KR102376957B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 제1 설정압력으로 초임계 유체를 배기한 뒤, 제2 설정압력이 될 때까지 추가적으로 초임계 유체를 공급함과 동시에 배기함으로써, 초임계 챔버에 흄(FUME) 상태의 유기용제의 잔류가 억제되는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초임계 유체를 이용하여 고압으로 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
반도체 소자의 제조 공정은 기판에 잔류하는 오염물을 제거하는 세정 공정을 포함한다. 세정 공정은 케미컬을 공급하여 기판상의 오염물을 제거하는 케미컬 공정, 린스액을 공급하여 기판상의 케미컬을 제거하는 린스 공정, 그리고, 기판 상에 잔류하는 린스액을 건조하는 건조 공정이 순차적으로 진행된다.
건조 공정 진행시, 최근에는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 기술이 개발되고 있다. 이에 의하면, 기판상의 린스액을 유기용제로 치환한 뒤, 기판으로부터 유기용제가 분리되도록 초임계 유체를 공급해 유기용제를 초임계 유체에 용해시키며 진행된다.
초임계 유체는 대기압에 비해 상대적으로 높은 임계압에서 특성이 유지되므로, 건조 공정은 고압을 유지할 수 있는 초임계 챔버에서 수행된다.
도 1은 일반적인 초임계 공정을 수행하는 챔버에서 공정 진행에 따른 챔버 내 압력 변화를 보여준다. 챔버(C)에 초임계 가스(G)를 주입해 챔버(C) 내부를 증압 한다(도 1의 A 구간). 그 후, 챔버(C) 내부를 소정압으로 유지하며 기판(W)에 도포된 유기용제를 초임계 가스(G)에 용해 시킨다(도 1의 B 구간). 건조 공정이 완료되면, 초임계 가스의 공급을 중지하고 챔버 내부가 대기압 상태가 되도록 챔버(C) 내부에 존재하는 초임계 가스를 배출하여 감압하고, 챔버(C)를 개방하여 기판을 반출한다(도 1의 C 구간).
그러나, 감압이 이루어진 이후에 챔버(C) 내부에 유기용제가 흄(FUME) 상태로 잔류한다. 이들은 챔버가 개방될 때 재응결되어 기판(W)에 재흡착 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0062906호(2015.06.08.)
본 발명은 초임계 챔버 내부에 잔류하는 유기용제가 챔버 개방시 기판에 재흡착되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 챔버와, 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과, 처리 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛과, 처리 공간 내의 유체를 배기하는 유체 배기 유닛과, 유체 공급 유닛 및 유체 배기 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 제어기는, 유체를 처리 공간에 공급하여 처리 공간을 가압하는 가압 단계와, 유체에 의해 처리 공간 내에서 기판이 처리되는 기판 처리 단계, 그리고 유체를 배기하여 처리 공간 내부를 감압하는 감압 단계가 순차적으로 수행되고, 감압 단계는 처리 공간으로부터 유체를 배기하는 동안에 처리 공간으로 유체를 공급하는 공급 및 배기 단계를 포함하도록 유체 공급 유닛과 유체 배기 유닛을 제어한다.
상기 제어기는 감압 단계에서, 공급 및 배기 단계 이전에, 처리 공간에서 유체를 배기하는 배기 단계가 더 수행되도록 유체 배기 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는 공급 및 배기 단계에서 감압이, 배기 단계 에서 감압보다 더 느리게 수행되도록 유체 공급 유닛과 유체 배기 유닛을 제어할 수 있다.
상기 제어기는, 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 유체의 공급량이 가압 단계 및 기판 처리 단계 보다 공급 및 배기 단계에서 더 작도록 유체 공급 유닛을 제어할 수 있다.
상기 유체 공급 유닛은, 제1 유량으로 유체를 처리 공간으로 공급하도록 제공되는 제1 공급라인과, 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 유체를 처리 공간으로 공급하도록 제공되는 제2 공급라인을 포함할 수 있다.
상기 제어기는, 가압 단계 동안에는 유체가 제1 공급라인을 통해서 처리 공간으로 공급되도록 하고, 공급 및 배기 단계 동안에는 유체가 제2 공급라인을 통해서 처리 공간으로 공급되도록 유체 공급 유닛을 제어할 수 있다.
상기 유체는 초임계 상태의 유체이고, 기판의 처리는 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 건조하는 공정일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 처리 공간에 공급된 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 처리하되, 처리 공간으로 유체를 공급하여 처리 공간을 가압하는 가압 단계와, 처리 공간에 공급된 유체를 이용하여 처리 공간 내에서 기판을 처리하는 기판 처리 단계와, 처리 공간에서 유체를 배기하는 감압 단계를 포함하고, 감압 단계는, 기판 처리 단계 종료 후, 처리 공간 내 압력이 제1 설정압력이 되도록 처리 공간에서 유체를 배기하는 배기단계와, 배기단계 이후에 처리 공간 내 압력이 제2 설정압력이 될 때까지, 처리 공간에서 유체를 배기하는 공급 및 배기 단계를 포함하되, 배기단계에서는, 처리 공간으로 유체의 공급 없이 처리 공간에서 유체의 배출이 이루어지고, 공급 및 배기 단계에서는, 처리 공간으로 유체가 공급되면서 처리 공간에서 유체의 배기가 이루어진다.
상기 공급 및 배기 단계에서 공급되는 단위 시간 당 유체의 량이 공급 및 배기 단계에서 배기되는 단위 시간 당 유체의 량 보다 작을 수 있다.
상기 공급 및 배기 단계에서 공급되는 단위 시간 당 유체의 량은 가압 단계 또는 처리 단계에서 공급되는 단위 시간 당 유체의 량보다 작을 수 있다.
상기 기판 처리를 위한 처리 공간으로의 유체 공급은 제1 공급라인을 통해 수행되고, 공급 및 배기 단계에서 처리 공간으로의 유체 공급은 제2 공급라인을 통해 수행되되, 제2 공급라인은 제1 공급라인보다 작은 량의 유체를 공급하도록 제공될 수 있다.
상기 기판은 유기용매가 도포된 상태로 처리 공간 내로 반입될 수 있다.
상기 유체는 초임계 상태일 수 있다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 처리 공간에 유체를 공급하여 기판을 처리하되, 처리 공간 내에서 유체를 이용하여 기판을 처리한 후에, 처리 공간 내부를 배기하여 처리 공간을 감압하는 감압 단계를 포함하고, 감압 단계는, 처리 공간에서 유체가 배기됨과 동시에 처리 공간으로 유체가 공급되는 공급 및 배기 단계를 포함한다.
상기 감압 단계는, 공급 및 배기 단계 이전에, 처리 공간에서 유체가 배기되는 배기 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유체는, 초임계 상태이고, 기판 처리는, 기판 상에 잔류하는 유기용제를 제거하는 공정일 수 있다.
본 발명이 일실시예에 의하면, 공급 및 배기 단계를 통해 추가 공급된 초임계 유체 유동에 종속되 흄(FUME) 상태의 유기용제가 챔버에서 배기됨으로써 초임계 챔버에 흄(FUME) 상태의 유기용제의 잔류가 억제되는 효과가 있다.
궁극적으로 흄(FUME) 상태의 유기용제가 초임계 챔버 내부에 존재치 않게 되므로, 초임계 챔버 개구시 유기용제의 재응결이 챔버 내부에서 발생되지 않게 된다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 초임계 공정 수행 시 챔버의 내부압 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 제1 공정 챔버의 단면도이다.
도 4는 도 2의 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 제2 하우징의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예의 기판 처리 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버의 내부압 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8a 내지 도 8f는 도 4의 기판 처리 장치의 기판 처리 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장 또는 축소되었다.
이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 설비(100)에 관하여 설명한다. 기판 처리 설비(100)는 초임계 유체를 공정 유체로 사용하여 기판(W)을 처리하는 초임계 공정을 수행할 수 있다.
여기서, 기판(W)은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판일 수 있다. 예컨데, 기판(W)은 실리콘 웨이퍼를 비롯한 다양한 웨이퍼, 유리기판, 또는 유기기판일 수 있다.
이하, 초임계 공정으로 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 공정을 예로 들어 설명한다. 그러나 이와 달리 본 발명의 기술적 사상은 초임계 유체를 이용하여 기판을 식각하는 공정 등과 같은 다른 종류의 공정에도 적용될 수 있다.
초임계 건조 공정은 초임계 유체로 기판(W)의 회로패턴에 잔류하는 유기용제를 용해하여 기판(W)을 건조시키는 방식으로 수행될 수 있다. 초임계 건조 공정에 이용되는 초임계 유체로는 유기용제와 혼합이 잘되는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초임계 이산화탄소(scCO2: supercritical carbon dioxide)가 초임계 유체로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비(100)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 기판 처리 설비(100)는 인덱스 모듈(1000) 및 공정 모듈(2000)을 포함한다. 인덱스 모듈(1000)은 외부로부터 기판(W)을 반송 받아 공정 모듈(2000)로 기판(W)을 반송하고, 공정 모듈(2000)은 세정 공정 및 초임계 건조 공정을 수행한다.
인덱스 모듈(1000)은 설비 전단부 모듈(EFEM: equipment front end module)로서, 로드포트(1100) 및 이송 프레임(1200)을 포함한다. 로드포트(1100)에는 기판(W)이 수용되는 용기(C)가 놓인다. 용기(C)로는 전면 개방 일체형 포드(FOUP: front opening unified pod)가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(OHT: overhead transfer)에 의해 외부로부터 로드포트(1100)로 반입되거나 로드포트(1100)로부터 외부로 반출될 수 있다.
이송 프레임(1200)은 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)와 공정 모듈(2000) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(1200)은 인덱스 로봇(1210) 및 인덱스 레일(1220)을 포함한다. 인덱스 로봇(1210)은 인덱스 레일(1220) 상에서 이동하며 기판(W)을 반송할 수 있다.
공정 모듈(2000)은 실제로 공정을 수행하는 모듈로서, 버퍼 모듈(2100), 이송 모듈(2200), 제1 공정 챔버(3000) 및 제2 공정 챔버(4000)를 포함한다.
버퍼 모듈(2100)은 인덱스 모듈(1000)과 공정 모듈(2000) 간에 반송되는 기판(W)이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 모듈(2100)에는 기판(W)이 놓이는 버퍼슬롯이 제공될 수 있다.
이송 모듈(2200)은 그 둘레에 배치된 버퍼 모듈(2100), 제1 공정 챔버(3000) 및 제2 공정 챔버(4000) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 모듈(2200)은 이송 로봇(2210) 및 이송 레일(2220)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(2210)은 이송 레일(2220) 상에서 이동하며 기판(W)을 반송할 수 있다.
제1 공정 챔버(3000)와 제2 공정 챔버(4000)는 세정 공정을 수행할 수 있다. 이때, 세정 공정은 제1 공정 챔버(3000)와 제2 공정 챔버(4000)에서 순차적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 제1 공정 챔버(3000)에서는 케미컬 공정, 린스 공정 및 유기용제 치환 공정과 같은 액처리 공정이 순차적으로 수행되고, 제2 공정 챔버(4000)에서는 초임계 건조공정이 수행될 수 있다.
제1 공정 챔버(3000)와 제2 공정 챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 측면에 배치된다. 예를 들어, 제1 공정 챔버(3000)는 이송챔버(2200)의 일 측면에 배치되고, 제2 공정 챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 다른 측면에 배치될 수 있다.
또한, 공정 모듈(2000)에는 제1 공정 챔버(3000)와 제2 공정 챔버(4000)가 복수로 제공될 수 있다. 복수의 공정 챔버들(3000, 4000)은 이송 챔버(2200)의 측면에 일렬로 배치되거나 또는 상하로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다.
물론, 제1 공정 챔버(3000)와 제2 공정 챔버(4000)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않고, 기판 처리 장치(100)의 풋프린트나 공정효율 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
제1 공정 챔버(3000)는 케미컬 공정, 린스 공정 및 유기용제 공정을 수행할 수 있다. 물론, 제1 공정 챔버(3000)는 이들 공정 중 일부의 공정만을 선택적으로 수행할 수도 있다. 여기서, 케미컬 공정은 기판(W)에 세정제를 제공하여 기판(W) 상의 이물질을 제거하는 공정이다. 린스 공정은 기판에 린스제를 제공하여 기판(W) 상에 잔류하는 세정제를 세척하는 공정이다. 유기용제 공정은 기판(W)에 액상의 유기용제를 제공하여 기판(W)의 회로패턴 사이에 잔류하는 린스제를 표면장력이 낮은 유기용제로 치환하는 공정이다. 유기용제는 이소프로필 알코올일 수 있다.
제1 공정 챔버(3000)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 용기(3100), 스핀헤드(3200), 승강 유닛(3300), 분사유닛(3400)을 포함한다. 처리 용기(3100)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며 그 상부는 개방된다. 처리 용기(3100)는 복수의 회수통(3110)을 가지며, 각각의 회수통(3110)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다.
스핀헤드(3200)는, 처리 용기(3100) 내에 배치된다. 스핀헤드(3200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다.
승강 유닛(3300)은 처리 용기(3100)를 상하 방향으로 직선 이동 시킨다. 처리 용기(3100)이 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(3200)에 대한 처리 용기(3100)의 상대 높이가 변경된다. 또한, 공정이 진행될 때, 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(3110)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(3100)의 높이가 조절된다.
분사유닛(3400)은, 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 분사유닛(3400)은 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 분사유닛(3400)이 복수개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 유기용제 각각은 서로 상이한 분사유닛(3400)를 통해 제공될 수 있다. 케미칼을 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 액일 수 있다. 린스액은 순수일 수 있다. 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올(IPA)일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 공정챔버(4000a)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제2 공정챔버(4000a)는 챔버(4100), 지지유닛(4200), 유체 공급 유닛(4300), 유체 배기 유닛(4400), 그리고 제어기(4600)를 포함한다.
챔버(4100)는, 초임계 건조 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(4100)는 제1 하우징(4110)과 제2 하우징(4120)을 포함한다. 제1 하우징(4110)은 제2 하우징(4120)의 아래에 배치된다. 제1 하우징(4110)과 제2 하우징(4120)은 서로 조합 되어 내부에 기판(W)을 처리하는 처리 공간을 제공한다.
지지유닛(4200)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지유닛(4200)은 제2 하우징(4120)의 하면에 설치될 수 있다. 일 예에 의하면, 도 5와 같이 지지유닛(4200)은 제2 하우징(4120)에 다수개의 고리가 소정 간격으로 배치된 구조를 가지고, 기판(W)은 그 저면 주연부가 다수개의 고리 상에 놓인다
유체 공급 유닛(4300)은 챔버(4100) 내부로 초임계 유체를 공급한다. 유체 공급 유닛(4300)은 제1 공급 라인(4310)과 제2 공급 라인(4320)을 가진다. 제1 공급라인(4310)은 제1 유량으로 유체를 챔버(4100)에 공급할 수 있도록 제공된다. 제2 공급라인(4320)은 제1 유량 보다 작은 제2 유량으로 유체를 챔버(4100)에 공급할 수 있도록 제공된다. 일 예에 의하며, 제1 공급라인(4310)과 제2 공급라인(4320)에는 각각 서로 다른 량으로 유체를 공급하도록 제공되는 오리피스(미도시)가 설치될 수 있다.
일 예에 의하면, 제1 공급라인(4310)은 상부 공급 라인(4310b)과 하부 공급라인(4310a)을 가진다. 상부 공급라인(4310b)은 제2 하우징(4120)에 연결되어 아래 방향으로 초임계 유체를 공급한다. 하부 공급라인(4310a)은 제1 하우징(4110)에 연결되어 위 방향으로 초임계 유체를 공급한다. 제2 공급라인(4320)은 상부 공급 라인(4310b)에 연결되어 처리 공간 내로 초임계 유체를 공급하거나, 이와 달리 제2 하우징(4120)에 직접 연결될 수 있다. 선택적으로 제2 공급라인(4320)은 하부 공급 라인(4310a)에 연결되거나, 제1 하우징(4110)에 직접 연결될 수 있다.
상부 공급라인(4310b), 하부 공급라인(4310a), 제2 공급라인(4320) 각각에는 그 내부 유로를 개폐하는 밸브(V1, V2, V3)가 설치된다.
차단부재(4400)는 플레이트 형상을 가지며 제1 하우징(4110)에 설치된다. 상부에서 바라볼 때 차단부재(4400)는 하부 공급라인(4310a)과 중첩되는 위치에 제공된다. 차단부재(4400)는 초임계 유체가 기판(W)에 바로 분사되는 것을 차단함으로써, 초임계 유체의 분사압에 의해 기판(W)이 손상되는 것을 방지한다.
유체 배기 유닛(4500)은 챔버(4100)로부터 초임계 유체를 배출한다. 유체 배기 유닛(4500)은 배기라인(4510)을 포함하며, 배기라인(4510)은 제1 하우징(4110), 및 제2 하우징(4120)에 연결될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1 하우징(4110)에 제공된 배기라인(4510a)은 차단부재(4400)와 중첩되는 위치에 제공된다. 제2 하우징(4120)에 제공된 배기라인(4510b)은, 상부 공급라인(4310b)과 동일한 연결관(P)을 통해 챔버(4110) 내부와 연통된다. 각각의 배기라인(4510a, 4510b)에는 그 내부 유로를 개폐하는 밸브(V4, V5)가 설치된다.
이하 도 6 내지 도 8을 참조하여, 도 4의 제2 공정 챔버(4000a)를 제어하는 방법에 대해 설명한다. 도 6은 제어기(4600)가 유체 공급 유닛(4300)과 유체 배기 유닛(4500)을 제어하는 방법을 순차적으로 보여주는 플로우차트이고, 도 7은 제2공정챔버 내의 압력 변화를 보여주는 그래프이다. 또한, 도 8a 내지 도 8f는 각각의 단계별로 밸브의 상태를 보여주는 도면들이다. 도 8a 내지 도 8f에서 내부가 빈 밸브는 밸브가 열린 상태를 나타내고, 내부가 채워진 밸브는 밸브가 닫힌 상태를 나타낸다.
제어기(4600)는 유체 공급 유닛(4300) 및 유체 배기 유닛(4500)을 제어한다. 도 6, 내지 도 8f를 참조하면, 제어기(4600)는 공정 진행시 가압 단계(S1000), 기판 처리 단계(S2000), 그리고 감압 단계(S3000)가 순차적으로 수행되도록 한다.
가압 단계(S1000)는, 도 7의 A구간에 도시된 바와 같이 챔버(4100) 내부압이 증가하도록, 유체를 처리 공간에 공급하여 처리 공간의 압력을 설정 압력까지 상승시킨다. 가압단계(S1000)에서는 도 8a에 도시된 바와 같이, 밸브(V2)가 개방되고, 밸브(V1, V3, V4, V5)가 닫힌 상태에서 제1 하우징(4110)에 제공된 하부 공급라인(4310a)을 통해 유체가 챔버(4100) 내부로 공급된다. 이후 챔버(4100) 내부가 적정압이 되면, 도 8b에 도시된 바와 같이, 밸브(V3, V4, V5)가 닫히고, 밸브(V1, V2)가 열려 제2 하우징(4110)에 제공된 상부 공급라인 (4310b)을 통해서도 유체가 챔버(4100) 내부로 공급된다.
챔버(4100) 내부가 설정압력이 되면 기판 처리 단계(S2000)가 수행된다. 기판 처리 단계(S2000)는, 유체에 의해 처리 공간 내에서 기판(W) 상의 유기용제를 제거한다. 기판 처리 단계(S2000)에서는 챔버(4100) 내부압이 증감을 반복한다. 기판(W) 상에서 일정량의 유기용제가 초임계 유체에 용해되면 감압에 의해 이를 배출하고, 이후에 다시 새로운 초임계 유체를 처리 공간으로 공급하여 가압된다. (도 7의 B 구간 참조).
이때, 도 8c에 도시된 바와 같이, 밸브(V1, V2, V3, V5)가 닫히고, 밸브(V4)가 열려 제2 하우징(4120)에 제공된 배기라인(4510b)를 통해서 초임계 유체가 배기되면 챔버(4100) 내부가 감압된다. 또한, 도 8d에 도시된 바와 같이, 밸브(V1, V3, V4, V5)가 닫히고, 밸브(V2)가 열려 제1 하우징(4110)에 제공된 하부 공급라인(4310a)을 통해서 초임계 유체가 공급되면 챔버(4100) 내부가 증압된다. 기판 처리 단계(S2000)에서는 위 기재한 밸브(V1, V2, V3, V4, V5)의 개폐가 반복되며 가압과 감압이 복수회 반복된다.
기판 처리가 완료되면 감압 단계(S3000)가 수행된다. 감압 단계(S3000)는 챔버(4100) 내부에 존재하는 유체를 배기함으로써, 챔버(4100) 내부압을 제2 설정압력으로 감소시킨다. 감압단계(S3000)는 배기 단계(S3100)와, 공급 및 배기단계(S3200)를 포함한다. 배기 단계(S3100)와 공급 및 배기 단계(S3200)는 순차적으로 진행된다.
배기단계(S3100)는, 유체 배기 유닛(4400)을 통해 챔버(4100) 내부압이 제1 압력이 될 때까지 유체를 배기한다(도 7의 C 구간 참조). 배기단계(S3100)는 처리 공간 내로 초임계 유체 공급 없이 수행된다. 배기단계(S3100)에서는 도 8e에 도시된 바와 같이, 밸브(V1, V2, V3)들이 닫히고, 밸브(V4, V5)가 열린다.
공급 및 배기 단계(S3200)는 배기단계(S3100) 직후에 수행된다. 공급 및 배기 단계(S3200)는 처리 공간 내로 초임계 유체를 공급하면서 이와 동시에 처리 공간 내 유체를 배기한다(도 6의 D 구간 참조). 공급 및 배기 단계(S3200)에서는 도 8f에 도시된 바와 같이, 밸브(V1, V2, V5)가 닫히고 밸브(V3, V4)가 열린다. 공급 및 배기 단계(S3200)는 챔버(4100) 내부압이 제2 압력이 될 때까지 수행된다. 제2 설정압력은 대기압일 수 있다. 공급 및 배기 단계(S3200)에서는 배기 단계(S3100)에 비해 처리 공간 내 감압이 더 느리게 수행된다.
또한, 공급 및 배기단계(S3200)에서 제2 공급라인(4320)을 통해 챔버(4100)에 공급된 유체의 단위 시간당 공급량은 가압단계(S1000) 및 기판 처리 단계(S2000)단계 에서 제1 공급라인(4310)을 통해 챔버(4100)에 공급된 유체의 단위 시간당 공급량에 비해 더 작도록 제어된다.
공급 및 배기 단계(S3200)를 통해 초임계 유체가 챔버(4100)에 추가적으로 공급됨과 동시에 챔버(4100)에서 배기되므로, 감압 단계(S3000) 동안에 처리 공간에 잔류하는 흄(FUME) 상태의 유기용제가 추가 공급된 초임계 유체에 용해되어 배출된다.
상술한 예에서는 감압 단계(S3000)가 배기 단계(S3100)와 공급 및 배기 단계(S3200)를 포함하는 것으로 설명하였다. 이와 달리 감압 단계(S3000)는 배기 단계(S3100) 없이 공급 및 배기 단계(S3200)를 포함할 수 있다.
그러나 감압 단계(S3000)가 배기단계(S3100)와 공급 및 배기 단계(S3200)를 모두 포함하는 경우, 공급 및 배기 단계(S3200)만을 포함하는 경우에 비해 감압 단계(S3000)에 소요되는 총 시간을 단축할 수 있다.
상술한 예에서는 제2 공급라인(4320)이 하부 공급 라인(4310a)에 연결된 것으로 설명하였으나, 이와 달리 제2 공급라인(4320)은 상부 공급 라인(4310b)에 연결될 수 있다.
4000a: 제2 공정 챔버 4100: 챔버
4110: 제1 하우징 4120: 제2 하우징
4200: 지지유닛 4300: 유체 공급 유닛
4310: 제1 공급 라인 4320: 제2 공급 라인
4400: 차단부재 4500: 유체 배기 유닛
4600: 제어기 S1000: 가압 단계
S2000: 기판 처리 단계 S3000: 감압 단계
S3100: 배기 단계 S3200: 공급 및 배기단계

Claims (16)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과;
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛과;
    상기 처리 공간 내의 유체를 배기하는 유체 배기 유닛과;
    상기 유체 공급 유닛 및 상기 유체 배기 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 유체를 상기 처리 공간에 공급하여 상기 처리 공간을 가압하는 가압 단계와; 상기 유체에 의해 상기 처리 공간 내에서 상기 기판이 처리되는 기판 처리 단계와; 그리고 상기 유체를 배기하여 상기 처리 공간 내부를 감압하는 감압 단계가 순차적으로 수행되고, 상기 감압 단계에서 상기 처리 공간으로부터 유체를 배기하는 동안에 상기 처리 공간으로 상기 유체를 공급하는 공급 및 배기 단계를 포함하도록 상기 유체 공급 유닛과 상기 유체 배기 유닛을 제어하고,
    상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 유체의 공급량이 상기 가압 단계 및 기판 처리 단계 보다 상기 공급 및 배기 단계에서 더 작도록 상기 유체 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 감압 단계에서,
    상기 공급 및 배기 단계 이전에, 상기 처리 공간에서 유체를 배기하는 배기 단계가 더 수행되도록 상기 유체 배기 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 및 배기 단계에서 감압이, 상기 배기 단계 에서 감압보다 더 느리게 수행되도록 상기 유체 공급 유닛과 상기 유체 배기 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과;
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하는 유체 공급 유닛과;
    상기 처리 공간 내의 유체를 배기하는 유체 배기 유닛과;
    상기 유체 공급 유닛 및 상기 유체 배기 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 유체 공급 유닛은,
    제1 유량으로 상기 유체를 상기 처리 공간으로 공급하도록 제공되는 제1 공급라인과,
    상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 상기 유체를 상기 처리 공간으로 공급하도록 제공되는 제2 공급라인을 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 유체를 상기 처리 공간에 공급하여 상기 처리 공간을 가압하는 가압 단계와; 상기 유체에 의해 상기 처리 공간 내에서 상기 기판이 처리되는 기판 처리 단계와; 그리고 상기 유체를 배기하여 상기 처리 공간 내부를 감압하는 감압 단계가 순차적으로 수행되고, 상기 감압 단계에서 상기 처리 공간으로부터 유체를 배기하는 동안에 상기 처리 공간으로 상기 유체를 공급하는 공급 및 배기 단계를 포함하도록 상기 유체 공급 유닛과 상기 유체 배기 유닛을 제어하고,
    상기 가압 단계 동안에는 상기 유체가 상기 제1 공급라인을 통해서 상기 처리 공간으로 공급되도록 하되,
    상기 공급 및 배기 단계 동안에는 상기 유체가 상기 제2 공급라인을 통해서 상기 처리 공간으로 공급되도록 상기 유체 공급 유닛을 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항,제2항,제3항,그리고 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유체는 초임계 상태의 유체이고,
    상기 기판의 처리는 상기 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 건조하는 공정인 기판 처리 장치.
  8. 기판 처리 방법에 있어서,
    챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 상기 처리 공간에 공급된 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 처리하되,
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하여 상기 처리 공간을 가압하는 가압 단계와;
    상기 처리 공간에 공급된 유체를 이용하여 상기 처리 공간 내에서 기판을 처리 하는 기판 처리 단계와;
    상기 처리 공간에서 유체를 배기하는 감압 단계를 포함하고,
    상기 감압 단계는,
    상기 기판 처리 단계 종료 후, 상기 처리 공간 내 압력이 제1 설정압력이 되도록 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 배기단계와,
    상기 배기단계 이후에 상기 처리 공간 내 압력이 제2 설정압력이 될 때까지, 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 공급 및 배기 단계를 포함하되,
    상기 배기단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체의 공급 없이 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배출이 이루어지고,
    상기 공급 및 배기 단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체가 공급되면서 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배기가 이루어지고,
    상기 공급 및 배기 단계에서 공급되는 단위 시간당 상기 유체의 량이 상기 공급 및 배기 단계에서 배기되는 단위 시간 당 상기 유체의 량 보다 작은 기판 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 기판 처리 방법에 있어서,
    챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 상기 처리 공간에 공급된 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 처리하되,
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하여 상기 처리 공간을 가압하는 가압 단계와;
    상기 처리 공간에 공급된 유체를 이용하여 상기 처리 공간 내에서 기판을 처리 하는 기판 처리 단계와;
    상기 처리 공간에서 유체를 배기하는 감압 단계를 포함하고,
    상기 감압 단계는,
    상기 기판 처리 단계 종료 후, 상기 처리 공간 내 압력이 제1 설정압력이 되도록 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 배기단계와,
    상기 배기단계 이후에 상기 처리 공간 내 압력이 제2 설정압력이 될 때까지, 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 공급 및 배기 단계를 포함하되,
    상기 배기단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체의 공급 없이 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배출이 이루어지고,
    상기 공급 및 배기 단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체가 공급되면서 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배기가 이루어지고,
    상기 공급 및 배기 단계에서 공급되는 단위 시간 당 상기 유체의 량은 상기 가압 단계 또는 상기 처리 단계에서 공급되는 단위 시간 당 상기 유체의 량보다 작은 기판 처리 방법.
  11. 기판 처리 방법에 있어서,
    챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 상기 처리 공간에 공급된 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판을 처리하되,
    상기 처리 공간으로 유체를 공급하여 상기 처리 공간을 가압하는 가압 단계와;
    상기 처리 공간에 공급된 유체를 이용하여 상기 처리 공간 내에서 기판을 처리 하는 기판 처리 단계와;
    상기 처리 공간에서 유체를 배기하는 감압 단계를 포함하고,
    상기 감압 단계는,
    상기 기판 처리 단계 종료 후, 상기 처리 공간 내 압력이 제1 설정압력이 되도록 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 배기단계와,
    상기 배기단계 이후에 상기 처리 공간 내 압력이 제2 설정압력이 될 때까지, 상기 처리 공간에서 상기 유체를 배기하는 공급 및 배기 단계를 포함하되,
    상기 배기단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체의 공급 없이 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배출이 이루어지고,
    상기 공급 및 배기 단계에서는,
    상기 처리 공간으로 상기 유체가 공급되면서 상기 처리 공간에서 상기 유체의 배기가 이루어지고,
    상기 기판 처리를 위한 상기 처리 공간으로의 유체 공급은 제1 공급라인을 통해 수행되고,
    상기 공급 및 배기 단계에서 상기 처리 공간으로의 유체 공급은 제2 공급라인을 통해 수행되되,
    상기 제2 공급라인은 상기 제1 공급라인보다 작은 량의 유체를 공급하도록 제공된 기판 처리 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기판은 유기용매가 도포된 상태로 상기 처리 공간 내로 반입되는 기판 처리 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 유체는 초임계 상태인 기판 처리 방법.
  14. 기판 처리 방법에 있어서,
    챔버 내부에 제공된 처리 공간에 기판을 배치하고, 상기 처리 공간에 유체를 공급하여 기판을 처리하되,
    상기 처리 공간 내에서 유체를 이용하여 상기 기판을 처리한 후에, 상기 처리 공간 내부를 배기하여 상기 처리 공간을 감압하는 감압 단계를 포함하고,
    상기 감압 단계는,
    상기 처리 공간에서 상기 유체가 배기됨과 동시에 상기 처리 공간으로 유체가 공급되는 공급 및 배기 단계를 포함하고,
    상기 공급 및 배기 단계에서 공급되는 단위 시간당 상기 유체의 량이 상기 공급 및 배기 단계에서 배기되는 단위 시간 당 상기 유체의 량 보다 작은 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 감압 단계는,
    상기 공급 및 배기 단계 이전에, 상기 처리 공간에서 상기 유체가 배기되는 배기 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 유체는, 초임계 상태이고,
    상기 기판 처리는, 상기 기판 상에 잔류하는 유기용제를 제거하는 공정인 기판 처리 방법.
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