器３２０は第１回収桶３２１及び第２回収桶３２２を含む。それぞれの回収桶３２１、３２２は工程に使用された処理液のうちでお互いに相異な処理液を回収する。第１回収桶３２１は基板支持ユニット３４０を囲む環形のリング形状で提供される。第２回収桶３２２は基板支持ユニット３４０を囲む環形のリング形状で提供される。一実施例において、第１回収桶３２１は第２回収桶３２２を囲む環形のリング形状で提供される。第２回収桶３２２は第１回収桶３２１に挿入されて提供されることができる。第２回収桶３２２の高さは第１回収桶３２１の高くより高いことがある。第２回収桶３２２は第１ガード部３２６と第２ガード部３２４を含むことができる。第１ガード部３２６は第２回収桶３２２の最上部に提供されることができる。第１ガード部３２６は基板支持ユニット３４０を向けて延長されて形成され、第１ガード部３２６は基板支持ユニット３４０方向に向けるほど上向き傾くように形成されることができる。第２回収桶３２２で第２ガード部３２４は第１ガード部３２６で下部に離隔された位置に提供されることができる。第２ガード部３２４は基板支持ユニット３４０を向けて延長されて形成され、第２ガード部３２４は基板支持ユニット３４０方向に向けるほど上向き傾くように形成されることができる。第１ガード部３２６と第２ガード部３２４との間には処理液が流入される第１流入口３２４aで機能する。第２ガード部３２４の下部には第２流入口３２２aが提供される。第１流入口３２４aと第２流入口３２２aはお互いに相異な高さに位置されることができる。第２ガード部３２４にはホール(図示せず)が形成されて第１流入口３２４aに流入された処理液が第２回収桶３２２の下部に提供された第２回収ライン３２２bにで流れるように構成することができる。第２ガード部３２４のホール(図示せず)は第２ガード部３２４で一番高さが低い位置に形成されることができる。第１回収桶３２１に回収された処理液は第１回収桶３２１の底面に連結された第１回収ライン３２１bに流れるように構成される。それぞれの回収桶３２１、３２２に流入された処理液らはそれぞれの回収ライン３２１b、３２２bを通じて外部の処理液再生システム(図示せず)に提供されて再使用されることができる。

【0054】

昇降ユニット３６０は処理容器３２０を上下方向に直線移動させる。一例で、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の第２回収桶３２２と結合されて第２回収桶３２２を上下に移動させることによって基板支持ユニット３４０に対する処理容器３２０の相対高さが変更されることができる。昇降ユニット３６０はブラケット３６２、移動軸３６４、そして、駆動機３６６を含む。ブラケット３６２は処理容器３２０の外壁に固定設置され、ブラケット３６２には駆動機３６６によって上下方向に移動される移動軸３６４が固定結合される。基板(W)が基板支持ユニット３４０にローディングされるか、または基板支持ユニット３４０からアンローディングされる時基板支持ユニット３４０の上部が処理容器３２０の上部に突き出されるように、具体的に第１ガード部３２６より高く突き出されるように処理容器３２０の第２回収桶３２２が下降される。また、工程が進行される時には基板(W)に供給された処理液の種類によって処理液が既設定された回収桶３２１、３２２に流入されることができるように処理容器３２０の高さが調節される。選択的に、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の代わりをして基板支持ユニット３４０を上下方向に移動させることもできる。選択的に、昇降ユニット３６０は処理容器３２０の全体を上下方向に昇下降可能に移動させることもできる。昇降ユニット３６０は処理容器３２０と基板支持ユニット３４０の相対高さを調節するために提供されるものであり、処理容器３２０と基板支持ユニット３４０の相対高さを調節することができる構成ならば、処理容器３２０と昇降ユニット３６０の実施例は設計によって他に多様な構造と方法で提供されることができる。

【0055】

基板支持ユニット３４０は工程が進行中に基板(W)を水平で支持する。基板支持ユニット３４０は工程が進行中に基板(W)を回転させる。基板支持ユニット３４０はウィンドウ部材３４８、スピンハウジング３４２、チャックピン３４６、駆動部材３４９を含む。

【0056】

ウィンドウ部材３４８は基板(W)の下部に位置される。ウィンドウ部材３４８は基板(W)と概して対応される形状で提供されることができる。例えば、基板(S)が円形のウェハーである場合、ウィンドウ部材３４８は概して円形で提供されることができる。ウィンドウ部材３４８は基板(W)と同一な直径を有するか、または基板(W)よりさらに小さな直径を有するか、または基板(W)よりさらに大きい直径を有することができる。ウィンドウ部材３４８はレーザーが透過されて基板(W)に到逹するようにして、薬液から基板支持部材３４０の構成を保護する構成として、設計によって多様な大きさと形状で提供されることができる。支持部材１１３はウェハーの直径より大きい直径でなされることができる。

【0057】

ウィンドウ部材３４８は透光性が高い素材でなされることができる。これによって、前記レーザー照射ユニット４００で照射されるレーザーがウィンドウ部材３４８を透過することができる。ウィンドウ部材３４８は薬液と応じないように耐食性が優秀な素材であることができる。このためウィンドウ部材３４８の素材は一例で、石英、硝子またはサファイア(Sapphire)などであることがある。

【0058】

スピンハウジング３４２はウィンドウ部材３４９の底面に提供されることができる。スピンハウジング３４２はウィンドウ部材３４９の縁を支持する。スピンハウジング３４２は内部に回転部材１１１は上下方向に貫通された空の空間を提供する。スピンハウジング３４２が形成する空の空間はレーザー照射ユニット４００が隣接した部分からウィンドウ部材３４９に行くほど内径が増加するように形成されることができる。スピンハウジング３４２は下端から上端に行くほど内径が増加される円筒形状であることができる。スピンハウジング３４２は内部の空の空間によって後述するレーザー照射ユニット４００で生成されたレーザーがスピンハウジング３４２によって干渉されないで基板(W)まで照射されることができる。基板(W)に供給された薬液がレーザー照射ユニット４００方向に侵透しないようにスピンハウジング３４２とウィンドウ部材３４９の連結部分は密閉構造であることができる。

【0059】

駆動部材３４９はスピンハウジング３４２と結合され、スピンハウジング３４２を回転させることができる。駆動部材３４９はスピンハウジング３４２を回転させることができるものなら、いずれでも使用されることができる。一例で駆動部材３４９は中空モータで提供されることができる。一実施例によれば駆動部材３４９は固定子３４９aと回転子３４９bを含む。固定子３４９aは一位置に固定されて提供され、回転子３４９bはスピンハウジング３４２と結合される。図示された一実施例によれば、回転子３４９bが内径に提供され、固定子３４９aが外径に提供された中空モータを図示した。図示された例によれば、スピンハウジング３４９の底部は回転子３４９bと結合されて回転子３４９bの回転によって回転されることができる。駆動部材３４９として中空モータが利用される場合スピンハウジング３４９の底部が狭く提供されるほど中空モータの中空を小さなもので選択することができることによって、製造単価を減少させることができる。一実施例によれば、駆動部材３４９の固定子３４９aは処理容器３２０が支持される支持面に固定結合されて提供されることができる。一実施例によれば、駆動部材３４９を薬液から保護するカバー部材３４３をさらに含むことができる。

【0060】

液供給ユニット３９０は基板(W)上部で基板(W)に薬液を吐出するための構成であり、一つ以上の薬液吐出ノズルを含むことができる。液供給ユニット３９０は貯蔵タンク(図示せず)に貯蔵された薬液をポンピングして移送し、薬液吐出ノズルを通じて基板(W)に薬液を吐出することができる。液供給ユニット３９０は駆動部を含んで基板(W)中央直上方の工程位置と基板(W)を脱した待機位置の間で移動可能になるように構成されることができる。

【0061】

液供給ユニット３９０から基板(W)に供給される薬液は、基板処理工程によって多様であることがある。基板処理工程がシリコン窒化膜蝕刻工程の場合、薬液はリン酸(H_３PO_４)を含む薬液であることがある。液供給ユニット３９０は蝕刻工程が進行後基板表面をリンスするための脱イオン水(DIW)供給ノズル、リンス後乾燥工程を進行するためのイソプロピルアルコール(IPA:Isopropyl Alcohol)吐出ノズル及び窒素(N２)吐出ノズルをさらに含むことができる。図示されなかったが、液供給ユニット３９０は薬液吐出ノズルを支持し、薬液吐出ノズルを移動させることができるノズル移動部材(図示せず)を含むことができる。ノズル移動部材(図示せず)は支持軸(図示せず)、アーム(図示せず)、そして、駆動機(図示せず)を含むことができる。支持軸(図示せず)は処理容器３２０の一側に位置される。支持軸(図示せず)はその長さ方向が第３方向を向けるロード形状を含む。支持軸(図示せず)は駆動機(図示せず)によって回転可能になるように提供される。アーム(図示せず)は支持軸(図示せず)の上端に結合される。アーム(図示せず)は支持軸(図示せず)から垂直するように延長されることができる。アーム(図示せず)の末端には薬液吐出ノズルが固定結合される。支持軸(図示せず)が回転されることによって薬液吐出ノズルはアーム(図示せず)と共にスイング移動可能である。薬液吐出ノズルはスイング移動されて工程位置及び待機位置に移動されることができる。選択的に、支持軸(図示せず)は昇降移動が可能になるように提供されることができる。また、アーム(図示せず)はその長さ方向を向けて前進及び後進移動が可能になるように提供されることができる。

【0062】

レーザー照射ユニット４００は基板(W)にレーザーを照射するための構成である。レーザー照射ユニット４００は基板支持ユニット３４０でウィンドウ部材３４８より底面に位置されることができる。レーザー照射ユニット４００は基板支持ユニット３４０上に位置された基板(W)を向けてレーザーを照射することができる。レーザー照射ユニット４００で照射されたレーザーは基板支持ユニット３４０のウィンドウ部材３４８を通過して基板(W)に照射されることができる。これによって基板(W)は設定温度で加熱されることができる。

【0063】

レーザー照射ユニット４００は基板(W)前面に均一にレーザーを照射できるように構成されることができる。レーザー照射ユニット４００は基板(W)の前面に均一にレーザーを照射することができれば十分であるが、後述する図５で第１実施例によるレーザー照射ユニット４００-１を、図６で第２実施例によるレーザー照射ユニット４００-２を説明する。

【0064】

レーザー生成器５００はレーザーを生成することができる。レーザー生成器５００は基板(W)が容易に吸収することができる波長のレーザーを生成することができる。一実施例によれば、レーザー生成器５００は４kW乃至５kWの高出力が可能な出力装置で提供されることができる。

【0065】

図４は、図２の工程チャンバ２６０にレーザーを提供するレーザー生成器５００の概略的な模式図である。図４を参照すれば、レーザー生成器５００はレーザーソース部５１０とビームシェイパー５２０とビームエキスパンダー５３０を含むことができる。レーザーソース部５１０は電力から得るエネルギーからレーザーを出力する。ビームシェイパー５２０はレーザーソース部５１０から出力されたレーザーのプロファイルを変換する。例えば、ビームシェイパー５２０はインプットされたレーザーを設定されたビームシェイプでシェイピングする。実施例において、ビームシェイパー５２０にガウシアンビーム(Gaussian beam)形態のレーザーをインプットし、平行なフラットトップビーム(flattop beam)またはトランケートガウシアンビーム(truncated Gaussian beam)などで変換することができる。ビームエキスパンダー５３０はレーザーを一定直径の平行光形式で拡大させる役割を担当する。例えば、ビームエキスパンダー５３０は複数個のレンズで構成されてレーザーの直径を変更することができる。レーザーソース部５１０で発生されたビームはビームシェイパー５２０及び/またはビームエキスパンダー５３０を通過して出力されることができる。例えば、レーザーソース部５１０で発生されたビームはビームシェイパー５２０及びビームエキスパンダー５３０を通過するか、またはビームシェイパー５２０のみを通過するか、またはビームエキスパンダー５３０のみを通過することができる。また、一例によれば、環形ビームの照射ユニット７００がレーザー生成器５００から生成された環形のレーザーの入射を受ければ、環形ビームの照射ユニット７００でレーザーを環形にシェイピングしなくても良いことによって、環形ビーム大きさ調節モジュール７１０は環形のレーザーの直径を調節のための上述した例と相異な方式に提供されることもできる。

【0066】

図５を参照して第１実施例によるレーザー照射ユニット４００-１を説明する。図５は第１実施例によるレーザー照射ユニット４００-１の側面図である。レーザー照射ユニット４００-１はレンズモジュール４４２を含むことができる。レーザー照射ユニット４００-１はレーザー伝達部材４４３からレーザーの伝達を受けることができる。レンズモジュール４４２は一つ以上のレンズの組合とレンズを支持して保護する鏡筒を含むことができる。

【0067】

レーザー伝達部材４４３はレーザー生成器５００から発生されたレーザーをレンズモジュール４４２に伝達する構成である。レーザー伝達部材４４３は一例で光繊維であることができる。レーザー伝達部材４４３は端部が締結部材４４１に結合されて締結部材４４１を通じてレンズモジュール４４２と結合されることができる。

【0068】

図６で第２実施例によるレーザー照射ユニット４００-２を説明する。図８を参照すれば、レーザー照射ユニット４００-２は選択的に反射部４４５、撮像部４４６、感知部４４７及びコリメーター４４８を含むことができる。反射部４４５はレーザー生成器５００で生成されてレーザー伝達部材４４３を通じて伝達されたレーザーの一部はレンズモジュール４４２方向に反射させ、残りは通過させることができる。このために反射部４４５は４５度角度で設置された反射ミラー１４５aを含むことができる。

【0069】

撮像部４４６は反射部４４５に結合され、反射部４４５を通過するレーザーを撮影してイメージデータに変換することができる。撮像部４４６は設計したどおりのレーザーがレーザー生成器５００で出力されるか、そして、設計したどおりのレーザーがレーザー伝達部材４４３を通じて伝達されたかをイメージデータを分析して検査することができる。

【0070】

感知部４４７は反射部４４５と結合され、反射部４４５に入射されるレーザーの強度を感知することができる。感知部４４７は一例でフォトディテクタ(Photo detector)であることがある。レーザーの強度が過度な場合、基板(W)が急激に加熱されることができる。そして、レーザーの強度がすぎるほど弱い場合、基板(W)が加熱されるまで長年の時間が所要されることができる。感知部４４７はレーザーの強度が適正値であるかを判断することができる。

【0071】

再び図３を参照すれば、レーザー照射ユニット４００はX、Y、Zステージ３８０に結合されて提供されることができる。X、Y、Zステージ３８０は昇降駆動部３８１と昇降駆動部３８１と連結されてレーザー照射ユニット４００と結合される結合部３８２を含むことができる。レーザー照射ユニット４００はX、Y、Zステージ３８０を通じて基板(W)に対して位置が調整されることができる。また、昇降駆動部３８１を通じてレーザー照射ユニット４００と基板(W)との間の距離を調節してレーザーインテンシティーを調節することもできる。

【0072】

フォトディテクタ７００は光エネルギー測定が可能である。実施例において、フォトディテクタ７００ウェハーローディング後工程スタート前にウェハー裏の反射光のエネルギーを測定する。実施例において、フォトディテクタ７００はレーザー照射ユニット４００の鏡筒４４２に付着されて提供されることができる。実施例において、フォトディテクタ７００は反射光を測定することができる位置なら他の位置に提供されても良い。後述してフォトディテクタ７００を利用して測定した反射エネルギーからウェハー(W)を加熱するレーザーの出力を算出する方法と、これを利用して基板を処理する方法を説明する。

【0073】

図７は、本発明の一実施例による基板処理方法のフローチャートである。図７を参照して本発明の一実施例による基板処理方法を説明する。

【0074】

基板支持ユニット３４０に第１ウェハーをローディングする(Ｓ１０)。第１ウェハー基板(W)の一例である。第１ウェハー、第２ウェハーのとうな用語はウェハーを区別して指称するために使用される用語である。

【0075】

第１ウェハーがローディングされた状態で、第１ウェハーの下面で第１出力のレーザーを照射する(Ｓ２０)。第１出力はウェハーを加熱する第２出力より低い出力である。例えば、第１出力は１０００W以下であることがある。説明のために第１出力のレーザーを第１レーザーであると言う。フォトディテクタ７００は第１レーザーが第１ウェハーで反射された反射光を測定する。説明のために第１レーザーが反射された反射光を第１反射光と言う。プロセッサ(図示せず)はフォトディテクタ７００が検出する反射光のエネルギー値を収集する。プロセッサ(図示せず)は反射光エネルギー(A)から反射率(B)を計算する(Ｓ４１)。反射率は既記憶された基準値から算出されることができる。

【0076】

既記憶された基準値は基準ウェハーを利用して測定した値である。基準値は下の方法に数値化された値である。先ず、基準ウェハーを準備する。設けられた基準ウェハーに対して出力P_ref-outを有するレーザーを照射し、反射光のエネルギーを測定する。測定された反射光のエネルギーがA_refで定義され、反射率はB_refで定義される。反射率の定義を利用すれば、基準ウェハーのエネルギー吸収率はC_refは１００-B_refで定義される。基準ウェハーが吸収したエネルギーの量であるP_ABはP_ref-out*C_refになる。P_ref-outはP_ABが基準ウェハーが設定された温度で加熱される値を有するように設定された値で提供されたものである。

【0077】

第１ウェハー反射率BはB_ref*(A/A_ref)の式で定義されることができる。そして、第１ウェハーのレーザーエネルギー吸収率Cは１００-Bで定義される。第１ウェハーと基準ウェハーのエネルギー吸収量が同じであってこそレーザー反射による影響を排除して類似な条件で加熱されるはずであるので、第１ウェハーが吸収するエネルギーの量であるP_AB１はP_ABになるようにする。本発明の実施例によれば、P_AB１はP_AB値を等しくする条件でレーザーの出力であるP_out値を可変させる。P_outの大きさはC値に反比例する。P_outはP_ABに測定された吸収率Cを掛けて算出する(Ｓ４２)。

【表1】

【0078】

プロセッサ(図示せず)は液供給ユニット３９０を制御し、第１ウェハーに薬液を塗布し、第１ウェハーの上面に液膜を形成するようにする。プロセッサ(図示せず)は液膜が形成された第１ウェハーにP_outを出力値にする第２レーザーを照射して第１ウェハーと液膜を加熱する。

【0079】

説明した実施例によれば、第１レーザーを照射した時、第１ウェハーの反射光のエネルギーが、既記憶された基準値と比べて大きい場合、プロセッサ(図示せず)は第１ウェハーを加熱する第２レーザーの出力(P_out)が基準出力(P_ref)より大きくして、第１ウェハーの反射光のエネルギーが、既記憶された基準値と比べて小さな場合、プロセッサ(図示せず)は第１ウェハーを加熱する第２レーザーの出力(P_out)が基準出力(P_ref)より小さくする。

【0080】

実施例において、フォトディテクタ７００は、第１ウェハーと第２レーザーによって加熱されて処理されるうちに実時間で反射光エネルギーを検出する。プロセッサ(図示せず)は実時間で検出される反射光エネルギーをモニタリングしながら、反射光エネルギーが変化する場合第２出力の強さを調節する。実施例において、反射光のエネルギーが小くなれば第２出力の強さを弱くして、反射光のエネルギーが大きくなれば第２出力強さを強くする。

【0081】

図８は、図２の工程チャンバ２６０に提供された第２実施例による基板処理装置１３００を見せてくれる断面図である。図８の説明において、図３と同一な構成は図３に対する説明で替える。第２実施例において、フォトディテクタ７００はスピンハウジング３４２の内部に付着されて提供されることができる。

【0082】

図９は、本発明の基板処理装置で一実施例によるフォトディテクタ７００の動作を見せてくれる断面図である。フォトディテクタ７００はフォトディテクタ７００を移動することができるステージのような構成に結合され、反射光をスキャンすることができる。一例によれば、フォトディテクタ７００は基板(W)の中心で外周方向または外周方向から中心に並進移動可能に提供されることができる。フォトディテクタ７００が移動することによって基板(W)の位置別反射光を測定することができる。プロセッサ(図示せず)は位置別反射光に根拠してレーザー出力を設定することができる。
図１０は、本発明の基板処理装置で他の実施例によるフォトディテクタ７００の動作を見せてくれる断面図である。フォトディテクタ７００はフォトディテクタ７００を回動可能に提供され、反射光をスキャンすることができる。一例によれば、フォトディテクタ７００は第１角度から第２角度に回動しながら基板(W)の位置別反射光を測定することができる。プロセッサ(図示せず)は位置別反射光に根拠してレーザー出力を設定することができる。

【0083】

本発明の多様な実施例らによれば、お互いに異なるウェハーを加熱することにおいて、下部膜質種類または厚さなどの条件が相違であっても、別にウェハーをテストする必要なしに所望する温度で加熱することができる。また、所望する温度で加熱されることができることによって蝕刻性能が向上されることができる。

【0084】

前述して未図示されたプロセッサは基板処理装置全体動作を制御することができる。プロセッサ(図示せず)はCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含むことができる。CPUはこれらの記憶領域に記憶された各種レシピによって、エッチング処理などの所望する処理を実行する。

【0085】

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また前述した内容は本発明の技術的思想を具現するための望ましいか、または多様な実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。このような変形実施らは本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはいけないであろう。

【符号の説明】

【0086】

１ 基板処理設備
１０ インデックスモジュール
２０ 工程処理モジュール
１２０ ロードポート
１４０ 移送フレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】