JP6602271B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は基板を処理する装置及び基板を処理する方法に関する。

プラズマはイオンや電子、ラジカル（Ｒａｄｉｃａｌ）等からなされたイオン化されたガス状態を言い、プラズマは非常に高い温度や、強い電界或いは高周波電磁界（ＲＦ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ）によって生成される。

このようなプラズマは半導体素子を製造するためにフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）を使用するリソグラフィー（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程で多様に活用される。一例として、基板上にライン（ｌｉｎｅ）又はスペース（ｓｐａｃｅ）パターン等のような各種の微細回路パターンを形成するか、或いはイオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）工程でマスク（ｍａｓｋ）として利用されたフォトレジスト膜を除去するアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程で活用度が段々高くなる。

一方、基板にプラズマを利用して基板処理工程を遂行した後、工程中に生成された反応副産物を除去する工程としてアニーリング工程が遂行される。一般的にアニーリング工程は基板を処理する工程と別のチャンバーで工程が行われる。

しかし、別のチャンバーでアニーリング工程を遂行する場合、基板を処理する工程チャンバーで処理工程の後、基板にアニーリング工程を遂行するアニーリングチャンバーに基板を移動させて工程が遂行されて基板を処理する工程時間が長くなる。また、別のアニーリングチャンバーが必要して基板処理装置の設備が多くなる問題点がある。

韓国特許第１０−１５１７４８９号公報 韓国特許第１０−１１６５７２５号公報 韓国特許第１０−１１６５７２２号公報

本発明の目的は基板にアニーリング工程を遂行できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は基板にプラズマを利用する処理工程とアニーリング工程とを１つの基板処理装置で遂行される基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

また、本発明のその他の目的は基板に加熱されたアニーリングガスを供給してアニーリング工程を遂行できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする課題が上述した課題に限定されることではなく、言及されなかった課題は本明細書及び添付された図面から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されることができる。

本発明は基板処理装置を提供する。

本発明の一実施形態によれば、前記基板処理装置は内部に処理空間を有するハウジングと、前記処理空間内に位置し、基板を支持及び回転させる支持ユニットと、プラズマを発生させるプラズマ発生ユニットと、前記処理空間に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、そして前記処理空間にアニーリングガスを供給するアニーリングガス供給ユニットと、を含むことができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガス供給ユニットは前記ハウジングの側壁に挿入され、外部からアニーリングガスが供給される流入管と、前記流入管から供給された前記アニーリングガスを前記処理空間に供給する流出口を有する流出管と、を含むことができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガス供給ユニットは前記流入管と前記流出管とを連結し、内部に流路が形成される連結管をさらに含むことができる。

一実施形態によれば、前記流出口の横幅は前記流入管の直径より大きく提供されることができる。

一実施形態によれば、前記流出口は前記流入管より高い位置に提供されることができる。

一実施形態によれば、前記流出管は前記処理空間内に位置することができる。

一実施形態によれば、前記流出管は前記ハウジングの側壁から前記処理空間内に突出されて前記支持ユニットの上面と並行に提供されることができる。

一実施形態によれば、前記流出管は前記ハウジングの側壁に挿入されることができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガス供給ユニットは前記ハウジングの上壁に挿入され、外部からアニーリングガスが供給される流入管と、前記流入管から供給された前記アニーリングガスを前記処理空間に供給する流出口を有する流出管と、そして前記流入管と前記流出管とを連結し、内部に流路が形成される連結管を含むことができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガス供給ユニットは複数個に提供され、複数の前記アニーリングガス供給ユニットは組合されて円型の形状に配置されることができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガス供給ユニットリング形状を有し、前記ハウジングの側壁より内側に位置し、前記ハウジングの側壁との間に拡散空間を提供し、そして前記処理空間に前記アニーリングガスを供給する供給ホールを有するボディーと、前記ハウジングの側壁に挿入され、外部から前記アニーリングガスが供給されて前記拡散空間に供給する流入管と、を含むことができる。

一実施形態によれば、前記供給ホールは複数個提供され、前記供給ホールは前記ボディーの円周面にリング形状をなすように配列されることができる。

一実施形態によれば、前記供給ホールは前記支持ユニットの上面と並行に配置されることができる。

一実施形態によれば、前記供給ホールは前記流入管の上部に位置することができる。

一実施形態によれば、前記ボディーは前記ライナーであってもよい。

一実施形態によれば、前記ガス供給ユニットは前記処理空間に供給される前記アニーリングガスを加熱するヒーティング部材をさらに含むことができる。

一実施形態によれば、前記支持ユニットは前記支持ユニット上に置かれる基板を加熱するヒーターをさらに含むことができる。

一実施形態によれば、前記ガス供給ユニットは前記アニーリングガスが格納されるガス格納部と、前記ガス格納部に前記アニーリングガスを前記ガス供給管に供給するガス供給ラインと、前記ガス供給ラインに設置されて前記処理空間に供給される前記アニーリングガスの流量を調節するバルブと、そして前記バルブと前記ヒーティング部材を制御する制御器と、をさらに含み、前記制御器は前記処理空間に供給される前記アニーリングガスの量と前記アニーリングガスの温度を既設定された温度に供給するように前記バルブと前記ヒーティング部材を制御することができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガスは不活性ガスに提供されることができる。

一実施形態によれば、前記アニーリングガスは水蒸気で提供されることができる。

一実施形態によれば、前記制御器は前記処理空間に供給される前記アニーリングガスの温度が５℃乃至５００℃になるように前記ヒーティング部材を制御することができる。

本発明は基板を処理する方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、前記基板処理方法は処理空間内に基板を提供し、前記処理空間内にプラズマを供給して基板にプラズマ工程を遂行した後、前記処理空間内で前記基板に対してアニール工程を遂行し、前記アニーリング工程は前記処理空間内に加熱されたアニーリングガスによって遂行されることができる。

一実施形態によれば、前記プラズマ工程はドライクリーニング工程である。

一実施形態によれば、前記プラズマ工程はエッチバック工程である。

一実施形態によれば、前記プラズマ工程は前記処理空間に窒素、水素、そしてフルオロが含まれたガスを供給して前記基板に形成された酸化膜に（ＮＨ_ｘＦ）_ｙＳｉＦ_ｚ結合物を形成させる工程であり、前記アニーリング工程は前記（ＮＨ_ｘＦ）_ｙＳｉＦ_ｚ結合物を除去する工程である。

一実施形態によれば、前記プラズマ工程は前記基板上にフォトレジストを除去する工程であり、前記アニーリング工程は前記基板上に残留物を除去する工程である。

一実施形態によれば、加熱された前記アニーリングガスの温度は５０℃乃至５００℃である。

一実施形態によれば、前記アニーリングガスは不活性ガスである。

一実施形態によれば、前記アニーリングガスは水蒸気である。

一実施形態によれば、前記アニーリングガスが供給される間に前記基板は回転されることができる。

一実施形態によれば、前記アニーリング工程中に前記基板の加熱は前記アニーリングガスのみによって遂行されることができる。

一実施形態によれば、前記アニーリング工程中前記基板の加熱は前記アニーリングガスと基板が置かれる支持ユニット内に提供されたヒーターで加熱されることができる。

本発明の一実施形態によれば、基板にプラズマを利用する処理工程とアニーリング工程とを１つの基板処理装置で遂行して基板処理工程に効率を向上させることができる。

また、本発明の一実施形態によれば、基板にプラズマを利用する処理工程とアニーリング工程とを１つの基板処理装置に遂行して基板処理設備を最小化させることができる。

また、本発明の一実施形態によれば、基板に加熱されたアニーリングガスを供給してアニーリング工程を遂行してアニーリング工程に効率を向上させることができる。

本発明の効果が上述した効果に限定されることではなく、言及されなかった効果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する者に明確に理解されることができる。

本発明の一実施形態による基板処理設備を示す平面図である。 本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図面である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの一部を示す図面である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの一部を示す切開斜視図である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの他の実施形態を示す図面である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの他の実施形態を示す図面である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの他の実施形態を示す図面である。 図２のアニーリングガス供給ユニットの他の実施形態を示す図面である。 図８のアニーリングガス供給ユニットのボディーを示す斜視図である。 処理空間に供給されるアニーリングガスの流れを概略的に示す図面である。 処理空間に供給されるアニーリングガスの流れを概略的に示す図面である。

以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してより詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する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ている。

図１は本発明の一実施形態による基板処理設備を示す平面図である。

図１を参照すれば、基板処理設備１は設備前方端部モジュール（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｒｏｎｔ ｅｎｄ ｍｏｄｕｌｅ、ＥＦＥＭ）１０と工程処理モジュール２０とを含む。設備前方端部モジュール（ＥＦＥＭ）１０と工程処理モジュール２０とは順次的に一方向に配置される。以下、設備前方端部モジュール（ＥＦＥＭ）１０と工程処理モジュール２０が配置された方向を第１方向（２）と称し、上部で見る時、第１方向（２）と垂直である方向を第２方向（３）と称し、第１方向（２）と第２方向（３）に全て垂直となる方向を第３方向（４）と称する。

設備前方端部モジュール１０は工程処理モジュール２０の前方に位置する。設備前方端部モジュール１０は基板が収納されたキャリヤー１６と工程処理モジュール２０との間に基板Ｗを移送する。設備前方端部モジュール１０はロードポート１２とフレーム１４とを含む。

ロードポート１２はフレーム１４の前方に位置する。ロードポート１２は複数個が提供される。複数のロードポート１２は互いに離隔して位置され、第２方向（３）に沿って一列に配置される。これとは異なりに、ロードポート１２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等の条件にしたがって増加するか、或いは減少してもよい。キャリヤー１６（例えば、カセット、Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ等）は各々のロードポート１２に安着される。キャリヤー１６には工程に提供される基板Ｗ及び工程処理が完了された基板Ｗが収納される。キャリヤー１６には基板の縁を支持するように提供されたスロット（図示せず）が形成される。スロットは第３方向（４）に複数個が提供され、基板は第３方向（４）に沿って互いに離隔された状態に積層されてキャリヤー１６内に位置される。

フレーム１４はロードポート１２とロードロックチャンバー２２との間に配置される。ロードポート１２、フレーム１４、そしてロードロックチャンバー２２は順次的に第１方向（２）に配置される。フレーム１４の内部にはロードポート１２とロードロックチャンバー２２との間に基板Ｗを移送する移送ロボット１８が配置される。移送ロボット１８は第２方向（３）に具備された移送レール１９に沿って移動可能である。

工程処理モジュール２０はロードロックチャンバー２２、トランスファーチャンバー２４、そして複数個の基板処理装置３０を含む。

ロードロックチャンバー２２はトランスファーチャンバー２４とフレーム１４との間に配置される。トランスファーチャンバー２４、ロードロックチャンバー、そしてフレーム１４は順次的に第１方向（２）に沿って配置される。ロードロックチャンバー２２は工程に提供される基板Ｗが基板処理装置３０へ移送される前、又は工程処理が完了された基板Ｗがキャリヤー１６へ移送される前に、待機する空間を提供する。ロードロックチャンバー２２は１つ又は複数個が提供されることができる。一例によれば、ロードロックチャンバー２２は２つが提供される。２つのロードロックチャンバー２２は順次的に第２方向（３）に沿って配置される。１つのロードロックチャンバー２２には工程処理のために基板処理装置３０へ提供される基板Ｗが収納され、他の１つのロードロックチャンバー２２には基板処理装置３０で工程が完了された基板Ｗが収納されることができる。

トランスファーチャンバー２４は第１方向（２）に沿ってロードロックチャンバー２２の後方に配置される。トランスファーチャンバー２４は上部で見る時、多角形の本体２５を有する。本体２５の外側にはロードロックチャンバー２２と複数個の基板処理装置３０とが本体２５の周辺に沿って配置される。一実施形態によれば、トランスファーチャンバー２４は上部で見る時、六角形の本体を有する。設備前方端部モジュール１０と隣接する頭側壁にはロードロックチャンバー２２が各々配置され、残る側壁には基板処理装置３０が配置される。本体２５の各側壁には基板Ｗが出入する通路（図示せず）が形成される。通路はトランスファーチャンバー２４とロードロックチャンバー２２との間に、又はトランスファーチャンバー２４と基板処理装置３０との間に基板Ｗが出入する空間を提供する。各通路には通路を開閉するドア（図示せず）が提供される。トランスファーチャンバー２４は要求される工程モジュールによって多様な形状に提供されることができる。

トランスファーチャンバー２４の内部には搬送ロボット２６が配置される。搬送ロボット２６はロードロックチャンバー２２で待機する未処理基板Ｗを基板処理装置３０へ移送するか、或いは基板処理装置３０で工程処理が完了された基板Ｗをロードロックチャンバー２２へ移送する。搬送ロボット２６は基板処理装置３０に順次的に基板Ｗを提供する。

基板処理装置３０はプラズマ状態のガスを基板に供給して工程処理を遂行する。プラズマガスは半導体製作工程で多様に使用されることができる。以下では基板処理装置３０がアッシング（Ａｓｈｉｎｇ）工程を遂行することと説明するが、これに限定されなく、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）工程と蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程等でプラズマガスを利用する多様な工程に適用されることができる。

図２は本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図面である。

図２を参照すれば、基板処理装置３０は工程処理部１００、プラズマ供給部２００、そしてアニーリングガス供給ユニット３００を含む。工程処理部１００は基板Ｗ処理が遂行される空間を提供し、プラズマ供給部２００は基板Ｗ処理工程に使用されるプラズマを発生させ、プラズマをダウンストリーム（Ｄｏｗｎ Ｓｔｒｅａｍ）方式に基板Ｗに供給する。アニーリングガス供給ユニット３００は基板にアニーリング（Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）ガスを供給してアニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を遂行する。以下、各構成に対して詳細に説明する。

工程処理部１００はハウジング１１０、支持ユニット１４０、そしてシャワーヘッド１５０を含む。

ハウジング１１０は内部に基板Ｗ処理が遂行される処理空間ＴＳを提供する。ハウジング１１０はチャンバー１２０と密閉カバー１３０とを含む。チャンバー１２０は上面が開放され、内部に空間が形成される。チャンバー１２０の側壁には基板Ｗが出入する開口（図示せず）が形成され、開口はスリットドア（ｓｌｉｔ ｄｏｏｒ）（図示せず）のような開閉部材によって開閉される。開閉部材はハウジング１１０内で基板Ｗ処理が遂行される間に開口を閉鎖し、基板Ｗがハウジング１１０内部に搬入される時とハウジング１１０外部へ搬出される時とに開口を開放する。

チャンバー１２０の壁にはヒーター（図示せず）が提供される。ヒーター（図示せず）はチャンバー１２０の壁を加熱する。ヒーター（図示せず）は加熱電源と電気的に連結されて提供される。ヒーター（図示せず）で発生される熱によってチャンバー１２０の内部の処理空間ＴＳは所定温度に維持される。ヒーター（図示せず）はコイル形状の熱線で提供されることができる。

チャンバー１２０の下部壁には排気ホール１２１が形成される。排気ホール１２１は排気ライン１７０と連結される。排気ライン１７０を通じてハウジング１１０の内部圧力が調節される。排気ライン１７０を通じて工程で発生された反応副産物がハウジング１１０外部へ排出される。

密閉カバー１３０はチャンバー１２０の上部壁と結合する。密閉カバー１３０はチャンバー１２０の開放された上面を覆ってチャンバー１２０の内部を密閉させる。密閉カバー１３０はその横断面積がチャンバー１２０より小さい面積に提供される。密閉カバー１３０の上端はプラズマ供給部２００と連結される。密閉カバー１３０には誘導空間ＤＳが形成される。プラズマ供給部２００で流入されたプラズマは誘導空間ＤＳで拡散され、シャワーヘッド１５０へ移動する。

支持ユニット１４０は処理空間ＴＳに位置される。支持ユニット１４０は基板Ｗを支持する。支持ユニット１４０は静電力によって基板Ｗを吸着する靜電チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ）が提供される。支持ユニット１４０にはリフトホール（図示せず）が形成される。リフトホールにはリフトピン（図示せず）が各々提供される。リフトピンは基板Ｗが支持ユニット１４０上にローディング又はアンローディングされる場合、リフトホールに沿って昇降する。

支持ユニット１４０は本体１４１、支持軸１４３、そして回転駆動部１４５を含む。本体１４１は上部で見る時、大体に円形に提供される上部面を有する。本体１４１の内部にはヒーター１４７が提供される。ヒーター１４７は基板Ｗを加熱して工程温度に維持させる。ヒーター１４７は基板Ｗにアニーリング工程の時、基板Ｗを加熱する。本体１４１の底面には回転駆動部１４５によって回転可能である支持軸１４３が結合される。支持軸１４３の下部には回転駆動部１４５が結合される。回転駆動部１４５は本体１４１を回転させる。一例として、回転駆動部１４５はモーターで提供される。

シャワーヘッド１５０はチャンバー１２０と密閉カバー１３０との間でチャンバー１２０の上部壁と結合する。シャワーヘッド１５０は円板形状に提供される。シャワーヘッド１５０は支持ユニット１４０の上面と並べに配置される。シャワーヘッド１５０は支持ユニット１４０と対向する面が平らに提供される。シャワーヘッド１５０は基板Ｗより広い面積に提供される。シャワーヘッド１５０にはホール１５１が形成される。誘導空間ＤＳで拡散されたプラズマガスはホール１５１を通過して基板Ｗへ供給される。

プラズマ供給部２００はプラズマ発生ユニット２１０、処理ガス供給ユニット２２０、そして連結ポート２４０を含む。

プラズマ発生ユニット２１０は処理ガスを放電させてプラズマガスを生成する。処理ガス供給ユニット２２０はプラズマ発生ユニット２１０の放電空間ＥＳへ処理ガスを供給する。以下、各構成に対して詳細に説明する。

プラズマ発生ユニット２１０はハウジング１１０の上部に位置する。プラズマ発生ユニット２１０は処理ガスを放電させてプラズマガスを生成する。プラズマ発生ユニット２１０は反応器２１１、ガス注入ポート２１２、誘導コイル２１５、そして電源２１７を含む。

反応器２１１は円筒形状に提供される。反応器２１１は上面及び下面が開放される。反応器２１１は内部に空間が形成される。反応器２１１の内部は処理ガスが放電される放電空間ＥＳへ提供される。

反応器２１１の上端にはガス注入ポート２１２が結合する。ガス注入ポート２１２は処理ガス供給ユニット２２０と連結され、処理ガスが供給される。ガス注入ポート２１２の底面には誘導空間ＩＳが形成される。誘導空間ＩＳは逆漏斗形状を有する。誘導空間ＩＳは放電空間ＥＳと連通される。誘導空間ＩＳへ流入された処理ガスは拡散され、放電空間ＥＳへ提供される。

誘導コイル２１５は反応器２１１の周辺に沿って反応器２１１に複数回巻かれる。誘導コイル２１５の一端は電源２１７と連結され、他端は接地される。電源２１７は誘導コイル２１５に高周波電力又はマイクロ波電力を印加する。

処理ガス供給ユニット２２０は誘導空間ＩＳへ処理ガスを供給する。処理ガスは基板Ｗに形成された酸化膜又はフォトレジスト膜を除去するためのソースガスの中で１つとして、多様な形態に提供されることができる。処理ガスは水素（Ｈ_２）、酸素（Ｏ_２）、窒素（Ｎ_２）、アンモニア（ＮＨ_３）、そして弗素系列のガスの中で少なくともいずれかが含まれた混合ガスに提供されることができる。一例として、弗素系列のガスはＮＦ_３又はＮＦ_３が混合された混合ガスを含む。弗素系列のガスはＨＦ、ＨＣｌ、ＢＣｌ_３、ＨＢｒ、そしてＣｌＦ_３の中で少なくともいずれかを含む。また、前記ガス成分の中で少なくともいずれかが混合された混合ガスを含む。

処理ガス供給ユニット２２０は処理ガスを格納する処理ガス格納部２２１と、処理ガス格納部２２１とガス注入ポート２１２とを連結されるガス供給ライン２２２と、そしてガス供給ライン２２２に設置されて処理ガスの供給流量を調節するバルブ２２３とを含む。

連結ポート２４０はプラズマ発生ユニット２１０とハウジング１１０との間に位置する。連結ポート２４０は円筒形状を有し、上面及び下面が開放され、内部にソース空間ＳＳが形成される。連結ポート２４０は反応器２１１に相応する半径に提供される。連結ポート２４０の上端は反応器２１１と結合し、下端は密閉カバー１３０と結合する。

図３は図２のアニーリングガス供給ユニットの一部を示す図面であり、図４は図２のアニーリングガス供給ユニットの一部を示す切開斜視図である。以下、図２処理乃至図４を参考すれば、アニーリングガス供給ユニット３００は基板Ｗが位置した処理空間ＴＳへアニーリングガスを供給してアニーリング工程を遂行する。アニーリング工程は基板Ｗ処理工程の中で生成された反応副産物を除去する工程である。

アニーリングガス供給ユニット３００はハウジング１１０の側壁に挿入されて提供される。アニーリングガス供給ユニット３００は複数個が提供されることができる。一例として、アニーリングガス供給ユニット３００は４つが提供される。複数のアニーリングガス供給ユニット３００は組合されて円型のリング形状に位置される。これとは異なりに、アニーリングガス供給ユニット３００は３つ以下又は５つ以上が提供されてもよい。複数のアニーリングガス供給ユニット３００はハウジング１１０の側壁に配置され、互いに組合されてリング形状をなすように配置される。

アニーリングガス供給ユニット３００は流入管３１０、流出管３２０、連結管３３０、ヒーティング部材３４０、ガス格納部３５０、ガス供給ライン３６０、バルブ３７０、そして制御器３９０を含む。

流入管３１０はハウジング１１０の側壁に挿入される。流入管３１０は外部からアニーリングガスが供給される。流入管３１０は外部から供給されたアニーリングガスを連結管３３０に形成された流路３３１へ供給する。流入管３１０はハウジング１１０の側壁に並行に挿入される。これとは異なりに、図５のように流入管３１０はハウジング１１０の上壁に挿入されてもよい。これとは異なりに、図７とようにハウジング１１０の側壁に傾くように挿入されてもよい。この場合、流入管３１０はハウジング１１０の内側で行くほど、上向に傾くように提供される。

流出管３２０はアニーリングガスを処理空間ＴＳへ供給する。流出管３２０は処理空間ＴＳ内に位置する。流出管３２０は処理空間ＴＳ内に突出されて提供される。流出管３２０はハウジング１１０の側壁と結合されて提供される。流出管３２０は処理空間ＴＳで支持ユニット１４０より上部に位置する。流出管３２０は支持ユニット１４０の上面と並行に提供される。流出管３２０は流入管３１０より上部に位置する。流出管３２０は流出口３２１を有する。流出口３２１は横幅（ｄ２）が縦幅（ｄ３）より長く形成される。流出口３２１の横幅（ｄ２）は流入管３１０の直径（ｄ１）より大きく提供される。流出口３２１は流入管３１０より上部に位置する。これとは異なりに、流出管３２０は図６のようにハウジング１１０の側壁に挿入されて提供されてもよい。この場合、流入管３１０、流出管３２０、そして連結管３３０はハウジング１１０の側壁に挿入されて提供される。

連結管３３０は流入管３１０と流出管３２０とを連結する。連結管３３０はハウジング１１０の側壁と結合されて提供される。連結管３３０の一側は流入管３１０と連結され、他側は流出管３２０と連結される。連結管３３０の上部には流出管３２０と連結される。連結管３３０の内部には流路３３１が形成される。流路３３１は流入管３１０から供給されたアニーリングガスを流出管３２０へ供給する。

ヒーティング部材３４０は処理空間ＴＳへ供給されるアニーリングガスを加熱する。ヒーティング部材３４０はガス供給ライン３６０上に設置される。ヒーティング部材３４０はアニーリングガスを既設定された温度に加熱する。一例として、ヒーティング部材３４０はアニーリングガスを５０℃乃至５００℃に加熱する。ヒーティング部材３４０は流入管３１０へ供給されるアニーリングガスを加熱する。一例として、ヒーティング部材３４０はヒーターで提供される。

ガス格納部３５０はアニーリングガスを格納し、ガス供給ライン３６０を通じてアニーリングガスを処理空間ＴＳへ供給する。一例として、アニーリングガスは不活性ガスで提供される。一例として、供給されるアニーリングガスは窒素ガスで提供される。これとは異なりに、アニーリングガスは水蒸気で提供されてもよい。

ガス格納部３５０にはガス供給ライン３６０が連結される。ガス供給ライン３６０の一端は流入管３１０と連結され、他端はガス格納部３５０と連結される。ガス供給ライン３６０にはバルブ３７０が設置される。バルブ３７０は処理空間ＴＳへ供給されるアニーリングガスの量を調節する。

制御器３９０はヒーティング部材３４０とバルブ３７０とを制御する。一例として、制御器３９０は処理空間ＴＳへ供給されるアニーリングガスの温度が５０℃乃至５００℃になるようにヒーティング部材３４０を制御してアニーリングガスを加熱する。一例として、制御器３９０は処理空間ＴＳへ供給されるアニーリングガスの量をバルブ３７０を制御して調節する。

図８は図２のアニーリングガス供給ユニットの他の実施形態を示す図面であり、図９は図８のアニーリングガス供給ユニットのボディー３３０ａを示す斜視図である。以下、図８と図９とを参考すれば、アニーリングガス供給ユニット３００ａはボディー３３０ａ、流入管３１０ａ、ヒーティング部材３４０、ガス格納部３５０、ガス供給ライン３６０、バルブ３７０制御器３９０を含む。

図８のアニーリングガス供給ユニット３００ａにヒーティング部材３４０、ガス格納部３５０、ガス供給ライン３６０、バルブ３７０、そして制御器３９０は図２と同様に提供される。

ボディー３３０ａはリング形状に提供される。ボディー３３０ａは上面及び下面が開放された空間を有する。ボディー３３０ａは円筒形状に提供されてもよい。ボディー３３０ａはチャンバー１２０の内側面に相応する半径を有する。ボディー３３０ａはハウジング１１０の内側に位置する。ボディー３３０ａはハウジング１１０の側壁に結合される。

ボディー３３０ａの外側面とハウジング１１０の内側壁との間には拡散空間３２０ａが形成される。拡散空間３２０ａは供給ホール３２１ａ及び流入管３１０ａに連結される。拡散空間３２０ａは流入管３１０ａから供給されたアニーリングガスが拡散され、ボディー３３０ａの供給ホール３２１ａを通じて処理空間ＴＳへアニーリングガスを供給する。拡散空間３２０ａはリング形状の空間を形成する。

ボディー３３０ａは供給ホール３２１ａを有する。供給ホール３２１ａは複数個が提供される。供給ホール３２１ａは円形状に提供される。複数の供給ホール３２１ａはボディー３３０ａの円周面にリング形状をなすように配列される。供給ホール３２１ａは支持ユニット１４０の上面と並行に配置される。供給ホール３２１ａは流入管３１０ａの上部に位置する。上述した例と異なりに、供給ホール３２１ａは三角形、四角形、五角形等の多角形状に提供されることができる。

一例として、ボディー３３０ａはライナーで提供されることができる。ライナーはチャンバー１２０の内壁が損傷されることを防止する。ライナーは工程の中で発生した不純物がチャンバー１２０の内壁に蒸着されることを防止する。ライナーはアルミニウム材質で提供されることができる。

図８の流入管３１０ａは図２の流入管３１０と大体に同様に提供される。

図１０及び図１１は処理空間に供給されるアニーリングガスの流れを概略的に示す図面である。以下、図１０と図１１とを参照して本発明の基板処理装置で基板Ｗを処理する方法を提供する。

基板Ｗは外部で処理空間ＴＳへ移送される。移送された基板Ｗは処理空間ＴＳに支持ユニット１４０に置かれる。処理空間ＴＳ内に基板Ｗが提供された後、処理ガスを利用してプラズマを発生させる。発生されたプラズマを処理空間ＴＳへ供給して基板Ｗを処理する。一例として、プラズマを利用する工程はドライクリーニング工程である。これとは異なりに、プラズマ工程はエッチバック工程であってもよい。選択的に、プラズマ工程は処理空間ＴＳへ窒素、水素、フルオロが含まれたガスを供給して基板Ｗに形成された酸化膜に（ＮＨ_ｘＦ）_ｙＳｉＦ_ｚ結合物を形成させる工程である。又は、プラズマ工程は基板Ｗ上にフォトレジストを除去する工程であってもよい。

基板Ｗにプラズマ工程を遂行した後、処理空間ＴＳ内で基板Ｗに対してアニーリング工程を遂行する。アニーリング工程はプラズマ工程の後、基板Ｗ上に生成された反応副産物を除去する工程である。アニーリング工程は処理空間ＴＳ内に基板Ｗ上に加熱されたアニーリングガスを供給して遂行される。一実施形態として、アニーリングガスは不活性ガスで提供されることができる。供給される不活性ガスは窒素ガス、アルゴンガスで提供されることができる。これとは異なりに、アニーリングガスは水蒸気で提供されてもよい。

一例として、プラズマ工程が処理空間ＴＳに窒素、水素、フルオロが含まれたガスを供給して基板Ｗに形成された酸化膜に（ＮＨ_ｘＦ）_ｙＳｉＦ_ｚ結合物を形成させる工程である場合、アニーリング工程は基板Ｗ上に（ＮＨ_ｘＦ）_ｙＳｉＦ_ｚ結合物を除去する工程である。選択的にプラズマ工程が基板Ｗ上にフォトレジストを除去する工程である場合、アニーリング工程は基板Ｗ上に残留物を除去する工程である。

アニーリングガス供給ユニット３００は処理空間ＴＳにアニーリングガスを供給する。一例として、図２のアニーリングガス供給ユニット３００でなされてもよい。アニーリングガスはガス格納部３５０でガス供給ライン３６０を通じて流入管３１０に供給される。アニーリングガスは流入管３１０に供給される前にヒーティング部材３４０で既設定された温度に加熱される。一例として、加熱されたアニーリングガスの温度は５０℃乃至５００℃である。

アニーリングガスは流入管３１０で連結管３３０の流路３３１を通じて流出管３２０に供給される。アニーリングガスは流出管３２０に形成された流出口３２１を通じて支持ユニット１４０の基板Ｗの上にアニーリングガスを供給する。アニーリングガスが支持ユニット１４０の基板Ｗの上に直接的に供給されなく、流入管３１０、連結管３３０、そして流入管３１０より高く位置した流出管３２０を通じて順次的に供給される。アニーリングガスが供給される間に支持ユニット１４０は基板Ｗを回転させる。

加熱されたアニーリングガスによって基板Ｗは加熱され、アニーリング工程を遂行される。基板Ｗの加熱は加熱されたアニーリングガスによってのみに遂行される。これとは異なりに、支持ユニット１４０に提供されたヒーターとアニーリングガスとによって加熱されてもよい。選択的に、加熱されたアニーリングガス、支持ユニット１４０のヒーター、チャンバーの側壁に提供されたヒーターを同時に使用して基板Ｗを加熱してもよい。

アニーリングガスが供給される途中に基板Ｗにアニーリングガスが流入管３１０を通じて直接的に供給されなく、供給されるアニーリングガスによって基板Ｗの滑られる現像を抑制することができる。また、流出管３２０に流入口が横幅が広く提供されて基板Ｗに全体の領域に均等にアニーリングガスを供給することができる。また、アニーリングガス供給ユニット３００は複数個が提供され、支持ユニット１４０が基板Ｗを回転させて処理空間ＴＳに供給されるアニーリングガスは基板Ｗに全体領域に均等に供給ことができるので、アニーリング工程に効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態によれば、基板Ｗにプラズマ工程とアニーリング工程とは１つの基板Ｗ処理装置の処理空間ＴＳで遂行されることができる。基板Ｗの加熱してなされるアニーリング工程は別のチャンバーで成されることと比較する時、基板Ｗ処理設備を減らすことができ、基板Ｗ処理工程時間を短縮して基板Ｗ処理工程に効率を向上させることができる。

但し、１つの基板処理装置でアニーリング工程を遂行する場合、シャワーヘッドにヒーターを設置し、支持ユニット上に基板をリフトピン等を利用して上昇させて接触した後、基板を加熱してアニーリング工程を遂行することができる。この場合、１つの基板処理装置で基板にプラズマを利用する工程とアニーリング工程とを遂行する長所があるが、シャワーヘッドの温度がプラズマを利用する工程の温度とアニーリング工程の温度とで差異があるので、工程毎に温度が急激に変化させなければならない問題点がある。したがって、１つの基板処理装置で上述したプラズマ工程とアニーリング工程とを遂行する時、急激な温度変化を安定的に制御して基板処理工程を遂行し、短い時間に乗温−冷却を反復的に遂行しなければならない。しかし、短い時間にシャワーヘッドの乗温−冷却に望む温度を維持し、工程を進行するのに工程時間が長く掛かり、急激な温度変化を耐える材質でシャワーヘッドを提供することに困難がある。また、２つの工程を遂行する時、基板の移動及び乗温−冷却過程の工程で基板処理工程に時間が長く掛かる問題点がある。

これとは異なりに、上述した本発明の実施形態はアニーリング工程は別の加熱されたアニーリングガスで工程を進行して工程温度の調節が容易であり、シャワーヘッド等の他の装置に加熱装置を提供する必要が無い。また、支持ユニット上に基板に処理ガスを利用するプラズマ工程と加熱されたアニーリングガスとを供給してアニーリング工程を進行して基板処理工程に時間を短縮させる効果がある。

また、基板Ｗ処理装置は処理空間ＴＳに別にアニーリングのための加熱装置の代わりに加熱されたアニーリングガスでアニーリング工程を遂行して基板Ｗ処理装置の設備を最小化することができる。

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望ましい実施形態を例として説明することであり、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。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。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に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むこととして解析しなければならない。

１１０ ハウジング
１４０ 支持ユニット
１５０ シャワーヘッド
２１０ プラズマ発生ユニット
２２０ 処理ガス供給ユニット
３００ アニーリングガス供給ユニット
３１０ 流入管
３２０ 流出管
３３０ 連結管
３４０ ヒーティング部材
３５０ ガス格納部
３６０ ガス供給ライン
３７０ バルブ
３９０ 制御器

Claims (9)

1. 基板処理装置であって、
   内部に処理空間を有するハウジングと、
   前記処理空間内に位置し、基板を支持及び回転させる支持ユニットと、
   プラズマを発生させるプラズマ発生ユニットと、
   前記処理空間に前記プラズマを生成するための処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと、
   前記処理空間内に前記プラズマが供給され、前記処理空間内で前記基板に前記プラズマが供給された後に、前記処理空間に加熱されたアニーリングガスを供給するアニーリングガス供給ユニットと、
   を含む基板処理装置であり、
   前記アニーリングガス供給ユニットは、
   リング形状を有し、前記ハウジングの側壁より内側に位置し、前記ハウジングの側壁との間に拡散空間を提供し、そして前記処理空間に前記アニーリングガスを供給する供給ホールを有するボディーと、
   前記ハウジングの側壁に挿入され、外部から前記アニーリングガスが供給されて前記拡散空間に供給する流入管と、
   を含み、
   前記ボディーは、前記ハウジング内に提供され、側面に円形状の複数の供給ホールが形成され、
   前記基板は、前記アニーリングガスが供給される間に回転し、
   前記アニーリングガスは水蒸気である基板処理装置。
2. 前記供給ホールは、複数個提供され、前記供給ホールは、前記ボディーの円周面にリング形状をなすように配列される請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記供給ホールは、前記支持ユニットの上面と平行に配置される請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記供給ホールは、前記流入管の上部に位置する請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記ボディーは、ライナーである請求項２乃至請求項４の中でいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記ガス供給ユニットは、前記処理空間に供給されるアニーリングガスを加熱するヒーティング部材をさらに含む請求項２乃至請求項４の中でいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記支持ユニットは、前記支持ユニット上に置かれる基板を加熱するヒーターをさらに含む請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記ガス供給ユニットは、
   前記アニーリングガスが格納されるガス格納部と、
   前記ガス格納部に前記アニーリングガスを前記ガス供給管に供給するガス供給ラインと、
   前記ガス供給ラインに設置されて前記処理空間に供給されるアニーリングガスの流量を調節するバルブと、
   前記バルブと前記ヒーティング部材を制御する制御器と、
   をさらに含み、
   前記制御器は、前記処理空間に供給されるアニーリングガスの量と前記アニーリングガスの温度を既設定された温度に供給するように前記バルブと前記ヒーティング部材を制御する請求項６に記載の基板処理装置。
9. 前記制御器は、前記処理空間に供給されるアニーリングガスの温度が５０℃乃至５００℃になるように前記ヒーティング部材を制御する請求項８に記載の基板処理装置。

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