KR20210063564A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20210063564A
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박성용
미츠아키 코미노
강경원
서원국
이성광
이성환
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삼성전자주식회사
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Abstract

기판 처리 장치는 혼합조, 적어도 2개의 반응 챔버들, 및 컨트롤 모듈을 포함할 수 있다. 상기 혼합조는 적어도 2개의 케미컬들을 혼합하여 혼합물을 형성할 수 있다. 상기 반응 챔버들은 상기 혼합물에 의해 처리되는 복수개의 기판들 각각을 수용할 수 있다. 상기 컨트롤 모듈은 상기 혼합조로부터 상기 반응 챔버들 각각으로 공급되는 상기 혼합물의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다. 반응 챔버들로 공급되는 혼합 가스의 농도, 구체적으로는 소수화 처리 가스의 농도들이 균일하게 제어되어, 기판들의 표면들에 코팅되는 포토레지스트 필름들이 균일한 두께를 가질 수가 있게 된다. 결과적으로, 노광 공정의 에러율을 낮출 수가 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 기판의 표면에 도포되는 포토레지스트 필름의 코팅성을 향상시키기 위해서 반도체 기판의 표면을 소수화 처리하는 장치에 관한 것이다.
노광 공정에서, 포토레지스트 필름을 반도체 기판의 표면에 형성할 수 있다. 반도체 기판 표면에서의 포토레지스트 필림의 코팅성을 향상시키기 위해서, 소수화 처리 가스로 베이킹 챔버 내에 수용된 반도체 기판의 표면을 소수화시킬 필요가 있을 수 있다. 소수화 처리 가스는 소수화 처리액을 캐리어 가스를 이용해서 기화시키는 것에 의해 형성할 수 있다. 따라서, 소수화 처리 가스와 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스가 반도체 기판의 표면에 적용되어, 반도체 기판의 표면을 소수화시킬 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 소수화 처리 공정이 복수개의 반도체 기판들 각각을 수용하는 복수개의 베이킹 챔버들 내에서 진행되는 경우, 베이킹 챔버들로 공급되는 혼합 가스들 내에 포함된 소수화 처리 가스의 농도들이 서로 다를 수 있다. 이로 인하여, 반도체 기판들의 표면들이 소수화된 정도의 차이, 즉 접촉각의 차이가 발생될 수 있다. 접촉각의 차이는 반도체 기판들의 표면들에 코팅되는 포토레지스트 필름들의 두께 차이를 유발시킬 수 있다. 결과적으로, 포토레지스트 필름들의 두께 차이는 노광 공정의 에러 요인으로 작용할 수 있다.
본 발명은 기판들 각각이 수용된 복수개의 베이킹 챔버들로 공급되는 소수화 처리 가스의 농도들을 균일하게 제어할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 기판 처리 장치는 혼합조, 적어도 2개의 반응 챔버들, 및 컨트롤 모듈을 포함할 수 있다. 상기 혼합조는 적어도 2개의 케미컬들을 혼합하여 혼합물을 형성할 수 있다. 상기 반응 챔버들은 상기 혼합물에 의해 처리되는 복수개의 기판들 각각을 수용할 수 있다. 상기 컨트롤 모듈은 상기 혼합조로부터 상기 반응 챔버들 각각으로 공급되는 상기 혼합물의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 기판 처리 장치는 버블러, 적어도 2개의 베이킹 챔버들, 메인 라인, 복수개의 분리 라인들 및 컨트롤 모듈을 포함할 수 있다. 상기 버블러는 캐리어 가스를 이용해서 소수화 처리액을 기화시켜서 소수화 처리 가스와 상기 캐리어 가스가 혼합된 혼합 가스를 형성할 수 있다. 상기 베이킹 챔버들은 상기 소수화 처리 가스에 의해 소수화되는 기판들을 열처리할 수 있다. 상기 메인 라인은 상기 버블러로부터 연장될 수 있다. 상기 분기 라인들은 상기 메인 라인으로부터 분기되어 상기 베이킹 챔버들에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 모듈은 상기 분리 라인들을 통해 흐르는 상기 혼합 가스에 포함된 상기 소수화 처리 가스의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 기판 처리 장치는 버블러, 적어도 2개의 베이킹 챔버들, 메인 라인, 복수개의 분기 라인들, 질량 유량 제어기(MFC), 질량 유량계(MFM)들, 피에조 밸브들 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 버블러는 질소 가스를 이용해서 HDMS 수용액을 기화시켜서 HDMS 가스와 상기 질소 가스가 혼합된 혼합 가스를 형성할 수 있다. 상기 베이킹 챔버들은 상기 HDMS 가스에 의해 소수화되는 기판들을 열처리할 수 있다. 상기 메인 라인은 상기 버블러로부터 연장될 수 있다. 상기 분기 라인들은 상기 메인 라인으로부터 분기되어 상기 베이킹 챔버들에 연결될 수 있다. 상기 MFC는 상기 버블러로 공급되는 상기 질소 가스의 유량을 측정할 수 있다. 상기 MFM들은 상기 분기 라인들에 배치되어 상기 혼합 가스의 유량들을 측정할 수 있다. 상기 피에조 밸브들은 상기 MFM들과 상기 베이킹 챔버들 사이에 배치될 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 MFC에 의해 측정된 상기 캐리어 가스의 유량과 상기 MFM에 의해 측정된 상기 혼합 가스의 유량들을 근거로 상기 HDMS 가스의 농도들이 균일하도록 상기 피에조 밸브들을 제어할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 컨트롤 모듈이 혼합조로부터 반응 챔버들로 공급되는 혼합 가스의 농도, 구체적으로는 소수화 처리 가스의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다. 따라서, 기판들의 표면들이 소수화된 정도의 차이, 즉 접촉각의 차이가 줄어들게 되어, 기판들의 표면들에 코팅되는 포토레지스트 필름들이 균일한 두께를 가질 수가 있게 된다. 결과적으로, 노광 공정의 에러율을 낮출 수가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 3은 농도계와 질량 유량계에 의해 측정된 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 5a 및 도 5b는 종래 기술과 실시예에 따른 버블러의 온도 변화 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다.
도 6a 및 도 6b는 종래 기술과 실시예에 따른 캐리어 가스의 변화 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다.
도 7a 및 도 7b는 종래 기술과 실시예에 따른 버블러의 수면 높이 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 혼합조(110), 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들, 가스 라인(130), 메인 라인(140), 및 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 및 컨트롤 모듈을 포함할 수 있다.
혼합조(110)는 적어도 2개의 케미컬들을 혼합하여 혼합물을 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 기판 처리 장치(100)는 소수화 처리 가스를 이용해서 반도체 기판의 표면을 소수화 처리하는 장치일 수 있다. 따라서, 케미컬들은 소수화 처리액 및 캐리어 가스를 포함할 수 있다. 소수화 처리액은 Hexamethyldisilazane(HMDS)를 포함할 수 있다. 캐리어 가스는 질소를 포함할 수 있다. 그러나, 소수화 처리액과 캐리어 가스는 상기된 물질들 이외의 다른 물질들을 포함할 수도 있다. 또한, 다른 실시예로서, 기판 처리 장치(100)는 반도체 제조에 사용되는 2가지 이상의 케미컬들을 이용해서 반도체 기판을 처리하는 기능을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 혼합조(110)는 버블러를 포함할 수 있다. 버블러는 소수화 처리액을 저장할 수 있다. 캐리어 가스는 가스 라인(130)을 통해서 버블러로 공급될 수 있다. 가스 라인(130)을 버블러에 수용된 소수화 처리액 내에 침지될 수 있다. 가스 라인(130)에는 캐리어 가스를 제어하는 개폐 밸브(150)가 배치될 수 있다. 버블러는 캐리어 가스를 이용해서 소수화 처리액을 기화시켜서, 소수화 처리 가스를 형성할 수 있다. 따라서, 버블러에 의해 형성된 혼합 가스는 소수화 처리 가스와 캐리어 가스를 포함할 수 있다.
제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 소수화 처리 가스에 의해 소수화되는 반도체 기판들 각각을 수용할 수 있다. 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 수직 방향을 따라 배열될 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 위에서부터 아래를 향해 순차적으로 배치되어, 서로 다른 높이들을 가질 수 있다. 다른 실시예로서, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 동일 수평면 상에 배치되어, 실질적으로 동일한 높이를 가질 수도 있다.
본 실시예의 기판 처리 장치(100)가 소수화 처리 장치이므로, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 반도체 기판들을 열처리하는 베이킹 챔버들을 포함할 수 있다. 그러나, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들은 베이킹 챔버 이외에 2가지 이상의 케미컬들을 사용하는 반도체 제조 공정에 사용되는 다른 챔버들을 포함할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는, 기판 처리 장치(100)가 4개의 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들을 포함하는 것으로 예시하였으나, 이에 국한되지 않고 2개, 3개 또는 5개 이상의 반응 챔버들을 포함할 수도 있다.
메인 라인(140)은 혼합조(110)로부터 연장될 수 있다. 따라서, 혼합조(110)에서 발생된 혼합 가스는 메인 라인(140)을 통해서 흐를 수가 있다. 메인 라인(140)에는 혼합 가스를 제어하는 개폐 밸브(152)가 배치될 수 있다.
제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들은 메인 라인(140)으로부터 분기되어 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들 각각에 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들이 4개이므로, 분기 라인(142, 144, 146, 148)들로 4개로 이루어질 수 있다. 따라서, 분기 라인들의 수는 반응 챔버들의 수에 따라 결정될 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들이 수직 방향을 따라 배열된 경우, 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들도 수직 방향을 따라 배열되어, 서로 다른 높이들을 가질 수 있다. 반면에, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들이 동일 수평면 상에 배열된 경우, 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들도 동일 수평면 상에 배열되어, 실질적으로 동일한 높이를 가질 수도 있다. 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들에는 반응 가스를 제어하는 개폐 밸브(154)들이 배치될 수 있다.
메인 라인(140)을 통해 흐르는 혼합 가스는 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들을 따라 분기되어, 제 1 분기 라인(142)을 통해 흐르는 제 1 혼합 가스, 제 2 분기 라인(144)을 통해 흐르는 제 2 혼합 가스, 제 3 분기 라인(146)을 통해 흐르는 제 3 혼합 가스, 및 제 4 분기 라인(148)을 통해 흐르는 제 4 혼합 가스로 구분될 수 있다. 제 1 혼합 가스는 제 1 반응 챔버(120)로 공급될 수 있다. 제 2 혼합 가스는 제 2 반응 챔버(122)로 공급될 수 있다. 제 3 혼합 가스는 제 3 반응 챔버(124)로 공급될 수 있다. 제 4 혼합 가스는 제 4 반응 챔버(126)로 공급될 수 있다.
제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들 내에 배치된 기판들의 표면들을 균일하게 소수화시키기 위해서는, 제 1 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도, 제 2 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도, 제 3 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도 및 제 4 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도가 실질적으로 동일하도록 제어되는 것이 필요할 수 있다. 즉, 제 1 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도, 제 2 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도, 제 3 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도 및 제 4 혼합 가스 내의 소수화 처리 가스의 농도가 서로 다르면, 제 1 내지 제 4 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들 내에 배치된 기판들의 표면들이 균일하지 않게 소수화될 수 있다.
컨트롤 모듈은 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148) 내의 제 1 내지 제 4 혼합 가스들 내의 소수화 처리 가스들의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 컨트롤 모듈은 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller : MFC)(160), 제 1 내지 제 4 MFM(Mass Flow Meter : MFM)(180, 182, 184, 186)들, 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들 및 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.
MFC(160)는 가스 라인(160)에 배치될 수 있다. MFC(160)는 가스 라인(160)을 통해 혼합기(110)로 공급되는 캐리어 가스의 유량(Qc)을 측정할 수 있다. 또한, MFC(160)는 자체 밸브를 포함하고 있으므로, 캐리어 가스의 유량(Qc)을 제어할 수 있다.
제 1 내지 제 4 MFM(180, 182, 184, 186)들은 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 각각에 배치될 수 있다. 제 1 분기 라인(142)에 배치된 제 1 MFM(180)은 제 1 혼합 가스의 유량(Qm1)을 측정할 수 있다. 제 2 분기 라인(144)에 배치된 제 2 MFM(182)은 제 2 혼합 가스의 유량(Qm2)을 측정할 수 있다. 제 3 분기 라인(146)에 배치된 제 3 MFM(184)은 제 3 혼합 가스의 유량(Qm3)을 측정할 수 있다. 제 4 분기 라인(148)에 배치된 제 4 MFM(186)은 제 4 혼합 가스의 유량(Qm4)을 측정할 수 있다.
제 1 밸브(190)는 제 1 MFM(180)와 제 1 반응 챔버(120) 사이에 배치되어, 제 1 분기 라인(142)을 통해 흐르는 제 1 혼합 가스의 유량(Qm1)을 제어할 수 있다. 제 2 밸브(192)는 제 2 MFM(182)과 제 2 반응 챔버(122) 사이에 배치되어, 제 2 분기 라인(144)을 통해 흐르는 제 2 혼합 가스의 유량(Qm2)을 제어할 수 있다. 제 3 밸브(194)는 제 3 MFM(184)과 제 3 반응 챔버(124) 사이에 배치되어, 제 3 분기 라인(146)을 통해 흐르는 제 3 혼합 가스의 유량(Qm3)을 제어할 수 있다. 제 4 밸브(196)는 제 4 MFM(186)과 제 4 반응 챔버(126) 사이에 배치되어, 제 4 분기 라인(148)을 통해 흐르는 제 4 혼합 가스의 유량(Qm4)을 제어할 수 있다. 본 실시예에서, 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들은 전자 신호에 의해 제어되는 전자 밸브, 구체적으로는 피에조 밸브를 포함할 수 있다.
컨트롤러(200)는 MFC(160)에 의해 측정된 캐리어 가스의 유량(Qc)을 수신할 수 있다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 1 MFM(180)에 의해 측정된 제 1 혼합 가스의 유량(Qm1), 제 2 MFM(182)에 의해 측정된 제 2 혼합 가스의 유량(Qm2), 제 3 MFM(184)에 의해 측정된 제 3 혼합 가스의 유량(Qm3), 및 제 4 MFM(186)에 의해 측정된 제 4 혼합 가스의 유량(Qm4)을 수신할 수 있다.
혼합조(110)로 공급되는 캐리어 가스의 유량(Qc)이 일정하면, 제 1 내지 제 4 혼합 가스들 각각의 유량(Qm1, Qm2, Qm3, Qm4)들에서 캐리어 가스의 유량(Qc)을 감산하여 획득한 수치에 변환 계수(conversion factor)를 곱하는 것에 의해서 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들을 통해 흐르는 소수화 처리 가스들 각각의 유량(Qv)들을 획득할 수 있다. 즉, 소수화 처리 가스의 유량은 하기 식 (1)을 통해서 획득할 수 있다.
식 (1)
Qv = CF(Qm - Qc)
소수화 처리 가스의 농도(C)는 하기 식 (2)를 통해서 획득할 수 있다.
식 (2)
C = Qv / (Qc + Qv)
컨트롤러(200)는 식 (2)를 통해 획득한 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스의 농도(C)들에 따라 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들을 제어함으로써, 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스들에 균일한 농도를 부여할 수 있다.
따라서, 균일한 농도를 갖는 소수화 처리 가스들이 반응 챔버(120, 122, 124, 126)들 내에 배치된 기판들의 표면들을 균일하게 소수화시킬 수 있다. 이에 따라, 기판들의 표면들이 소수화된 정도의 차이, 즉 접촉각의 차이가 줄어들게 되어, 기판들의 표면들에 코팅되는 포토레지스트 필름들이 균일한 두께를 가질 수가 있게 된다. 결과적으로, 노광 공정의 에러율을 낮출 수가 있다.
본 실시예에서, 컨트롤러(200)는 제 1 내지 제 4 MFM(180, 182, 184, 186)들과 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들 각각을 개별적으로 제어하는 복수개로 이루어질 수 있다. 즉, 컨트롤러(200)는 제 1 MFM(180)과 제 1 밸브(190)를 제어하는 제 1 컨트롤러(202), 제 2 MFM(182)과 제 2 밸브(192)를 제어하는 제 2 컨트롤러(204), 제 3 MFM(184)과 제 3 밸브(194)를 제어하는 제 3 컨트롤러(206), 및 제 4 MFM(186)과 제 4 밸브(196)를 제어하는 제 4 컨트롤러(208)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 제 1 내지 제 4 MFM(180, 182, 184, 186)들과 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들은 하나의 컨트롤러(200)에 의해 제어될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100a)는 컨트롤 모듈을 제외하고는 도 1에 도시된 기판 처리 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 2를 참조하면, 컨트롤 모듈은 MFC(160), 제 1 내지 제 4 농도계(210, 212, 214, 216)들, 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들 및 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 MFC(160) 및 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들은 도 1에 도시된 MFC(160) 및 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들 각각과 실질적으로 동일한 기능을 가질 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 MFC(160) 및 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
제 1 내지 제 4 농도계(210, 212, 214, 216)들은 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 각각에 배치될 수 있다. 제 1 분기 라인(142)에 배치된 제 1 농도계(210)는 제 1 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도를 측정할 수 있다. 제 2 분기 라인(144)에 배치된 제 2 농도계(212)는 제 2 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도를 측정할 수 있다. 제 3 분기 라인(146)에 배치된 제 3 농도계(214)는 제 3 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도를 측정할 수 있다. 제 4 분기 라인(148)에 배치된 제 4 농도계(216)은 제 4 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도를 측정할 수 있다.
컨트롤러(200)는 MFC(160)에 의해 측정된 캐리어 가스의 유량(Qc)을 수신할 수 있다. 또한, 컨트롤러(200)는 제 1 농도계(210)에 의해 측정된 제 1 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도, 제 2 농도계(212)에 의해 측정된 제 2 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도, 제 3 농도계(214)에 의해 측정된 제 3 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도, 및 제 4 농도계(216)에 의해 측정된 제 4 혼합 가스에 포함된 소수화 처리 가스의 농도를 수신할 수 있다.
컨트롤러(200)는 수신된 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스의 농도(C)들에 따라 제 1 내지 제 4 밸브(190, 192, 194, 196)들을 제어함으로써, 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스들에 균일한 농도를 부여할 수 있다.
도 3은 농도계와 질량 유량계에 의해 측정된 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프이다. 도 3에서, 수평축은 시간을 나타내고, 수직축은 농도를 나타낸다. 또한, 도 3에서, 선 a는 농도계로 측정한 소수화 처리 가스의 농도를 나타내고, 선 b는 질량 유량계로 측정한 유량의 환산을 통해서 획득한 소수화 처리 가스의 농도를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 선 b는 선 a와 거의 동일하다는 것을 알 수 있다. 따라서, MFM을 이용해서 획득한 소수화 처리 가스의 농도는 농도계를 이용해서 직접 측정한 소수화 처리 가스의 농도와 실질적으로 동일하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 MFM을 이용해서 소수화 처리 가스의 농도를 정확하게 측정할 수 있음이 확인된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 블럭도이다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100b)는 컨트롤 모듈을 제외하고는 도 1에 도시된 기판 처리 장치(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨트롤 모듈은 제 1 MFC(160) 및 4개의 제 2 MFC(170, 172, 174, 176)들을 포함할 수 있다.
제 1 MFC(160)는 가스 라인(160)에 배치될 수 있다. 제 1 MFC(160)는 가스 라인(160)을 통해 혼합기(110)로 공급되는 캐리어 가스의 유량(Qc)을 측정할 수 있다. 또한, 제 1 MFC(160)는 자체 밸브를 포함하고 있으므로, 캐리어 가스의 유량(Qc)을 제어할 수 있다.
제 2 MFC(170, 172, 174, 176)들은 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 각각에 배치될 수 있다. 제 1 분기 라인(142)에 배치된 제 2 MFC(170)는 제 1 혼합 가스의 유량(Qm1)을 측정 및 제어할 수 있다. 제 2 분기 라인(144)에 배치된 제 2 MFC(172)는 제 2 혼합 가스의 유량(Qm2)을 측정 및 제어할 수 있다. 제 3 분기 라인(146)에 배치된 제 2 MFC(174)는 제 3 혼합 가스의 유량(Qm3)을 측정 및 제어할 수 있다. 제 4 분기 라인(148)에 배치된 제 2 MFC(176)는 제 4 혼합 가스의 유량(Qm4)을 측정 및 제어할 수 있다. 제 2 MFC(170, 172, 174, 176)들 각각도 자체 밸브를 포함하고 있으므로, 제 1 내지 제 4 혼합 가스들 각각의 유량(Qm1, Qm2, Qm3, Qm4)들을 제어할 수 있다.
혼합조(110)로 공급되는 캐리어 가스의 유량(Qc)이 일정하면, 제 1 내지 제 4 혼합 가스들 각각의 유량(Qm1, Qm2, Qm3, Qm4)들에서 캐리어 가스의 유량(Qc)을 감산하여 획득한 수치에 변환 계수(conversion factor)를 곱하는 것에 의해서 제 1 내지 제 4 분기 라인(142, 144, 146, 148)들을 통해 흐르는 소수화 처리 가스들 각각의 유량(Qv)들을 획득할 수 있다. 소수화 처리 가스들 각각의 유량(Qv)들로부터 상기 식 (2)를 통해서 소수화 처리 가스의 농도들을 획득할 수 있다.
제 2 MFC(170, 172, 174, 176)들은 획득한 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스의 농도(C)들에 따라 자체 밸브들 각각을 제어함으로써, 각 분기 라인(142, 144, 146, 148)들 내의 소수화 처리 가스들에 균일한 농도를 부여할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 종래 기술과 실시예에 따른 버블러의 온도 변화 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다. 도 5a 및 도 5b에서, 수평축은 시간을 나타내고, 수직축은 농도를 나타낸다. 또한, 도 5a 및 도 5b에서, 선 c 및 선 e는 HDMS 가스의 농도를 나타내고, 선 d 및 선 f는 버블러의 온도를 나타낸다.
도 5a에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈에 의한 제어가 없는 경우에서는, HDMS 가스의 농도가 버블러의 온도에 따라 급격하게 변화됨을 알 수 있다. 반면에, 도 5b에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈로 제어된 경우에서는, HDMS 가스의 농도가 버블러의 온도와 상관없이 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 종래 기술과 실시예에 따른 캐리어 가스의 변화 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다. 도 6a 및 도 6b에서, 수평축은 시간을 나타내고, 수직축은 농도를 나타낸다. 또한, 도 6a 및 도 6b에서, 선 g 및 선 i는 HDMS 가스의 농도를 나타내고, 선 h 및 선 j는 버블러의 온도를 나타낸다.
도 6a에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈에 의한 제어가 없는 경우에서는, HDMS 가스의 농도가 캐리어 가스에 따라 급격하게 변화됨을 알 수 있다. 반면에, 도 6b에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈로 제어된 경우에서는, HDMS 가스의 농도가 캐리어 가스와 상관없이 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 종래 기술과 실시예에 따른 버블러의 수면 높이 대비 HDMS 가스의 농도들을 비교해서 나타낸 그래프들이다. 도 7a 및 도 7b에서, 수평축은 시간을 나타내고, 수직축은 농도를 나타낸다. 또한, 도 5a 및 도 7b에서, 선 k 및 선 m은 버블러의 높이가 40mm 및 105mm인 경우에서 HDMS 가스의 농도들을 나타내고, 선 l 및 선 n은 버블러의 높이가 40mm 및 105mm인 경우에서 HDMS 가스의 농도들을 나타낸다.
도 7a에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈에 의한 제어가 없는 경우에서는, 버블러의 수면 높이가 40mm 및 105mm인 경우에서, HDMS 가스의 농도가 크게 다름을 알 수 있다. 반면에, 도 7b에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 컨트롤 모듈로 제어된 경우에서는, HDMS 가스의 농도가 버블러의 수면 높이와 상관없이 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
상기된 본 실시예들에 따르면, 컨트롤 모듈이 혼합조로부터 반응 챔버들로 공급되는 혼합 가스의 농도, 구체적으로는 소수화 처리 가스의 농도들을 균일하게 제어할 수 있다. 따라서, 기판들의 표면들이 소수화된 정도의 차이, 즉 접촉각의 차이가 줄어들게 되어, 기판들의 표면들에 코팅되는 포토레지스트 필름들이 균일한 두께를 가질 수가 있게 된다. 결과적으로, 노광 공정의 에러율을 낮출 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 혼합조 120 ; 제 1 반응 챔버
122 ; 제 2 반응 챔버 124 ; 제 3 반응 챔버
126 ; 제 4 반응 챔버 130 ; 가스 라인
140 ; 메인 라인 142 ; 제 1 분기 라인
144 ; 제 2 분기 라인 146 ; 제 3 분기 라인
148 ; 제 3 분기 라인 150, 152, 154 ; 개폐 밸브
160 ; 제 1 MFC 170, 172, 174, 176 ; 제 2 MFC
180 ; 제 1 MFM 182 ; 제 2 MFM
184 ; 제 3 MFM 186 ; 제 4 MFM
190 ; 제 1 밸브 192 ; 제 2 밸브
194 ; 제 3 밸브 196 ; 제 4 밸브
200 ; 컨트롤러 202 ; 제 1 컨트롤러
204 ; 제 2 컨트롤러 206 ; 제 3 컨트롤러
208 ; 제 4 컨트롤러 210 ; 제 1 농도계
212 ; 제 2 농도계 214 ; 제 3 농도계
216 ; 제 4 농도계

Claims (10)

  1. 적어도 2개의 케미컬들을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합조(bath);
    상기 혼합물에 의해 처리되는 복수개의 기판들 각각을 수용하는 적어도 2개의 반응 챔버들; 및
    상기 혼합조로부터 상기 반응 챔버들 각각으로 공급되는 상기 혼합물의 농도들을 균일하게 제어하는 컨트롤 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 모듈은
    상기 혼합조로 공급되는 상기 케미컬들 중 적어도 하나의 케미컬의 유량을 측정하는 제 1 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller : MFC); 및
    상기 혼합조와 상기 반응 챔버들 사이에 배치되어 상기 혼합물의 유량들을 측정하고, 상기 제 1 MFC에 의해 측정된 상기 케미컬의 유량과 상기 혼합물의 유량들을 근거로 상기 혼합물의 농도들이 균일하도록 상기 혼합물의 유량들을 제어하는 제 2 MFC들을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 모듈은
    상기 혼합조로 공급되는 상기 케미컬들 중 적어도 하나의 케미컬의 유량을 측정하는 MFC;
    상기 혼합조와 상기 반응 챔버들 사이에 배치되어, 상기 혼합물의 유량들을 측정하는 질량 유량계(Mass Flow Meter : MFM)들;
    상기 MFM들과 상기 반응 챔버들 사이에 배치된 피에조 밸브들; 및
    상기 MFC에 의해 측정된 상기 케미컬의 유량과 상기 MFM에 의해 측정된 상기 혼합물의 유량들을 근거로 상기 피에조 밸브들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 모듈은
    상기 혼합조로 공급되는 상기 케미컬들 중 적어도 하나의 케미컬의 유량을 측정하는 MFC;
    상기 혼합조와 상기 반응 챔버들 사이에 배치되어, 상기 혼합물의 농도들을 측정하는 농도계들;
    상기 농도계들과 상기 반응 챔버들 사이에 배치된 피에조 밸브들; 및
    상기 MFC에 의해 측정된 상기 케미컬의 유량과 상기 농도계들에 의해 측정된 상기 혼합물의 농도들을 근거로 상기 피에조 밸브들을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 농도계들은 적외선 농도계를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 케미컬들은
    상기 혼합조에 수용되어 상기 기판의 표면을 소수화시키는 소수화 처리액; 및
    상기 소수화 처리액을 기화시켜서 소수화 처리 가스를 형성하기 위해 사용되는 캐리어 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 혼합조는 상기 캐리어 가스를 이용해서 상기 소수화 처리액을 기화시키는 버블러(Bubbler)를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 반응 챔버들은 상기 소수화 처리 가스를 이용해서 상기 기판의 표면을 열처리하는 베이킹(Baking) 챔버를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 소수화 처리 가스는 Hexamethyldisilazane(HMDS)를 포함하고, 상기 캐리어 가스는 질소를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합조로부터 연장된 메인 라인; 및
    상기 메인 라인으로부터 분기되어 상기 반응 챔버들에 연결되고, 상기 컨트롤 모듈이 배치된 복수개의 분기 라인들을 더 포함하는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4436674A (en) * 1981-07-30 1984-03-13 J.C. Schumacher Co. Vapor mass flow control system
US5575854A (en) * 1993-12-30 1996-11-19 Tokyo Electron Limited Semiconductor treatment apparatus
US5526028A (en) * 1995-05-26 1996-06-11 Xerox Corporation Liquid ink printer transport belt cleaner
JP3973605B2 (ja) * 2002-07-10 2007-09-12 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びこれに使用する原料供給装置、成膜方法
US6772072B2 (en) * 2002-07-22 2004-08-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring solid precursor delivery
US20050095859A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-05 Applied Materials, Inc. Precursor delivery system with rate control
US20070254093A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Applied Materials, Inc. MOCVD reactor with concentration-monitor feedback
JP4900110B2 (ja) * 2007-07-20 2012-03-21 東京エレクトロン株式会社 薬液気化タンク及び薬液処理システム
JP2009076881A (ja) * 2007-08-30 2009-04-09 Tokyo Electron Ltd 処理ガス供給システム及び処理装置
JP5690498B2 (ja) * 2009-03-27 2015-03-25 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ，エル．エル．シー． 基体上に膜を堆積する方法および気化前駆体化合物を送達する装置
JP5647083B2 (ja) * 2011-09-06 2014-12-24 株式会社フジキン 原料濃度検出機構を備えた原料気化供給装置
US10138555B2 (en) * 2015-10-13 2018-11-27 Horiba Stec, Co., Ltd. Gas control system and program for gas control system
JP6623077B2 (ja) * 2016-02-19 2019-12-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置及び基板処理方法
JP7027151B2 (ja) * 2017-12-13 2022-03-01 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、ガス制御システム、成膜装置、濃度制御方法、及び濃度制御装置用プログラム
US11053591B2 (en) * 2018-08-06 2021-07-06 Asm Ip Holding B.V. Multi-port gas injection system and reactor system including same
JP7356237B2 (ja) * 2019-03-12 2023-10-04 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、原料消費量推定方法、及び、濃度制御装置用プログラム

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