KR20020037695A - 기판 처리장치 및 기판 처리방법 - Google Patents
기판 처리장치 및 기판 처리방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020037695A KR20020037695A KR1020010070339A KR20010070339A KR20020037695A KR 20020037695 A KR20020037695 A KR 20020037695A KR 1020010070339 A KR1020010070339 A KR 1020010070339A KR 20010070339 A KR20010070339 A KR 20010070339A KR 20020037695 A KR20020037695 A KR 20020037695A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat treatment
- substrate
- chamber
- load lock
- processing
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 168
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 197
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 30
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 127
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 83
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 36
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 34
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01L21/67748—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 horizontal transfer of a single workpiece
-
- 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
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S414/00—Material or article handling
- Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
- Y10S414/139—Associated with semiconductor wafer handling including wafer charging or discharging means for vacuum chamber
Abstract
웨이퍼를 가열처리하는 가열처리실과, 이 가열처리실과 통하고 적어도 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실과, 가열처리실과 로드로크실 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반송암과, 가열처리실과 로드로크실 사이를 차단시킬 수 있는 게이트 밸브를 구비한다. 이에 따라 양질의 절연막을 형성할 수 있다. 또한 웨이퍼를 다른 유닛으로 반송시키지 않고 가열처리실에 인접한 로드로크실 내에서 대기시킴으로써, 웨이퍼의 반송시간을 단축시키고 또한 풋 프린트를 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은, 반도체 디바이스 제조 등의 기술분야에 속하며, 특히 기판상에 도포(塗布)되는 절연막(絶緣膜) 재료를 가열처리하는 기판 처리장치 및 기판 처리방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는, 예를 들면 SOD(Spin on Dielectric) 시스템에 의하여 층간 절연막(層間 絶緣膜)을 형성하고 있다. 이 SOD 시스템에서는, 웨이퍼상에 도포막을 스핀 코트(spin-coat)하고, 화학적 처리 또는 가열처리 등을 하여 층간 절연막을 형성하고 있다.
예를 들면 졸-겔(sol-gel) 방법에 의하여 층간 절연막을 형성하는 경우에는, 우선 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 부른다)상에 절연막 재료, 예를 들면 TEOS(테트라에톡시실란(Tetra Ethyl Ortho Silicate))의 콜로이드를 유기용매에 분산시킨 용액을 공급한다. 다음에 용액이 공급된 웨이퍼를 겔화 처리하고, 이어서 용매를 치환한다. 그리고 용매 치환된 웨이퍼를 가열처리하고 있다.
상기 가열처리에 있어서는, 예를 들면 저온가열 처리를 함으로써 솔벤트(용제(溶劑))를 증발시킨 후, 고온에서 가열처리를 하여 중합반응시킨다. 거기에다 최근에는 절연막의 저유전율화(低誘電率化)를 구현하기 위하여절연막을 다공질(多孔質)(포러스(porous)화)로 하고 또한 고온에서 단시간의 가열처리(포스트 트리트먼트(post treatment) 처리)를 하고 있다.
현재에 있어서는, 이들 저온가열 처리, 고온가열 처리 및 포스트 트리트먼트 처리는 각각 별개의 유닛에서 이루어지고 있기 때문에, 유닛수가 많아짐으로써 풋 프린트(footprint)의 증대 문제나 웨이퍼 반송이라는 측면에서는 생산성의 저하라는 문제가 생기고 있다.
여기에서 하나의 유닛으로 상기 일련의 가열처리를 하는 것이 생각되고 있지만, 이 유닛의 가열처리실을 다음 공정에 있어서의 소정의 온도조건으로 변경할 때까지 기다리는 시간이 발생하고, 이렇게 기다리는 시간 동안에 막질(膜質)이 악화될 우려가 있다.
또한 처리온도 뿐만 아니라, 각 처리에 따라서 분위기나 압력 컨트롤이 미묘하게 다르기 때문에, 이 분위기·압력 조건을 변경할 때에도 막질에 악영향을 끼칠 우려가 있다.
본 발명의 목적은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 풋 프린트의 극소화 및 반송시간의 단축화를 도모하면서, 막질을 양호하게 유지할 수 있는 기판 처리장치를 제공하는 데에 있다.
또한 오늘날에는 디바이스의 고속화나 저소비 전력화를 실현하기 위하여 절연막질의 조건으로서 저유전율화가 요구되고 있다. 이러한 저유전율화를 실현하기 위하여는, 다공질의 막(포러스막)을 이용하는 경우가 있지만, 다공질막은 부서지기 쉽고 소정의 경도(硬度)가 얻어지지 않는다고 하는 결점이 있기 때문에 다공질 재료를 사용하는 방법에는 한계가 있다.
따라서 본 발명의 별도의 목적은, 원하는 유전율과 원하는 경도를 구비하는 절연막이 형성될 수 있는 기판 처리방법 및 기판 처리장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 관점에 관한 기판 처리장치는, 기판을 가열처리하는 가열처리실과, 상기 처리실과 통하고 적어도 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실과, 상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이에서 기판을 반송하는 반송암과, 상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이를 차단시킬 수 있는 게이트 밸브(gate valve)를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 가열처리실에서 소정의 가열처리를 끝낸 후, 가열처리실의 산소농도 및 압력과 동일하게 한 로드로크실에 기판을 대기시킴으로써, 막의 생성공정을 안정하게 하여 막질을 양호하게 유지할 수 있다.
또한 가열처리 조건을 변경하여 다시 가열처리를 하는 경우에, 기판을 다른 유닛으로 반송시키지 않고, 가열처리실에 인접한 로드로크실 내에서 대기시킴으로써, 기판의 반송시간을 단축시키며, 또한 풋 프린트를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 가열처리실 내를 진공배기하는 제 1 배기수단과, 상기 가열처리실 내를 보통배기하는 제 2 배기수단과, 상기 제 1 및 제 2 배기수단을 적절하게 절환하여 작동시키는 수단을 구비한다. 이에 따라 제 1 배기수단에 의하여 상기 가열처리실 내를 대략 1330Pa 이하로 감압시키고, 제 2 배기수단에 의하여 상기 가열처리실 내를 대략 100000Pa 정도로 감압시켜서, 용이하게 각 처리조건에 적당한 압력으로 설정할 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 가열처리실 내에 있어서의 기판의 가열처리 온도를 제어하는 수단을 더 구비한다. 예를 들면 100℃∼800℃의 범위에서 온도를 제어함으로써, 다양한 절연막 종류에 대응하여 가열처리를 할 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 가열처리실 내에 불활성 기체를 유입시키는 수단을 더 구비한다. 이에 따라 가열처리실 내의 산소농도를 동적(動的)으로 제어할 수 있으므로, 다양한 절연막의 종류에 따라 가열처리를 할 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 반송암이 당해 암상의 기판의 온도를 조절하는 온도조절부를 구비한다. 이에 따라 가열처리실에 있어서의 가열처리 전단계(前段階)의 저온가열을 로드로크실에서 함으로써, 처리시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 로드로크실이 외부와의 사이에서 기판을 반송하기 위한 개구부를 구비하고, 상기 개구부를 개폐(開閉)시킬 수 있는 셔터 부재를 더 구비한다. 이에 따라 외부의 대기에 노출되지 않으므로 로드로크실을 확실하게 밀폐시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 가열처리실에 있어서의 기판의 처리조건을 변경하여 당해 가열처리실에서 기판을 가열처리하고자 할 때에는, 상기 로드로크실 내의 상기 반송암상에서 기판을 대기시킨다. 이에 따라 외부의 대기에 노출되지 않으므로, 가열온도가 다른 복수의 각 처리조건하에서 처리할 수 있기 때문에 기판의 산화방지에 관계가 있고, 또한 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 로드로크실에 활성 기체를 유입시키는 수단과, 상기 로드로크실 내에 있어서, 상기 활성 기체를 기판 표면에 분출시켜 당해 표면을 개질(改質)시키는 수단을 더 구비한다. 이에 따라 절연막의 표면만이 산화되어, 절연막 표면의 막질을 더 경질화(硬質化)시킬 수 있다. 또한 로드로크실 내에 있어서의 온도 조절처리 및 표면 산화처리 후, 외부로 반출되어 직접 대기에 노출되지만, 온도 조절처리에 의하여 기판 자체의 온도는 낮아져 있고, 또한 절연막 표면은 산화상태로 되어 있기 때문에 더 이상의 산화는 진행되지 않으므로, 양질의 절연막을 형성할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 관한 기판 처리장치는, 기판을 가열처리하는 가열처리실과, 상기 처리실과 통하고 적어도 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실과, 상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이에서 기판을반송함과 동시에 기판을 가열처리하는 반송암과, 상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이를 차단시킬 수 있는 게이트 밸브를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 가열처리 조건을 변경하여 다시 가열처리를 하는 경우에, 기판을 다른 유닛으로 반송시키지 않고, 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실에 기판을 대기시킴으로써, 막질을 양호하게 유지하여, 기판의 반송시간을 단축시키며 또한 풋 프린트를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 가열처리실에 있어서의 가열처리 온도는 400℃∼450℃이고, 상기 반송암에 의한 가열처리 온도는 15℃∼250℃이다.
본 발명의 제 3 관점에 관한 기판 처리장치는, 기판을 가열처리하는 가열처리실과, 상기 가열처리실 내를 진공배기하는 제 1 배기수단과, 상기 가열처리실 내를 보통배기하는 제 2 배기수단과, 상기 제 1 및 제 2 배기수단을 적절하게 절환하여 작동시키는 수단을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 제 1 배기인 대기압과 대략 동일한 압력의 보통배기와, 제 2 배기인 진공을 이용하는 진공배기를 절환할 수 있게 함으로써, 가열처리실 내의 압력 변화 및 산소농도 변화 또한 기류(氣流)를 제어하여 막질을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 관한 기판 처리장치는, 처리실과, 상기 처리실 내에 배치되어 기판을 가열처리하기 위한 열판과, 상기 처리실 내에불활성 가스, 반응성 가스 또는 액체 기화물(液體 氣化物)을 유입시키는 수단과, 상기 처리실 내를 감압시키는 수단을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 예를 들면 상기 처리실 내의 산소농도를 대략 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 신속하게 감소시키도록 상기 유입·감압수단을 제어함으로써, 원하는 경도(硬度) 및 비유전율(比誘電率)을 구비하는 절연막을 형성할 수 있다.
본 발명의 기판 처리방법은, (a)기판을 가열처리하는 소정의 온도로 승온(昇溫)시키면서, 기판을 처리하는 영역의 산소농도를 대략 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 감소시키는 공정과, (b)상기 영역을 소정의 산소농도로 감소시킨 상태에서 기판을 상기 소정의 온도로 가열처리하는 공정을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 원하는 경도 및 비유전율을 구비하는 절연막을 형성할 수 있다. 이 경우에 공정(a)에 있어서 대략 10000ppm/초의 속도로 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 공정(a)에서 상기 영역에 불활성 가스, 반응성 가스 또는 액체 기화물을 유입시키면서 상기 영역을 감압시킴으로써, 상기 영역의 산소농도를 감소시킨다.
본 발명의 하나의 형태에 의하면, 상기 공정(a)가 상기 영역의 산소농도를 상승시키는 공정을 포함한다. 이에 따라 절연막의 표면만을 산화시킬 수 있으므로, 원하는 경도를 구비하는 절연막을 얻을 수 있다.
도 1 은, 본 발명이 적용되는 SOD 시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2 는 도 1에 나타나 있는 SOD 시스템의 정면도이다.
도 3 은 도 1에 나타나 있는 SOD 시스템의 배면도이다.
도 4 는 본 발명에 관한 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어(multi functional hot plate cure) 장치(MHC)의 사시도이다.
도 5 는, 도 4에 나타나 있는 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 단면도이다.
도 6 은, 도 4에 나타나 있는 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)에 있어서의 벽부의 온도조절기구를 나타내는 모식도이다.
도 7 은 본 실시예에 의한 SOD 시스템의 처리공정을 나타내는 플로우 챠트(flow chart)이다.
도 8A∼E 는 하나의 처리조건하에서 처리실 사이의 웨이퍼 이동을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 9 는 하나의 실시예에 관한 처리조건을 나타내는 도면이다.
도 10 은 하나의 실시예에 관한 처리조건을 나타내는 도면이다.
도 11 은 하나의 실시예에 관한 처리조건을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도 9에 나타나 있는 처리조건에 있어서 가열처리실에서의 처리시간, 가열온도 및 산소농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13 은, 도 12에 나타나 있는 가열처리 도중에 산소농도를 상승시키는 경우를 나타내는 도면이다.
도 14 는 또 다른 처리조건을 나타내는 도면이다.
도 15 는, 도 14에 나타나 있는 처리조건에 있어서의 시간의 경과와 산소농도의 관계를 나타낸다.
도 16 은 다른 실시예에 관한 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 단면도이다.
도 17 은 도 16에 나타나 있는 뚜껑의 평면도이다.
도 18 은 도 17에 나타나 있는 뚜껑의 단면도이다.
도 19 는 뚜껑 상승시에 있어서의 웨이퍼의 가열처리 및 질소가스의 흐름을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 20 은 뚜껑 하강시에 있어서의 웨이퍼에 있어서 질소가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 21 은 뚜껑의 하강시에 있어서의 웨이퍼의 가열처리 및 가열처리공간R 내의 질소가스의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 22 는 가열처리후 웨이퍼의 반출 및 질소가스의 흐름을 나타내는단면도이다.
도 23 은 본 발명의 다른 실시예에 관한 SOD 시스템의 정면도이다.
도 24 는 도 23에 나타나 있는 SOD 시스템의 배면도이다.
도 25 는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 SOD 시스템의 일부를 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
W : 반도체 웨이퍼
MHC : 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어(multi functional hot plate cure) 장치
121 : 산소 공급원 122 : 산소 공급구
123, 141, 168 : 배기구 124 : 질소 공급구
125 : 제 1 질소온도 컨트롤부 126 : 질소 공급원
127 : 제 2 질소온도 컨트롤부 128 : 질소 공급구
130, 131, 132, 134 : 밸브 140 : 산소 온도컨트롤부
142, 170 : 진공펌프 143a : 가스센서
143b : 압력센서 151 : 가열처리실
152 : 로드로크실 156 : 열판(熱板)
167 : 제어부 172a : 가스센서
172b : 압력센서 174 : 게이트 밸브
176 : 반송암 177a : 가이드 부재
177b : 이동기구
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1 ∼ 도 3은 본 발명에 있어서 하나의 실시예에 관한 SOD 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면으로서, 도 1은 평면도, 도 2는 정면도, 도 3은 배면도이다.
이 SOD 시스템(1)은, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 부른다)W를 웨이퍼 카세트CR로 복수 매 예를 들면 25장 단위로 외부에서 시스템으로 반입하거나 또는 시스템으로부터 반출하거나, 웨이퍼 카세트(CR)에 웨이퍼(W)를 반입·반출하기 위한 카세트 블록(10)과, SOD 도포(塗布) 공정 중에 웨이퍼(W)에 대하여 한 장씩 소정의 처리를 하는 낱장식(소위, 매엽식(枚葉式))의 각종 처리유닛을 소정의 위치에 다단으로 배치하여 이루어지는 제 1 처리블록(11)과, 웨이퍼(W)에 동일한 방법으로 소정의 처리를 하는 낱장식의 각종 처리유닛으로서, 제 1 처리블록(11)에 있어서 가열장치의 처리유닛에서의 처리온도보다 높은 온도로 처리하는 처리유닛을 소정의 위치에 다단으로 배치하여 이루어지는 제 2 처리블록(12)를 일체(一體)로 접속하는 구성을 구비하고 있다.
카세트 블록(10)에서는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이 카세트 재치대(載置臺)(20)상의 돌기(20a)의 위치에 복수 개 예를 들면 4개까지의 웨이퍼 카세트(CR)이 각각의 웨이퍼 출입구를 제 1 처리블록(11)측을 향하며 또한 X방향을 따라 일렬로 재치되고, 카세트 배열방향(X방향) 및 웨이퍼카세트(CR) 내에 수납된 웨이퍼의 배열방향(Z수직방향)으로 이동할 수 있는 웨이퍼 반송체(21)이 각 웨이퍼 카세트(CR)에 선택적으로 억세스한다. 또한 이 웨이퍼 반송체(21)은 θ방향으로 회전 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 바와 같이 제 1 처리블록(11)측의 제 3 그룹(G3)의 다단 유닛부에 속하는 반송·냉각 플레이트(TCP)에도 억세스할 수 있다.
제 1 처리블록(11)에서는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이 중심부에 수직반송형의 제 1 주반송체(22)가 설치되고, 그 주위에 모든 처리유닛이 한 그룹 또는 복수의 그룹에 걸쳐 다단으로 배치되어 있다. 이 예에서는 5그룹G1, G2, G3, G4, G5의 다단으로 배치하는 구성이고, 제 1 및 제 2 그룹(G1, G2)의 다단유닛은 시스템의 정면(도 1에 있어서 전방)측에 나란하게 설치되고, 제 3 그룹(G3)의 다단유닛은 카세트 블록(10)에 인접하게 배치되고, 제 4 그룹(G4)의 다단유닛은 제 2 처리블록(12)에 인접하게 배치되어 있다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이 제 1 그룹(G1)에서는, 컵(CP) 내에서 웨이퍼(W)를 스핀척에 싣고 절연막 재료를 공급하여 웨이퍼를 회전시킴으로써 웨이퍼상에 균일한 절연막을 도포하는 SOD 도포 처리유닛(SCT)이 밑에서부터 순차적으로 2단으로 포개어져 있다.
제 2 그룹(G2)에서는, SOD 도포 처리유닛(SCT)이 상단에 배치되어 있다. 또 필요에 따라 제 2 그룹(G2)의 하단에 SOD 도포 처리유닛(SCT)이나 솔벤트 익스체인지(solvent exchange) 처리유닛(DSE) 등을 배치하는 것도 가능하다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이 제 3 그룹(G3)에서는, 반송·냉각 플레이트(TCP)와, 2개의 냉각 처리유닛(CPL)과, 트랜지션 유닛(transition unit)(TRS)과, 2개의 저온가열 처리유닛(LHP)이 밑에서부터 순차적으로 다단으로 배치되어 있다. 또 필요에 따라 저온가열 처리유닛(LHP)의 하단에, 밀폐 가능한 처리실 내에 NH3+ H2O를 유입시켜서 웨이퍼(W)를 에이징 처리하여 웨이퍼(W)상의 절연막 재료를 웨트 겔(wet gel)화 시키는 에이징 처리유닛(DAC)을 설치하는 구성으로 하여도 좋다.
제 4 그룹(G4)에서는, 반송·냉각 플레이트(TCP)와, 3개의 냉각 처리유닛(CPL)과, 트랜지션 유닛(TRS)과, 저온가열 처리유닛(LHP)이 다단으로 배치되어 있다. 또 필요에 따라 저온가열 처리유닛(LHP)의 하단에 상기 에이징 처리유닛(DAC)을 설치하는 구성으로 하여도 좋다.
반송·냉각 플레이트(TCP)는 하단에 웨이퍼(W)를 냉각시키는 냉각판, 상단에 반송대를 구비하는 2단 구조로 되어 있어, 카세트 블록(10)과 제 1 처리블록(11) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 트랜지션 유닛(TRS)도 마찬가지로 카세트 블록(10)과 제 1 처리블록(11) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 냉각 처리유닛(CPL)은 웨이퍼(W)가 재치되는 냉각판을 구비하여 웨이퍼(W)를 냉각처리한다.
또한 이 SOD 시스템(1)에서는, 전술한 바와 같이 제 1 주반송체(22)의 배면측에도 점선으로 나타나 있는 제 5 그룹(G5)의 다단유닛이 배치될 수있지만, 이 제 5 그룹(G5)의 다단유닛은 안내레일(25)를 따라 제 1 주반송체(22)로부터 볼 때에 옆쪽으로 시프트할 수 있게 구성되어 있다. 따라서 이 제 5 그룹(G5)의 다단유닛을 도면에 나타나 있는 바와 같이 설치하는 경우에도, 상기 안내레일(25)를 따라 슬라이드함으로써 공간이 확보되기 때문에, 제 1 주반송체(22)에 대하여 배후로부터 메인터넌스 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 되어 있다. 또 제 5 그룹(G5)의 다단유닛은 이와 같이 안내레일(25)을 따른 직선모양의 슬라이드 시프트에 한하지 않고, 도 1에 있어서 일점쇄선의 왕복 회전 화살표로 나타나 있는 바와 같이 시스템의 바깥 쪽으로 회전 시프트시키도록 구성하여도, 제 1 주반송체에 대한 메인터넌스 작업의 스페이스 확보가 용이하다.
제 2 처리블록(12)에서는, 전술한 바와 같이 웨이퍼(W)에 고온으로 가열처리를 하는 유닛이 속하는 제 6 그룹(G6)이 시스템의 정면측에 배치되고, 마찬가지로 웨이퍼(W)에 고온으로 가열처리를 하는 유닛이 속하는 제 7 그룹(G7)이 시스템의 배면측에 배치되어 있다. 제 6 그룹(G6)과 제 7 그룹(G7) 사이에는, 제 4 그룹(G4), 제 6 그룹(G6) 및 제 7 그룹(G7)에 억세스하여 웨이퍼(W)를 반송하는 제 2 주반송체(23)이 설치되어 있고, 이 제 2 주반송체(23)은 제 1 주반송체(22)와 동일한 수직반송형의 구성으로 되어 있다.
또 이 SOD 시스템(1)은 예를 들면 클린룸 내에 배치되고, 제 1 주반송체(22)상은 대기압으로 설정되는 클린룸보다 높은 기압의 분위기로 설정되어 있고, 이에 따라 제 1 주반송체(22)상에서 발생하는 파티클을 SOD 시스템(1) 밖으로 배출하고, 한편 클린룸 내의 파티클이 SOD 시스템(1) 내로 진입하는 것을 방지하고 있다.
도 2 및 도 3에 나타나 있는 바와 같이 제 6 그룹(G6)에서는, 본 발명에 관한 처리장치인 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어(multi functional hot plate cure) 장치(MHC)가 2단, 마이크로파나 전자선을 조사(照射)하여 막을 가열·개질(改質)시키기 위한 마이크로파 처리유닛(MW), 전자선 처리유닛(EB)이 각각 1단으로 밑에서부터 순차적으로 설치되어 있다. 한편 제 7 그룹(G7)에서는, 본 발명에 관한 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)가 3단, 자외선을 조사하여 막을 가열·개질시키기 위한 자외선 처리유닛(UV)이 1단으로 밑에서부터 순차적으로 설치되어 있다.
도 4 및 도 5는 상기 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 사시도 및 단면도이다.
이 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)는, 가열처리실(151)과, 이에 인접하게 설치되는 로드로크실(152)를 구비하고 있다. 이 가열처리실(151)은, 로드로크실(152)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위하여 개폐 가능한 게이트 밸브(174)의 기구에 의하여 밀폐 가능하게 형성되어 있다.
가열처리실(151) 내의 대략 중앙부에는, 웨이퍼(W)를 가열처리하기 위한 열판(熱板)(156)이 배치되어 있다. 이 열판(156) 내에는, 예를 들면 히터(도면에는 나타내지 않는다)가 매설(埋設)되고, 그 설정온도는 예를 들면 100℃∼800℃로 설정할 수 있게 되어 있다. 또한 이 열판(156)에는 동심원 모양으로 복수, 예를 들면 3개의 구멍(157)이 상하로 관통되어 있고, 이들 구멍(157)에는 웨이퍼(W)를 지지하는 지지핀(158a)가 승강(昇降)할 수 있게 삽입되어 있다. 이들 지지핀(158a)는 열판(156)의 이면(裏面)에서 연통 부재(159)에 접속되어 일체화 되어 있고, 연통 부재(159)는 그 하방에 배치되는 승강실린더(160)에 의하여 승강하게 된다. 그리고 승강실린더(160)의 승강 동작에 의하여 지지핀(158a)는 열판(156)의 표면으로부터 돌출하거나 침몰한다.
또한 열판(156)의 표면에는 프록시미티-핀(proximity-pin)(161)이 복수 배치되어 웨이퍼(W)를 가열처리할 때에 웨이퍼(W)가 직접 열판(156)에 접촉되지 않도록 되어 있다. 이에 따라 가열처리시에 웨이퍼(W)에 정전기(靜電氣)가 대전(帶電)되지 않게 된다.
또한 가열처리실(151)의 상부에는, 가열처리실(151) 내로 불활성 가스, 예를 들면 질소를 공급하기 위한 질소 공급구(124) 및 산소를 공급하기 위한 산소 공급구(122)가 형성되어 있고, 질소 공급구(124)는 질소가스 공급의 개폐를 제어하는 밸브(132)를 통하여 질소 공급원(126)에 접속되고, 산소 공급구(122)는 산소가스 공급의 개폐를 제어하는 밸브(130)을 통하여 산소 공급원(121)에 접속되어 있다. 또한 질소 공급원(126)과 밸브(132) 사이에는, 이 질소 공급원(126)으로부터 실내로 공급되는 질소가스의 온도를 조정하는 제 1 질소온도 컨트롤부(125)가 설치되어 있다. 이와 마찬가지로 산소 공급원(121)과 밸브(130) 사이에는, 이 산소 공급원(121)로부터 실내로 공급되는 산소의 온도를 조정하는 산소 온도컨트롤부(140)이 설치되어 있다. 이들 제 1 질소온도 컨트롤부(125), 산소 온도컨트롤부(140)으로 가스의 온도를 조정함으로써, 가열처리 온도에 영향을 주지 않아 막형성에 알맞은 상태로 처리를 할 수 있다. 또한 가열처리실(151)의 상부에는, 가열처리실(151) 내의 가스를 배출시키기 위하여 배출구(123)이 형성되어 있고, 이 배출구(123)은 대기압보다 조금 낮은 압력, 예를 들면 대략 100000Pa 정도로 감압시키는 이젝터(ejector)(도면에는 나타내지 않는다)에 그 개폐를 제어하는 밸브(131)를 통하여 접속되어 있다(이하, 이 이젝터에 의한 가스의 배출을 「보통배기」라고 한다). 각 밸브(130, 131, 132)는, 가열처리실(151) 내에 설치되어 실내의 산소농도를 계측하는 가스센서(172a) 및 실내의 압력을 계측하는 압력센서(172b)의 계측결과에 의거하여 그 개폐가 제어된다.
한편 가열처리실(151)의 하부에는 감압용 배기구(168)이 형성되어 있고, 이 배기구(168)은 예를 들면 진공펌프(170)에 접속되어 진공펌프(170)의 작동에 의하여 가열처리실(151) 내가 대기압보다 낮은 기압, 예를 들면 1330Pa 이하, 더 바람직하게는 13Pa 전후로 설정할 수 있게 되어 있다(이하, 이 진공펌프(170)에 의한 감압을 「진공배기」라고 한다). 이 진공펌프(170)의 작동도 상기 압력센서(172b)의 계측결과에 의거하여 제어부(167)에 의하여 제어된다.
로드로크실(152)에는 제 2 주반송체(23)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반출입시키기 위한 윈도우부(181)(도4)이 형성되어 있고, 이 윈도우부(181)은 셔터 부재(164)에 의하여 개폐 가능하게 구성되어 있다. 그리고 이 셔터 부재(164)와 상기한 게이트 밸브(174)의 닫힘에 의하여 로드로크실(152)은 밀폐 가능하게 되어 있다.
로드로크실(152) 내의 상부에는, 질소를 공급하기 위한 질소 공급구(128)이 형성되어 있고, 이 질소 공급구(128)은 질소가스 공급의 개폐를 제어하는 밸브(134)를 통하여 질소 공급원(126)에 접속되어 있다. 또한 질소 공급원(126)과 밸브(134) 사이에는, 이 질소 공급원(126)으로부터 실내로 공급되는 질소가스의 온도를 조정하는 제 2 질소온도 컨트롤부(127)이 설치되어 있다. 또한 실내에는, 산소농도를 계측하는 가스센서(143a) 및 실내의 압력을 계측하는 압력센서(143b)의 계측결과에 의거하여 밸브(134)의 개폐 및 진공펌프(142)가 제어된다.
로드로크실(152) 내의 하부에는, 실내 감압용 배기구(141)이 형성되어 있고, 이 배기구(141)은 예를 들면 진공펌프(142)에 접속되고, 제어부(167)에 의한 진공펌프(142)의 작동에 의하여 로드로크실(152) 내가 감압된다.
또한 로드로크실(152) 내에는, 웨이퍼(W)를 재치하여 반송하며 또한 웨이퍼(W)의 온도를 조정하는 온도조절부를 구비하는 반송암(176)이 가이드 부재(177a)를 따라 이동기구(177b)에 의하여 수평방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 반송암(176)의 설정온도는, 예를 들면 15∼25℃이다.반송암(176)은 게이트 밸브(174)를 통하여 가열처리실(151) 내로 진입할 수 있어, 가열처리실(151) 내의 열판(156)에 의하여 가열된 후의 웨이퍼(W)를 지지핀(158a)를 통하여 받아서 로드로크실(152) 내로 반입하여 웨이퍼(W)의 온도를 조절한다. 이러한 온도조절기구로서는, 예를 들면 냉각수나 펠티에(Peltier) 소자 등을 이용하고 있다.
반송암(176)의 하방에는, 가열처리실(151) 내에 있어서의 지지핀(158a)와 동일한 구성의 지지핀(158b)가 승강할 수 있도록 설치되어 있다. 이들 지지핀(158b)는 반송암(176)의 이면에서 지지 부재(159)에 접속되어 일체화 되어 있고, 지지 부재(159)는 그 하방에 배치되는 승강실린더(160)에 의하여 승강하게 된다. 또 지지핀(158b)는 예를 들면 3개 설치되어 있고, 도 4에 나타나 있는 반송암(176)의 홈부(176a)에서 출몰(出沒)·승강할 수 있게 되어 있다.
또한 도 6을 참조하면, 열판(156)을 포함하는 영역(R)을 둘러싸도록(주위를 둘러싸도록) 상벽부(75a), 측벽부(75b) 및 하벽부(75c)가 설치되고, 이들 벽부(75a, 75b, 75c)에는, 영역(R)의 온도를 조절하기 위한 온도조절기구(100a, 100b, 100c)가 설치되어 있다. 이들 온도조절기구(100a∼100c)는, 각각의 벽부에 매설(埋設)되는 히터(70)과 냉각배관(80)으로 구성되고, 제어부(167)(도5)에 의하여 히터(70)으로 공급되는 전력 및 냉각배관(80)으로 공급되는 냉각수의 온도나 양이 제어된다. 이러한 온도조절기구(100a∼100c)를 구비함으로써 처리실 내의 온도 관리를 더 정밀하게 할 수 있다. 또 도면에 나타나 있는 바와 같이 가열처리실(151)의 상벽부(75a)를 예를 들면 5개의 영역(R1∼R5)로 분할하여 각각의 영역을 온도조절기구(100a)에 의하여 별개로 관리하고, 마찬가지로 하벽부(75c)도 5개의 영역으로 분할하여 각각의 영역을 온도조절기구(100c)에 의하여 별개로 관리하고, 또한 측벽부(75b)를 예를 들면 3개의 영역(R6∼R8)로 분할하여 각각의 영역을 온도조절기구(100b)에 의하여 별개로 관리함으로써, 더 정밀한 온도 관리 뿐만 아니라 가열처리실(151) 내의 기류(氣流)도 관리할 수 있다. 예를 들면 상방 영역의 온도를 하방 영역보다 높임으로써 의도적으로 상승 기류를 발생시켜, 이에 따라 웨이퍼(W)로부터 발생하는 승화물(昇華物) 등을 웨이퍼(W)에 악영향을 주지 않고 외부(예를 들면 배기구를 통하여)로 확실하게 배출시킬 수 있게 된다.
또 상기 진공펌프(170)나 가스공급원(121, 126)등은, 도 2 및 도 3에 나타나 있는 바와 같이 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 하방에 배치되는 케미컬실(30) 내에 설치되어 있다.
다음에 이상과 같이 구성되는 이 SOD 시스템(1)의 처리공정에 관하여 도7에 나타나 있는 플로우를 참조하면서 설명한다.
우선 카세트 블록(10)에 있어서, 처리전의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 카세트(CR)로부터 웨이퍼 반송체(21)을 통하여 처리블록(11)측의 제 3 그룹(G3)에 속하는 반송·냉각 플레이트(TCP)의 반송대 또는 트랜지션 유닛(TRS)으로 반송된다.
반송·냉각 플레이트(TCP)의 반송대로 반송된 웨이퍼(W)는 제 1 주반송체(22)를 통하여 냉각 처리유닛(CPL)으로 반송된다. 그리고 냉각 처리유닛(CPL)에 있어서, 웨이퍼(W)는 SOD 도포 처리유닛(SCT)에 있어서의 처리에 적합한 온도까지 냉각된다(스텝 1).
냉각 처리유닛(CPL)에서 냉각처리된 웨이퍼(W)는 제 1 주반송체(22)를 통하여 SOD 도포 처리유닛(SCT)으로 반송된다. 그리고 SOD 도포 처리유닛(SCT)에 있어서 웨이퍼(W)는 SOD 도포처리가 이루어진다(스텝 2).
SOD 도포 처리유닛(SCT)에서 SOD 도포처리가 이루어진 웨이퍼(W)는 제 1 주반송체(22)를 통하여 저온가열 처리유닛(LHP)으로 반송된다. 그리고 저온가열 처리유닛(LHP)에 있어서, 웨이퍼(W)는 저온가열 처리된다(스텝 3).
저온가열 처리유닛(LHP)에서 저온가열 처리된 웨이퍼(W)는 제4그룹G4에 속하는 반송·냉각 플레이트(TCP)에 있어서의 반송대 또는 트랜지션 유닛(TRS)을 통하여 제 2 주반송체(23)에 의하여 자외선 처리유닛(UV)으로 반송된다. 그리고 자외선 처리유닛(UV)에 있어서, 웨이퍼(W)는 172nm 전후의 파장을 갖는 자외선에 의한 처리가 이루어진다(스텝 4). 이 자외선에 의한 처리에서는, 질소가스가 분출되어 자외선 처리유닛(UV) 내가 질소가스 분위기로 되고, 이 상태에서 자외선 조사 램프에서 자외선이, 예를 들면 1분간 조사된다.
또 여기에서 자외선 처리 대신 또는 자외선 처리후에 제 6 그룹(G6)에 속하는 전자선 처리유닛(EB)에 의한 전자선 처리나 마이크로파처리유닛(MW)에 의한 마이크로파 처리를 적당하게 하여도 좋다.
다음에 자외선에 의한 처리가 실시된 웨이퍼(W)는 제 2 주반송체(23)을 통하여 제 4 그룹(G4)에 속하는 냉각 처리유닛(CPL)으로 반송된다. 그리고 냉각 처리유닛(CPL)에서 웨이퍼(W)는 냉각된다(스텝 5).
냉각 처리유닛(CPL)에서 냉각처리된 웨이퍼(W)는 제 1 주반송체(22)를 통하여 다시 SOD 도포 처리유닛(SCT)으로 반송된다. 그리고 SOD 도포 처리유닛(SCT)에서 웨이퍼(W)는 두번째 SOD 도포처리가 이루어진다(스텝 6). 이 때, 웨이퍼(W)상에 이미 도포되어 있는 절연막 재료의 표면은 상기한 자외선에 의한 처리에 의하여 저접촉각(低接觸角)이 되도록 개질되어 있기 때문에, 그 위에 절연막 재료를 더 도포하여도 그 표면에 요철은 생기지 않는다.
SOD 도포 처리유닛(SCT)에서 SOD 도포처리가 이루어진 웨이퍼(W)는, 제 1 주반송체(22)를 통하여 저온가열 처리유닛(LHP)으로 반송된다. 그리고 저온가열 처리유닛(LHP)에서 웨이퍼(W)는 저온가열 처리된다(스텝7).
저온가열 처리유닛(LHP)에서 저온가열 처리된 웨이퍼(W)는 제 2 주반송체(23)을 통하여 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)로 반송되어, 소정의 산소농도 및 압력하에서 가열처리 및 온도 조절처리가 이루어진다(스텝8).
그 후에 웨이퍼(W)는 반송·냉각 플레이트(TCP)의 냉각판으로 반송된다. 그리고 반송·냉각 플레이트(TCP)의 냉각판에서 웨이퍼(W)는 냉각처리된다(스텝9).
반송·냉각 플레이트(TCP)의 냉각판에서 냉각처리된 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송체(21)을 통하여 카세트 블록(10)의 웨이퍼 카세트(CR)로 반송된다.
여기에서 도 4 및 도 5를 참조하여 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)에 있어서의 가열작용에 관하여 상세하게 설명한다.
우선, 셔터 부재(164)가 열려서, 웨이퍼(W)를 지지한 제 2 주반송체(23)이 로드로크실(152)의 윈도우부(181)로부터 실내로 진입하여, 지지핀(158b)를 통하여 반송암(176)에 재치된다. 그리고 셔터 부재(164)가 닫혀서 로드로크실(152)가 밀폐되면, 진공펌프(142)로 실내를 감압시키면서 밸브(134)를 열어 대기압과 동일한 압력이 되도록 질소를 투입한다. 이 때 산소농도는 약 20ppm까지 감소되고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 산화를 방지할 수 있다. 또한 감압과 동시에 질소를 퍼지함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다. 그리고 이때, 가열처리실(151)도 동시에, 로드로크실(152)과 동일한 압력 및 동일한 산소농도가 되도록 감압(진공배기) 및 질소퍼지를 한다.
그리고 게이트 밸브(174)가 열려서 웨이퍼(W)는 온도 조절되면서 가열처리실(151) 내로 반송되고, 지지핀(158a)가 열판(156)의 표면으로부터 돌출된 상태에서 지지핀(158a)상으로 웨이퍼(W)가 반송된다. 이와 같이 가열전의 웨이퍼(W) 온도를 조절하면서 반송함으로써 열이력(熱履歷)의 균일화에 기여한다.
웨이퍼(W)가 열판(156)으로 반송되면, 반송암(176)은 원래의 위치로 되돌아 가고, 게이트 밸브(174)가 닫힘으로써 가열처리실(151) 내에 밀폐공간이 형성된다. 그리고 열판(156)에 의한 가열처리를 시작한다. 이때의 가열처리 온도, 압력, 가열처리 시간에 있어서 하나의 실시예(처리조건1)를 도 9에 나타낸다.
[처리조건1]
즉 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에서는, 우선 온도 150℃, 대기압(101300Pa)하에서 예를 들면 30초간 가열처리를 한다(도 8A). 이에 따라 절연막 중의 솔벤트(solvent)를 휘발(揮發)시킨다. 계속해서 게이트 밸브(174)가 열려서 도 8B와 같이 웨이퍼(W)는 열판(156)으로부터 반송암(176)으로 반송되어 예를 들면 23℃로 온도조절 처리되면서, 웨이퍼(W)는 로드로크실(152)로 들어간다(도 8C). 그리고 가열처리실(151)은 예를 들면 100Pa까지 진공배기되어, 열판(156)의 온도를 상승시킨다. 이때 로드로크실(152)도 가열처리실(151)과 동일한 압력이 되도록 감압된다. 이어서 게이트 밸브(174)가 열려서(도 8D), 웨이퍼(W)는 반송암(176)으로부터 다시 열판(156)으로 반송되어, 소정의 온도 450℃, 압력 100Pa하에서 예를 들면 20분간 가열처리를 한다(도8E). 이에 따라 중합반응이 일어나 절연막이 형성된다.
이와 같이 가열처리실(151)에서 소정의 가열처리를 끝낸 후에 가열처리실(151)의 처리조건을 변경할 때에는, 웨이퍼(W)를 압력 및 분위기를 동일하게 한 로드로크실(152)에 대기시킴으로써, 절연막의 생성공정을 안정하게 하여 막질을 양호하게 유지할 수 있다.
또한 가열처리실(151) 내의 가열처리공정에서, 보통배기를 함과 동시에, 실내에 산소를 공급하여 실내의 압력을 일정하게 유지하면서 산소농도를 변화시키는 것도 가능하다. 이에 따라 절연막 표면의 막질을 더 경질화(硬質化)시킬 수 있다. 또는 보통배기만을 하여 실내의 압력, 산소농도 및 기류(氣流) 등을 제어함으로써 양질의 각종 저유전율막(低誘電率膜), 고유전율막(高誘電率膜)을 형성할 수 있다.
[처리조건 2]
도 10에 나타나 있는 바와 같이 우선, 웨이퍼(W)를 제 2 주반송체(23)에 의하여 윈도우부(181)를 통하여 로드로크실(152) 내로 반송하고, 로드로크실(152) 및 가열처리실(151)을 밀폐하고, 감압(진공배기) 및 질소를 투입하여 각각 동일한 소정의 저산소 농도 분위기 및 압력(대기압)으로 한다. 그리고 웨이퍼(W)를 게이트 밸브(174)를 통하여 가열처리실(151) 내로 반송하고, 가열처리실(151)에서 예를 들면 가열온도 160℃, 대기압하에서 20초 가열처리하여, 이에 따라 절연막 중의 솔벤트를 휘발시킨다. 그리고 로드로크실(152) 내가 밀폐 상태에서 대기압하에서 10초간, 23℃로 온도조절 처리하고, 이 사이에 가열처리실(151) 내의 열판의 온도를 상승시키고, 다시 가열처리실151 내가 밀폐 상태에서 예를 들면 대기압하에서 15분간, 450℃로 가열처리를 하여 중합반응을 한다. 그리고 다시 로드로크실(152) 내가 밀폐 상태에서 감압(진공배기)을 하여, 23℃로 10초간 온도조절 처리함과 동시에, 가열처리실(151) 내도 로드로크실(152)와 동일한 분위기로 한다. 그리고 또 다시 웨이퍼(W)를 가열처리실(151)로 반송하여, 예를 들면 압력 100Pa, 가열처리온도 600℃에서 10초간 처리를 하여, 막을 포러스(porous)화 한다(포스트 트리트먼트(post treatment) 처리). 이 포스트 트리트먼트 처리에 의하여 저유전율의 절연막, 예를 들면 비유전율(比誘電率)이 1.5∼3.5의 절연막을 형성할 수 있다.
[처리조건 3]
도 11에 처리조건(3)을 나타낸다. 본 실시예에서는 반송암(176)의 수냉기구에 부가하여, 예를 들면 히터를 더 내장시켜, 웨이퍼(W)를 소정의 온도15℃∼250℃로 가열 가능하게 구성하는 경우의 실시예를 나타낸다.
본 실시예에서는, 우선, 웨이퍼(W)를 제 2 주반송체(23)에 의하여 윈도우부(181)을 통하여 로드로크실(152) 내로 반송하고, 이 로드로크실(152) 내를 밀폐하고 감압시키면서 반송암(176)에 재치된 웨이퍼(W)를, 예를 들면 180℃로 20초 가열한다. 이에 따라 절연막 중의 솔벤트를 휘발시킨다. 그리고 로드로크실(152)와 동일한 압력 및 분위기로 된 가열처리실(151) 내로 웨이퍼(W)를 반송하여, 예를 들면 450℃로 25분간 가열처리를 한다. 그 후에 가열처리실(151) 및 로드로크실(152) 내의 압력을 상승시키고, 반송암(176)으로 웨이퍼(W)를 꺼내어 23℃의 온도조절 처리를 한다.
도 12는, 상기 처리조건(1)에 있어서 가열처리실(151)에서의 가열시간, 가열온도 및 산소농도의 관계를 나타내는 도면이다. 도면에 나타나 있는 바와 같이 가열시작전의 약 200000ppm의 산소농도를 가열시작(질소가스 공급시작)후, 예를 들면 10초에서 30초 사이에 20ppm까지 감소시킨다. 즉 약 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도V로 감소하도록 실(151) 내를 감압시킨다. 이러한 감압은, 진공배기 또는 진공배기 + 보통배기로 하고 또한 질소를 공급하면서 배기시킴으로써 대기압 101300(Pa)을 유지한다(도 9). 더 바람직하게는 가열시작후 대략 20초, 즉 약 10000ppm/초의 속도로 감소시킨다. 이와 같이 감압과 동시에 질소로 퍼지를 함으로써, 산소농도를 더 신속하게 감소시킬 수 있다. 이 가열시작으로부터 30초 경과 직후의 가열온도는 약 100℃∼200℃이고, 본 실시예에서는 예를 들면 150℃로 설정되어 있다.
가열시작으로부터 30초 경과한 후에는 질소가스, 산소가스 또는 HMDS의 유입량을 제어함으로써 산소농도를 20ppm, 가열온도를 450℃로 유지한 상태에서 3분∼30분, 본 실시예에서는 20분 가열처리를 한다.
이상과 같이 산소농도를 약 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 신속하게 감소시킴으로써, 비유전율이 예를 들면 1.5∼3.5이고 또한 소정의 경도(硬度)를 구비하는 절연막을 형성할 수 있다.
도 13은, 도 12에 나타나 있는 가열처리 도중에 산소농도를 상승시키는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 가열시작으로부터 예를 들면 10분후에 가열처리실(151) 내로 산소를 유입시켜서, 200ppm까지 산소농도를 상승시키고(부호(A)로 나타내는 부분), 이 상태에서 예를 들면 10분간∼20분간, 가열온도 450℃로 처리를 한다. 여기에서 가열처리 도중에 보통배기를 함과 동시에, 예를 들면 15분후에 산소농도를 20ppm에서 200ppm까지 상승시켜 가열처리를 함으로써 절연막의 표면만이 산화되어 절연막 표면의 막질을 더 경질화시킬 수 있다.
또 부호(A)로 나타내는 산소농도의 상승은, 보통배기가 아니라 진공배기로 하여도 좋다.
[처리조건 4]
도 14에 처리조건(4)를 나타내고, 도 15에 이 처리조건(4)에 있어서의 시간의 경과와 산소농도의 관계를 나타낸다. 본 처리조건(4)에서는 상기 처리조건(3)과 마찬가지로 반송암(176)의 수냉기구에 부가하여, 암에 내장된 히터에 의하여 웨이퍼(W)를 소정의 온도 15℃∼250℃로 가열 가능하게 되어 있다. 또한 본 처리조건(4)에 있어서는, 도 5에 나타나 있는 산소 공급원(121)로부터 산소를 로드로크실(152) 내에도 공급할 수 있도록, 도면에 나타내지 않은 밸브, 공급구 및 이 산소를 가열하는 히터 등이 설치되어 있다.
우선, 로드로크실(152)에 있어서 대기압으로부터 133Pa 전후까지 감압시키면서, 반송암(176)의 히터에 의하여 150℃로 소정의 시간동안 가열한다. 다음에 게이트 밸브(174)를 열어 가열처리실(151) 내로 웨이퍼(W)를 반송하고, 게이트 밸브(174)가 닫힌 후, 산소농도를 약 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 신속하게 감소시킴으로써, 가열처리실(151) 내를 20ppm으로 한다. 이 때, 로드로크실(152) 내의 산소농도도 감소시켜 20ppm에 가깝게한다. 그리고 가열처리실(151) 내에서 열판(156)에 의하여, 약 133Pa, 450℃로 소정의 시간동안 가열한다. 다음에 게이트 밸브(174)를 열어, 웨이퍼(W)를 반송암(176)상에 재치하여 로드로크실(152)로 이동시키고, 게이트 밸브(174)를 닫아, 로드로크실(152) 내에서 웨이퍼를 23℃로 온도조절하면서 산소 공급원(121)로부터 예를 들면 300℃∼350℃의 산소가스를 웨이퍼 표면에 10초∼20초간 분출시킨다. 이 경우, 산소가스를 분출시키는 것 뿐만 아니라, 산소가스와 질소가스를 혼합시킴으로써 산소농도를 제어한 상태에서 웨이퍼 표면에 분출시켜도 좋다.
이에 따라 로드로크실(152) 내에 있어서 산소농도를 200ppm까지 상승시킴과 동시에(도15에서 부호(A)로 나타낸다), 절연막의 표면만이 산화되어 절연막 표면의 막질을 더 경질화시킬 수 있다.
또한 이 로드로크실(152) 내에서의 온도 조절처리 및 표면 산화처리 후, 웨이퍼(W)가 윈도우부(181)에서 외부로 반출될 때에 대기에 직접 노출되지만, 온도 조절처리에 의하여 웨이퍼(W) 자체는 23℃까지 내려가 있고, 또한 절연막의 표면은 산화상태로 되어 있기 때문에, 더 이상의 산화는 진행되지 않아 양질의 절연막을 형성할 수 있다.
또 각 처리조건(1∼4)에 있어서, 게이트 밸브(174)가 열린 때에는, 가열처리실(151) 내로 질소가스를 계속 공급함으로써, 가열처리실(151)을 로드로크실(152)에 대하여 정압(正壓)으로 함으로써, 로드로크실(152)로부터 가열처리실(151) 내로 파티클의 침입을 방지할 수 있다.
그리고 웨이퍼(W)는 반송암(176)에 의하여 반송되어 꺼내어져, 예를 들면 23℃로 온도 조절되면서 로드로크실(152) 내로 반송되어, 지지핀(158b)를 통하여 제 2 주반송체(23)으로 반송된다.
또 본 실시예에서는, 한번의 SOD 도포처리로써 약 500nm의 막두께 절연막을 얻을 수 있어 합계 2회의 SOD 도포처리로써 1μm의 막두께 절연막을 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 이 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC) 하나로, 예를 들면 각종 저유전율막 또는 고유전율막, 또는 포러스(porous) 모양의 막을 형성할 수 있다. 또한 웨이퍼(W)를 다른 유닛으로 반송시키지 않고 가열처리실(151)에 인접한 로드로크실(152) 내에서 대기시킴으로써, 웨이퍼(W)의 반송시간을 단축하며 또한 풋 프린트(footprint)를 감소시킬 수 있다.
도 16은 다른 실시예에 관한 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 단면도이다. 도 16에 있어서, 도 5에서의 구성요소와 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 붙이고, 이에 대한 설명은 생략한다. 또한 이 도 16에서는 도면을 이해하기 쉽게 하기 위하여, 도 5에 나타나 있는 가스공급구(122, 124, 128)나 배기구(123, 141, 168)은 생략되어 있다.
열판(156)의 상부에는 구동모터(26)의 동작에 의하여 승강시킬 수 있도록 구성되는 뚜껑(47)이 배치되어 있다. 이 뚜껑(47)의 승강동작에 의하여 뚜껑(47)의 플랜지부(47a)(도 17 참조)가 열판(156)의 주위에 설치되는원통모양의 지지체(48)에 접촉함으로써, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열처리공간(R)을 형성한다. 또한 열판(156)에 있어서 로드로크실(152)측에는, 개구부(63)을 향하여 덮개 부재(49)가 부착되어 있고, 도 17에 나타나 있는 바와 같이 이 덮개 부재(49)는 개구부(63)측을 향하는 끝부분(49a)가 사각형으로 형성되고, 또한 이 Y방향의 길이가 L로서 형성되어 있다. 이 길이(L)은 예를 들면 웨이퍼(W)의 지름보다 크게 되어 있고, 개구부(63)의 Y방향 폭과 대략 동등한 길이로 구성되어 있다. 또한 도 17 및 도 18에 나타나 있는 바와 같이 플랜지부(47a)에는, 가열처리공간(R)에 불활성 기체, 예를 들면 질소가스를 유입시키기 위한 유입구멍(71)이 복수 형성되어 있다. 이에 따라 질소가스 공급원(126)으로부터 공급관(85) 및 밸브(85a)를 통하여 유입되어, 뚜껑(47)의 중앙부에 형성되는 배출구(47b)를 통하여 배기된다.
또 플랜지부(47a)와 지지체(48)의 접촉부분에는 도면에 나타내지 않은 실(seal) 부재가 설치되어 있고, 이에 따라 가열처리공간(R)의 밀폐도를 높이고 있지만, 이 실 부재는 지지체(48)쪽에 부착하여도 좋다.
다음에 이 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)의 처리작용에 관하여 상세하게 설명한다.
외부에서 로드로크실(152)로 반송된 웨이퍼(W)는 반송암(176)에 재치되고, 도 19A에 나타나 있는 바와 같이 이 반송암(176)이 개구부(63)을 통하여 가열처리실(151)로 진입하여, 지지핀(158a)의 상승에 의하여 웨이퍼(W)는 이 지지핀(158a)로 반송된다. 이 때 로드로크실(152) 내에 질소가스가 이미 유입되어 있고, 이 질소가스가 개구부(63)와, 이 개구부의 상방에 위치하는 뚜껑(47)의 덮개 부재(49)를 따라 형성되는 점선(E)로 나타나 있는 가스통로를 통하여 화살표로 나타나 있는 바와 같이 뚜껑(47)의 하부에 있는 웨이퍼(W) 표면에 공급된다. 이에 따라 가열처리실(151)은 질소가스로 채워지고, 특히 웨이퍼(W)상의 공간을 향하여 질소가스가 공급됨으로써 웨이퍼(W)의 산화를 방지할 수 있다. 또한 이 덮개 부재(49)는 Y방향의 길이가 L로서(도17) 개구부(63)의 Y방향 폭과 대략 동등한 길이로 구성되어 있기 때문에, 로드로크실(152)로부터의 질소가스를 일정하게 흐르게 하는 작용을 구비하고 있어, 이에 따라 가열처리실(151) 내에 안정한 기류를 확보할 수 있다.
그리고 반송암(176)이 원래의 위치로 되돌아 간 후에, 도 19B에 나타나 있는 바와 같이 뚜껑(47)이 웨이퍼(W) 바로 위의 위치까지 하강하고, 질소가스 공급원(126)으로부터 질소가스가 가열처리공간(R)에 유입되어, 도면에 나타나 있는 상태에서 열판(156)의 방사열(放射熱)에 의하여 예를 들면 150℃의 가열처리가 20초간 이루어진다. 이 때에도 로드로크실(152)로부터의 상기 질소가스가 계속 공급되고 있어 웨이퍼(W)의 산화방지에 기여한다.
계속해서 도 20에 나타나 있는 바와 같이 뚜껑(47)이 하강하여 가열처리공간(R)이 형성된다. 뚜껑(47)의 하강에 의하여, 도면에 나타나 있는바와 같이 덮개 부재(49)가 개구부(63)의 하방위치로 이동하게 되어, 이번에는 점선으로 나타나 있는 질소가스의 통로F가 형성된다. 이에 따라 효율적으로 가열처리실(151) 내로 질소가스가 유입된다.
그리고 도 21에 나타나 있는 바와 같이 가열처리공간(R)에 소정의 저산소농도가 되도록 질소가스가 유입됨과 동시에, 예를 들면 450℃로 10분간 가열처리가 이루어진다. 질소가스는 웨이퍼 표면을 통하여 배출구(47b)로부터 배출된다. 이와 같이 가열처리실(151)보다 작은 가열처리공간(R) 내에서 가열처리가 이루어짐으로써, 웨이퍼(W)의 산화를 방지할 수 있는 것은 물론, 질소가스의 양을 감소시킬 수 있고, 또한 온도분위기가 이 작은 가열처리공간(R) 내에서 유지되기 때문에 전력을 절약할 수 있다.
소정의 시간 및 소정의 온도에서 가열처리가 종료되면, 도 22에 나타나 있는 바와 같이 게이트셔터(174a)가 열려, 웨이퍼(W)는 지지핀(158a)를 통하여 반송암(176)으로 반송되고, 웨이퍼(W)는 예를 들면 20℃로 온도 조절되면서 로드로크실(152)로 반송된다. 이때에도 로드로크실(152)로부터 질소가스가 통로(E)를 통하여 웨이퍼(W) 표면을 통과함으로써 효율적으로 웨이퍼(W)의 산화를 방지할 수 있고, 또한 질소가스가 통로(E)에 의하여 한 방향으로 흘러 웨이퍼(W)의 표면을 통과함으로써 회로패턴에 악영향을 끼치지 않고 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 관한 SOD 시스템의 정면도 및 배면도이다. 도 23 및 도 24에 있어서, 도 2, 도 3에서의 구성요소와 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 붙이고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도면에 나타나 있는 바와 같이 제 3 그룹(G3’)에는, 반송·냉각 플레이트(TCP)와, 2개의 냉각 처리유닛(CPL)과, 트랜지션 유닛(TRS)이 밑에서부터 순차적으로 다단으로 배치되어 있다.
제 4 그룹(G4’)에는, 반송·냉각 플레이트(TCP)와, 2개의 냉각 처리유닛(CPL)과, 트랜지션 유닛(TRS)과, 또한 냉각 처리유닛(CPL)이 다단으로 배치되어 있다.
도 23 및 도 24에 나타나 있는 바와 같이 제 6 그룹(G6’)에는, 멀티 펑셔널 핫 플레이트 큐어 장치(MHC)가 2단, 마이크로파 처리유닛(MW), 전자선 처리유닛(EB)이 각각 1단으로 밑에서부터 순차적으로 설치되어 있다. 한편 제 7 그룹(G7’)에는, 에이징 처리유닛(DAC)과, 예를 들면 2개의 저온가열 처리유닛(LHP)과, 자외선 처리유닛(UV)이 밑에서부터 순차적으로 설치되어 있다. 또 처리 프로세스에 따라서는 에이징 처리유닛(DAC)을 최하단에 설치하여도 좋다. 또 부호(30)은 케미컬실이다.
이와 같이 제 1 처리블록(111)에는 SOD 도포 처리유닛(SCT)이 배치되고, 제 2 처리블록(112)에는 가열처리장치의 처리유닛이 배치된다. 이와 같이 가열처리장치의 처리유닛을 제 2 처리블록(112)에 집중적으로 배치함과 아울러, 도포처리장치의 처리유닛을 이 영역과는 별도의 영역인 제 1 처리블록(111)에 배치함으로써 가열처리장치의 처리유닛이 도포처리장치의 처리유닛에 열적(熱的)으로 악영향을 끼치는 것이 적어지게 된다.
또한 제 1 처리블록(111)과 제 2 처리블록(112) 사이에는, 예를 들면 진공층(眞空層)으로 이루어지는 단열 부재인 단열벽(51)이 설치되어 있다. 상기한 바와 같이 가열처리장치의 처리유닛과 도포처리장치의 처리유닛을 각각 구획화된 별도의 영역에 배치하는 것에 부가하여, 이들 영역 사이에 이러한 단열벽(51)을 배치함으로써 가열처리장치의 처리유닛이 도포처리장치의 처리유닛에 열적으로 악영향을 끼치는 것이 더 적어지게 된다.
또한 제 2 처리블록(112)의 상부에는, 제 2 처리블록(112) 내로 예를 들면 질소가스 등의 불활성 기체를 유입시켜서 제 2 처리블록(112) 내의 분위기를 그 불활성 기체에 의하여 컨트롤하는 불활성 기체 도입부(52)가 설치되고, 제 2 처리블록(112)의 하부에는 제 2 처리블록(112) 내를 배기시키는 배기부(53)이 설치되어 있다. 이와 같이 제 2 처리블록(112) 내의 분위기를 그 불활성 기체에 의하여 컨트롤함으로써, 웨이퍼(W)의 열처리나 반송할 때에 산화를 방지할 수 있다. 특히 제 2 처리블록(112) 내에 열처리장치 유닛을 집중적으로 배치하고 있기 때문에 이러한 분위기 컨트롤을 효율적으로 할 수 있다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내고 있고, 이 예에서는 제 2 처리블록(112)를 둘러싸는 벽 부재(201)에 제 2 처리블록(112) 내를 온도 조절하는 온도조절부(202)를 설치한 것이다. 온도조절부(202)는, 구체적으로는 예를 들면 벽 부재(201)에 매설되는 히터(203)과 냉각배관(204)로 구성되고, 도면에 나타내는 것을 생략한 제어부의 제어에 의하여 히터(203)으로 공급되는 전력이나 냉각배관(204)로 공급되는 냉각수의 온도나 양이 제어된다. 이러한 온도조절부(202)를 구비함으로써 제 2 처리블록(112) 내의 온도를 더 정밀하게 관리할 수 있다.
또 벽 부재(201)의 상하 사이를 예를 들면 3개의 영역(S1∼S3)의 영역으로 분할하여 각각의 영역을 상기한 온도조절부(202)에 의하여 별개로 관리함으로써, 더 정밀한 온도관리에 부가하여 제 2 처리블록(112) 내의 기류관리도 할 수 있다. 예를 들면 상방 영역의 온도를 하방 영역보다 높임으로써 의도적으로 상승 기류를 발생시키고, 이에 따라 웨이퍼(W)로부터 발생하는 승화물 등을 웨이퍼(W)에 악영향을 주지 않고 외부로 확실하게 배출할 수 있게 된다. 따라서 이 경우에는 질소가스 등의 유입을 하방에서 하여, 배기를 상부로 하는 쪽이 더 바람직하다.
또 본 발명은 이상에서 설명한 실시예에는 한정되지 않는다.
예를 들면 상기 실시예에 있어서, 가열처리실 내의 저산소화에 기여하는 기체로서 질소가스를 사용하였지만, 이 대신에 아르곤가스 등 다른 불활성 기체, O2, NH3, H2, O3등의 반응성 기체, NH4OH(NH3+ H2O), 시너 등의 유기화합물, HMDS 등의 액체기화물 등을 사용하여도 좋다.
또한 이들 기체를 실내로 유입시키는 방법으로서, 가열처리실의 상부에서 하부를 향하여 또는 하부에서 상부를 향하여 유입시켜도 좋고, 또한 이들 기체를 원하는 온도로 가열하여 가열처리실 내로 유입시켜도 좋다. 이 경우에 가열처리 온도의 상승이나 하강에 동기(同期)시켜 기체의 온도를 동적으로 변화시켜도 좋다. 이에 따라 온도를 더 정밀하게 관리하는 것이 가능하다.
또한 상기 실시예(도 7 참조)에서는, SOD 도포처리(SCT), 에이징 처리(DAC) 및 솔벤트 익스체인지 처리(DSE)를 각각 2회씩 하였지만, 한 번 하여도 좋다.
또한 상기한 실시예에서는 기판으로서 실리콘 웨이퍼를 예로 들어 설명하였지만, 글래스 기판 등 다른 기판에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판의 반송시간을 단축하고, 또한 풋 프린트를 감소시킬 수 있다. 또한 각종 막에 대응하는 처리조건을 제공할 수 있으므로, 양질의 막 형성 및 유지가 도모되어 원하는 유전율로 또한 원하는 경도를 구비하는 절연막을 형성할 수 있다.
Claims (25)
- 기판 처리장치에 있어서,기판을 가열처리하는 가열처리실과,상기 처리실과 통하고 적어도 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실과,상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이에서 기판을 반송하는 반송암과,상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이를 차단시킬 수 있는 게이트 밸브(gate valve)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 가열처리실 내를 진공배기하는 제 1 배기수단과,상기 가열처리실 내를 보통배기하는 제 2 배기수단과,상기 제 1 및 제 2 배기수단을 적절하게 절환하여 작동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 2 에 있어서,상기 제 1 배기수단은 상기 가열처리실 내를 대략 1330Pa 이하로 감압시키는 것이고,상기 제 2 배기수단은 상기 가열처리실 내를 대략 100000Pa 정도로 감압시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 가열처리실 내에 있어서의 기판의 가열처리 온도를 제어하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 4 에 있어서,상기 제어수단은 100℃∼800℃의 범위에서 온도제어가 가능한 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 가열처리실 내에 불활성 기체를 유입시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 반송암이 당해 암상의 기판의 온도를 조절하는 온도조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 로드로크실이 외부와의 사이에서 기판을 반송하기 위한 개구부를 구비하고,상기 개구부를 개폐(開閉)시킬 수 있는 셔터 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 가열처리실에 있어서의 기판의 처리조건을 변경하여 당해 가열처리실에서 기판을 가열처리하고자 할 때에는, 상기 로드로크실 내의 상기 반송암상에서 기판을 대기시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 로드로크실에 활성 기체를 유입시키는 수단과,상기 로드로크실 내에 있어서, 상기 활성 기체를 기판 표면에 분출시켜 당해 표면을 개질(改質)시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 기판 처리장치에 있어서,기판을 가열처리하는 가열처리실과,상기 처리실과 통하고 적어도 산소농도 및 압력의 제어가 가능한 로드로크실과,상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이에서 기판을 반송함과 동시에 기판을 가열처리하는 반송암과,상기 가열처리실과 상기 로드로크실 사이를 차단시킬 수 있는 게이트 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 11 에 있어서,상기 가열처리실에 있어서의 가열처리 온도는 상기 반송암에 의한 가열처리 온도보다 높은 온도인 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 12 에 있어서,상기 가열처리실에 있어서의 가열처리 온도는 400℃∼450℃이고, 상기 반송암에 의한 가열처리 온도는 15℃∼250℃인 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 11 에 있어서,상기 로드로크실에 활성 기체를 유입시키는 수단과,상기 로드로크실 내에 있어서, 상기 활성 기체를 기판 표면에 분출시켜 당해 표면을 개질시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 기판을 가열처리하는 가열처리실과,상기 가열처리실 내를 진공배기하는 제 1 배기수단과,상기 가열처리실 내를 보통배기하는 제 2 배기수단과,상기 제 1 및 제 2 배기수단을 적절하게 절환하여 작동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 15 에 있어서,상기 제 1 배기수단은 상기 가열처리실 내를 대략 1330Pa 이하로 감압시키는 것이고,상기 제 2 배기수단은 상기 가열처리실 내를 대략 100000Pa 정도로 감압시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 15 에 있어서,상기 가열처리실 내에 있어서의 기판의 가열처리 온도를 제어하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 15 에 있어서,상기 가열처리실 내에 불활성 기체를 유입시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 15 에 있어서,상기 로드로크실에 활성 기체를 유입시키는 수단과,상기 로드로크실 내에 있어서, 상기 활성 기체를 기판 표면에 분출시켜 당해 표면을 개질시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 기판 처리장치에 있어서,처리실과,상기 처리실 내에 배치되어 기판을 가열처리하기 위한 열판(熱板)과,상기 처리실 내에 불활성 가스, 반응성 가스 또는 액체 기화물(液體 氣化物)을 유입시키는 수단과,상기 처리실 내를 감압시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 청구항 20 에 있어서,상기 처리실 내의 산소농도를 대략 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 감소시키도록 상기 유입·감압수단을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
- 기판 처리방법에 있어서,(a)기판을 가열처리하는 소정의 온도로 승온(昇溫)시키면서, 기판을 처리하는 영역의 산소농도를 대략 6000ppm/초∼20000ppm/초의 속도로 감소시키는 공정과,(b)상기 영역을 소정의 산소농도로 감소시킨 상태에서 기판을 상기 소정의 온도로 가열처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
- 청구항 22 에 있어서,상기 공정(a)에서, 기판을 처리하는 영역의 산소농도를 대략 10000ppm/초의 속도로 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
- 청구항 22 에 있어서,상기 공정(a)에서 상기 영역에 불활성 가스, 반응성 가스 또는 액체 기화물을 유입시키면서 상기 영역을 감압시킴으로써, 상기 영역의 산소농도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
- 청구항 22 에 있어서,상기 공정(a)가 상기 영역의 산소농도를 상승시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리방법.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346620A JP2002151504A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
| JPJP-P-2000-00346602 | 2000-11-14 | ||
| JP2000346602A JP2002151569A (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 基板処理装置 |
| JPJP-P-2000-00346620 | 2000-11-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020037695A true KR20020037695A (ko) | 2002-05-22 |
Family
ID=26603937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010070339A KR20020037695A (ko) | 2000-11-14 | 2001-11-13 | 기판 처리장치 및 기판 처리방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6936134B2 (ko) |
| KR (1) | KR20020037695A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200035221A (ko) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 진공 처리 장치 및 진공 처리 장치의 제어 방법 |
| WO2021163221A1 (en) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | Applied Materials, Inc. | Oxidation inhibiting gas in a manufacturing system |
| US11631605B2 (en) | 2007-10-27 | 2023-04-18 | Applied Materials, Inc. | Sealed substrate carriers and systems and methods for transporting substrates |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338499A (ja) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | Tokyo Electron Ltd | 膜形成方法及び膜形成装置 |
| US7029536B2 (en) * | 2003-03-17 | 2006-04-18 | Tokyo Electron Limited | Processing system and method for treating a substrate |
| JP4302557B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2009-07-29 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置および基板処理装置 |
| US7709814B2 (en) * | 2004-06-18 | 2010-05-04 | Axcelis Technologies, Inc. | Apparatus and process for treating dielectric materials |
| US7631898B2 (en) * | 2006-01-25 | 2009-12-15 | Chrysler Group Llc | Power release and locking adjustable steering column apparatus and method |
| US7654010B2 (en) * | 2006-02-23 | 2010-02-02 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing system, substrate processing method, and storage medium |
| US8343280B2 (en) | 2006-03-28 | 2013-01-01 | Tokyo Electron Limited | Multi-zone substrate temperature control system and method of operating |
| JP4811860B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2011-11-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理方法、そのプログラム及び熱処理装置 |
| US7718032B2 (en) * | 2006-06-22 | 2010-05-18 | Tokyo Electron Limited | Dry non-plasma treatment system and method of using |
| US8287688B2 (en) | 2008-07-31 | 2012-10-16 | Tokyo Electron Limited | Substrate support for high throughput chemical treatment system |
| US8323410B2 (en) * | 2008-07-31 | 2012-12-04 | Tokyo Electron Limited | High throughput chemical treatment system and method of operating |
| US8303716B2 (en) | 2008-07-31 | 2012-11-06 | Tokyo Electron Limited | High throughput processing system for chemical treatment and thermal treatment and method of operating |
| US8115140B2 (en) * | 2008-07-31 | 2012-02-14 | Tokyo Electron Limited | Heater assembly for high throughput chemical treatment system |
| US8303715B2 (en) * | 2008-07-31 | 2012-11-06 | Tokyo Electron Limited | High throughput thermal treatment system and method of operating |
| JP5083193B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2012-11-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 |
| JP5530175B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-06-25 | キヤノンアネルバ株式会社 | 真空処理装置 |
| JP5634366B2 (ja) * | 2011-09-26 | 2014-12-03 | 株式会社東芝 | 成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP2013248597A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Denso Corp | 低酸素雰囲気装置 |
| JP6257616B2 (ja) * | 2012-07-09 | 2018-01-10 | サン−ゴバン グラス フランスＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｇｌａｓｓ Ｆｒａｎｃｅ | コーティングされた基板を処理するための、プロセスボックス、装置及び方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4389296A (en) * | 1982-03-22 | 1983-06-21 | National Semiconductor Corporation | Edge contacting plating electrode |
| JPS59112870A (ja) | 1982-12-16 | 1984-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 塗膜の硬化方法およびその装置 |
| US5286296A (en) * | 1991-01-10 | 1994-02-15 | Sony Corporation | Multi-chamber wafer process equipment having plural, physically communicating transfer means |
| US5303671A (en) * | 1992-02-07 | 1994-04-19 | Tokyo Electron Limited | System for continuously washing and film-forming a semiconductor wafer |
| JP3186262B2 (ja) * | 1992-10-14 | 2001-07-11 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07142408A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-06-02 | Nissin Electric Co Ltd | 基板処理装置 |
| JPH0945597A (ja) * | 1995-05-25 | 1997-02-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 半導体製造装置及びロードロック室酸素濃度の制御方法及び自然酸化膜の生成方法 |
| KR0183912B1 (ko) * | 1996-08-08 | 1999-05-01 | 김광호 | 다중 반응 챔버에 연결된 펌핑 설비 및 이를 사용하는 방법 |
| JPH1098037A (ja) | 1996-09-19 | 1998-04-14 | Sony Corp | Ｓｏｇ材料の成膜方法及びｓｏｇ材料の成膜装置 |
| US6079928A (en) * | 1997-08-08 | 2000-06-27 | Brooks Automation, Inc. | Dual plate gas assisted heater module |
| US6235634B1 (en) * | 1997-10-08 | 2001-05-22 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Modular substrate processing system |
| US6083566A (en) * | 1998-05-26 | 2000-07-04 | Whitesell; Andrew B. | Substrate handling and processing system and method |
| JP3333748B2 (ja) | 1998-10-15 | 2002-10-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布膜形成装置および硬化処理装置および硬化処理方法 |
| JP3657134B2 (ja) | 1998-11-04 | 2005-06-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布膜形成装置 |
| US6183564B1 (en) * | 1998-11-12 | 2001-02-06 | Tokyo Electron Limited | Buffer chamber for integrating physical and chemical vapor deposition chambers together in a processing system |
| JP2001023978A (ja) * | 1999-07-05 | 2001-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
| JP2001110793A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置および基板処理装置 |
| US6331212B1 (en) * | 2000-04-17 | 2001-12-18 | Avansys, Llc | Methods and apparatus for thermally processing wafers |
-
2001
- 2001-11-13 KR KR1020010070339A patent/KR20020037695A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-11-13 US US09/986,894 patent/US6936134B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11631605B2 (en) | 2007-10-27 | 2023-04-18 | Applied Materials, Inc. | Sealed substrate carriers and systems and methods for transporting substrates |
| KR20200035221A (ko) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 진공 처리 장치 및 진공 처리 장치의 제어 방법 |
| WO2021163221A1 (en) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | Applied Materials, Inc. | Oxidation inhibiting gas in a manufacturing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020056417A1 (en) | 2002-05-16 |
| US6936134B2 (en) | 2005-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20020037695A (ko) | 기판 처리장치 및 기판 처리방법 | |
| KR100628584B1 (ko) | 기판처리장치 및 기판처리방법 | |
| JP3769426B2 (ja) | 絶縁膜形成装置 | |
| KR20040045839A (ko) | 열처리장치 및 열처리방법 | |
| JP3585215B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3333748B2 (ja) | 塗布膜形成装置および硬化処理装置および硬化処理方法 | |
| KR100499545B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 | |
| JP2009076869A (ja) | 基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 | |
| JP2003007795A (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3599322B2 (ja) | 基板処理装置及び基板処理方法 | |
| KR100881722B1 (ko) | 기판의 처리방법 및 기판의 처리장치 | |
| JP3623134B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3515963B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP2002151569A (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3726071B2 (ja) | 熱処理方法 | |
| JP4048192B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3606560B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP2002329719A (ja) | 基板の処理方法及び基板の処理装置 | |
| JP4043022B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
| JP3706819B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP4051358B2 (ja) | 基板処理装置 | |
| JP3808710B2 (ja) | 基板の処理装置 | |
| JP2002151504A (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| JP2002164333A (ja) | 熱処理装置 | |
| JP2002151487A (ja) | 基板処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |