CN114628231A - 衬底杂质移除方法及衬底处理设备 - Google Patents

衬底杂质移除方法及衬底处理设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114628231A
CN114628231A CN202111500160.9A CN202111500160A CN114628231A CN 114628231 A CN114628231 A CN 114628231A CN 202111500160 A CN202111500160 A CN 202111500160A CN 114628231 A CN114628231 A CN 114628231A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
temperature
impurity removal
light energy
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111500160.9A
Other languages
English (en)
Inventor
辛东烈
西门瑄
朴俊雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AP Systems Inc
Original Assignee
AP Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AP Systems Inc filed Critical AP Systems Inc
Publication of CN114628231A publication Critical patent/CN114628231A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0064—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes
    • B08B7/0071—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67167—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers surrounding a central transfer chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H05B3/143—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本公开涉及一种缩短移除杂质的时间且提高移除杂质的效率的衬底杂质移除方法及衬底处理设备。衬底杂质移除方法包括：使设置在第一腔室部件中的衬底的温度升高到杂质移除温度的温度升高过程；将衬底从第一腔室部件转移到第二腔室部件的转移过程；以及将转移到第二腔室部件中的衬底维持在杂质移除温度的维持过程。

Description

衬底杂质移除方法及衬底处理设备
技术领域
本公开涉及一种衬底杂质移除方法及一种衬底处理设备，且更确切来说涉及一种能够缩短移除衬底中所含有的杂质所需的时间且提高杂质移除效率的衬底杂质移除方法及衬底处理设备。
背景技术
在半导体工艺中，衬底中所含有的杂质(例如，水分)会导致各种各样的工艺缺陷，例如妨碍薄膜形成或改变所产生的薄膜的性质。确切来说，当在沉积金属层之前衬底的表面上存在水分时，会减小接垫与金属层之间的粘合力进而使电性质劣化。因此，需要进行杂质移除过程(例如，除气)来提前移除例如水分等杂质。
通常，除气装置包括腔室、用于支撑衬底的载台及向衬底提供热量的热源。此外，当通过将氮气供应到腔室中来调整除气压力(例如50托至100托)且通过操作热源来对衬底进行加热时，执行除气，经由除气将例如水分等杂质以气态从衬底排出。然而，杂质(例如水分)的含量可根据衬底的材料或状态而不同，当衬底的杂质含量大时，杂质移除过程(例如脱水)可需要长的衬底加热时间，且此长的工艺时间导致生产率降低。
因此，需要能够缩短移除衬底的杂质所需的时间且提高移除衬底杂质的效率的技术。
[相关技术档案]
[专利档案]
韩国专利第10-1830124号
发明内容
本公开提供一种能够缩短在杂质移除过程中移除衬底的杂质(例如，水分)所需的时间且提高杂质移除效率的衬底杂质移除方法及衬底处理设备。
根据示例性实施例，衬底杂质移除方法包括：使设置在第一腔室部件中的衬底的温度升高到杂质移除温度的温度升高过程；将所述衬底从所述第一腔室部件转移到第二腔室部件的转移过程；以及将转移到所述第二腔室部件中的所述衬底维持在所述杂质移除温度的维持过程。
在此，可在所述温度升高过程中对所述衬底执行迅速热处置。
此外，可在所述温度升高过程中利用从灯发射的光能照射所述衬底的至少一个平坦表面，以使所述衬底的所述温度升高。
此外，可利用不同量的所述光能对设定在所述衬底的所述平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。
此外，可使所述两个或更多个光能照射区域的温度同等地升高。
此外，可在所述维持过程中通过将热板的热量供应到所述衬底来维持所述杂质移除温度。
在此，可在所述维持过程中将所述衬底装载在形成多层结构的多个热板之间，在所述多层结构中所述多个热板彼此间隔开。
此外，可将所述衬底装载成使得所述衬底与所述热板间隔开。
此外，执行所述温度升高过程的时间可为执行所述维持过程的时间的一半或不到一半。
根据另一示例性实施例，一种衬底处理设备包括：第一腔室部件，被配置成提供设置衬底的空间；第一加热部件，设置在所述第一腔室部件中以使所述衬底的温度升高到杂质移除温度；第二腔室部件，被配置成提供装载所具有的温度升高到所述杂质移除温度的所述衬底的空间；以及第二加热部件，设置在所述第二腔室部件中以将所述衬底维持在所述杂质移除温度。
在此，所述第一加热部件可包括灯，所述灯被配置成利用光能照射所述衬底的一个平坦表面以对所述衬底执行迅速热处置。
此外，多个灯可利用不同量的所述光能对设定在所述衬底的所述平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。
此外，彼此间隔开的所述多个灯中的每一者可利用所述光能照射所述相应的对应光能照射区域，以使所述两个或更多个光能照射区域的温度同等地升高。
此外，所述第二加热部件可包括热板，所述热板被配置成维持所述衬底的所述杂质移除温度。
此外，多个热板可彼此间隔开以形成多层结构。
此外，所述衬底可在与所述多个热板中的邻近热板间隔开的同时设置在所述邻近热板之间。
此外，所述衬底处理设备还可包括转移部件，所述转移部件设置在所述第一腔室部件与所述第二腔室部件之间以转移所述衬底。
附图说明
结合附图阅读以下说明，可更详细地理解示例性实施例，在附图中：
图1是表示根据示例性实施例的衬底杂质移除方法的流程图。
图2是说明根据示例性实施例的衬底处理设备的示意图。
图3是说明根据示例性实施例的衬底处理设备的第一腔室部件的示意图。
图4是说明根据示例性实施例的衬底处理设备的第二腔室部件的示意图。
图5是表示在根据示例性实施例的衬底杂质移除方法中衬底温度改变的示意图。
具体实施方式
在后文中，将参考附图详细阐述具体实施例。然而，本发明可体现为不同的形式且不应被视为仅限于本文中所陈述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本发明将更透彻且完整，且将向所属领域的技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，相似的参考编号标示相似的元件。此外，在图中，为说明的清晰起见，放大层及区的尺寸。
图1是表示根据示例性实施例的衬底杂质移除方法的流程图。
参考图1，根据示例性实施例的衬底杂质移除方法包括：将装载到第一腔室部件中的衬底的温度升高到杂质移除温度的温度升高过程S110；将衬底从第一腔室部件转移到第二腔室部件的转移过程S120；及将转移到第二腔室部件中的衬底维持在所述杂质移除温度的维持过程S130。
在半导体制造工艺(例如，半导体封装)中，杂质移除至关重要。如果是聚合物系衬底，则衬底表面的杂质量增大。杂质去除量增多导致工艺时间延长。因此，需要在缩短移除衬底的杂质的时间的同时提高杂质移除效率。
然而，通常，对一个腔室中的多个衬底执行温度升高及高温维持。尽管以低速度执行热处置以均匀地加热所述多个衬底，但由于温度升高时间长，因此杂质移除过程所需的时间几乎不会缩短。
然而，根据示例性实施例，由于将腔室划分成用于使衬底的温度升高的第一腔室部件及用于维持杂质移除温度的第二腔室部件，所述第一腔室部件使衬底的温度迅速升高，且第二腔室部件维持杂质移除温度，因此缩短杂质移除过程所需的时间。此外，由于保证较长时间地维持杂质移除温度，因此可提高杂质移除效率。
温度升高过程S110将装载到第一腔室部件中的衬底的温度升高到杂质移除温度。在此，在温度升高过程S110中，可对衬底执行迅速热处置。在温度升高过程S110中，可通过利用从灯发射的光能照射衬底的至少一个平坦表面来使衬底的温度升高，以对衬底执行迅速热处置。
在此，尽管灯可以是卤素灯，但示例性实施例并不仅限于此。举例来说，除卤素灯之外，不同类型的灯也可用作所述灯。当在第一腔室部件中设置一个衬底时，可利用光能照射所述衬底的一个表面，或可利用光能充分地照射所述衬底的两个表面。
如果通过设置在衬底的侧表面处的灯对衬底进行加热，则难以通过灯的辐射热使衬底的温度升高，且确切来说，几乎无法维持衬底的温度均匀性。此是由于光能所入射到的衬底表面极为有限。确切来说，由于随着真空程度升高由对流热带来的温度升高是困难的，因此可通过利用光能照射衬底的平坦表面来缩短温度升高时间，且此外，与当通过设置在衬底的侧表面处的灯来对衬底的侧表面进行加热时的情形相比，可保证具有不断升高的温度的衬底的温度均匀性，如示例性实施例。
当在第一腔室部件中设置两个衬底时，可通过执行利用光能照射衬底中的每一者的一个平坦表面的迅速热处置来使衬底的温度升高。作为另外一种选择，可通过执行利用光能照射所述两个衬底中的每一者的两个平坦表面的迅速热处置来使衬底的温度升高。由于温度升高过程S110需要通过执行迅速热处置来使衬底的温度迅速升高到杂质移除温度，因此设置到第一腔室部件的衬底的数目可为小的，且更优选地，可在温度升高过程S110中设置一个或两个衬底。
此外，在温度升高过程S110中，第一腔室部件中可形成真空气氛。可从第一腔室部件排出在通过利用从灯发射的光能照射衬底来使衬底的温度迅速升高时从衬底排出的杂质。
此外，可在使衬底的温度迅速升高的过程中，针对衬底的每一区域使衬底的温度均匀地升高。因此，可利用不同量的光能来对设定在衬底的平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。
即，可在衬底的平坦表面上设定两个或更多个光能照射区域，且可调整并照射对每一光能照射区域照射的光能的量(即光能的输出)。在此，所述两个或更多个光能照射区域中的每一者的温度可同等地升高。即，可针对每一光能照射区域调整并照射光能以使得每一区域的温度同等地升高，以防止衬底的每一区域的温度出现偏差。
当调整照射到两个或更多个光能照射区域中的每一者的光能的量以使不同光能照射区域的温度同等地升高时，可保证衬底的温度均匀性。
当在温度升高过程S110中衬底的温度升高到杂质移除温度时，可开始转移过程S120。
在转移过程S120中，将衬底从第一腔室部件转移到第二腔室部件。当将温度升高到杂质移除温度的衬底从第一腔室部件转移到第二腔室部件时，开始维持过程S130。
维持过程S130将转移到第二腔室部件中的衬底维持在杂质移除温度。在维持过程S130中，可通过将设置在第二腔室部件中的热板的热量供应到衬底来维持杂质移除温度。
多个热板可设置在第二腔室部件中且彼此间隔开以形成多层结构。此外，在维持过程S130中，将一个衬底或多个衬底装载在多层结构的所述多个热板之间。
在此，可在衬底彼此间隔开的情况下装载衬底，以使热板位于所述衬底之间。当在衬底与热板之间界定间隔空间时，可顺利地从第二腔室部件排出从衬底排出的杂质。第二腔室部件中还可形成真空气氛，且第一腔室部件与第二腔室部件可具有相同的真空程度。
此外，执行温度升高过程S110的时间可为执行维持过程S130的时间的一半或不到一半。更优选地，执行温度升高过程S110的时间可为执行维持过程S130的时间的1/6或不到1/6。作为另外一种选择，衬底的温度可以10℃/分钟或大于10℃/分钟的温度升高速率升高并迅速达到杂质移除温度。
已经受维持过程S130的衬底的温度处于例如110℃的高温状态中。因此，可在将衬底提供到下一工艺腔室之前增加使温度降低到相对低于杂质移除温度的温度降低过程，且执行沉积工艺。可在与执行维持过程S130的第二腔室部件不同的第三腔室部件中执行所述温度降低过程。为此，可将衬底从第二腔室部件转移到第三腔室部件。可在将衬底从第二腔室部件转移到执行刻蚀工艺或沉积工艺的工艺腔室之前另外执行温度降低过程。
在根据示例性实施例的杂质移除方法中，执行每一过程的次序不受特殊限制。必要时可改变执行每一过程的次序，且必要时可重复地执行每一过程。
可通过使用根据示例性实施例的衬底处理设备对衬底执行杂质移除方法。图2是说明根据示例性实施例的衬底处理设备的示意图。
参考图2，根据示例性实施例的衬底处理设备包括：第一腔室部件110，提供设置衬底10的空间；第一加热部件，设置在第一腔室部件110中且使衬底10的温度升高到杂质移除温度；第二腔室部件120，提供装载所具有的温度升高到杂质移除温度的衬底10的空间；及第二加热部件，设置在第二腔室部件120中且将衬底10维持在杂质移除温度。
在此，第一加热部件包括灯，所述灯利用光能照射衬底10的一个平坦表面，以对衬底10执行迅速热处置。
在此，将参考图3阐述第一腔室部件110及第一加热部件。图3是说明根据示例性实施例的衬底处理设备中的第一腔室部件的内部部分的示意性平面图。
参考图3，第一腔室部件110提供设置衬底10的空间。在第一腔室部件110中执行上述温度升高过程S110。可在第一腔室部件110中形成真空气氛。可在所述真空气氛下执行温度升高过程S110，且可在第一腔室部件110中设置真空泵，所述真空泵用于形成真空气氛且排出杂质。第一加热部件设置在第一腔室部件110中。
第一加热部件设置在第一腔室部件110中且使衬底10的温度升高到杂质移除温度。第一加热部件包括灯200，所述灯200利用光能照射衬底10的一个平坦表面以对衬底10执行迅速热处置。因此，可经由迅速热处置通过从灯200照射的光能来使衬底10的温度升高到杂质移除温度。
在此，尽管可使用卤素灯200作为灯200，但示例性实施例并不仅限于此。举例来说，除卤素灯200之外，也可使用不同类型的灯作为灯200。当在第一腔室部件110中设置一个衬底时，可利用光能照射衬底的一个表面，或可利用光能充分地照射衬底的两个表面。
如果通过设置在衬底的侧表面处的灯对衬底进行加热，则难以通过灯的辐射热使衬底的温度升高，且确切来说，几乎无法维持衬底的温度均匀性。此是由于衬底所具有的光能所入射至的表面极为有限。确切来说，当真空程度提高时，通过对流热实现的温度升高的效果减弱。可通过利用光能照射衬底的平坦表面来缩短温度升高时间，且此外与在通过设置在衬底的侧表面处的灯对衬底的侧表面进行加热时的情形相比，可如示例性实施例般保证具有不断升高的温度的衬底的温度均匀性。
由于需要经由迅速热处置将衬底10快速地加热到杂质移除温度，因此可将少数衬底10提供到第一腔室部件110中，且更优选地，可将一个或两个衬底10提供到第一腔室部件110中，且可对所述一个或两个衬底10执行温度升高过程S110。
尽管在图3中衬底具有矩形形状，但示例性实施例并不仅限于此。举例来说，衬底可具有各种形状，例如圆形形状或矩形形状。
当将两个衬底10提供到第一腔室中时，可通过执行利用光能照射衬底中的每一者的一个平坦表面的迅速热处置来使衬底的温度升高。作为另外一种选择，可通过执行利用光能照射所述两个衬底中的每一者的两个平坦表面的迅速热处置来使衬底的温度升高。
此外，可通过设置在第一腔室部件110中的真空泵从第一腔室部件110排出在通过利用光能照射衬底10以使衬底10的温度迅速升高时从衬底10排出的杂质。
此外，可在使衬底10的温度迅速升高的过程中针对衬底10的每一区域使衬底10的温度均匀地升高。因此，灯200可利用不同量的光能对设定在衬底10的平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。为此，可将第一加热部件的灯200设置为多个。
即，可在衬底10的平坦表面上设定两个或更多个光能照射区域，且可调整并照射对每一光能照射区域照射的光能的量(即光能的输出)。在此，所述两个或更多个光能照射区域中的一者的温度可同等地升高。即，可针对每一光能照射区域调整并照射光能以使得每一区域的温度同等地升高，以防止衬底的每一区域的温度出现偏差。
举例来说，可设定三个光能照射区域，如图3中所说明。此外，提供多个灯200来利用光能照射每一光能照射区域。可将衬底10的中心表面部分的光能照射区域设定为第一光能照射区域21，可将衬底10的边界表面部分的光能照射区域设定为第二光能照射区域22，且可将衬底10的边缘表面部分的光能照射区域设定为第三光能照射区域23。此外，提供利用光能照射第一光能照射区域21的第一灯210、利用光能照射第二光能照射区域22的第二灯220及利用光能照射第三光能照射区域23的第三灯230。
与衬底10的其他区域相比，作为衬底10的中心表面部分的第一光能照射区域21由于热量传导而容易将热量耗散到其周围区域。因此，当照射光能时，温度升高可相对比衬底10的其他区域缓慢。因此，可将从第一灯210照射到第一光能照射区域21的光能的量(即输出)调整为相对高。
作为第一光能照射区域21的侧面部分的第二光能照射区域22是衬底10的边界表面处的光能照射区域。尽管由热量传导达成的热量耗散难以被产生为多于衬底10的中心部分，但由热量传导达成的热量耗散容易被产生为多于衬底10的边缘部分。因此，可将从第二灯220照射到第二光能照射区域22的光能的量调整为相对低于照射到第一光能照射区域21的光能的量(即输出)。
相对于第一光能照射区域21及第二光能照射区域22来说，作为衬底10的边缘表面部分的第三光能照射区域23中几乎不会产生由热量传导达成的热量耗散。因此，第三光能照射区域23中可比中心区域容易产生温度升高。因此，可将从第三灯230照射到第三光能照射区域23的光能的量(即输出)调整为相对低于第一灯210或第二灯220。
如上文所述，可调整照射到每一光能照射区域的光能的量(即输出)以对衬底10执行迅速热处置，从而制约衬底10的每一部分产生温度偏差。作为另外一种选择，必要时可个别地调整第一灯210、第二灯220及第三灯230的光能的照射输出。
此外，可使所述多个灯200(即第一灯210、第二灯220及第三灯230)彼此间隔开以使得灯中的每一者利用光能照射对应的光能照射区域。可恰当地设定所述多个灯200之间的间隔距离。
彼此间隔开的所述多个灯200中的每一者利用光能照射对应的光能照射区域，以使得两个或更多个光能照射区域的温度同等地升高。
当调整照射到所述两个或更多个光能照射区域中的每一者的光能的量以使不同光能照射区域的温度同等地升高时，可保证衬底的温度均匀性。
在此，将参考图4阐述第二腔室部件120及第二加热部件。
图4是说明根据示例性实施例的衬底处理设备的第二腔室部件的示意图。
参考图4，第二腔室部件120提供装载温度升高到杂质移除温度的衬底10的空间。在第二腔室部件120中执行上述维持过程S130。可在第二腔室部件120中形成真空气氛。可在所述真空气氛下执行维持过程S130，且可在第二腔室部件120中设置用于形成真空气氛且排出杂质的真空泵。第二加热部件设置在第二腔室部件120中。
第二加热部件设置在第二腔室部件120中且将衬底10的温度维持在杂质移除温度。第二加热部件包括将衬底10维持在杂质移除温度的热板300。可通过将热板300的热量供应到衬底10来维持杂质移除温度。可将热板300的热量供应到衬底10作为辐射热。如附图中所说明，由于热板300与衬底10表面对表面地面向彼此，因此热板300可维持衬底10的表面的温度均匀性且维持杂质移除温度。可将第二加热部件的热板300设置为多个。将多个热板300彼此间隔开以形成多层结构。
可在第二腔室部件120中设置盒400以使得所述多个热板300彼此间隔开以形成多层结构。如附图中所说明，盒400可具有数个槽且支撑所述多个热板300，以使得所述多个热板300在彼此间隔开的同时形成多层结构。
此外，可将衬底10设置在邻近热板300之间，以使得衬底10与邻近热板300间隔开。如附图中所说明，衬底10可与设置在衬底10上方及下方的热板300间隔开。如附图中所说明，当将衬底10插入到盒400的槽时，衬底10可在与邻近热板300间隔开的同时设置在邻近热板300之间。
此外，可将热板300设置在最上部槽及最下部槽处，以防止在第二腔室部件120中热量不从热板300转移到所述多个衬底10中的任一个衬底10的一个表面的情形。
由于在所述多个热板300与所述多个衬底10之间设置间隔空间，因此可从第二腔室部件120有效地移除从衬底10排出的杂质。
也可在第二腔室部件120中形成真空气氛，且第二腔室部件120的真空程度可等于第一腔室部件110的真空程度。
在第二腔室部件120中执行的温度升高过程S110的执行时间可为执行维持过程S130的时间的一半或不到一半。更优选地，执行温度升高过程S110的时间可为执行维持过程S130的时间的1/6或不到1/6。作为另外一种选择，衬底10的温度可以15℃/分钟或大于15℃/分钟的温度升高速率升高并迅速达到杂质移除温度。
此外，转移部件130可设置在第一腔室部件110与第二腔室部件120之间以转移衬底10。可通过转移部件130执行上述转移过程S120。举例来说，转移部件130可以是其中包括转移机器人的转移腔室。转移部件130、第一腔室部件110及第二腔室部件120可具有相同的真空程度。
尽管附图中作为实例提供一个第二腔室部件120及一个第二加热部件，但必要时可将第二腔室部件120及第二加热部件中的每一者设置为多个。即，可将温度在第一腔室部件110中升高的一个衬底10转移到第二腔室部件120，且可将下一衬底10提供到另一第二腔室部件120。因此，可提供用于对衬底10执行维持过程S130的多个第二腔室部件。
此外，可将第一腔室部件110设置为多个，且可将温度在第一腔室部件110中升高的衬底10转移到一个或多个第二腔室部件120以维持杂质移除温度。当提供所述多个第一腔室部件110及所述多个第二腔室部件120时，可在第一腔室部件110中执行使一个或两个衬底的温度迅速升高到杂质移除温度的过程，且可在第二腔室部件120中执行容纳且装载从第一腔室部件110转移的衬底且维持杂质移除温度的过程。
此外，在第二腔室部件120中，已经受维持过程S130的衬底的温度是杂质移除温度，例如110℃的高温状态。因此，可在将衬底提供到执行刻蚀工艺或沉积工艺的工艺腔室之前增加使温度降低到相对低于杂质移除温度的温度降低过程，且执行刻蚀工艺或沉积工艺。可在与执行维持过程S130的第二腔室部件不同的第三腔室部件中执行温度降低过程。为此，可将衬底10从第二腔室部件120转移到第三腔室。可在将衬底从第二腔室部件120转移到执行刻蚀工艺或沉积工艺的工艺腔室之前另外执行温度降低过程。
图5是表示在执行杂质移除时衬底的温度改变的示意图，图5的(a)表示在根据相关技术移除衬底的杂质时衬底的温度改变，且图5的(b)表示在通过根据示例性实施例的衬底杂质移除方法移除衬底的杂质时衬底的温度改变。
如图5的(a)及图5的(b)中所说明，根据相关技术，可在一个腔室中通过以低速度连续地执行热处置来执行温度升高，以均匀地加热所述多个衬底10。因此，温度升高到杂质移除温度的时间不可避免地很长。即，无法同时保证温度升高时间的缩短及温度均匀性。
然而，通过使用根据示例性实施例的衬底杂质移除方法，由于通过在第一腔室部件110中经由温度升高过程S110对一个或两个衬底10执行迅速热处置而使衬底10的温度迅速升高到杂质移除温度，因此缩短温度升高时间；由于在第二腔室部件120中经由维持过程S130将温度达到杂质移除温度的所述多个衬底10维持在杂质移除温度，因此确保温度均匀性；且由于在移除衬底10的杂质时供应到衬底10的热量总量增加，因此提高杂质移除效率。
当衬底10的温度升高时间缩短时，可增加将衬底10维持在杂质移除温度的时间，且可提高杂质(例如水分)的移除效率。由于在水分移除效率提高时可缩短相关技术的工艺耗时，因此生产率也可提高。
尽管在相关技术中温度在单个腔室中缓慢地升高且在110℃的杂质移除温度下移除杂质之后水的分压是2.3E-09托，但在通过根据示例性实施例的衬底杂质移除方法移除衬底的杂质之后水的分压是7.1E-10托。即，抑制将水杂质的分压降低70％或大于70％的影响。
可通过对衬底执行迅速热处置以缩短温度升高时间且维持杂质移除温度来显著地提高杂质移除效率。
如上文所述，根据示例性实施例的衬底杂质移除方法及衬底处理设备的优点在于，由于对衬底10执行迅速热处置以使衬底10的温度迅速升高到杂质移除温度，因此缩短温度升高时间；由于在第二腔室部件120中经由维持过程S130将温度达到杂质移除温度的所述多个衬底10维持在所述杂质移除温度，因此保证温度均匀性；且由于在移除衬底10的杂质时供应到衬底10的热量总量增加，因此提高杂质移除效率。
由于在使衬底10的温度迅速升高的过程中调整照射到每一光能照射区域的光能的量以防止衬底10的区域之间存在温度差，因此甚至在迅速温度升高的过程中仍可保证衬底10的温度均匀性，且可制约温度不均匀性所导致的缺陷。
当衬底的温度升高时间缩短时，可延长将衬底维持在杂质移除温度的时间，且可提高杂质(例如水分)的移除效率。由于当水分移除效率提高时可缩短相关技术的工艺耗时，因此生产率也可提高。
如上文所述，移除衬底中所含有的杂质的过程所需的时间缩短，移除衬底中所含有的杂质的效率提高，且此外生产率提高。
根据示例性实施例的衬底杂质移除方法及衬底处理设备通过对衬底执行迅速热处置以使衬底的温度迅速升高到杂质移除温度来缩短衬底的温度升高时间，且由于在第二腔室部件120中经由维持杂质移除温度的维持过程来将温度达到杂质移除温度的所述多个衬底维持在所述杂质移除温度，因此保证温度均匀性。此外，由于在移除衬底的杂质时供应到衬底的热量总量增加，因此杂质移除效率得以提高。
此外，由于在衬底的迅速温度升高的过程中调整照射到每一光能照射区域的光能的量以防止衬底的区域之间存在温度差，因此甚至在迅速温度升高的过程中仍可保证衬底的温度均匀性，且可制约温度不均匀性所导致的缺陷。
当衬底的温度升高时间缩短时，将衬底维持在杂质移除温度的时间可延长，且杂质(例如水分)的移除效率可提高。由于当水分移除效率提高时可缩短相关技术的工艺耗时，因此生产率也可提高。
如上文所述，由于从衬底移除杂质的效率提高且移除杂质的时间显著缩短，因此整个过程所需的总时间缩短，且此外生产率提高。
尽管已阐述了本发明的示例性实施例，但应理解，本发明不应仅限于这些示例性实施例，而是所属领域的技术人员可在后文中所述的本发明的精神及范围内做出各种改变及润饰。因此，本发明的真正保护范围应由随附权利要求的技术范围确定。

Claims (17)

1.一种衬底杂质移除方法，包括：
使设置在第一腔室部件中的衬底的温度升高到杂质移除温度的温度升高过程；
将所述衬底从所述第一腔室部件转移到第二腔室部件的转移过程；以及
将转移到所述第二腔室部件中的所述衬底维持在所述杂质移除温度的维持过程。
2.根据权利要求1所述的衬底杂质移除方法，其中在所述温度升高过程中对所述衬底执行迅速热处置。
3.根据权利要求2所述的衬底杂质移除方法，其中在所述温度升高过程中，利用从灯发射的光能照射所述衬底的至少一个平坦表面以使所述衬底的所述温度升高。
4.根据权利要求3所述的衬底杂质移除方法，其中利用不同量的所述光能对设定在所述衬底的所述平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。
5.根据权利要求4所述的衬底杂质移除方法，其中使所述两个或更多个光能照射区域的温度同等地升高。
6.根据权利要求1所述的衬底杂质移除方法，其中在所述维持过程中，通过将热板的热量供应到所述衬底来维持所述杂质移除温度。
7.根据权利要求6所述的衬底杂质移除方法，其中在所述维持过程中将所述衬底装载在形成多层结构的多个热板之间，在所述多层结构中所述多个热板彼此间隔开。
8.根据权利要求7所述的衬底杂质移除方法，其中将所述衬底装载成使得所述衬底与所述热板间隔开。
9.根据权利要求1所述的衬底杂质移除方法，其中执行所述温度升高过程的时间是执行所述维持过程的时间的一半或不到一半。
10.一种衬底处理设备，包括：
第一腔室部件，被配置成提供设置衬底的空间；
第一加热部件，设置在所述第一腔室部件中以使所述衬底的温度升高到杂质移除温度；
第二腔室部件，被配置成提供装载所具有的温度升高到所述杂质移除温度的所述衬底的空间；以及
第二加热部件，设置在所述第二腔室部件中以将所述衬底维持在所述杂质移除温度。
11.根据权利要求10所述的衬底处理设备，其中所述第一加热部件包括灯，所述灯被配置成利用光能照射所述衬底的一个平坦表面以对所述衬底执行迅速热处置。
12.根据权利要求11所述的衬底处理设备，其中多个灯利用不同量的所述光能对设定在所述衬底的所述平坦表面上的两个或更多个光能照射区域中的至少一者进行照射。
13.根据权利要求12所述的衬底处理设备，其中彼此间隔开的所述多个灯中的每一者利用所述光能照射所述两个或更多个光能照射区域中相应的对应光能照射区域，以使所述两个或更多个光能照射区域的温度同等地升高。
14.根据权利要求10所述的衬底处理设备，其中所述第二加热部件包括热板，所述热板被配置成维持所述衬底的所述杂质移除温度。
15.根据权利要求14所述的衬底处理设备，其中多个热板彼此间隔开以形成多层结构。
16.根据权利要求15所述的衬底处理设备，其中所述衬底在与所述多个热板中的邻近热板间隔开的同时设置在所述邻近热板之间。
17.根据权利要求10所述的衬底处理设备，还包括转移部件，所述转移部件设置在所述第一腔室部件与所述第二腔室部件之间以转移所述衬底。
CN202111500160.9A 2020-12-10 2021-12-09 衬底杂质移除方法及衬底处理设备 Pending CN114628231A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0172532 2020-12-10
KR1020200172532A KR102583558B1 (ko) 2020-12-10 2020-12-10 기판의 불순물 제거방법 및 기판처리장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114628231A true CN114628231A (zh) 2022-06-14

Family

ID=81898726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111500160.9A Pending CN114628231A (zh) 2020-12-10 2021-12-09 衬底杂质移除方法及衬底处理设备

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102583558B1 (zh)
CN (1) CN114628231A (zh)
TW (1) TW202223983A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI805440B (zh) * 2022-07-11 2023-06-11 台技工業設備股份有限公司 可以控制氣氛及製程壓力的粉體燒結之加熱系統

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4876337B2 (ja) * 2001-06-12 2012-02-15 東京エレクトロン株式会社 処理システム
KR20040100319A (ko) * 2003-05-22 2004-12-02 삼성전자주식회사 적어도 하나의 히팅 구역을 갖는 텅스텐 막 증착장비
KR20080040902A (ko) * 2006-11-06 2008-05-09 주식회사 하이닉스반도체 웨이퍼 열처리 로 장치
KR101830124B1 (ko) 2017-04-06 2018-02-20 (주)앤피에스 기판 처리 장치
CN111213227B (zh) * 2017-10-19 2023-10-13 瑞士艾发科技 用于处理衬底的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220082543A (ko) 2022-06-17
TW202223983A (zh) 2022-06-16
KR102583558B1 (ko) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0119654B1 (en) A furnace suitable for heat-treating semiconductor bodies
KR0155545B1 (ko) 기판의 열처리 장치
JP4438008B2 (ja) 基板処理装置
US7410355B2 (en) Method for the heat treatment of substrates
US7485190B2 (en) Apparatus for heating a substrate in a variable temperature process using a fixed temperature chuck
WO2014129259A1 (ja) 成膜方法、コンピュータ記憶媒体及び成膜システム
EP1804284A1 (en) Substrate heat treatment apparatus and substrate transfer tray used in substrate heat treatment
US7022627B2 (en) Method for the heat treatment of substrates
WO2016167233A1 (ja) 基板保持機構、成膜装置、および基板の保持方法
KR20160115398A (ko) 히터 블록 및 기판 처리 장치
CN101510512B (zh) 加热设备、加热方法以及半导体装置制造方法
CN114628231A (zh) 衬底杂质移除方法及衬底处理设备
US9431279B2 (en) Heater block and a substrate treatment apparatus
KR101345605B1 (ko) 승강 장치, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 이를이용하여 기판을 처리하는 방법
JPH0420253B2 (zh)
KR20080082268A (ko) 배치식 기판 처리 장치 및 이를 이용하는 기판 처리 방법
JP2009177062A (ja) 半導体製造方法および半導体製造装置
JP5573533B2 (ja) 基板の熱処理方法および熱処理装置
JP3754846B2 (ja) 半導体ウェハの熱処理法
JPH036018A (ja) 半導体装置製造用ランプアニール装置
WO2007145505A1 (en) Method for manufacturing a device for supporting a substrate during the manufacture of semiconductor components, as well as such a device
JP2004356355A (ja) 熱処理方法、基板の製造方法、半導体装置の製造方法及び熱処理装置
JP6529914B2 (ja) 水素プラズマ処理装置および水素プラズマ処理方法
JPH0240480Y2 (zh)
KR200177310Y1 (ko) 반도체의 피브이디 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination