JP7348240B2 - 基板処理装置および方法 - Google Patents

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Description

本発明は基板処理装置および方法に関する。
半導体装置またはディスプレイ装置を製造する際、エッチングのためにフォトレジストパターンが用いられる。すなわち、写真および現像工程により被エッチング膜上にフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストパターンを用いて被エッチング膜をエッチングする。次に、不要なフォトレジストパターンはストリップ（ｓｔｒｉｐ）工程により除去される。
ストリップ工程で硫酸をベースとするＳＰＭ溶液（Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２の混合液）またはＤＳＰ（Ｈ２ＳＯ４、ＨＦおよびＨ２Ｏ２の混合液）が主に使用される。しかし、ＳＰＭ溶液を例に挙げると、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２が反応して生成される中間生成物（Ｈ２ＳＯ５）は反応性が大きく水を生成するのでＳＰＭ溶液の濃度を希薄にさせる。したがって、ＳＰＭ溶液を継続して供給しなければならず、ＳＰＭ溶液の使用量が増加することにより廃水量が増加し、それにともなう廃水処理費用が増加する。
本発明が解決しようとする課題は、硫酸を使用せずフォトレジストのような有機物を効果的に除去するための基板処理装置および方法を提供することにある。
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
前記課題を達成するための本発明の基板処理装置の一面（ａｓｐｅｃｔ）は、チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、基板が反転して安着し、紫外線光源が設けられた支持モジュールであって、物質層が形成された前記基板の一面が前記支持モジュールに向かうように配置され、前記紫外線光源は前記基板の一面に紫外線を照射する支持モジュールと、前記支持モジュールに設けられたノズルを含み、前記ノズルを介して前記反転した前記基板の一面にオゾン水を供給する流体供給モジュールであって、前記ノズルが反転した前記基板に向かい合う流体供給モジュールと、前記チャンバの内部に下降気流を形成する気流供給モジュールと、を含み、前記基板の一面に紫外線を照射しながら、前記基板の一面に前記オゾン水を供給し、前記基板を処理して有機物を除去し、前記基板を処理する間、前記チャンバ内に下降気流が形成されてなる。
前記課題を達成するための本発明の基板処理方法の一面は、基板を反転させてチャンバ内に設けられた支持モジュール上に安着させ、前記基板の一面が前記支持モジュールに向かうように配置され、前記反転した基板の物質層が形成された一面に紫外線を照射しながら、前記基板の一面にオゾン水を供給し、前記基板を処理して有機物を除去し、前記基板を処理する間、前記チャンバ内には下降気流が形成されることを含む。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
本発明の第１実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。 図１のノズルの一例を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。 本発明の第３実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。 本発明の第４実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。 本発明の第５実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。 図６の反転モジュールを説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態による基板処理方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態による基板処理方法を説明するためのフローチャートである。
以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で実現することができ、単に本実施形態は本発明の開示が完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を称する。
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層「上（ｏｎ）」または「の上（ｏｎ）」と称する場合は他の素子または層の真上だけでなく中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。反面、素子が「直接上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」または「真上」と称する場合は中間に他の素子または層を介在しない場合を示す。
空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは図面に示されているように一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使われる。空間的に相対的な用語は図面に示されている方向に加えて使用時または動作時素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示されている素子をひっくり返す場合、他の素子の「下方（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記載された素子は他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれられ得る。したがって、例示的な用語である「下」は下と上の方向をすべて含み得る。素子は他の方向にも配向され得、そのため空間的に相対的な用語は配向によって解釈されることができる。
第１、第２などが多様な素子、構成要素および／またはセクションを叙述するために使われるが、これらの素子、構成要素および／またはセクションはこれらの用語によって制限されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用する。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素または第１セクションは本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素または第２セクションであり得ることはもちろんである。
本明細書で使われた用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するためではない。本明細書で、単数形は文面で特記しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。
他に定義のない限り、本明細書で使われるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解される意味に使われる。また、一般に使われる辞典に定義されている用語は明白に特に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明し、添付図面を参照して説明するにあたり図面符号に関係なく同一または対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。
図１は本発明の第１実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。図２は図１のノズルの一例を説明するための図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態による基板処理装置１は支持モジュール１０、流体供給モジュール３０を含む。
支持モジュール１０の表面には、基板Ｗを支持するためのピン１２が設けられる。ピン１２は例えば、基板Ｗの側面を支持するチャッキングピンであり得、基板Ｗの一面（すなわち、上面）を支持する支持ピンでもあり得る。
支持モジュール１０上には、基板Ｗが反転して安着する。すなわち、反転した基板Ｗの一面（すなわち、表面または上面，ＵＳ）は支持モジュール１０に向かう。図面に示すように、基板Ｗの一面ＵＳには物質層ＰＴが形成される。物質層ＰＴはフォトレジストパターンであり得るが、これに限定されない。物質層ＰＴは有機物残余物（ｏｒｇａｎｉｃ ｒｅｓｉｄｕｅ）が残っている無機物層（例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ）でもあり得る。本発明の第１実施形態による基板処理装置１はフォトレジストパターンを除去したり（すなわち、ストリップ工程）、または、無機物層／基板上に残っている有機物残余物を除去することができる。
また、支持モジュール１０内には、紫外線光源１５が設けられている。紫外線光源１５は反転した基板Ｗの一面ＵＳに紫外線を照射する。紫外線はフォトレジストパターンを光分解することができる。また、紫外線は後述するオゾン水Ｏ３ＤＩＷのラジカル生成を活性化することができる。
流体供給モジュール３０は反転した基板Ｗの一面ＵＳに流体（例えば、オゾン水Ｏ３ＤＩＷ）を供給する。ここでオゾン水はオゾンＯ３と純水／脱イオン水ＤＩＷを含む混合流体を意味し、オゾンは脱イオン水に混合（または溶解）された状態で使われる。必要に応じて、流体には窒素および／または二酸化炭素が触媒ガスとして追加されることができる。窒素と二酸化炭素はオゾン処理流体のオゾン濃度を高濃度に維持させるためである。窒素はＯ２がＯに分解する触媒剤の役割であり、二酸化炭素はＯ３がＯ２に分解されることを抑制する。
このような流体供給モジュール３０は支持モジュール１０に設けられたノズル３２０と、ノズル３２０に純水ＤＩＷを供給する第１貯蔵部３１０ａと、ノズル３２０にオゾンＯ３を供給する第２貯蔵部３１０ｂを含み得る。
ここで図２を参照すると、オゾン水Ｏ３ＤＩＷを基板Ｗの一面（表面，ＵＳ）に吐出するノズル３２０は、本体３２１内に形成された混合空間３２５と吐出口３２９を含み得る。純水ＤＩＷは第１貯蔵部３１０ａから流入通路３２２を介して混合空間３２５に提供される。また、オゾンＯ３は第２貯蔵部３１０ｂからオゾン流入通路３２４を介して混合空間３２５に提供される。純水ＤＩＷとオゾンＯ３は混合空間３２５で接触し、オゾンは純水に溶解する。混合空間３２５で生成された高濃度のオゾン水は吐出口３２９を介して基板Ｗの一面（表面，ＵＳ）に吐出される。このようにノズル３２０でオゾン水を作って基板Ｗに吐出することによってオゾンが分解される前に基板Ｗで反応することができる。オゾン水の生成方法は図２を用いて説明したことに限定されない。オゾンが基板Ｗの表面ＵＳで反応できる方法であればいかなる方法でも可能である。
整理すると、反転した基板Ｗを支持モジュール１０に安着させ、支持モジュール１０に設けられたノズル３２０を用いてオゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給し、支持モジュール１０に設けられた紫外線光源１５を用いて紫外線を供給する。限定された空間に（すなわち、基板Ｗと支持モジュール１０の間で）オゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給するので、オゾン水の使用量を最小化することができる。
それだけでなく、チャンバ内では下降気流（ｄｏｗｎ ｆｌｏｗ）が形成されるが、オゾン水が下降気流と多く接触するほどオゾン水の濃度は低下する。しかし、本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置１では、基板Ｗと支持モジュール１０の間にオゾン水が吐出されるので、オゾン水と下降気流の接触量が最小化される。したがって、オゾン水の濃度低下を防止することができる。
それだけでなく、限定された空間で（すなわち、基板Ｗと支持モジュール１０の間で）紫外線を照射するので、オゾン水Ｏ３ＤＩＷのラジカル生成効率を上げることができる。また、フォトレジストパターンの光分解効率も高めることができる。
図３は本発明の第２実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。説明の便宜上図１および図２を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。
図３を参照すると、本発明の第２実施形態による基板処理装置２で、紫外線光源１５ａ，１５ｂは支持モジュール１０の中心領域Ｉに配置された第１紫外線光源１５ａと、支持モジュール１０のエッジ領域ＩＩに配置された第２紫外線光源１５ｂを含む。
ここで、第１紫外線光源１５ａは基板Ｗに向かって第１方向（例えば、垂直方向）に紫外線を照射し、第２紫外線光源１５ｂは第１方向と異なる第２方向（例えば、斜線方向）に紫外線を照射し得る。図３に示すように、第１紫外線光源１５ａは支持モジュール１０の表面と並んだ第１平面Ｌ１上に設けられ、第２紫外線光源１５ｂは第１平面Ｌ１と鋭角で交差する第２平面Ｌ２上に設けられる。
支持モジュール１０に設けられた紫外線光源が垂直方向へのみ紫外線を照射する場合は、基板Ｗのエッジ領域に紫外線がよく照射されない。したがって、支持モジュール１０のエッジ領域ＩＩに配置された第２紫外線光源１５ｂが基板Ｗのエッジ領域に向かって紫外線を照射できるように、第２紫外線光源１５ｂを配置する。このようにすることにより、基板Ｗ全体的に処理均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を高めることができる。
図４は本発明の第３実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。説明の便宜上図１ないし図３を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。
図４を参照すると、本発明の第３実施形態による基板処理装置３は、ヒーティングモジュール４０をさらに含み得る。
ヒーティングモジュール４０は支持モジュール１０に対して上方向に離隔して配置され、支持モジュール１０に安着した基板Ｗの温度を制御することができる。例えば、ヒーティングモジュール４０は基板Ｗの後面ＢＳに赤外線を照射し、基板Ｗの温度を増加させることができる。
例えば、基板Ｗの後面ＢＳに高温の純水（Ｈｏｔ ＤＩＷ）を提供して基板Ｗの温度を高めると、基板Ｗは沸点以下でヒーティングする。すなわち、基板Ｗがヒーティングされる温度は沸点以下に制限される。反面、赤外線光源４５を使用して基板Ｗを加熱すると、前述した温度の制限なしに基板Ｗを十分に加熱することができる。したがって、基板Ｗとオゾン水の反応性を十分に高めることができる。
このようなヒーティングモジュール４０はボディ４１、ボディ４１内に設けられた赤外線光源４５、ボディ４１を上下方向に移動させる駆動部４１０を含み得る。ボディ４１は基板Ｗと同様に実質的に円板形状であり得るが、これに限定されない。基板Ｗの加熱温度を制御するために、赤外線光源４５に提供される出力が調節され得、基板Ｗとボディ４１の間の間隔が調節されることもできる。
一方、ボディ４１がバー（ｂａｒ）形状であり得る。このような場合、基板Ｗを全体的に加熱するために工程中にボディ４１は基板Ｗ上でスウィングすることもできる。
図５は本発明の第４実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。説明の便宜上図１ないし図４を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。
図５を参照すると、本発明の第４実施形態による基板処理装置４で、ボディ４１は第１領域ＩＩＩと、第１領域ＩＩＩを囲む第２領域ＩＶを含む。または、第１領域ＩＩＩは基板Ｗのセンター領域に対応し、第２領域ＩＶは基板Ｗのエッジ領域に対応することができる。第１赤外線光源４５ａは第１領域ＩＩＩに形成され、第２赤外線光源４５ｂは第２領域ＩＶに形成される。
ここで、第１赤外線光源４５ａの出力と、第２赤外線光源４５ｂの出力は異なるように制御されることができる。第２赤外線光源４５ｂの出力は第１赤外線光源４５ａの出力より大きくてもよい。
基板Ｗのエッジ領域が基板Ｗのセンター領域に比べて基板処理効率が低くてもよい。したがって、基板Ｗのエッジ領域の温度を、センター領域の温度に比べて高めることによって、基板Ｗ全体的に処理均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を高めることができる。これのために基板Ｗのエッジ領域に対応する第２赤外線光源４５ｂの出力は、基板Ｗのセンター領域に対応する第１赤外線光源４５ａの出力より大きいように制御されることができる。
図６は本発明の第５実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。図７は図６の反転モジュールを説明するための斜視図である。図１ないし図３を用いて説明した基板処理装置の具現例を示す図である。説明の便宜上図１ないし図３を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。
図６および図７を参照すると、本発明の第５実施形態による基板処理装置５はチャンバ９９、ハウジング２００、支持モジュール３４０、昇降モジュール３６０、反転モジュール１００、流体供給モジュール（図示せず）などを含む。
ハウジング２００は工程が行われる処理空間を提供し、その上側中央部は開放される。ハウジング２００は多数のボウル（ｂｏｗｌ，２２０，２４０，２６０）を含む。一例によれば、ハウジング２００は内部ボウル（または、第３ボウルまたは３段ボウル，２２０）、中間ボウル（または、第２ボウルまたは２段ボウル，２４０）、そして外部ボウル（または、第１ボウルまたは１段ボウル，２６０）を有する。内部ボウル２２０、中間ボウル２４０、そして外部ボウル２６０は工程に使われた薬液中に互いに相異する薬液を分離回収することができる。内部ボウル２２０は支持モジュール３４０を囲む中空の円筒形状で提供され、中間ボウル２４０は内部ボウル２２０を囲む中空の円筒形状で提供され、外部ボウル２６０は中間ボウル２４０を囲む中空の円筒形状で提供される。すなわち、外部ボウル２６０の内側に中間ボウル２４０が配置され、中間ボウル２４０の内側に内部ボウル２２０が配置される。内部ボウル２２０の内側空間、内部ボウル２２０と中間ボウル２４０の間の空間、そして中間ボウル２４０と外部ボウル２６０の間の空間はそれぞれ内部ボウル２２０、中間ボウル２４０、そして外部ボウル２６０に薬液が流入する流入口として機能する。内部ボウル２２０、中間ボウル２４０、そして外部ボウル２６０それぞれにはその底面の下方向に垂直に延びる回収ライン（２２５，２４５，２６５）が連結される。それぞれの回収ライン（２２５，２４５，２６５）は内部ボウル２２０、中間ボウル２４０、そして外部ボウル２６０それぞれを介して流入した薬液を排出する。排出された薬液は外部の薬液再生システム（図示せず）により再使用することができる。
次に、内部ボウル２２０、中間ボウル２４０、そして外部ボウル２６０の形状に対してより詳細に説明する。
内部ボウル２２０は外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６、そして案内壁２２８を有する。外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６、そして案内壁２２８それぞれはリング形状を有する。外壁２２２は支持モジュール３４０から遠ざかる方向に下方傾斜した傾斜壁２２２ａとその下段から下方向に垂直に延びる垂直壁２２２ｂを有する。底壁２２４は垂直壁２２２ｂの下段から支持モジュール３４０に向かう方向に水平に延びる。底壁２２４の終端は傾斜壁２２２ａの上段と同じ位置まで延びる。内壁２２６は底壁２２４の内側終端から上の方向に垂直に延びる。内壁２２６はその上段が傾斜壁２２２ａの上段と一定距離離隔するようにする位置まで延びる。内壁２２６と傾斜壁２２２ａの間の上下方向に離隔した空間は上述した内部ボウル２２０の流入口２２７として機能する。
内壁２２６にはリングをなす配置により多数の開口２２３が形成される。それぞれの開口２２３はスリット形状で提供される。開口２２３は内部ボウル２２０に流入したガスが支持モジュール３４０内の下の空間を介して外部に排出されるようにする排気口として機能する。
案内壁２２８は内壁２２６の上段から支持モジュール３４０から遠ざかる方向に下方傾斜した傾斜壁２２８ａとその下段から下へ上下方向に垂直に延びる垂直壁２２８ｂを有する。垂直壁２２８ｂの下段は底壁２２４から一定距離離隔するように位置する。案内壁２２８は流入口２２７を介して流入した薬液が外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６で囲まれた空間２２９に円滑に流れるように案内する。
中間ボウル２４０は外壁２４２、底壁２４４、内壁２４６、そして突出壁２４８を有する。中間ボウル２４０の外壁２４２、底壁２４４、そして内壁２４６は内部ボウル２２０の外壁２２２、底壁２２４、そして内壁２２６と大体類似の形状を有するが、中間ボウル２４０が内部ボウル２２０を囲むように内部ボウル２２０に比べて大きい大きさを有する。中間ボウル２４０の外壁２４２の傾斜壁２４２ａの上段と内部ボウル２２０の外壁２２２の傾斜壁２２２ａの上段は上下方向に一定距離離隔するように位置し、離隔した空間は中間ボウル２４０の流入口２４７として機能する。突出壁２４８は底壁２４４の終端から下方向に垂直に延びる。中間ボウル２４０の内壁２４６の上段は内部ボウル２２０の底壁２２４の終端と接触する。中間ボウル２４０の内壁２４６にはガスの排出のためのスリット形状の排気口２４３がリングをなす配列に提供される。
外部ボウル２６０は外壁２６２、底壁２６４、そして突出壁２７０を有する。外部ボウル２６０の外壁２６２は中間ボウル２４０の外壁２４２と類似の形状を有するが、外部ボウル２６０が中間ボウル２４０を囲むように中間ボウル２４０に比べて大きい大きさを有する。外部ボウル２６０の傾斜壁２６２ａは垂直壁２６２ｂの上段から内側方向に沿って上向き傾斜するように延びる。傾斜壁２６２ａは中央が開放されたハウジングの上壁として提供される。外部ボウル２６０の傾斜壁２６２ａには排出穴２６３ａが形成される。排出穴２６３ａは垂直壁と隣接して位置する。排出穴２６３ａは多数提供される。それぞれの排出穴２６３ａは傾斜壁２６２ａの円周方向に沿って形成される。多数の排出穴２６３ａは互いに組合わせて環状のリング形状を有するように提供される。突出壁２７０は垂直壁２６２ｂの上段から上に突出するように提供される。突出壁２７０は垂直壁２６２ｂと同じ直径を有する環状のリング形状で提供される。突出壁２７０と傾斜壁２６２ａは互いに組合わせて液貯蔵空間２７０ａを形成する。液貯蔵空間２７０ａは排出穴２６３ａを介して外部ボウル２２０の内部空間と通じるように提供される。外部ボウル２６０の傾斜壁２６２ａの上段と中間ボウル２４０の傾斜壁２４２ｂの上段は上下方向に一定距離離隔するように位置し、離隔した空間は外部ボウル２６０の流入口２６７として機能する。底壁２６４は大体円板形状を有し、中央に支持軸（回転軸，３４８）が挿入される開口が形成される。外部ボウル２６０はハウジング２００全体の外壁として機能する。
支持モジュール３４０はハウジング２００の処理空間で基板Ｗを支持して基板Ｗを回転させる。支持モジュール３４０は紫外線光源１５、本体３４２、支持ピン３４４、チャッキングピン３４６、そして支持軸（または回転軸，３４８）を含む。本体３４２は上部から見るとき大体円形で提供される上部面を有する。本体３４２の底面にはモータ３４９により回転可能な支持軸３４８が固定結合される。
支持ピン３４４は多数提供される。支持ピン３４４は本体３４２の上部面の縁部に所定間隔で離隔するように配置されて本体３４２から上部に突出する。支持ピン３４４は互いを結ぶことで全体的に環状のリング形状を有するように配置される。支持ピン３４４は本体３４２の上部面から基板Ｗが一定距離離隔するように基板Ｗの後面縁を支持する。
チャッキングピン３４６は多数提供される。チャッキングピン３４６は本体３４２の中心で支持ピン３４４より遠く離れるように配置される。チャッキングピン３４６は本体３４２から上部に突出するように提供される。チャッキングピン３４６は支持モジュール３４０が回転するとき基板Ｗが定位置で側方向に離脱しないように基板Ｗの側部を支持する。チャッキングピン３４６は本体３４２の半径方向に沿って待期位置と支持位置の間に直線移動が可能なように提供される。待期位置は支持位置に比べて本体３４２の中心から遠く離れた位置である。基板Ｗが支持モジュール３４０にローディングまたはアンローディング時チャッキングピン３４６は待期位置に位置し、基板Ｗに対して工程実行時チャッキングピン３４６は支持位置に位置する。支持位置でチャッキングピン３４６は基板Ｗの側部と接触する。
支持モジュール３４０内には、紫外線光源１５が設けられている。紫外線光源１５は反転した基板Ｗの一面に紫外線を照射する。紫外線はフォトレジストパターンを光分解することができる。また、紫外線は後述するオゾン水Ｏ３ＤＩＷのラジカル生成を活性化することができる。
昇降モジュール３６０はハウジング２００を上下方向に直線移動させることができる。ハウジング２００が上下に移動することにより支持モジュール３４０に対するハウジング２００の相対高さが変更される。
このような昇降モジュール３６０はブラケット３６２、移動軸３６４、そして駆動器３６６を有する。ブラケット３６２はハウジング２００の外壁２６２に固定設けられ、ブラケット３６２には駆動器３６６により上下方向に移動する移動軸３６４が固定結合される。基板Ｗが支持モジュール３４０に置かれたり、支持モジュール３４０から持ち上げるとき支持モジュール３４０がハウジング２００の上部に突出するようにハウジング２００は下降する。また、工程の進行時には基板Ｗに供給された薬液の種類によって薬液が既に設定されたボウル２２０，２４０，２６０に流入できるようにハウジング２００の高さが調節する。上述した内容とは逆に、昇降モジュール３６０は支持モジュール３４０を上下方向に移動させることができる。
図７に示すように、反転モジュール１００は基板Ｗを反転させるハンドラ１１０と、少なくとも一つの光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を基板Ｗと水平方向に発光および受光してハンドラ１１０に安着した基板Ｗの安着状態を感知するセンサ１２０，１２２と、ハンドラ１１０を回転させたり上下に移動させる駆動部１０４および、センサ１２０，１２２から感知された光信号を介して基板Ｗの正常または非正常的な安着状態を判別する制御部（図示せず）を含む。
ハンドラ１１０は図面に示すように、基板Ｗが安着するバッファ１０８と、多数の位置にチャッキングブロック１１４，１１６を備えてバッファ１０８に安着した基板Ｗをチャッキングするチャッキングアーム１１２および、バッファ１０８とチャッキングアーム１１２の一側に結合されてバッファ１０８に安着した基板Ｗをチャッキングするようにチャッキングアーム１１２を駆動するヘッド１０６を含む。
駆動部１０４は、例えば、ガイド、ガイドレール、モータ、シリンダ、カム、ギア、ベルトおよびプーリなどで備えられ、ハンドラ１１０が回転したり、ハンドラ１１０が上下にスライディングできるようにヘッド１０６を回転および移動させる。駆動部１０４はヘッド１０６を回転させてハンドラ１１０を反転させ、基板支持部に基板Ｗをローディングしたり基板支持部から基板Ｗをアンローディングするようにハンドラ１１０を移動させる。また、駆動部１０４は下部にベースフレーム（図示せず）に設けられて反転モジュール１００をチャンバの内部に固定させる支持フレーム１０２を含む。
センサ１２０，１２２は少なくとも一つの光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を発生する発光部１２０と、発光部１２０に対応してそれぞれの光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を受信する受光部１２２で備えられ、発光部１２０および受光部１２２が互いに対向するようにチャッキングアーム１１２に設けられる。したがって、センサ１２０，１２２はバッファ１０８に安着した基板Ｗと水平に光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を発光および受光する。これのために発光部１２０は少なくとも一つの光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を発生する少なくとも一つの発光素子（図示せず）を備え、受光部１２２は少なくとも一つの光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を受信する少なくとも一つの受光素子（図示せず）を備える。例えば、発光部１２０はバッファ１０８に安着した基板Ｗの下部面（すなわち、ウエハの前面）と一定間隔（例えば、１ｍｍ未満程度）を維持して一つの光信号（ＳＥＮＳＥ１）を水平に発生させる。また他の例として、発光部１２０は複数の位置すなわち、バッファ１０８の安着した基板Ｗの上部面と下部面に一定間隔（例えば、１ｍｍ未満程度）を維持して多数の光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を水平に発生させる。したがって、センサ１２０，１２２は基板Ｗ側面で光信号（ＳＥＮＳＥ１，ＳＥＮＳＥ２）を発光および受光することによって、バッファ１０８に安着した基板Ｗが正常状態であるか非正常的な状態であるかを正確に感知することができる。
再び図６を参照すると、流体供給モジュール（図示せず）は前述したように、支持モジュール１０の本体３４２に設けられたノズルと、ノズルに純水ＤＩＷを供給する第１貯蔵部と、ノズルにオゾンＯ３を供給する第２貯蔵部を含み得る。ノズル内の混合空間で、オゾンは純水によって溶解したオゾン水が、反転した基板Ｗの一面（表面）に吐出される。
また、チャンバ９９には密閉された内部空間を提供する。上部には気流供給モジュール８１０が設けられる。気流供給モジュール８１０はチャンバ８００の内部に下降気流（ｄｏｗｎ ｆｌｏｗ）を形成する。気流供給モジュール８１０は高湿度の外気をフィルタリングしてチャンバの内部に供給する。高湿度の外気は気流供給モジュール８１０を通過してチャンバの内部に供給されて下降気流を形成する。下降気流は基板Ｗの上部に均一な気流を提供し、処理流体によって基板Ｗ表面が処理される過程で発生する汚染物質を空気とともにハウジング２００のボウル２２０，２４０，２６０を介して工程排気部に排出させる。
前述したように、オゾン水Ｏ３ＤＩＷは下降気流と多く接触するほどオゾン水の濃度は低下する。しかし、本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置５では、基板Ｗと支持モジュール３４０の間にオゾン水が吐出されるので、オゾン水と下降気流の接触量が最小化される。したがって、オゾン水の濃度低下を防止することができる。
反転した基板Ｗを支持モジュール１０に安着させ、支持モジュール３４０に設けられたノズル３２０を用いてオゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給し、支持モジュール３４０に設けられた紫外線光源１５を用いて紫外線を供給する。限定された空間に（すなわち、基板Ｗと支持モジュール３４０の間で）オゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給するので、オゾン水の使用量を最小化することができる。
図８は本発明の一実施形態による基板処理方法を説明するためのフローチャートである。例示的に図４の基板処理装置の駆動方法を説明する。
図４および図８を参照すると、トランスファーモジュールは基板Ｗを反転モジュール（図６の１００参照）に伝達する。反転モジュールは基板Ｗを反転して一面（すなわち、表面）が支持モジュール１０に向かうように反転し、反転した基板Ｗを支持モジュール１０上にローディングする（Ｓ９１０）。
次に、反転した基板Ｗをプレリンス（ｐｒｅ－ｒｉｎｓｅ）する（Ｓ９２０）。例えば、脱イオン水ＤＩＷを使用してリンスすることができる。
次に、反転した基板Ｗに形成された物質層（すなわち、フォトレジストパターン，ＰＴ）をストリップする（Ｓ９３０）。具体的には、赤外線光源４５を用いて基板Ｗを加熱し、流体供給モジュール３０は基板Ｗの一面にオゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給し、紫外線光源１５を用いて物質層ＰＴを光分解してオゾン水のラジカル生成を活性化する。
次に、ストリップ工程が完了した基板Ｗをリンス（ｐｏｓｔ－ｒｉｎｓｅ）し、乾燥する（Ｓ９４０）。例えば、脱イオン水ＤＩＷを使用してリンスし、Ｎ２ガスを用いて基板Ｗを乾燥することができる。
次に、反転モジュール１００は反転した基板Ｗを再び反転して基板Ｗの一面（表面）が上に向くようにし（すなわち、基板Ｗの後面が支持モジュール１０に向かうようにして）、トランスファーモジュールは反転モジュール１００から基板Ｗをアンローディングする。
図９は本発明の他の実施形態による基板処理方法を説明するためのフローチャートである。例示的に図４の基板処理装置の駆動方法を説明する。説明の便宜上図８を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。
図４および図９を参照すると、基板Ｗは一面（すなわち、表面）が支持モジュール１０に向かうように反転し、反転した基板Ｗが支持モジュール１０上にローディングされる（Ｓ９１０）。
次に、反転した基板Ｗをプレリンス（ｐｒｅ－ｒｉｎｓｅ）し、赤外線光源４５は赤外線を照射し始めて、紫外線光源１５は紫外線を照射し始める（Ｓ９２１）。
次に、流体供給モジュール３０は基板Ｗの一面にオゾン水Ｏ３ＤＩＷを供給して反転した基板Ｗに形成された物質層（すなわち、フォトレジストパターン，ＰＴ）をストリップする（Ｓ９３１）。
次に、ストリップ工程が完了した基板Ｗをリンス（ｐｏｓｔ－ｒｉｎｓｅ）し、乾燥する（Ｓ９４０）。
次に、基板Ｗを再び反転して基板Ｗの一面（表面）が上に向くようにし、トランスファーモジュールは基板Ｗをアンローディングする。
以上と添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
１０ 支持モジュール
１５，１５ａ，１５ｂ 紫外線光源
３０ 流体供給モジュール
４０ ヒーティングモジュール
４５，４５ａ，４５ｂ 赤外線光源
１００ 反転モジュール
３２０ ノズル
３１０ａ 第１貯蔵部
３１０ｂ 第２貯蔵部

Claims (13)

  1. チャンバと、
    前記チャンバ内に設けられ、基板が反転して安着し、紫外線光源が設けられた支持モジュールであって、物質層が形成された前記基板の一面が前記支持モジュールに向かうように配置され、前記紫外線光源は前記基板の一面に紫外線を照射する支持モジュールと、
    前記支持モジュールに設けられたノズルを含み、前記ノズルを介して前記反転した前記基板の一面にオゾン水を供給する流体供給モジュールであって、前記ノズルが反転した前記基板に向かい合う流体供給モジュールと、
    前記チャンバの内部に下降気流を形成する気流供給モジュールと、を含み、
    前記基板の一面に紫外線を照射しながら、前記基板の一面に前記オゾン水を供給し、前記基板を処理して有機物を除去し、前記基板を処理する間、前記チャンバ内に下降気流が形成されてなる、基板処理装置。
  2. 前記支持モジュールに対して上方向に離隔して配置され、前記支持モジュールに安着した基板の温度を制御するヒーティングモジュールをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記ヒーティングモジュールは前記基板の後面に赤外線を照射する赤外線光源を含む、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記ヒーティングモジュールは、第１領域と、前記第１領域を囲む第２領域を有するボディと、前記第１領域に形成された第１赤外線光源と、前記第２領域に形成された第２赤外線光源を含み、前記第１赤外線光源の出力と、前記第２赤外線光源の出力は異なるように制御される、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記第２赤外線光源の出力は前記第１赤外線光源の出力より大きい、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記支持モジュールは、前記基板の側面を支持するためのピンが設けられ、前記紫外線光源は、前記支持モジュールの内部に設置され、
    前記紫外線光源は、前記支持モジュールの中心領域に配置された第１紫外線光源と、前記支持モジュールのエッジ領域に配置された第２紫外線光源を含み、
    前記第１紫外線光源は前記支持モジュールの表面に平行な第１の平面上に設置され、前記第２紫外線光源は前記第１の平面と鋭角で交差する第２の平面上に設置され、前記第２紫外線光源は紫外線を前記基板のエッジ領域に向けて照射する、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記基板を反転するための反転モジュールをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 前記反転モジュールは、チャンバの外部から提供された基板を反転して前記基板の一面が前記支持モジュールに向かうようにした後に、前記基板を前記支持モジュールに提供し、前記オゾン水および前記紫外線によって処理された基板を再び反転して前記基板の後面が前記支持モジュールに向かうようにする、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記基板の一面にはフォトレジストパターンが形成されてなる、請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 基板を反転させてチャンバ内に設けられた支持モジュール上に安着させ、前記基板の一面が前記支持モジュールに向かうように配置され、
    前記反転した基板の物質層が形成された一面に紫外線を照射しながら、前記基板の一面にオゾン水を供給し、前記基板を処理して有機物を除去し、
    前記基板を処理する間、前記チャンバ内には下降気流が形成されることを含む、基板処理方法。
  11. 前記基板を処理する間、前記基板の後面に赤外線を照射して前記基板を加熱することをさらに含む、請求項１０に記載の基板処理方法。
  12. 前記基板はセンター領域とエッジ領域に区分され、前記センター領域に照射される前記赤外線の光量と、前記エッジ領域に照射される前記赤外線の光量は互いに異なる、請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記基板の一面にはフォトレジストパターンが形成されてなる、請求項１０に記載の基板処理方法。
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