KR20080020720A - Apparatus and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 플라스마 공급유닛을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a plasma supply unit according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a state in which the first and second electrodes according to the present invention are connected to a power source, respectively.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 확산판에 형성된 확산홀들의 형상을 나타내는 도면이다.4 and 5 are views showing the shape of the diffusion holes formed in the diffusion plate according to the present invention.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판처리장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.6A to 6E are views showing an operating state of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 기판처리장치 10 : 지지부1
20 : 예열부 22 : 히팅유닛20: preheating unit 22: heating unit
24 : 제1 이동암 26 : 제1 이동부24: first moving arm 26: first moving part
28 : 전원 30 : 건식 처리부28: power supply 30: dry processing unit
40 : 습식 처리부 50 : 건조부40: wet processing unit 50: drying unit
60 : 용기 70 : 제어기60
300 : 플라스마 공급유닛300: plasma supply unit
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing a substrate, and more particularly, to an apparatus and method for processing a substrate using plasma.
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.In order to fabricate a semiconductor, a lithography process using a photoresist is necessarily involved. The photoresist is composed of a light-sensitive organic polymer or a mixture of a photosensitive agent and a polymer. After the exposure and dissolution process, a photoresist is formed on the substrate. The photoresist forms a pattern on the substrate in the process of etching the substrate or the films on the substrate. Transcribe. Such a polymer is called a photoresist, and a process of forming a fine pattern on a substrate using a light source is called a lithography process.
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.In the semiconductor manufacturing process, photoresists used as masks in the ion implantation process or forming various microcircuit patterns such as line or space patterns on a substrate are mainly ashed. It is removed from the substrate through an ashing process.
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.However, in the ion implantation process, the photoresist provided to prevent the implantation of ions into portions other than the desired region on the substrate is hardened during the ion implantation process, so that the photoresist is not easily removed. If the photoresist is not completely removed, the cured photoresist is conductive and may cause an electrical short between the circuit wirings formed on the substrate.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 경화된 포토레지스트를 제거할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for processing a substrate capable of removing the cured photoresist.
본 발명의 다른 목적은 기판을 동일한 지지부 상에 로딩한 상태에서 기판 상의 포토레지스트를 제거할 수 있는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for processing a substrate capable of removing the photoresist on the substrate while the substrate is loaded on the same support.
본 발명에 의하면, 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 장치는 상기 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지부와, 상기 기판을 기설정된 온도로 예열하는 예열부와, 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.According to the present invention, an apparatus for removing a photoresist on an upper portion of a substrate includes a support portion for supporting the substrate so that the pattern surface of the substrate faces upward, a preheating portion for preheating the substrate to a predetermined temperature, and an upper portion of the substrate. And a dry processing unit for firstly removing the photoresist on the substrate by supplying plasma to the substrate, and a wet processing unit for secondaryly removing the photoresist on the substrate by supplying a chemical solution to the upper portion of the substrate.
상기 예열부는 상기 지지부에 인접하도록 배치되며, 상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 열을 방출하는 히팅 유닛과, 예열시 상기 히팅 유닛을 상기 기판의 상부로 이동시키며 예열 완료시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 제1 이동부를 포함할 수 있다.The preheating part is disposed to be adjacent to the support part, a heating unit for dissipating heat on the upper part of the substrate loaded on the support part, and when the preheating is performed, the heating unit moves to the upper part of the substrate, and when the preheating is completed, It may include a first moving unit for moving away from.
상기 히팅 유닛은 적외선 램프를 포함할 수 있다.The heating unit may include an infrared lamp.
상기 예열부는 상기 기판의 하부에 설치되어 상기 기판의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서를 통하여 감지된 온도에 따라 상기 히팅 유닛을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.The preheating unit may further include a temperature sensor installed at a lower portion of the substrate to control the temperature of the substrate, and a controller to control the heating unit according to the temperature detected by the temperature sensor.
상기 건식 처리부는 상기 지지부에 인접하도록 배치되며, 상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 플라스마를 공급하는 플라스마 공급유닛과, 플라스마 공급시 상기 플라스마 공급유닛을 상기 기판의 상부로 이동시키며 공급 중단시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 제2 이동부를 포함하며, 상기 습식 처리부는 상기 지지부에 인접하도록 배치되며 상기 지지부 상에 로딩된 상기 기판의 상부에 약액을 공급하는 약액노즐과, 약액 공급시 상기 약액노즐을 상기 기판의 상부로 이동시키며 공급 중단시 상기 기판의 상부를 벗어나도록 이동시키는 제3 이동부를 포함할 수 있다.The dry processing unit is disposed to be adjacent to the support unit, a plasma supply unit supplying plasma to an upper portion of the substrate loaded on the support unit, and move the plasma supply unit to an upper portion of the substrate during plasma supply and stop supply. And a second moving part moving away from the upper part of the substrate, wherein the wet processing part is disposed adjacent to the supporting part and supplies a chemical liquid to the upper part of the substrate loaded on the supporting part; The chemical liquid nozzle may include a third moving part moving to the upper part of the substrate and moving out of the upper part of the substrate when the supply is stopped.
본 발명에 의하면, 기판 상부의 포토레지스트를 제거하는 방법은 기판의 패턴면이 상부를 향하도록 상기 기판을 지지부 상에 로딩하는 단계와, 히팅 유닛을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판을 예열하는 단계와, 플라스마 공급유닛을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 플라스마를 생성하고 생성된 플라스마를 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거하는 단계와, 약액노즐을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 약액을 공급하고 공급된 약액을 이용하여 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거하는 단계를 포 함한다.According to the present invention, a method of removing a photoresist on a substrate includes loading the substrate on a support such that a patterned surface of the substrate faces upwards, and moving a heating unit to the top of the substrate to preheat the substrate. Moving the plasma supply unit to the upper portion of the substrate to generate plasma on the upper portion of the substrate, and first removing the photoresist on the substrate using the generated plasma; and removing the chemical liquid nozzle from the upper portion of the substrate. And supplying the chemical liquid to the upper portion of the substrate, and secondarily removing the photoresist on the substrate using the supplied chemical liquid.
상기 방법은 상기 기판 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한 이후에, 린스노즐을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 린스액을 공급하고 공급된 린스액을 이용하여 상기 기판을 린스하는 단계와, 건조노즐을 상기 기판의 상부로 이동하여 상기 기판의 상부에 건조가스를 공급하고 공급된 건조가스를 이용하여 상기 기판을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes the steps of: after removing the photoresist on the substrate secondly, moving the rinse nozzle to the upper portion of the substrate to supply the rinse liquid to the upper portion of the substrate and to rinse the substrate using the supplied rinse liquid; The method may further include moving a drying nozzle to an upper portion of the substrate, supplying a dry gas to the upper portion of the substrate, and drying the substrate using the supplied dry gas.
상기 방법은 상기 지지부 상에 상기 기판이 로딩된 상태에서 이루어질 수 있다.The method may be performed while the substrate is loaded on the support.
상기 포토레지스트는 이온 주입(ion implantation) 공정을 위하여 상기 기판 상에 제공될 수 있다.The photoresist may be provided on the substrate for an ion implantation process.
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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 14. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.
이하에서는 기판의 일례로 웨이퍼(W)를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the wafer W will be described as an example of the substrate, but the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(1)를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a
기판처리장치(1)는 지지부(10) 및 예열부(20), 건식 처리부(30) 및 습식 처리부(40), 그리고 건조부(50)를 포함한다.The
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.The
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.The
플레이트(12)의 하부에는 지지축(14)이 연결되며, 지지축(14)은 플레이트(12)를 지지한다. 지지축(14)은 후술하는 구동부(16)에 의하여 회전된다.A
지지축(14)의 하단에는 구동부(16)가 연결된다. 상술한 바와 같이 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 후술하는 플라스마 및 약액 등을 웨이퍼(W)의 전면(全面)에 균일하게 공급할 수 있다.The
또한, 구동부(16)는 플레이트(12) 상에 웨이퍼(W)를 로딩시키거나 플레이 트(12)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩하는 경우, 그리고 이외에도 공정상 요구가 있을 때 플레이트(12)를 상하로 승강시킬 수 있다.In addition, the
지지부(10)의 일측에는 예열부(20)가 설치된다. 예열부(20)는 플레이트(12) 상에 로딩된 웨이퍼(W)를 일정 온도로 예열하기 위하여 사용된다. 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 원활하게 제거하기 위해서는 웨이퍼(W)를 약 200-300℃, 바람직하게는 약 250℃ 정도의 온도로 예열(preheating) 하여야 한다.One side of the
예열부(20)는 히팅유닛(22)과 제1 이동암(24), 그리고 제1 이동부(26)와 전원(28)을 포함한다.The
히팅유닛(22)은 적외선 램프(infrared lamp)(22a)를 포함하며, 적외선 램프(22a)는 전원(28)으로부터 공급된 전기에너지를 열에너지로 변환한다. 변환된 열은 웨이퍼(W)를 예열하는데 사용된다.The
히팅유닛(22)의 상부에는 제1 이동암(24)이 연결된다. 제2 이동암(32)은 'ㄷ'자 형상을 하고 있으며, 제1 이동암(24)의 타단은 제1 이동부(26)에 연결된다. 제1 이동부(26)는 제1 이동암(24)을 승강시킬 수 있으며, 제1 이동암(24)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 제1 이동암(24)의 회전에 의하여 히팅유닛(22)을 로딩된 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킬 수 있으며, 제1 이동암(24)의 승강에 의하여 로딩된 웨이퍼(W)와 히팅유닛(22)의 거리를 조절할 수 있다.The first moving
한편, 본 실시예에서는 적외선 램프(22a)를 이용하여 열을 방출하는 것으로 설명하고 있으나, 적외선 램프(22a) 외에도 자외선 램프(ultraviolet lamp) 등의 열원장치가 사용될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment has been described as emitting heat using the
또한, 지지부(10)의 일측에는 건식 처리부(30)가 구비된다. 건식 처리부(30)는 플라스마를 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한다. 건식 처리부(30)는 플라스마 공급유닛(300)과, 플라스마 공급유닛(300)을 이동시키는 제2 이동암(32)을 포함한다. 플라스마 공급유닛(300)에 대해서는 후술하기로 한다.In addition, the
플라스마 공급유닛(300)의 상부에는 제2 이동암(32)의 일단이 연결된다. 제2 이동암(32)은 'ㄷ'자 형상을 하고 있으며, 제2 이동암(32)의 타단은 제2 이동부(34)에 연결된다. 제2 이동부(34)는 제2 이동암(32)을 승강시킬 수 있으며, 제2 이동암(32)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 플라스마 공급유닛(300)은 로딩된 웨이퍼(W)의 상부로 이동할 수 있으며, 제2 이동암(32)의 승강에 의하여 플라스마 공급유닛(300)과 웨이퍼(W)와의 거리를 조절할 수 있다.One end of the second moving
제2 이동부(34)의 하단에는 소스가스라인(36)이 연결된다. 소스가스라인(36)은 제2 이동부(34) 및 제2 이동암(32)의 내부를 통하여 하우징(320)의 내부에 소스가스를 공급한다. 소스가스라인(36)은 소스가스밸브(38)에 의하여 개폐된다.The
지지부(10)의 타측에는 습식 처리부(40)가 구비된다. 습식 처리부(40)는 약액을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한다. 습식 처리부(40)는 약액노즐(42)과 약액노즐 이동암(44)을 포함한다.The other side of the
약액노즐(42)은 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 약액을 분사 한다. 약액노즐(42)은 후술하는 약액노즐 이동암(44)의 상단으로부터 지면과 평행하게 연장되며 끝단에서는 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 하향 경사지게 연장된다.The chemical
약액노즐 이동암(44)은 지면에 수직하며, 상단에는 약액노즐(42)이 연결된다. 약액노즐 이동암(44)의 하단에는 약액노즐 이동부(46)가 연결된다. 약액노즐 이동부(46)는 약액노즐 이동암(44)을 승강하거나 회전시킬 수 있다.The chemical liquid
약액노즐 이동부(46)의 하단에는 약액라인(48)이 연결된다. 약액라인(48)은 약액노즐 이동부(46) 및 약액노즐 이동암(44)의 내부를 통하여 약액노즐(42)에 약액을 공급하며, 공급된 약액은 약액노즐(42)을 통하여 웨이퍼(W) 상으로 분사된다. 약액라인(48)은 약액라인(48) 상에 설치된 밸브(48a)에 의하여 개폐된다.The
지지부(10)의 타측에는 건조부(50)가 구비된다. 건조부(50)는 건조가스를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조한다. 건조부(50)는 건조노즐(52)과 건조노즐 이동암(54)을 포함한다.The other side of the
건조노즐(52)은 플레이트(12) 상의 웨이퍼(W)의 중심에 대하여 건조가스를 분사한다. 건조노즐(52)은 후술하는 건조노즐 이동암(54)의 상단으로부터 지면과 평행하게 연장되며 끝단에서는 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 하향 경사지게 연장된다.The drying
건조노즐 이동암(54)은 지면에 수직하며, 상단에는 건조노즐(52)이 연결된다. 건조노즐 이동암(54)의 하단에는 건조노즐 이동부(56)가 연결된다. 건조노즐 이동부(56)는 건조노즐 이동암(54)을 승강하거나 회전시킬 수 있다.The drying
건조노즐 이동부(56)의 하단에는 건조가스라인(58)이 연결된다. 건조가스라 인(58)은 건조노즐 이동부(56) 및 건조노즐 이동암(54)의 내부를 통하여 건조노즐(52)에 건조가스를 공급하며, 공급된 건조가스는 건조노즐(52)을 통하여 웨이퍼(W) 상으로 분사된다. 건조가스라인(58)은 건조가스라인(58) 상에 설치된 밸브(58a)에 의하여 개폐된다.The
한편, 기판처리장치(1)는 용기(60)와 제어기(70)를 더 포함한다.On the other hand, the
용기(60)는 지지축(14) 상에 플레이트(12)를 감싸도록 설치된다. 용기(60)는 공정시 회전하는 플레이트(12)로 인하여 웨이퍼(W) 상의 약액 등이 외부로 비산하는 것을 방지한다. 용기(60)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.The
제어기(70)는 센서(72)를 통하여 감지된 웨이퍼(W)의 온도에 따라 상술한 전원(28)을 제어한다. 센서(72)는 플레이트(12) 상에 로딩된 웨이퍼(W)의 하부에 설치되며, 웨이퍼(W)의 온도를 감지한다. 웨이퍼(W)의 온도를 정확하게 감지하기 위하여 복수의 센서(72)들이 설치될 수 있으며, 복수의 센서(72)에 의하여 감지된 온도들의 평균값이 사용될 수 있다.The
센서(72)에 의하여 감지된 온도는 센서(72)에 의하여 신호로 변환되어 제어기(72)로 송신된다. 제어기(72)는 센서(72)로부터 수신하여 웨이퍼(W)의 온도를 파 악하며, 파악된 온도에 따라 전원(28)을 제어한다. 온도가 기설정된 온도 이내인 경우 계속하여 전원(28)을 온(on)하며, 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 전원(28)을 오프(off)시킨다.The temperature sensed by the
본 실시예에서는 제어기(70)가 센서(72) 및 전원(28)을 제어하는 것으로 설명하였으나, 이밖에도 제어기(70)는 건식 처리부(30)와 습식 처리부(40), 그리고 건조부(50)를 제어할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the
도 2는 본 발명에 따른 플라스마 공급유닛(300)을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a
플라스마 공급유닛(300)은 하우징(320)과, 하우징(320) 내에 수용된 복수의 제1 전극(360)들 및 제2 전극(370)들을 포함한다.The
하우징(320)은 플레이트(12)와 마주보도록 제공되는 상부벽과, 상부벽으로부터 대체로 수직하도록 아래 방향으로 연장된 측벽을 포함하며, 웨이퍼(W)의 직경과 대체로 일치하는 너비를 가지며, 제1 전극(360)의 길이와 대체로 일치하는 길이를 가진다. 따라서, 하우징(320)은 하부에 개구가 형성된 직육면체 형상을 하며, 하우징(320)의 내부에는 공간이 형성된다. 개구 상에는 후술하는 복수의 제1 전극(360)들이 수용된다. 제1 전극(360)들의 상부에 위치하는 공간에는 제1 전극(360)들을 향하여 소스가스를 확산시키는 확산판(340)이 설치된다. 하우징(320) 내의 공간은 확산판(340)에 의하여 상부버퍼(323)와 하부버퍼(324)로 구획된다.The housing 320 includes a top wall provided to face the
제1 및 제2 전극(360, 370)들은 하우징(320)의 개구 상에 동일 높이에 위치 하도록 설치된다. 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(360, 370)들은 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 플라스마를 생성한다. 플라스마는 소스가스라인(36)을 통하여 공급된 소스가스로부터 생성되며, 생성된 플라스마는 웨이퍼(W)를 처리하기 위하여 사용된다.The first and
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(360, 370)들은 웨이퍼(W)와 대체로 나란하며, 서로 이격되도록 배치된다. 제1 및 제2 전극(360, 370)의 사이에는 통로(365)가 형성되며, 후술하는 확산판(340)을 통하여 상부버퍼(323)로부터 하부버퍼(324)로 확산된 소스가스는 통로(365)를 통하여 로딩된 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다.As shown in FIG. 2, the first and
도 3은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전극(360, 370)들이 각각 전원에 연결된 상태를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a state in which the first and
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(360, 370)은 제1 방향(Ⅰ)으로 길이가 긴 로드(rod) 형상이며, 제1 방향(Ⅰ)과 수직인 제2 방향(Ⅱ)으로 서로 이격되도록 나란하게 배치된다.As shown in FIG. 3, the first and
제1 전극(360)은 로드(rod) 형상의 메탈전극(362)과, 메탈전극(362)을 감싸고 있는 유전체(364)를 구비하며, 메탈전극(362)을 감싸는 유전체(364)는 플라스마의 생성시 발생되는 아크(arc)로 인하여 메탈전극(362)이 손상되는 것을 방지한다. 제2 전극(370)도 마찬가지로 로드(rod) 형상의 메탈전극(372)과, 유전체(374)를 구비한다. 유전체(364, 374)로는 석영 또는 세라믹이 사용된다.The
본 실시예에서 메탈전극(362)은 웨이퍼(W)의 직경(diameter)과 대체로 일치하거나 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 길이를 가지며, 종단면이 원형이다. 그러나, 메탈전극(362)의 종단면은 삼각형 또는 사각형의 다각형일 수 있다.In this embodiment, the metal electrode 362 generally has a length that is substantially coincident with the diameter of the wafer W or is larger than the diameter of the wafer W, and the longitudinal cross section is circular. However, the longitudinal section of the metal electrode 362 may be a triangular or quadrangular polygon.
제1 전극(360)과 제2 전극(370)은 서로 나란하게 교대로 배치되며, 제1 전극(360)들에는 제1 전압이 인가되고, 제2 전극(370)들에는 제2 전압이 인가된다. 이때, 제2 전압은 제1 전압보다 낮은 전압을 인가하여 제1 전극(360)과 제2 전극(370) 사이에 전계를 형성한다. 후술하는 바와 같이 제1 전극(360)과 제2 전극(370) 사이에 소스가스가 공급되면 전계에 의하여 플라스마가 생성된다.The
또한, 제1 및 제2 전극(360, 370)들에는 제1 및 제2 전압이 각각 병렬적으로 인가된다. 따라서, 어느 하나의 제1 전극(360)이 단선되더라도 나머지 제1 전극(360)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있으며, 어느 하나의 제2 전극(370)이 단선되더라도 나머지 제2 전극(370)들에는 정상적인 전압이 인가될 수 있다. 또한, 단선된 제1 전극(360) 또는 제2 전극(370)을 부분적으로 교체할 수 있다. 본 실시예에서는 중주파(medium frequency:MF) 전원(350)이 사용되나, 본 실시예와 달리 고주파 전원이 사용될 수 있다.In addition, the first and second voltages are applied in parallel to the first and
한편, 소스가스는 소스가스라인(36)을 통하여 제1 및 제2 전극(360, 370)들의 상부에 공급된다. 소스가스라인(36)은 하우징(320)의 상부에 형성된 공급홀(322)에 연결되며, 소스가스라인(36) 내의 소스가스는 공급홀(322)을 통하여 상 부버퍼(323)에 공급된다. 소스가스라인(36)을 통해 공급되는 소스가스는 원하는 플라스마의 종류에 따라 다양한 가스가 사용될 수 있다.Meanwhile, the source gas is supplied to the upper portions of the first and
상술한 바와 같이, 확산판(340)은 하우징(320)의 내부를 상부버퍼(323)와 하부버퍼(324)로 구획한다. 상부버퍼(323)는 소스가스라인(36) 및 공급홀(322)을 통하여 유입된 소스가스가 확산될 수 있는 공간을 제공한다.As described above, the
확산판(340) 상에는 복수의 확산홀(342)들이 형성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 확산홀(342)들은 제1 전극(360)들 사이에 형성된 통로(365)에 대응되도록 형성된다. 따라서, 확산홀(342)들을 통하여 제1 전극(360)들의 상부에 제공되는 소스가스는 제1 전극(360)들의 사이에 형성된 통로(365)들을 향하여 제공된다.A plurality of
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 확산판(340)에 형성된 확산홀(342)들의 형상을 나타내는 도면이다.4 and 5 are views showing the shapes of the diffusion holes 342 formed in the
도 4에 도시한 바와 같이, 확산홀(342)들은 제1 및 제2 전극(360, 370)과 나란한 슬릿 형상일 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 슬릿 형상의 확산홀(342) 간의 간격은 통로(365)들과 대응되어야 한다.As shown in FIG. 4, the diffusion holes 342 may have a slit shape parallel to the first and
도 5에 도시한 바와 같이, 확산홀(342)들은 제1 및 제2 전극(360, 370)과 나란하게 배치되는 홀 형상일 수 있다. 홀 간의 간격은 문제되지 않으나, 상술한 바와 같이 통로(365)들과 대응되어야 한다.As shown in FIG. 5, the diffusion holes 342 may have a hole shape disposed in parallel with the first and
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)의 작동상태를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 기판처리방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 6a 내지 도 7을 참고하여 기판처리장치(1)의 작동방법을 살펴보기로 한다.6A to 6D are views showing an operating state of the
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.First, as shown in FIG. 6A, the wafer W is loaded onto the plate 12 (S10). The loaded wafer W is supported by the support pin 122 and the chucking pin 124, and rotates together with the
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 예열부(20)를 이용하여 플레이트(12) 상에 로딩된 웨이퍼(W)를 일정 온도로 예열한다(S20). 제어기(70)는 제1 이동부(26)를 구동하여 제1 이동암(24)을 회전시키며, 제1 이동암(24)의 회전에 의하여 히팅유닛(22)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨다. 히팅유닛(22)이 웨이퍼(W)의 상부에 위치하면, 제1 이동암(24)을 승강시켜 히팅유닛(22)과 웨이퍼(W) 사이의 거리를 조절한다.Next, as illustrated in FIG. 6B, the wafer W loaded on the
히팅유닛(22)이 원하는 위치에 놓여지면, 제어기(70)는 전원(28)을 가동하여 적외선 램프(22a)에 전기에너지를 공급하며, 적외선 램프(22a)는 전기에너지를 열에너지로 변환하여 웨이퍼(W)에 공급한다. 따라서, 웨이퍼(W)는 적외선 램프(22a)에 의하여 예열된다.When the
한편, 웨이퍼(W)의 하부에 위치한 센서(72)는 웨이퍼(W)의 온도를 감지하며, 감지된 온도를 신호로 변환하여 제어기(70)로 보낸다. 제어기(70)는 웨이퍼(W)가 일정 온도에 도달할 때까지 전원(28)을 가동하며, 일정 온도에 도달하면 전원(28)의 가동을 중단시킨다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 약 200-300℃, 바람직하게 는 약 250℃ 정도의 온도로 예열(preheating)된다.Meanwhile, the
예열이 완료되면, 제어기(70)는 제1 이동부(26)를 구동하여 제1 이동암(24)을 승강 및 회전시키며, 제1 이동암(24)의 회전에 의하여 히팅유닛(22)은 원래의 위치로 복귀한다.When the preheating is completed, the
다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 건식 처리부(30)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한다. 즉, 플라스마 공급유닛(300)을 이용하여 플라스마를 생성하고, 생성된 플라스마를 웨이퍼(W) 상에 공급하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한다(S30).Next, as shown in FIG. 6C, the photoresist on the wafer W is first removed using the
이때, 플라스마 공급유닛(300)은 제2 이동부(34)에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동한다. 도 6c에 도시한 바와 같이, 제2 이동부(34)는 제2 이동암(32)을 회전하여 플라스마 공급유닛(300)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨 다음, 제2 이동암(32)을 하강시켜 웨이퍼(W)와 플라스마 공급유닛(300)과의 거리를 조절한다.At this time, the
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(30)를 이용하여 포토레지스트를 1차적으로 제거한 후 습식 처리부(40)를 이용하여 2차적으로 제거한다.The removal process of the photoresist will be briefly described as follows. As mentioned above, the photoresist is removed from the substrate primarily through an ashing process. However, the photoresist provided to prevent the implantation of ions into portions other than the desired region on the substrate in the ion implantation process is hardened during the ion implantation process, so that the photoresist is not easily removed. Therefore, two steps are required to remove such photoresist. That is, the photoresist is first removed using the
이때, 건식 처리부(30)를 이용하는 공정은 물리적인 힘을 사용하므로 습식 처리부(40)를 이용하는 공정에 비하여 선택비(selectivity)가 떨어지며, 이로 인하여 포토레지스트의 하부층이 플라스마에 의하여 손상될 우려가 있다. 따라서, 건식 처리부(30)는 포토레지스트의 일부만을 제거하며, 남은 포토레지스트는 플라스마에 의하여 포토레지스트의 하부층이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 남은 포토레지스트는 건식 처리부(30)에 비하여 선택비가 우수한 습식 처리부(40)를 이용하여 제거한다.In this case, since the process using the
포토레지스트의 1차제거는 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.Primary removal of the photoresist is performed through the following process.
제1 및 제2 전극(360, 370)들의 사이에 전계를 형성한다. 제1 전극(360)들에는 제1 전압을 인가하며, 제2 전극(370)들에는 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가한다. 이때, 제1 전극(360)과 제2 전극(370) 사이에는 전위차가 발생하므로, 전계가 형성된다.An electric field is formed between the first and
다음, 제1 및 제2 전극(360, 370)의 사이에 형성된 통로(365)에 소스가스를 공급한다. 소스가스밸브(38)를 개방하면 소스가스는 소스가스라인(36) 및 공급홀(322)을 통하여 상부버퍼(323)에 공급된다. 각각의 확산홀(342)은 확산홀(342)과 대응되는 각각의 통로(365)를 향하여 상부버퍼(323) 내의 소스가스를 제공한다. 제1 전극(360)과 제2 전극(370) 사이에 형성된 강한 전계는 제1 전극(360)과 제2 전 극(370) 사이의 통로(365)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.Next, the source gas is supplied to the
이때, 포토레지스트를 제거하기 위하여 사용되는 플라스마는 산소 플라스마이다. 즉, 소스가스라인(36)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.At this time, the plasma used to remove the photoresist is oxygen plasma. That is, the source gas provided through the
CxHy + O* → CO2(↑) + H2O(↑)C x H y + O * → CO 2 (↑) + H 2 O (↑)
본 실시예에서는 산소 플라스마를 사용하여 포토레지스트를 제거하는 것으로 설명하였으나, 이외에도 다양한 플라스마가 사용될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 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.In the present embodiment, but described as removing the photoresist using an oxygen plasma, in addition to the various plasma can be used. In the present embodiment, an atmospheric pressure plasma is used. Atmospheric pressure plasma is distinguished from vacuum plasma generated when the pressure in the process chamber is below atmospheric pressure. In order to generate the vacuum plasma, a step of forcibly exhausting the gas in the process chamber to the outside using a separate vacuum device is required.
다음, 6d에 도시한 바와 같이, 습식 처리부(40)를 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 2차적으로 제거한다(S40). 상술한 바와 같이, 이온주입 공정시에 경화된 포토레지스트는 건식 처리부(30)에 의하여 쉽게 제거되지 않는다. 따라서, 경화된 포토레지스트를 완전하게 제거하기 위하여 다음과 같은 과정을 거친다.Next, as illustrated in 6d, the photoresist on the wafer W is secondarily removed using the wet processing unit 40 (S40). As described above, the photoresist cured in the ion implantation process is not easily removed by the
일단 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 1차적으로 제거한 플라스마 공급유닛(300)은 제2 이동암(32)의 승강 및 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로부터 원래의 위치로 복귀한다. 플라스마 공급유닛(300)이 원래의 위치로 복귀하면, 약액노즐(42)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨다. 약액노즐(42)은 플라스마 공급유닛(300)과 마찬가지로 약액노즐 이동암(44)의 승강 및 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동하며, 약액노즐 이동암(44)은 약액노즐 이동부(46)에 의하여 승강 및 회전한다.Once the photoresist on the wafer W is first removed, the
습식 처리부(40)는 웨이퍼(W)의 상부에 약액을 공급한다. 밸브(48a)를 개방하면 약액은 약액라인(48)을 통하여 약액노즐(42)에 공급되며, 공급된 약액은 약액노즐(42)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 이때, 약액노즐(42)은 웨이퍼(W) 상부의 포토레지스트를 완전하게 제거할 수 있도록 충분한 시간동안 약액을 분사한다.The
습식 처리부(40)는 황산(H2SO4)을 사용하며, 황산은 약액라인(48) 및 약액노즐(42)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.The
다음, 습식 처리부(40)를 이용하여 웨이퍼(W)를 린스한다(S50). 습식 처리 부(40)는 웨이퍼(W)의 상부에 린스액을 공급한다. 밸브(48a)를 개방하면 린스액은 약액라인(48)을 통하여 약액노즐(42)에 공급되며, 공급된 린스액은 약액노즐(42)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 린스액으로는 순수(Deionized H2O)가 사용된다. 그러나, 이와 다른 린스액이 사용될 수 있다.Next, the wafer W is rinsed using the wet processing unit 40 (S50). The
한편, 본 실시예에서는 약액라인(48)을 통하여 약액 및 린스액이 공급되는 것으로 설명하고 있으나, 이와 달리 별도의 린스액 라인(도시안됨)을 통하여 린스액을 공급할 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the chemical liquid and the rinse liquid are described as being supplied through the
다음, 건조부(50)를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조한다(S60). 일단 웨이퍼(W)의 상부에 린스액을 공급한 약액노즐(42)은 약액노즐 이동암(44)의 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로부터 원래의 위치로 복귀한다. 약액노즐(42)이 웨이퍼(W)의 상부로부터 원래의 위치로 복귀하면, 건조노즐(52)을 웨이퍼(W)의 상부로 이동시킨다. 건조노즐(52)도 플라스마 공급유닛(300)과 마찬가지로 건조노즐 이동암(54)의 승강 및 회전에 의하여 웨이퍼(W)의 상부로 이동하며, 건조노즐 이동암(54)은 건조노즐 이동부(56)에 의하여 승강 및 회전한다.Next, the wafer W is dried using the drying unit 50 (S60). The chemical
건조부(50)는 웨이퍼(W)의 상부에 건조가스를 공급한다. 밸브(58a)를 개방하면 건조가스는 건조가스라인(58)을 통하여 건조노즐(52)에 공급되며, 공급된 건조가스는 건조노즐(52)을 통하여 회전하는 웨이퍼(W)의 상부에 분사된다. 건조가스로는 질소가스가 사용된다. 그러나, 이와 다른 건조가스가 사용될 수 있다.The drying
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(300)과 약액노즐(42) 및 건조노즐(52)을 이용하여 웨이퍼(W) 상의 포토레지스트를 연속적으로 제거할 수 있다.As described above, during the ion implantation process, the cured photoresist may be first removed by plasma, and secondly, by chemical liquid. In addition, since the plasma is used to remove the photoresist, a separate vacuum device is not required, and the
이밖에도, 메탈전극(362, 372)을 유전체(364, 374)로 감싸고 있으므로, 메탈전극(362, 372)이 플라스마의 생성단계에서 발생되는 아크(arc)로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 메탈전극(362, 372)을 고주파 전원(350)에 병렬연결하므로, 일부 메탈전극(362, 372)이 파손된 경우에도 나머지 전극에 고주파 전압을 인가할 수 있으므로 공정이 중단되지 않으며, 파손된 일부 메탈전극(362, 372)의 교체가 가능하다.In addition, since the
또한, 소스가스는 제1 및 제2 전극(360, 370)들의 사이에 형성된 통로(365)를 통하여 웨이퍼(W)의 상부에 직접 공급되므로, 소량의 소스가스를 이용하여 제1 전극(360)과 제2 전극(370) 사이에 소스가스 분위기를 형성할 수 있다.In addition, since the source gas is directly supplied to the upper portion of the wafer W through a
본 발명에 의하면, 이온 주입 공정시 경화된 포토레지스트를 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 로딩된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트 제거공정과 린스공정 및 건조공정을 연속적으로 수행할 수 있다.According to the present invention, the cured photoresist can be easily removed during the ion implantation process. In addition, the photoresist removing process, the rinsing process and the drying process may be continuously performed on the loaded wafer.
또한, 예열부가 기판의 상부에 위치하므로 약액에 의하여 예열부가 부식되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the preheating portion is located above the substrate, it is possible to prevent the preheating portion from being corroded by the chemical liquid.
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