KR20080019109A - 기판을 처리하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 기판처리장치는 기판을 지지하는 지지부와, 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 건식 처리부와, 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 습식 처리부를 구비한다. 기판은 지지부에 의하여 지지된 상태에서, 기판 상부의 포토레지스트는 건식 처리부에 의하여 1차적으로 제거되며, 습식 처리부에 의하여 2차적으로 제거된다. 건식 처리부는 기판 상부에 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛과 이동유닛을 구비하며, 이동유닛은 플라스마 공급유닛과 기판의 상대적 위치를 변화시킨다.
Figure P1020060080552
지지부, 건식 처리부, 습식 처리부, 이동유닛

Description

기판을 처리하는 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스마 공급유닛을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 전극들을 고주파 전원에 연결한 모습을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 확산판에 형성된 확산홀들의 형상을 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스마 공급유닛을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 및 제2 전극들이 각각 전원에 연 결된 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스마 공급유닛의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스마 공급유닛의 작동상태를 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 기판처리장치 10 : 지지부
16 : 제1 구동부 18 : 제2 구동부
20 : 건식 처리부 24 : 제1 이동부
28 : 제2 이동부 30 : 습식 처리부
32 : 약액노즐 40 : 건조부
42 : 건조노즐 50 : 용기
200 : 플라스마 공급유닛 220 : 하우징
240 : 확산판 260 : 제1 전극
265 : 분사통로 270 : 제2 전극
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체를 제조하기 위해서는 포토레지스트(photoresist)를 사용하는 리소그래피(lithography) 공정이 필수적으로 수반된다. 포토레지스트는 빛에 감응하는 유기 고분자 또는 감광제와 고분자의 혼합물로 이루어지며, 노광과 용해 과정을 거친 후 기판 상에 패턴을 형성한 포토레지스트는 기판이나 기판 상의 막들을 에칭하는 과정에서 기판으로 패턴을 전사시킨다. 이러한 고분자를 포토레지스트라 하며, 광원을 이용하여 기판 상에 미세 패턴을 형성시키는 공정을 리소그래피 공정이라고 한다.
이러한 반도체 제조공정에 있어서, 기판 상에 라인(line) 또는 스페이스(space) 패턴 등과 같은 각종의 미세회로패턴들을 형성하거나 이온 주입(ion implantation) 공정에서 마스크(mask)로 이용된 포토레지스트는 주로 애싱(ashing) 공정을 통하여 기판으로부터 제거된다.
그러나 이온 주입 공정에서 기판 상의 원하는 영역 이외의 부분에 이온이 주입되는 것을 방지하기 위하여 제공되는 포토레지스트는 이온주입 공정을 진행하는 동안 경화되기 때문에 포토레지스트가 쉽게 제거되지 않는다. 포토레지스트가 완전하게 제거되지 않을 경우에는 경화된 포토레지스트가 전도성을 띄기 때문에 기판 상에 형성된 회로배선들 사이에서 전기적인 단락(short)을 유발할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 경화된 포토레지스트를 제거할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 장치는 상기 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부와, 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하여 상기 기판 상부의 포토레지스트를 1차적으로 제거하기 위한 건식 처리부와, 상기 기판의 상부에 약액을 공급하여 상기 기판 상부의 포토레지스트를 2차적으로 제거하기 위한 습식 처리부를 포함한다.
상기 건식 처리부는 건식 처리시 상기 기판의 상부에 소스가스를 공급하는 가스공급유닛과, 건식 처리시 상기 기판의 상부에 위치하며 동일 높이에서 서로 이격되어 배치된 복수의 상부전극들과, 상기 기판의 하부에 위치하며 상기 상부전극들과 함께 플라스마를 생성하는 하부전극을 포함할 수 있다.
각각의 상기 상부전극은 전원이 인가되는 메탈전극과, 상기 메탈전극을 감싸고 있는 유전체를 구비할 수 있다.
상기 메탈전극은 로드(rod) 형상일 수 있다.
상기 가스공급유닛은 상기 상부전극들의 상부에 위치하며 복수의 확산홀들이 형성된 확산판과, 상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함할 수 있다.
상기 건식 처리부는 건식 처리시 상기 기판의 상부에 소스가스를 공급하는 가스공급유닛과, 건식 처리시 상기 기판 상부의 동일 높이에 서로 이격되도록 나란 하게 배치되며 제1 전압이 인가되는 제1 전극들과, 상기 제1 전극들과 동일한 높이에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성될 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제1 전압이 인가되는 제1 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제1 유전체를 구비하며, 상기 제2 전극은 상기 제2 전압이 인가되는 제2 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제2 유전체를 구비할 수 있다.
각각의 상기 제1 및 제2 메탈전극은 로드 형상일 수 있다.
상기 가스공급유닛은 상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 위치하며 복수의 확산홀들이 형성된 확산판과, 상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함할 수 있다.
상기 건식 처리부는 상기 기판의 상부에 위치하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛과, 상기 플라스마 공급유닛으로부터 상기 기판으로 플라스마 공급시 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 이동유닛을 포함할 수 있다.
상기 플라스마 공급유닛은 제1 방향으로 긴 로드 형상이며, 상기 기판의 상부에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 제1 전압이 인가되는 제1 전극들과, 상기 제1 방향으로 긴 로드 형상이며 상기 기판의 상부에 상기 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들과, 상기 제1 및 제2 전극들을 수용하며, 상기 제1 방향의 길이는 상기 기판의 직경과 대체로 동일하거나 크며 상기 제2 방향의 길이는 상기 기판의 직경보다 작은 하우징을 포함하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성된다.
상기 이동유닛은 상기 분사헤드를 상기 제2 방향으로 이동시키는 이동암을 포함할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 지지부를 회전시키는 회전축을 포함할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 지지부를 상기 제2 방향으로 수평이송하는 이송암을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 상의 포토레지스트를 제거하는 방법은 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지부 상에 로딩한 후 플라스마 공급유닛을 이용하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 생성하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거하고, 다시 상기 기판의 상부에 약액을 공급하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한다.
상기 방법은 상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고 상기 기판을 건조하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고, 상기 기판의 상부에 세정액을 공급하여 상기 기판 상의 파티클을 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 2차 린스하고 이후에 상기 기판을 건조할 수 있다.
상기 방법은 상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고, 상기 기판의 상부에 세정액을 공급하여 상기 기판 상의 파티클을 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 2차 린스하고, 상기 기판의 상부에 에칭액을 공급하여 상기 기판 상의 산화막을 제거하고 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 3차 린스하고 이후에 상기 기판을 건조할 수 있다.
상기 방법은 상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판에 대하여 이루어질 수 있다.
상기 포토레지스트는 이온 주입(ion implantation) 공정시 상기 기판의 일부분에 이온이 주입되는 것을 방지하기 위하여 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 14를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정 되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치(1)를 나타내는 도면이다.
기판처리장치(1)는 지지부(10)와 건식 처리부(20) 및 습식 처리부(30), 그리고 건조부(40)와 용기(50)를 포함한다.
지지부(10)는 웨이퍼(W)의 패턴면이 상부를 향하도록 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부(10)는 플레이트(12)와, 플레이트(12)의 하부에 연결된 지지축(14)을 구비한다.
플레이트(12)는 원판 형상을 하며, 웨이퍼(W)는 플레이트(12)의 상부에 플레이트(12)와 대체로 나란하도록 로딩된다. 플레이트(12)의 상부면에는 복수의 척킹핀(12a)들과 복수의 지지핀(12b)들이 제공된다. 척킹핀(12a)들은 플레이트(12)의 가장자리에 위치하여 로딩된 웨이퍼(W)의 측부를 지지하며, 지지핀(12b)들은 척킹핀(12a)의 안쪽에 위치하여 로딩된 웨이퍼(W)의 하부를 지지한다.
플레이트(12)의 하부에는 지지축(14)이 연결되며, 지지축(14)은 플레이트(12)를 지지한다. 지지축(14)은 후술하는 제1 구동부(16)에 의하여 회전된다.
지지축(14)의 하단에는 제1 구동부(16)의 일측이 연결된다. 상술한 바와 같이 제1 구동부(16)는 모터 등을 이용하여 지지축(14)을 회전시킨다. 지지축(14)에 의하여 플레이트(12) 및 웨이퍼(W)는 회전되며, 웨이퍼(W)의 회전으로 인하여 후술 하는 플라스마 및 약액 등을 웨이퍼(W)의 전면(全面)에 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 제1 구동부(16)는 플레이트(12) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시키거나 플레이트(12)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩하는 경우, 그리고 이외에도 공정상 요구가 있을 때 플레이트(12)를 상하로 승강시킬 수 있다.
제1 구동부(16)의 타측에는 이송암(17)의 일단이 연결된다. 이송암(17)은 'ㄴ'자 형상을 하고 있으며, 이송암(17)의 타단은 제2 구동부(18)에 연결된다. 제2 구동부(18)는 이송암(17)을 좌우로 이동시킬 수 있으며, 이송암(17)이 좌우로 이동하면 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)도 함께 좌우로 이동한다. 따라서, 고정된 플라스마 공급유닛(200)에 대하여 웨이퍼(W)를 이동시킬 수 있으므로, 후술하는 바와 같이 소형의 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 스캔(scan) 방식으로 웨이퍼(W)를 처리할 수 있다.
지지부(10)의 일측에는 건식 처리부(20)가 구비된다. 건식 처리부(20)는 플라스마를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한다. 건식 처리부(20)는 플라스마 공급유닛(200)과, 플라스마 공급유닛(200)을 이동시키는 제1 이동암(22) 및 제2 이동암(26)을 포함한다. 플라스마 공급유닛(200)에 대해서는 후술하기로 한다.
플라스마 공급유닛(200)의 상부에는 제1 이동암(22)의 일단이 연결된다. 제1 이동암(22)은 'ㄱ'자 형상을 하고 있으며, 제1 이동암(22)의 타단은 제1 이동부(24)에 연결된다. 제1 이동부(24)는 제1 이동암(22)을 좌우로 이동시키며, 제1 이동암(22)이 좌우로 이동하면 플라스마 공급유닛(200)도 함께 좌우로 이동한다. 따라서, 고정위치에 놓여진 웨이퍼(W)에 대하여 플라스마 공급유닛(200)을 이동시킬 수 있으므로, 후술하는 바와 같이 소형의 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 스캔(scan) 방식으로 웨이퍼(W)를 처리할 수 있다.
제1 이동부(24)의 하부에는 제2 이동암(26)의 일단이 연결되며, 제2 이동암(26)의 타단은 제2 이동부(28)에 연결된다. 제2 이동부(28)는 제2 이동암(26)을 승강시킬 수 있으며, 제2 이동암(26)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 플라스마 생성유닛(200)은 로딩된 웨이퍼(W)의 상부로 이동할 수 있으며, 제2 이동암(26)의 승강에 의하여 제1 전극(260)과 제2 전극(270)의 거리를 조절할 수 있다.
제2 이동부(28)의 하단에는 소스가스라인(29)이 연결된다. 소스가스라인(29)은 제2 이동부(28) 및 제2 이동암(26), 제1 이동부(24) 및 제1 이동암(22)의 내부를 통하여 하우징(200)의 내부에 소스가스를 공급한다. 소스가스라인(29)은 소스가스밸브(29a)에 의하여 개폐된다.
지지부(10)의 타측에는 습식 처리부(30)가 구비된다. 습식 처리부(30)는 약액을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한다. 습식 처리부(30)는 약액노즐(32)과 약액노즐 이동암(34)을 포함한다.
약액노즐(32)은 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 약액을 분사한다. 약액노즐(32)은 후술하는 약액노즐 이동암(34)의 상단으로부터 지면과 평행하게 연장되며 끝단에서는 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 하향 경사지게 연장된다.
약액노즐 이동암(34)은 지면에 수직하며, 상단에는 약액노즐 이동암(34)이 연결된다. 약액노즐 이동암(34)의 하단에는 약액노즐 이동부(36)가 연결된다. 약액노즐 이동부(36)는 약액노즐 이동암(34)을 승강하거나 회전시킬 수 있다.
약액노즐 이동부(36)의 하단에는 약액라인(38)이 연결된다. 약액라인(38)은 약액노즐 이동부(36) 및 약액노즐 이동암(34)의 내부를 통하여 약액노즐(32)에 약액을 공급하며, 공급된 약액은 약액노즐(32)을 통하여 웨이퍼(W) 상으로 분사된다. 약액라인(38)은 약액라인(38) 상에 설치된 밸브(38a)에 의하여 개폐된다.
지지부(10)의 타측에는 건조부(40)가 구비된다. 건조부(40)는 건조가스를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조한다. 건조부(40)는 건조노즐(42)과 건조노즐 이동암(44)을 포함한다.
건조노즐(42)은 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 건조가스를 분사한다. 건조노즐(42)은 후술하는 건조노즐 이동암(44)의 상단으로부터 지면과 평행하게 연장되며 끝단에서는 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 하향 경사지게 연장된다.
건조노즐 이동암(44)은 지면에 수직하며, 상단에는 건조노즐 이동암(44)이 연결된다. 건조노즐 이동암(44)의 하단에는 건조노즐 이동부(46)가 연결된다. 건조노즐 이동부(46)는 건조노즐 이동암(44)을 승강하거나 회전시킬 수 있다.
건조노즐 이동부(46)의 하단에는 건조가스라인(48)이 연결된다. 건조가스라인(48)은 건조노즐 이동부(46) 및 건조노즐 이동암(44)의 내부를 통하여 건조노즐(42)에 건조가스를 공급하며, 공급된 건조가스는 건조노즐(42)을 통하여 웨이퍼(W) 상으로 분사된다. 건조가스라인(48)은 건조가스라인(48) 상에 설치된 밸 브(48a)에 의하여 개폐된다.
한편, 지지축(14) 상에는 용기(50)가 설치된다. 용기(50)는 플레이트(12)를 감싸도록 설치된다. 용기(50)는 공정시 회전하는 플레이트(12)로 인하여 웨이퍼(W) 상의 약액 등이 외부로 비산하는 것을 방지한다. 용기(50)는 지면과 평행하도록 연장된 부분과, 끝단으로부터 수직하도록 연장된 부분, 그리고 상단으로부터 상향 경사지게 연장된 부분으로 이루어진다. 상향 경사지게 연장된 부분은 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)에 대응되는 높이에 위치하며, 웨이퍼(W)로부터 비산하는 약액 등은 상향 경사진 부분의 내벽을 통해 아래로 흐른다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스마 공급유닛(200)을 나타내는 도면이다.
플라스마 공급유닛(200)은 하우징(220)과, 하우징(220) 내에 수용된 제1 전극(260), 그리고 플레이트(12) 상에 설치된 제2 전극(270)을 포함한다.
하우징(220)은 플레이트(120)와 마주보도록 제공되는 상부벽과, 상부벽으로부터 대체로 수직하도록 아래 방향으로 연장된 측벽을 포함하며, 웨이퍼(W)의 직경과 대체로 일치하는 너비를 가지며, 제1 전극(260)의 길이와 대체로 일치하는 길이를 가진다. 따라서, 하우징(220)은 하부에 개구가 형성된 직육면체 형상을 하며, 하우징(220)의 내부에는 공간이 형성된다. 개구 상에는 후술하는 복수의 제1 전극(260)들이 수용된다. 제1 전극(260)들의 상부에 위치하는 공간에는 제1 전 극(260)들을 향하여 소스가스를 확산시키는 확산판(240)이 설치된다. 하우징(220) 내의 공간은 확산판(240)에 의하여 상부버퍼(223)와 하부버퍼(224)로 구획된다.
제1 전극(260)들은 하우징(220)의 개구 상에 동일 높이에 위치하도록 설치된다. 상술한 바와 같이, 제1 전극(260)들은 후술하는 제2 전극(270)과 함께 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 플라스마를 생성한다. 플라스마는 소스가스라인(29)을 통하여 공급된 소스가스로부터 생성되며, 생성된 플라스마는 웨이퍼(W)를 처리하기 위하여 사용된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 전극(260)들은 웨이퍼(W)와 대체로 나란하며, 서로 이격되도록 배치된다. 제1 전극(260)들의 사이에는 통로(265)가 형성되며, 후술하는 확산판(240)을 통하여 상부버퍼(223)로부터 하부버퍼(224)로 확산된 소스가스는 통로(265)를 통하여 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 전극(260)들을 고주파 전원에 연결한 모습을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전극(260)은 제1 방향(Ⅰ)으로 길이가 긴 로드(rod) 형상이며, 제1 방향(Ⅰ)과 수직인 제2 방향(Ⅱ)으로 서로 이격되도록 나란하게 배치된다.
제1 전극(260)은 메탈전극(262)과, 메탈전극(262)을 감싸고 있는 유전체(264)를 구비한다. 두 전극 중 일측 전극을 절연 특성이 좋은 유전체 물질로 절 연한 후, 일측 전극이 전원에 연결되면 상압 하에서도 균일하고 안정된 상태의 플라스마를 얻을 수 있다. 따라서, 유전체(264)는 메탈전극(262)을 감싸고 있다. 메탈전극(262)을 감싸는 유전체(264)는 플라스마의 생성시 발생되는 아크(arc)로 인하여 메탈전극(262)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 유전체(264)로는 석영 또는 세라믹이 사용된다.
본 실시예에서 메탈전극(262)은 웨이퍼(W)의 직경(diameter)과 일치하거나 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 길이를 가지며, 종단면이 원형이다. 그러나, 메탈전극(262)의 종단면은 삼각형 또는 사각형의 다각형일 수 있다.
제1 전극(260)들은 서로 나란하게 배치되며, 메탈전극(262)에는 13.56㎒의 고주파 전원(radio frequency:RF)(250)이 병렬적으로 연결된다. 따라서, 어느 하나의 제1 전극(260)이 단선되더라도 나머지 제1 전극(260)에는 정상적인 전압이 인가될 수 있으며, 단선된 제1 전극(260)의 부분적인 교체가 가능하다. 본 실시예에서는 고주파 전원을 사용하였으나, 이와 달리 중주파 전원(medium frequency:MF)이 사용될 수 있다.
플레이트(120) 상에는 접지된 제2 전극(270)이 설치된다. 제2 전극(270)은 상술한 제1 전극(260)과 함께 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 플라스마를 생성한다. 제2 전극(270)은 플라스마에 노출되어 손상되는 것을 방지하기 위하여 플레이트(120) 내에 매설되는 것이 바람직하다.
한편, 소스가스는 소스가스라인(29)을 통하여 제1 전극(260)들의 상부에 공급된다. 소스가스라인(29)은 하우징(220)의 상부에 형성된 공급홀(222)에 연결되며, 소스가스라인(29) 내의 소스가스는 공급홀(222)을 통하여 상부버퍼(223)에 공급된다. 소스가스라인(29)을 통해 공급되는 소스가스는 원하는 플라스마의 종류에 따라 다양한 가스가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 확산판(240)은 하우징(220)의 내부를 상부버퍼(223)와 하부버퍼(224)로 구획한다. 상부버퍼(223)는 소스가스라인(29) 및 공급홀(222)을 통하여 유입된 소스가스가 확산될 수 있는 공간을 제공한다.
확산판(240) 상에는 복수의 확산홀(242)들이 형성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 확산홀(242)들은 제1 전극(260)들 사이에 형성된 통로(265)에 대응되도록 형성된다. 따라서, 확산홀(242)들을 통하여 제1 전극(260)들의 상부에 제공되는 소스가스는 제1 전극(260)들의 사이에 형성된 통로(265)들을 향하여 제공된다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 확산판(240)에 형성된 확산홀(242)들의 형상을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 확산홀(242)들은 제1 전극(260)과 나란한 슬릿 형상일 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 슬릿 형상의 확산홀(242) 간의 간격은 통로(265)들과 대응되어야 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 확산홀(242)들은 제1 전극(260)과 나란하게 배치되는 홀 형상일 수 있다. 홀 간의 간격은 문제되지 않으나, 상술한 바와 같이 통 로(265)들과 대응되어야 한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다. 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 6a 내지 도 9를 참고하여 기판처리장치(1)의 작동방법을 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 플레이트(12) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시킨다(S10). 로딩된 웨이퍼(W)는 지지핀(122)과 척킹핀(124)에 의하여 지지되며, 지지된 상태에서 지지축(14)의 회전에 의하여 플레이트(12)와 함께 회전한다.
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 건식 처리부(20)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한다. 즉, 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 플라스마를 생성하고, 생성된 플라스마를 웨이퍼(W) 상에 공급하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한다(S20).
이때, 플라스마 공급유닛(200)은 제2 이동부(28)에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동한다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 이동부(28)는 제2 이동암(26)을 상승시키고 제2 이동암(26)을 회전하여 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨 다음, 제2 이동암(26)을 하강시켜 웨이퍼(W)와 플라스마 공급유닛(200)과의 거리를 조절한다.
포토레지스트의 제거과정에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다. 상술한 바와 같이, 포토레지스트는 주로 애싱(ashing) 공정을 통하여 기판으로부터 제거된다. 그러나 이온주입 공정에서 기판 상의 원하는 영역 이외의 부분에 이온이 주입되는 것을 방지하기 위하여 제공되는 포토레지스트는 이온 주입 공정을 진행하는 동안 경화되기 때문에 포토레지스트가 쉽게 제거되지 않는다. 따라서, 이와 같은 포토레지스트를 제거하기 위하여 두 단계의 과정을 거친다. 즉, 건식 처리부(20)를 이용하여 포토레지스트를 1차적으로 제거한 후 습식 처리부(30)를 이용하여 2차적으로 제거한다.
이때, 건식 처리부(20)를 이용하는 공정은 물리적인 힘을 사용하므로 습식 처리부(30)를 이용하는 공정에 비하여 선택비(selectivity)가 떨어지며, 이로 인하여 포토레지스트의 하부층이 플라스마에 의하여 손상될 우려가 있다. 따라서, 건식 처리부(20)는 포토레지스트의 일부만을 제거하며, 남은 포토레지스트는 플라스마에 의하여 포토레지스트의 하부층이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 남은 포토레지스트는 건식 처리부(20)에 비하여 선택비가 우수한 습식 처리부(30)를 이용하여 제거한다.
포토레지스트의 1차제거는 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.
먼저, 가열장치(도시안됨)를 이용하여 웨이퍼(W)를 일정 온도로 예열(pre-heating)한다.
다음, 웨이퍼(W)의 상부에 전계를 형성한다. 제2 전극(270)은 접지된 상태에서 제1 전극(260)을 고주파 전원(250)에 연결하면 제1 전극(260)과 제2 전극(270)의 사이, 즉 웨이퍼(W)의 상부에는 강한 전계가 형성된다. 다음, 웨이퍼(W)의 상부에 소스가스를 공급한다. 소스가스밸브(29a)를 개방하면 소스가스는 공급라인(29) 및 공급홀(222)을 통하여 상부버퍼(223)에 공급된다. 각각의 확산홀(242)은 확산홀(242)과 대응되는 각각의 통로(265)를 향하여 상부버퍼(223) 내의 소스가스를 제공하며, 소스가스는 통로(265)를 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 공급된다.
웨이퍼(W)의 상부에 형성된 강한 전계는 웨이퍼(W)의 상부에 공급된 소스가스를 이용하여 플라스마를 생성하며, 생성된 플라스마는 웨이퍼(W)의 상부에 공급되는 소스가스의 흐름에 의하여 웨이퍼(W)의 상부면으로 이동하여 웨이퍼(W)의 상부면을 처리하는 데 사용된다.
이때, 포토레지스트를 제거하기 위하여 사용되는 플라스마는 산소 플라스마이다. 즉, 소스가스라인(29)을 통하여 제공되는 소스가스는 산소 플라스마이다. 산소 플라스마는 다음과 같은 반응식에 따라 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 제거한다. 산소 플라스마는 아래와 같이 포토레지스트를 기체 상태의 부산물(CO2, H2O)로 변환시킨다.
CxHy + O* → CO2(↑) + H2O(↑)
본 실시예에서는 산소 플라스마를 사용하여 포토레지스트를 제거하는 것으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 플라스마가 사용될 수 있다. 한편, 본 실시예에서 는 상압 플라스마를 사용한다. 상압 플라스마는 공정챔버 내의 압력이 상압 이하인 상태에서 생성된 진공 플라스마와 구별된다. 진공 플라스마를 생성하기 위해서는 별도의 진공장비를 이용하여 공정챔버 내의 가스를 외부로 강제배기시키는 단계가 더 필요하다.
다음, 6c에 도시한 바와 같이, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한다(S30). 상술한 바와 같이, 이온주입 공정시에 경화된 포토레지스트는 건식 처리부(20)에 의하여 쉽게 제거되지 않는다. 따라서, 경화된 포토레지스트를 완전하게 제거하기 위하여 다음과 같은 과정을 거친다.
일단 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한 플라스마 공급유닛(200)을 이동시켜 웨이퍼(W)의 상부로부터 지지부(10)의 외측으로 벗어나도록 한다. 이때, 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)의 상부로부터 이동시키는 원리는 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시키는 원리와 같다. 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 상부로부터 벗어나면, 약액노즐(32)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨다. 약액노즐(32)은 플라스마 공급유닛(200)과 마찬가지로 약액노즐 이동암(34)의 승강 및 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동하며, 약액노즐 이동암(34)은 약액노즐 이동부(36)에 의하여 승강 및 회전한다.
습식처리부(30)는 웨이퍼(W)의 상부에 약액을 공급한다. 밸브(38a)를 개방하면 약액은 약액라인(38)을 통하여 약액노즐(32)에 공급되며, 공급된 약액은 약액노즐(32)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 이때, 약액노즐(32)은 웨 이퍼(W) 상부의 포토레지스트를 완전하게 제거할 수 있도록 충분한 시간동안 약액을 분사한다.
습식처리부(30)는 황산(H2SO4)을 사용하며, 황산은 약액라인(38) 및 약액노즐(32)을 통하여 웨이퍼(W)의 상부에 제공된다. 황산은 포토레지스트를 CO2와 H2O로 분해한다. 본 실시예에서는 약액으로 황산이 사용되었으나, 황산 이외의 다른 산(acid) 또는 강한 산화제(oxidant)가 사용될 수 있다.
다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W)를 린스한다(S40). 습식처리부(30)는 웨이퍼(W)의 상부에 린스액을 공급한다. 밸브(38a)를 개방하면 린스액은 약액라인(38)을 통하여 약액노즐(32)에 공급되며, 공급된 린스액은 약액노즐(32)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 린스액으로는 순수(Deionized H2O)가 사용된다. 그러나, 이와 다른 린스액이 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 약액라인(38)을 통하여 약액 및 린스액이 공급되는 것으로 설명하고 있으나, 이와 달리 별도의 린스액 라인(도시안됨)을 통하여 린스액을 공급할 수 있다.
다음, 건조부(40)를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조한다(S50). 일단 웨이퍼(W)의 상부에 린스액을 공급한 약액노즐(32)을 이동시켜 웨이퍼(W)의 상부로부터 지지부(10)의 외측으로 벗어나도록 한다. 약액노즐(32)이 웨이퍼(W)의 상부로부터 벗어 나면, 건조노즐(42)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨다. 건조노즐(42)도 플라스마 공급유닛(200)과 마찬가지로 건조노즐 이동암(44)의 승강 및 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동하며, 건조노즐 이동암(44)은 건조노즐 이동부(46)에 의하여 승강 및 회전한다.
건조부(40)는 웨이퍼(W)의 상부에 건조가스를 공급한다. 밸브(48a)를 개방하면 건조가스는 건조가스라인(48)을 통하여 건조노즐(42)에 공급되며, 공급된 건조가스는 건조노즐(42)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 건조가스로는 질소가스가 사용된다. 그러나, 이와 다른 건조가스가 사용될 수 있다.
상술한 바에 의하면, 이온 주입 공정을 진행하는 동안 경화된 포토레지스트를 1차적으로 플라스마에 의하여 제거할 수 있으며, 2차적으로 약액에 의하여 제거할 수 있다. 또한, 포토레지스트를 제거하기 위하여 플라스마를 사용하므로 별도의 진공장비가 요구되지 않으며, 웨이퍼(W)를 플레이트(12) 상에 로딩시킨 상태에서 플라스마 공급유닛(200)과 약액노즐(32) 및 건조노즐(42)을 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 연속적으로 제거할 수 있다.
이밖에도, 메탈전극(262)을 유전체(264)로 감싸고 있으므로, 메탈전극(262)이 플라스마의 생성단계에서 발생되는 아크(arc)로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 메탈전극(262)을 고주파 전원(250)에 병렬연결하므로, 일부 메탈전극(262)이 파손된 경우에도 나머지 전극에 고주파 전압을 인가할 수 있으므로 공정이 중단되지 않으며, 파손된 일부 메탈전극(262)의 교체가 가능하다.
또한, 소스가스는 제1 전극(260)들의 사이에 형성된 통로(26)를 통하여 웨이퍼(W)의 상부에 직접 공급되므로, 소량의 소스가스를 이용하여 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이에 소스가스 분위기를 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.
플레이트(12) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시키고(S110), 로딩된 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 플라스마를 이용하여 1차적으로 제거하고, 약액을 이용하여 2차적으로 제거한 후(S120, S130). 웨이퍼(W)를 1차적으로 린스한다(S140). 이상의 단계는 상술한 바와 같다.
다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W)를 세정한다(S150). 습식처리부(30)는 웨이퍼(W)의 상부에 세정액을 공급한다. 밸브(38a)를 개방하면 세정액은 약액라인(38)을 통하여 약액노즐(32)에 공급되며, 공급된 세정액은 약액노즐(32)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.
세정액으로는 제1 표준세정액(Standard Clean-1:SC-1)이 사용된다. 제1 표준세정액은 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2)와 물(H2O)을 약 1:1:5 내지 약 0.05:1:5의 비율로 혼합하여 80∼90℃ 정도의 온도에서 파티클과 유기 오염물을 제거하기 위하여 사용된다. 그러나, 이와 다른 세정액이 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 약액라인(38)을 통하여 세정액이 공급되는 것으로 설명하고 있으나, 이와 달리 별도의 세정액 라인(도시안됨)을 통하여 세정액을 공급 할 수 있다.
다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W)를 2차적으로 린스한다(S160). 웨이퍼(W)의 2차린스는 1차린스와 동일한 방법으로 이루어진다. 다음, 건조부(40)를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조하며(S170), 건조방법은 상술한 바와 같다.
상술한 바에 의하면, 포토레지스트와 함께 웨이퍼(W) 상의 파티클 및 유기 오염물이 제거될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
플레이트(12) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시키고(S210), 로딩된 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 플라스마를 이용하여 1차적으로 제거하고, 약액을 이용하여 2차적으로 제거한 후(S220, S230). 웨이퍼(W)를 1차적으로 린스한다(S240). 다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W)를 세정하고(S250), 웨이퍼(W)를 2차적으로 린스한다(S260). 이상의 단계는 상술한 바와 같다.
다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 산화막을 에칭한다(S270). 습식처리부(30)는 웨이퍼(W)의 상부에 에칭액을 공급한다. 밸브(38a)를 개방하면 에칭액은 약액라인(38)을 통하여 약액노즐(32)에 공급되며, 공급된 에칭액은 약액노즐(32)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.
에칭액으로는 탈이온수(Deionized H2O)을 이용하여 희석한 불산(Dilute Hydrofluoric Acid:DHF)이 사용된다. 희석한 불산(DHF)은 여러 세정 공정 중 발생한 화학적 산화막(chemical oxide) 혹은 자연 산화막(native oxide)을 효과적으로 제거한다. 또한 산화막 내에 포함되어 있는 금속 오염물을 효과적으로 제거할 수도 있다. 그러나, 이와 다른 에칭액이 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 약액라인(38)을 통하여 에칭액이 공급되는 것으로 설명하고 있으나, 이와 달리 별도의 에칭액 라인(도시안됨)을 통하여 세정액을 공급할 수 있다.
다음, 습식처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W)를 3차적으로 린스한다(S280). 웨이퍼(W)의 3차린스는 1차 및 2차린스와 동일한 방법으로 이루어진다. 다음, 건조부(40)를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조하며(S290), 건조방법은 상술한 바와 같다.
상술한 바에 의하면, 포토레지스트와 함께 웨이퍼(W) 상의 산화막이 제거될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스마 공급유닛(200)을 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 및 제2 전극(260, 270)들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다. 이하에서 설명되지 않은 부분은 도 2 내지 도 5에 도시한 플라스마 공급유닛(200)과 동일한 구성을 가진다.
제1 및 제2 전극(260, 270)들은 하우징(220)의 개구 상에 동일 높이에 위치하도록 설치된다. 제1 및 제2 전극(260, 270)들은 웨이퍼(W)의 상부에 플라스마를 생성한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(260, 270)들은 웨이퍼(W)와 대체로 나란하며, 서로 이격되도록 배치된다. 제1 및 제2 전극(260, 270)의 사이에는 통로(265)가 형성되며, 확산판(240)을 통하여 상부버퍼(223)로부터 하부버퍼(224)로 확산된 소스가스는 통로(250)를 통하여 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.
도 11에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(240, 260)은 제1 방향(Ⅰ)으로 길이가 긴 로드(rod) 형상이며, 제1 방향(Ⅰ)과 수직인 제2 방향(Ⅱ)으로 서로 이격되도록 나란하게 배치된다.
제1 전극(260)은 로드(rod) 형상의 메탈전극(262)과, 유전체(264)를 구비하며, 메탈전극(262)을 감싸는 유전체(264)는 플라스마의 생성시 발생되는 아크(arc)로 인하여 메탈전극(262)이 손상되는 것을 방지한다. 제2 전극(270)도 마찬가지로 봉 형상의 메탈전극(272)과, 유전체(274)를 구비한다. 유전체(264, 274)로는 석영 또는 세라믹이 사용된다.
본 실시예에서 메탈전극(262, 272)은 대체로 웨이퍼(W)의 직경과 일치하거나 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 길이를 가지며, 종단면이 원형이다. 그러나, 메탈전극(262, 272)의 종단면은 삼각형 또는 사각형의 다각형일 수 있다.
제1 전극(260)과 제2 전극(270)은 서로 나란하게 교대로 배치되며, 제1 전극(260)들에는 제1 전압이 인가되고, 제2 전극(270)들에는 제2 전압이 인가된다. 이때, 제2 전압은 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하여 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이에 전계를 형성한다. 후술하는 바와 같이 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이에 소스가스가 공급되면 전계에 의하여 플라스마가 생성된다.
또한, 제1 및 제2 전극(260, 270)들에는 제1 및 제2 전압이 각각 병렬적으로 인가된다. 따라서, 어느 하나의 제1 전극(260)이 단선되더라도 나머지 제1 전극(260)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있으며, 어느 하나의 제2 전극(270)이 단선되더라도 나머지 제2 전극(270)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있다. 또한, 단선된 제1 전극(260) 또는 제2 전극(270)을 부분적으로 교체할 수 있다. 본 실시예에서는 중주파(medium frequency:MF) 전원(250)이 사용되나, 본 실시예와 달리 고주파 전원이 사용될 수 있다.
도 10에 도시한 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 플라스마를 생성하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 제1 및 제2 전극(260, 270)들의 사이에 전계를 형성한다. 제1 전극(260)들에는 제1 전압을 인가하며, 제2 전극(270)들에는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가한다. 이때, 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이에는 전위차가 발생하므로, 전계가 형성된다.
다음, 제1 및 제2 전극(260, 270)의 사이에 형성된 통로(265)에 소스가스를 공급한다. 소스가스밸브(29a)를 개방하면 소스가스는 공급라인(29) 및 공급홀(222)을 통하여 상부버퍼(223)에 공급된다. 각각의 확산홀(242)은 확산홀(242)과 대응되 는 각각의 통로(265)을 향하여 상부버퍼(223) 내의 소스가스를 제공한다. 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이에 형성된 전계는 제1 전극(260)과 제2 전극(270) 사이의 통로(265)에 공급된 소스가스를 이용하여 플라스마를 생성하며, 생성된 플라스마는 계속적으로 공급되는 소스가스의 흐름에 의하여 웨이퍼(W)의 상부면으로 이동하여 웨이퍼(W)의 상부면을 처리하는 데 사용된다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스마 공급유닛(200)의 작동상태를 나타내는 도면이다. 이하에서 설명되지 않은 부분은 도 10 및 도 11에 도시한 플라스마 공급유닛(200)과 동일한 구성을 가진다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 하우징(220)은 웨이퍼(W)의 반경과 대체로 일치하는 너비를 가진다. 따라서, 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 처리하기 위해서는 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측으로 이동하여야 한다.
하우징(220)의 너비는 웨이퍼(W)의 공정시간과 관계가 있다. 하우징(220)의 너비가 증가하면 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 타측까지 이동하는 시간이 감소하는 반면에, 하우징(220)의 너비가 감소하면 플라스마 공급유닛(200)이 웨이퍼(W)의 타측까지 이동하는 시간이 증가한다. 그러나, 하우징(220)의 너비가 증가하면 플라스마 공급유닛(200)의 크기가 증가한다. 따라서, 플라스마 공급유닛(200)의 이동시간 및 크기를 고려하여 하우징(220)의 너비를 결정하며, 하우징(220)은 웨이퍼(W)의 반경보다 큰 너비를 가질 수도 있으며, 웨이퍼(W)의 반경보다 작은 너 비를 가질 수도 있다.
도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 제1 이동부(24)는 제1 이동암(22)을 상술한 제2 방향(Ⅱ)으로 직선이동시킨다. 이때, 플라스마 공급유닛(200) 내에서 생성된 플라스마가 웨이퍼(W)의 일측으로부터 웨이퍼(W)의 타측에 이르기까지 공급될 수 있도록 플라스마 공급유닛(200)을 이동시켜야 하며, 제1 이동부(24)는 이에 상응하는 스트로크(stroke)를 가져야 한다.
한편, 메탈전극(262, 272)은 대체로 웨이퍼(W)의 직경과 일치하거나 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 길이를 가진다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 제1 및 제2 전극(260, 270)들을 제2 방향(Ⅱ)으로 직선이동시키거나 웨이퍼(W)를 회전시키면 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 공정처리할 수 있다.
도 13a 및 도 13b에 도시한 플라스마 공급유닛(200)을 이용하여 플라스마를 공급하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 도 13a에 도시한 바와 같이, 플라스마 공급유닛(200)을 웨이퍼(W)의 가장자리 상부에 위치시킨다. 이때, 웨이퍼(W)의 가장자리에 플라스마가 공급되기 위해서, 플라스마 공급유닛(200)의 플라스마 분사범위 내에 웨이퍼(W)의 가장자리가 위치하여야 한다.
다음, 상술한 플라스마 공급유닛(200)으로부터 플라스마가 공급되면, 제1 이동부(24)는 제1 이동암(22)을 오른쪽으로 이동시킨다. 이때, 제1 이동암(22)의 하단에 연결된 하우징(220)은 제1 이동암(22)과 함께 오른쪽으로 이동하며, 하우징(220)의 하부에 형성된 분사통로(265)에서는 회전하는 웨이퍼(W) 상으로 플라스 마가 공급된다.
상술한 바에 의하면, 하우징(220)이 웨이퍼(W)의 일측 상부로부터 웨이퍼(W)의 타측 상부를 향하여 오른쪽으로 이동하면서 웨이퍼(W)의 전면(全面)에는 플라스마가 공급되며, 공급된 플라스마는 웨이퍼(W)의 표면을 처리한다. 또한, 웨이퍼(W)가 플레이트(12)와 함께 회전하므로, 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 균일하게 처리할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스마 공급유닛(200)의 작동상태를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서, 플라스마 공급유닛(200)으로부터 생성된 플라스마를 웨이퍼(W) 상으로 공급하는 방법은 상술한 바와 같다. 본 실시예에서는 플라스마 공급유닛(200)의 위치가 고정되어 있다는 점이 도 13a에 도시한 플라스마 공급유닛(200)과 구별되며, 전체적인 구조는 도 13a에 도시한 플라스마 공급유닛(200)과 같다.
본 실시예에서, 하우징(220)의 중심은 웨이퍼(W)의 회전중심과 일치하도록 배치되며, 공정시 하우징(220)은 좌우로 또는 전후로 이동하지 않는다.
하우징(220)의 중심과 웨이퍼(W)의 회전중심이 일치된 상태에서, 플레이트(12)와 함께 회전하는 웨이퍼(W)의 상부로 플라스마를 공급하며, 공급된 플라스마는 웨이퍼(W)의 표면을 처리한다.
상술한 바에 의하면, 하우징(220)을 정지시키고 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태 에서 웨이퍼(W) 상에 플라스마를 공급하면 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 공정처리할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이온 주입 공정을 진행하는 동안 경화된 포토레지스트를 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 로딩된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트 제거공정와 린스공정 및 건조공정을 연속적으로 수행할 수 있다.
또한, 플라스마의 생성시 아크 방전으로 인하여 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다. +또한, 소량의 소스가스를 이용하여 전극 사이에 소스가스 분위기를 형성할 수 있다. 또한, 일부 전극이 파손된 경우에도 공정을 수행할 수 있으며, 파손된 일부 전극의 교체가 가능하다.
또한, 하우징의 크기를 축소할 수 있으며, 축소된 플라스마 생성유닛을 이용하여 웨이퍼(W)의 전면(全面)을 균일하게 처리할 수 있다.

Claims (24)

  1. 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 장치에 있어서,
    상기 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부;
    상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하여 상기 기판 상부의 포토레지스트를 1차적으로 제거하기 위한 건식 처리부; 및
    상기 기판의 상부에 약액을 공급하여 상기 기판 상부의 포토레지스트를 2차적으로 제거하기 위한 습식 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건식 처리부는,
    건식 처리시 상기 기판의 상부에 소스가스를 공급하는 가스공급유닛;
    건식 처리시 상기 기판의 상부에 위치하며, 동일 높이에서 서로 이격되어 배치된 복수의 상부전극들; 및
    상기 기판의 하부에 위치하며, 상기 상부전극들과 함께 플라스마를 생성하는 하부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 상부전극은,
    전원이 인가되는 메탈전극; 및
    상기 메탈전극을 감싸고 있는 유전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메탈전극은 로드(rod) 형상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스공급유닛은,
    상기 상부전극들의 상부에 위치하며, 복수의 확산홀들이 형성된 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 건식 처리부는,
    건식 처리시 상기 기판의 상부에 소스가스를 공급하는 가스공급유닛;
    건식 처리시 상기 기판 상부의 동일 높이에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며, 제1 전압이 인가되는 제1 전극들; 및
    상기 제1 전극들과 동일한 높이에 서로 이격되도록 나란하게 배치되며, 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들을 포함하되,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제 2 전극 사이에서 플라스마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 전압이 인가되는 제1 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제1 유전체를 구비하며,
    상기 제2 전극은 상기 제2 전압이 인가되는 제2 메탈전극과 이를 감싸고 있는 제2 유전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 상기 제1 및 제2 메탈전극은 로드 형상인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가스공급유닛은,
    상기 제1 및 제2 전극들의 상부에 위치하며, 복수의 확산홀들이 형성된 확산판; 및
    상기 확산판의 상부에 소스가스를 공급하는 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 건식 처리부는,
    상기 기판의 상부에 위치하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛; 및
    상기 플라스마 공급유닛으로부터 상기 기판으로 플라스마 공급시, 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플라스마 공급유닛은,
    제1 방향으로 긴 로드 형상이며, 상기 기판의 상부에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 제1 전압이 인가되는 제1 전극들;
    상기 제1 방향으로 긴 로드 형상이며, 상기 기판의 상부에 상기 제2 방향으로 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 전극들;
    상기 제1 및 제2 전극들을 수용하며, 상기 제1 방향의 길이는 상기 기판의 직경과 대체로 동일하거나 크며, 상기 제2 방향의 길이는 상기 기판의 직경보다 작은 하우징을 포함하되,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 교대로 배치되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 플라스마가 생성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 분사헤드를 상기 제2 방향으로 이동시키는 이동암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제10항 내지 제12항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 지지부를 회전시키는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 건식 처리부는 상기 지지부에 인접하도록 배치되며,
    상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛;
    플라스마 공급시 상기 플라스마 공급유닛을 상기 기판의 상부로 이동시키며, 공급 중단시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 이동유닛을 포함하며,
    상기 습식 처리부는 상기 지지부에 인접하도록 배치되며,
    상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 약액을 공급하는 약액노즐;
    약액 공급시 상기 약액노즐을 상기 기판의 상부로 이동시키며, 공급 중단시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 이동암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기판의 상부에 건조가스를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 건조부를 더 포함하되,
    상기 건조부는,
    상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 건조가스를 공급하는 건조노즐;
    건조가스 공급시 상기 건조노즐을 상기 기판의 상부로 이동시키며, 공급 중단시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 이동암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지부 상에 로딩한 후 플라스마 공급유닛을 이용하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 생성하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거하고, 상기 기판의 상부에 약액을 공급하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거하는 단계는 상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키면서 이루어지는 것을 특징으로 하 는 기판을 처리하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 플라스마 공급유닛과 상기 기판의 상대적 위치를 변화시키는 단계는 제1 방향으로 긴 로드 형상의 전극들을 가지는 상기 플라스마 공급유닛을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 상기 기판의 일측으로부터 상기 기판의 타측으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고 상기 기판을 건조하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고,
    상기 기판의 상부에 세정액을 공급하여 상기 기판 상의 파티클을 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 2차 린스하고 이후에 상기 기판을 건조하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하여 상기 기판을 린스하고,
    상기 기판의 상부에 세정액을 공급하여 상기 기판 상의 파티클을 제거한 후에 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 2차 린스하고,
    상기 기판의 상부에 에칭액을 공급하여 상기 기판 상의 산화막을 제거하고 상기 기판의 상부에 린스액을 재공급하여 상기 기판을 3차 린스하고 이후에 상기 기판을 건조하는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 지지부에 인접하도록 상기 건식 처리부와 상기 습식 처리부를 설치하고,
    상기 기판이 상기 지지부 상에 로딩된 이후에,
    상기 건식 처리부의 플라스마 공급유닛을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하며,
    공급이 완료되면 상기 플라스마 공급유닛을 상기 기판의 상부로부터 복귀시키고,
    상기 습식 처리부의 약액노즐을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 약액을 공급하며,
    공급이 완료되면 상기 약액노즐을 상기 기판의 상부로부터 복귀시키는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  23. 제16항 내지 제22항에 있어서,
    상기 방법은 상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
  24. 제16항 내지 제22항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 이온 주입(ion implantation) 공정을 위하여 상기 기판 상에 제공된 것을 특징으로 하는 기판을 처리하는 방법.
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