JP2023081858A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Soon-Cheon Cho
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Abstract

【課題】本発明は、基板処理装置及び基板処理方法を提供する。【解決手段】処理空間を提供するチャンバと前記処理空間に提供されて基板を支持し、前記基板を回転させる基板支持ユニットと前記基板支持ユニットに支持された前記基板に対して薬液を吐出する薬液吐出ノズルを含む液供給ユニットと前記基板にマイクロ波が印加されるマイクロ波を発散するマイクロ波印加部材を含む。【選択図】図２

Description

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。
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。このうちで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。
一般に、基板の蝕刻工程または洗浄工程では、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。ケミカル処理段階では、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、リンス処理段階では、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ある。
韓国特許第１０－２１６４２６２号公報
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。
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。
本発明は、基板の温度昇温が速かに進行されて基板の温度を精密に制御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。
本発明は、基板の膜質による選択的加熱が可能な基板処理装置を提供することを一目的とする。
本発明は、基板を加熱することによる基板の損傷を最小化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。
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。
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、基板処理装置は、処理空間を提供するチャンバと、前記処理空間に提供されて基板を支持し、前記基板を回転させる基板支持ユニットと、前記基板支持ユニットに支持された前記基板に対して薬液を吐出する薬液吐出ノズルを含む液供給ユニットと、前記基板にマイクロ波が印加されるマイクロ波を発散するマイクロ波印加部材を含む。
一実施例において、前記基板支持ユニットは、前記レーザービームの照射ユニットから照射されるレーザービームが透過可能な素材で提供され、前記基板の下部に提供されるウィンドウ部材と、前記基板の側部を支持して前記ウィンドウ部材と前記基板を所定間隔で離隔させるチャックピンと、前記ウィンドウ部材と結合されて上下方向に貫通されて前記レーザービームが伝達される経路を提供するスピンハウジングと、前記スピンハウジングを回転させる駆動部材を含み、前記マイクロ波印加部材は前記ウィンドウ部材の下部に提供されることができる。
一実施例において、前記スピンハウジングの内部で前記ウィンドウ部材を貫通して提供されるバックノズルをさらに含むことができる。
一実施例において、前記バックノズルは誘電体で提供されることができる。
一実施例において、マイクロ波印加部材は第１マイクロ波と、前記第１マイクロ波と相異な第２マイクロ波を発散することができる。
一実施例において、前記第１マイクロ波と前記第２マイクロ波はパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が相異なものであることがある。
一実施例において、前記マイクロ波は膜質の種類によって相異に提供されることができる。
一実施例において、前記第２マイクロ波は前記第１マイクロ波が前記基板に到逹する進行波と、反射される反射波の重畳現象を相殺させるものであることができる。
一実施例において、前記マイクロ波印加部材は前記基板より下部に提供されることができる。
一実施例において、前記薬液はリン酸水溶液であることがある。
一実施例において、制御機をさらに含み、前記制御機は、前記基板支持ユニットと前記液供給ユニットを制御し、前記基板を回転させながら前記基板の上面に前記薬液の液膜を形成させ、前記マイクロ波印加部材を通じて前記基板に前記マイクロ波を印加することができる。
また、本発明は基板を処理する方法を提供する。一実施例において、薬液によって液膜が形成された基板に対して、マイクロ波を印加して加熱することができる。
一実施例において、前記基板は前記基板を支持して回転可能な基板支持ユニットによって支持されて提供され、前記マイクロ波を印加するマイクロ波印加部材は前記基板より下部に提供されることができる。
一実施例において、前記薬液はリン酸水溶液であることができる。
一実施例において、前記マイクロ波は膜質の種類によって相異に提供されることができる。
一実施例において、前記マイクロ波は第１マイクロ波と、前記第１マイクロ波と相異な第２マイクロ波を重畳したものであることができる。
一実施例において、前記第１マイクロ波と前記第２マイクロ波はパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が相異なものであることができる。
一実施例において、前記第２マイクロ波は前記第１マイクロ波が前記基板に到逹する進行波と、反射される反射波の重畳現象を相殺させるものであることができる。
一実施例において、前記マイクロ波は、前記基板の下部を処理する流体が流れる管体を通過して前記基板に伝達されることができる。
一実施例において、前記基板は処理対象になる膜質の厚さが第１厚さであり、前記第１厚さが設定厚さより大きい場合第１マイクロ波を印加し、前記第１厚さが設定厚さより小さな場合第２マイクロ波を印加し、前記第１マイクロ波は前記第２マイクロ波より高周波数を有することができる。
本発明の他の観点による実施例の基板処理装置は、処理空間を提供するチャンバと、前記処理空間に提供されて基板を支持し、前記基板を回転させる基板支持ユニットと、前記基板支持ユニットに支持された前記基板に対して薬液を吐出する薬液吐出ノズルを含む液供給ユニットと、前記基板にマイクロ波が印加されるマイクロ波を発散するマイクロ波印加部材を含み、前記基板支持ユニットは、前記レーザービームの照射ユニットから照射されるレーザービームが透過可能な素材で提供され、前記基板の下部に提供される誘電体材質のウィンドウ部材と、前記基板の側部を支持して前記ウィンドウ部材と前記基板を所定間隔で離隔させるチャックピンと、前記ウィンドウ部材と結合されて上下方向に貫通されて前記レーザービームが伝達される経路を提供するスピンハウジングと、前記スピンハウジングを回転させる駆動部材を含み、前記マイクロ波印加部材は前記ウィンドウ部材の下部に提供され、前記マイクロ波は膜質の種類によって相異に提供される。
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。
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。
本発明の一実施例によれば、基板の昇温が速かに進行（６００゜Ｃ／ｓ以上）されて基板の温度を精密に制御することができる。
本発明の一実施例によれば、基板の膜質による選択的加熱が可能な基板処理装置を提供することを一目的とする。
本発明の一実施例によれば、基板を加熱することによる基板の損傷を最小化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。
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。
本発明の実施例による基板処理設備１を示す平面図である。 図１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を示す断面図である。 本発明の第１実施例による基板処理装置の運用方法を示して順次に並べた図面である。 同じく、本発明の第１実施例による基板処理装置の運用方法を示して順次に並べた図面である。 本発明の第１実施例によるマイクロ波印加部材４００の透過窓が適用される構造を示す断面図である。 本発明の第２実施例によるマイクロ波印加部材１４００を適用して基板を処理する方法を概略的に示す図面である。 本発明の第２実施例によるマイクロ波印加部材１４００から放出される第１マイクロ波と第２マイクロ波の組合例を示したグラフである。 図１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を示す断面図である。
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等しい符号を使用する。
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。
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。
用語「及び／または」は、該当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「連結される」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。
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、本発明の範囲が以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。
図１は、本発明の実施例による基板処理設備１を示す平面図である。図１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、および、工程処理モジュール２０は順次に一列に配列される。
以下、ロードポート１２０、移送フレーム１４０、および、工程処理モジュール２０が配列された方向を第１方向１２、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、第１方向１２と第２方向１４を含んだ平面に垂直な方向を第３方向１６と称する。
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ある。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ある。
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、および、工程チャンバ２６０を含む。
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が配置され得る。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を基準に対称に提供さ得る。複数個の工程チャンバ２６０のうちの一部は、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のうちの一部は、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の配列で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の配列で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ある。前述と異なり、工程チャンバ２６０は移送チャンバ２４０の一側のみ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で提供されることができる。
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。
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、および、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、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らのうちの一部は、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）を返送する時使用されることができる。これにより、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。
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、および、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と並んでい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、および、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。
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異なる構造を有することができる。この他、それぞれの工程チャンバ２６０内の基板処理装置３００は等しい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、等しいグループに属する工程チャンバ２６０内の基板処理装置３００は互いに同一であり、互いに異なるグループに属する工程チャンバ２６０内の基板処理装置３００の構造は互いに異なるように提供されることができる。
図２は、図１の工程チャンバ２６０に提供された一実施例による基板処理装置３００を示す断面図である。図２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、および、制御機（図示せず）を含む。
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らのうちでお互いに異なる処理液を回収する。第１回収桶３２１は、基板支持ユニット３４０をくる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をくる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をくる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方向に向かって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の第２ガード部３２４は、第１ガード部３２６の下部の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に向かっ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方向に向かう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との間は、処理液が流入される第１流入口３２４ａとして機能する。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はお互いに異なる高さに位置され得る。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の下部に設けられた第２回収ライン３２２ｂに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ある。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。
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得る。昇降ユニット３６０は、ブラケット３６２、移動軸３６４、および、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、具体的には、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、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。
基板支持ユニット３４０は工程が進行中に基板（Ｗ）を支持して基板（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、および、駆動部材３４９を含む。
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（Ｗ）が円形のウェハーの場合、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）と等しい直径を有するか、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はレーザービームが透過されて基板（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。
ウィンドウ部材３４８はマイクロ波透過性が高い素材でなされることができる。これによって、マイクロ波印加部材４００で照射されるマイクロ波がウィンドウ部材３４８を透過することができる。ウィンドウ部材３４８は薬液と反応しないように耐食性が優秀な素材であることができる。このためのウィンドウ部材３４８の素材は一例で、石英、硝子またはサファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）などであり得る。
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が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マイクロ波印加部材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は後述するマイクロ波印加部材４００で発散されたマイクロ波が基板（Ｗ）に伝達されて基板（Ｗ）を所望の温度で加熱することができる構造なら十分である。
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。
液供給ユニット３９０は、基板（Ｗ）上部から基板（Ｗ）に薬液を吐出するための構成で、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て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。
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なことがある。基板処理工程がシリコン窒化膜蝕刻工程である場合、薬液はリン酸（Ｈ３ＰＯ４）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。図示していないが、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）、および、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）から垂直に延長され得る。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）ととも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得る。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得る。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得る。
マイクロ波印加部材４００は、伝送を受けたマイクロ波を発散する。マイクロ波は基板（Ｗ）に発散される。マイクロ波の印加を受けた基板（Ｗ）は加熱される。（６００゜Ｃ／ｓ以上を得るために印加されるマイクロ波の具体的特性（周波数、電力、デューティー比）記載。）実施例によればマイクロ波による基板の加熱速度は６００゜Ｃ／ｓ以上である。
マイクロ波印加部材４００はマイクロ波を生成するマグネトロン５００と導波管４４３を通じて連結される。マグネトロン５００は本発明の実施例でマイクロ波発生源（－Ｗａｖｅ Ｓｏｕｒｃｅ）に対応する。導波管４４３はマイクロ波をマイクロ波印加部材４００に伝送する。導波管４４３のマイクロ波伝送経路にはチューナー４３０が設置され得る。チューナー４３０はインピーダンスを整合する機能を行う。チューナー４３０によるインピーダンス整合は検出器（図示せず）で反射波の検出結果に根拠して行われることができる。
マイクロ波印加部材４００はマイクロ波導入ポート４１１と透過窓４１５を含む。透過窓４１５はマイクロ波導入ポート４１１の端部に提供されてマイクロ波導入ポート４１１を塞ぐ。透過窓４１５は誘電体材料によって形成されている。例えば、透過窓４１５の材料としては、石英、セラミックスなどが利用されることができる。透過窓４１５とマイクロ波導入ポート４１１の結合によってマイクロ波印加部材４００の内部は密閉されることができる。
透過窓４１５の上部は、カバー部材４１２によってカバーされることができる。カバー部材４１２の内径は透過窓４１５の直径よりは小さく、マイクロ波導入ポート４１１の内径よりは大きく提供され、カバー部材４１２によってマイクロ波が反射される現象を除去することができる（図５参照）。
本例において、マグネトロン５００を工程チャンバ２６０の外に設置したが、マグネトロン５００は工程チャンバ２６０の内部に設置されることもできる。マグネトロン５００が工程チャンバの内部に設置される場合、マグネトロン５００の動作による発熱に起因する工程の影響を考慮する必要があり得る。
制御機（図示せず）は基板処理装置を制御することができる。制御機（図示せず）は基板を設定工程によって処理されるように基板処理システムの構成要素らを制御することができる。また、制御機（図示せず）は、基板処理装置の制御を行うマイクロプロセッサー（コンピューター）でなされるプロセスコントローラーと、オペレーターが基板処理装置を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理システムで実行される処理をプロセスコントローラーの制御で行うための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが記憶された記憶部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセスコントローラーに接続されてあり得る。処理レシピは記憶部のうちで記憶媒体に記憶されてあり得て、記憶媒体は、ハードディスクでも良く、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。
図３及び図４は、本発明の第１実施例による基板処理装置の運用方法を示して順次に並べたものである。
図３と図４を順次に参照する。基板（Ｗ）がチャックピン３４６によって基板支持ユニット３００に支持される。駆動部材３４９の駆動によって、基板（Ｗ）が回転され、回転される基板（Ｗ）上に液供給ユニット３９０は薬液を供給する。マグネトロン５００に電力を供給してマイクロ波印加ユニット４００が基板（Ｗ）を向けてマイクロ波を放射するようにする。基板（Ｗ）はマイクロ波（Ｗ）によって加熱される。基板（Ｗ）が加熱されることによって薬液と基板（Ｗ）が反応して基板が処理される。薬液による基板（Ｗ）の処理は蝕刻処理であることがある。薬液はリン酸であることがある。
図６は、本発明の第２実施例によるマイクロ波印加部材１４００を適用して基板を処理する方法を概略的に見せてくれる図面である。第２実施例によれば、マイクロ波印加部材１４００は複数のマイクロ波を印加する。
一例において、マイクロ波印加部材１４００は第１マイクロ波印加部材４００－１と第２マイクロ波印加部材４００－２を含む。第１マイクロ波印加部材４００－１と第２マイクロ波印加部材４００－２はそれぞれ異なるマイクロ波を発散する。第１マイクロ波印加部材４００－１は第１マグネトロンと連結され、第２マイクロ波印加部材４００－２は第２マグネトロンと連結される。便宜上、第１マイクロ波印加部材４００－１が発散するマイクロ波を第１マイクロ波、第２マイクロ波印加部材４００－２が発散するマイクロ波を第２マイクロ波と言う。第１マイクロ波と第２マイクロ波はお互いに組み合わされて基板（Ｗ）に伝達される。
図７は、本発明の第２実施例によるマイクロ波印加部材１４００から放出される第１マイクロ波と第２マイクロ波との組み合わせの例を示したグラフである。
図７の（ａ）は第１組合例であり、図７の（ｂ）は第２組合例であり、図７の（ｃ）は第３組合例である。第１マグネトロン（μ－Ｗａｖｅ Ｓｏｕｒｃｅ１）から放出された第１マイクロ波と第２マグネトロン（μ－Ｗａｖｅ Ｓｏｕｒｃｅ２）から放出された第２マイクロ波はパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が異なることがある。処理しようとする基板（Ｗ）の膜質によって、第１マイクロ波と第２マイクロ波の組合を異なるようにすることができる。第１マイクロ波と第２マイクロ波は時間によってパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が可変されることができる。実施例によれば、１０％以上の周波数変調を通じて膜質に対する選択的加熱効果を得ることができる。例えば、基板（Ｗ）に蒸着された膜の厚さが５００ｎｍ以下の場合、Ｈｉｇｈμ－Ｗａｖｅ（より高周波数のマイクロウエーブ）を使って、例えば、基板（Ｗ）に蒸着された膜の厚さが５００ｎｍ以上の場合、Ｌｏｗ μ－Ｗａｖｅ（より低周波数のマイクロウエーブ）を使って基板（Ｗ）を加熱することで、基板（Ｗ）のダメージを最小化することができる。
また、マイクロ波の位相差調節を通じて反射波を統制する。例えば、マイクロ波の位相差を調節して進行波と反射波波動の重畳現象を統制することで、基板の前面を均一に加熱することができる（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙを高めることができる）。
図８は、図１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を示す断面図である。図８を参照して説明する。第２実施例による基板処理装置１３００を説明するにあたり、図２を参照した第１実施例の基板処理装置３００の構成と同一なものは第１実施例に対する説明で替える。
基板処理装置１３００はバックノズル３８６が提供される。バックノズル３８６はスピンハウジング３４２の内部に位置され、ウィンドウ部材３４８を貫通する管体３８５を含む。管体３８５はマイクロ波透過性が高い素材でなされることができる。これによって、基板（Ｗ）に伝達されるマイクロ波が管体３８５に干渉を受けないで伝達されることができる。管体３８５は、輸送される流体と反応しないように耐食性が高い素材で提供されることができる。また、基板（Ｗ）に供給されて飛散されて反応しないように、耐食性が高い素材で提供されることができる。このための管体３８５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。管体３８５が形成する流路は第１流体を伝送する第１供給ライン３８１と連結されることができる。管体３８５が形成する流路は第２流体を伝送する第２供給ライン３８１と連結されることができる。第１流体は純水であることができる。第２流体は窒素であることがある。
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ものとして解釈されなければならない。

Claims (20)

  1. 処理空間を提供するチャンバと、
    前記処理空間に提供されて基板を支持し、前記基板を回転させる基板支持ユニットと、
    前記基板支持ユニットに支持された前記基板に対して薬液を吐出する薬液吐出ノズルを含む液供給ユニットと、
    前記基板に印加されるマイクロ波を発散するマイクロ波印加部材とを含む基板処理装置。
  2. 前記基板支持ユニットは、
    レーザービームの照射ユニットから照射されるレーザービームが透過可能な素材で提供され、前記基板の下部に提供されるウィンドウ部材と、
    前記基板の側部を支持して前記ウィンドウ部材と前記基板を所定間隔で離隔させるチャックピンと、
    前記ウィンドウ部材と結合されて上下方向に貫通されて前記レーザービームが伝達される経路を提供するスピンハウジングと、
    前記スピンハウジングを回転させる駆動部材とを含み、
    前記マイクロ波印加部材は前記ウィンドウ部材の下部に提供されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記スピンハウジングの内部で前記ウィンドウ部材を貫通して提供されるバックノズルをさらに含み、
    前記バックノズルは誘電体で提供されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記マイクロ波印加部材は第１マイクロ波と、前記第１マイクロ波と異なる第２マイクロ波とを発散することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記第１マイクロ波と前記第２マイクロ波はパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が異なることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記マイクロ波は膜質の種類によって異なるように提供されることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記第２マイクロ波は、前記第１マイクロ波が前記基板に到逹する進行波と、反射される反射波との重畳現象を相殺させるものであることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  8. 前記マイクロ波印加部材は前記基板より下部に提供されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 前記薬液はリン酸水溶液であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 制御機をさらに含み、
    前記制御機は、
    前記基板支持ユニットと前記液供給ユニットを制御し、前記基板を回転させながら前記基板の上面に前記薬液の液膜を形成させ、
    前記マイクロ波印加部材を通じて前記基板に前記マイクロ波を印加することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 薬液によって液膜が形成された基板に対して、
    マイクロ波を印加して加熱する基板処理方法。
  12. 前記基板は、前記基板を支持して回転可能な基板支持ユニットによって支持されて提供され、
    前記マイクロ波を印加するマイクロ波印加部材は、前記基板より下部に提供されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記薬液はリン酸水溶液であることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  14. 前記マイクロ波は膜質の種類によって異なるように提供されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  15. 前記マイクロ波は、第１マイクロ波と、前記第１マイクロ波と異なる第２マイクロ波を重畳したものであることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  16. 前記第１マイクロ波と前記第２マイクロ波はパルス幅、強さ及びデューティー比のうちで何れか一つ以上が異なることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理方法。
  17. 前記第２マイクロ波は、前記第１マイクロ波が前記基板に到逹する進行波と、反射される反射波との重畳現象を相殺させるものであることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理方法。
  18. 前記マイクロ波は、前記基板の下部を処理する流体が流れる管体を通過して前記基板に伝達されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  19. 前記基板は処理対象になる膜質の厚さが第１厚さであり、
    前記第１厚さが設定厚さより大きい場合、第１マイクロ波を印加し、
    前記第１厚さが設定厚さより小さな場合、第２マイクロ波を印加し、
    前記第１マイクロ波は、前記第２マイクロ波より高周波数を有することを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
  20. 処理空間を提供するチャンバと、
    前記処理空間に提供されて基板を支持し、前記基板を回転させる基板支持ユニットと、
    前記基板支持ユニットに支持された前記基板に対して薬液を吐出する薬液吐出ノズルを含む液供給ユニットと、
    前記基板に印加されるマイクロ波を発散するマイクロ波印加部材を含み、
    前記基板支持ユニットは、
    レーザービームの照射ユニットから照射されるレーザービームが透過可能な素材で提供され、前記基板の下部に提供される誘電体材質のウィンドウ部材と、
    前記基板の側部を支持して前記ウィンドウ部材と前記基板を所定間隔で離隔させるチャックピンと、
    前記ウィンドウ部材と結合されて上下方向に貫通されて前記レーザービームが伝達される経路を提供するスピンハウジングと、
    前記スピンハウジングを回転させる駆動部材とを含み、
    前記マイクロ波印加部材は前記ウィンドウ部材の下部に提供され、
    前記マイクロ波は膜質の種類によって異なるように提供される基板処理装置。
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