KR20160026302A - 기판 처리 장치 및 집적회로 소자 제조 장치와 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치는 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 베셀과, 베셀 내에 제1 온도의 초임계 유체를 공급하기 위한 제1 공급 포트와, 베셀 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 공급하기 위한 제2 공급 포트와, 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트와, 제1 공급 포트에 연결되고 상기 초임계 유체의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인과, 제2 공급 포트에 연결되고 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인을 포함한다. 기판 처리 공정에서, 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조한 후, 비반응성 유체를 이용하여 상기 처리 공간에 열을 전달하여 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해한다.

Description

기판 처리 장치 및 집적회로 소자 제조 장치와 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법 {Substrate processing apparatus, apparatus for manufacturing integrated circuit device, substrate processing method and method of manufacturing integrated circuit device}
본 발명의 기술적 사상은 집적회로 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 초임계 유체를 이용하는 기판 처리 장치 및 집적회로 소자 제조 장치와 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법에 관한 것이다.
집적회로 소자의 디자인 룰 (design rule)이 감소함에 따라 반도체 소자의 임계 치수 (critical dimension)가 약 20 ∼ 30 nm 또는 그 미만으로 감소하게 되고, 그에 따라 약 5 이상의 비교적 큰 아스펙트비 (aspect ratio)를 가지는 깊고 좁은 패턴 형성 공정 및 이에 수반되는 세정 및 건조 공정이 요구되고 있다. 이와 같이 고집적화된 집적회로 소자 제조를 위하여 큰 아스펙트비를 가지는 구조물이 형성된 기판에 대하여 소정의 처리 공정, 예를 들면 식각, 세정, 건조 등의 처리 공정을 행하는 데 있어서, 초임계 유체를 이용하는 방법들이 제안되었다. 그러나, 지금까지 제안된 초임계 유체를 이용하는 기판 처리 장치 및 방법에서는 초임계 유체를 이용하는 기판 처리에 사용된 베셀 내부에 오염원이 잔류하게 되는 문제가 있으며, 이와 같이 베셀 내에 잔류하는 오염원이 기판에 다시 흡착되어 기판이 오염되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리한 후, 기판 처리에 사용된 베셀 내부에 잔류하는 오염원에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 고집적화된 집적회로 소자 제조를 위한 기판에 대하여 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리한 후, 기판 처리에 사용된 베셀 내부에 잔류하는 오염원에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있는 집적회로 소자 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 장치는 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 베셀(vessel)과, 상기 베셀 내에 제1 온도의 초임계 유체를 공급하기 위한 제1 공급 포트와, 상기 베셀 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 공급하기 위한 제2 공급 포트와, 상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트와, 상기 제1 공급 포트에 연결되고 상기 초임계 유체의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인과, 상기 제2 공급 포트에 연결되고 상기 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인을 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 장치는 상기 제2 공급 라인에 설치되고 상기 제2 공급 라인을 통해 상기 베셀 내에 공급되는 상기 비반응성 유체를 가열하기 위한 가열 장치를 더 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 가열 장치는 열선을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 가열 장치는 광을 조사하는 조명 장치를 포함할 수 있다.
상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 공급 포트 및 상기 배기 포트는 하부 케이스에 형성되고, 상기 제2 공급 포트는 상기 상부 케이스에 형성될 수 있다.
상기 제2 공급 포트는 상기 처리 공간에 연통되는 복수의 공급 홀을 포함할 수 있다.
상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하는 경우, 상기 개방 위치에서 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 갭을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 장치는 상기 처리 공간 내에 압력 제어용 유체를 공급하기 위한 제3 공급 포트와, 상기 제3 공급 포트에 연결되고 상기 압력 제어용 유체의 유로를 제공하는 제3 공급 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치는 기판을 세정하기 위한 세정 유닛과, 상기 세정된 기판을 건조하기 위한 적어도 하나의 챔버와, 상기 적어도 하나의 챔버에 연결되도록 구성된 가열 장치를 포함하는 건조 유닛을 포함한다. 상기 적어도 하나의 챔버는 상기 세정된 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 베셀(vessel)과, 상기 베셀 내에 제1 온도의 초임계 유체를 공급하기 위한 제1 공급 포트와, 상기 베셀 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 공급하기 위한 제2 공급 포트와, 상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트와, 상기 제1 공급 포트에 연결되고 상기 초임계 유체의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인과, 상기 제2 공급 포트에 연결되고 상기 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인과, 상기 제2 공급 라인에 설치되고 상기 제2 공급 라인을 통해 상기 베셀 내에 공급되는 상기 비반응성 유체를 가열하기 위한 가열 장치를 포함한다.
상기 세정 유닛은 상기 기판에 처리액을 공급하여 습식 처리를 실시하는 습식 처리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치는 상기 세정 유닛에서 세정된 기판을 취출하고, 상기 세정된 기판에 건조 방지용 액체를 공급하여 습윤된 상태의 기판을 상기 건조 유닛으로 반송하는 반송 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 반송 유닛은 상기 기판을 지지하는 반송 부재와, 상기 기판에 건조 방지용 액체를 공급하는 습식 반송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 건조 유닛은 복수의 챔버를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 챔버는 각각 상기 가열 장치에 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 건조 유닛은 상기 베셀 내에 공급되는 비반응성 유체의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 건조 유닛은 상기 베셀 내부의 압력을 모니터하기 위한 압력계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 공급 포트 및 상기 배기 포트는 하부 케이스에 형성되고, 상기 제2 공급 포트는 상기 상부 케이스에 형성될 수 있다. 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 상기 개방 위치에서 갭을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 가열 장치는 열선 또는 조명 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 장치에서, 상기 적어도 하나의 챔버는 상기 처리 공간 내에 압력 제어용 유체를 공급하기 위한 제3 공급 포트와, 상기 제3 공급 포트에 연결되고 상기 압력 제어용 유체의 유로를 제공하는 제3 공급 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서는 기판을 베셀의 처리 공간에 로딩한다. 상기 처리 공간에서 제1 온도의 초임계 유체를 이용하여 상기 기판을 건조한다. 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 이용하여 상기 처리 공간에 열을 전달하여 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체가 상기 처리 공간을 거쳐 상기 베셀 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간에 열을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 기판이 상기 처리 공간에 있는 상태에서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 비반응성 유체를 이용하여 상기 기판의 표면 및 상기 베셀의 내벽에 열을 전달하여 상기 기판의 표면 및 상기 베셀의 내벽에 있는 오염원을 열 분해하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서, 상기 기판을 건조하는 단계 후, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계 전에, 상기 베셀로부터 상기 기판을 언로딩하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 처리 공간에 기판이 없는 상태에서 수행될 수 있다.
상기 제2 온도는 30 ∼ 1000 ℃의 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서, 상기 기판을 건조하는 단계는 상기 베셀 내부 압력을 제1 압력까지 승압하는 단계와, 상기 초임계 유체의 공급 유량을 조절하여, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제1 압력으로부터 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력으로 감압시키는 감압 공정과, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제2 압력으로부터 상기 제1 압력으로 승압하는 승압 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간에서 상기 기판에 압력 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 기판 처리 방법에서, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 처리 공간에서의 압력을 제1 압력으로 유지하는 제1 공정과, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력으로 유지하는 제2 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간에 압력 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 처리 공간에 압력 펄스를 인가하는 단계는 상기 비반응성 유체가 상기 베셀 내에 공급되는 유량을 조절하여 상기 처리 공간에서의 압력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 방법에서는 기판을 세정한다. 상기 세정된 기판을 건조한다. 상기 세정된 기판을 건조하는 단계에서는 상기 세정된 기판을 베셀의 처리 공간에 로딩한다. 상기 처리 공간에서 제1 온도의 초임계 유체를 이용하여 상기 기판을 건조한다. 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 이용하여 상기 처리 공간에 열을 전달하여 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 방법에서, 상기 세정된 기판을 건조하는 단계는 상기 베셀과, 상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트를 구비한 건조 유닛에서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 베셀 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 비반응성 유체를 상기 베셀 내에 유입시키는 단계와, 상기 비반응성 유체를 상기 배기 포트를 통해 상기 베셀 외부로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 베셀이 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 개방 위치에서 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 갭을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성된 경우, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 비반응성 유체를 상기 처리 공간에 유입시키는 단계와, 상기 비반응성 유체를 상기 갭을 통해 상기 베셀 외부로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 방법에서, 상기 비반응성 유체로서 이산화탄소 또는 질소 가스를 사용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자 제조 방법에서, 상기 기판을 세정하는 단계 후, 상기 세정된 기판을 건조하는 단계 전에, 상기 세정된 기판을 제1 알콜로 린스하는 단계와, 상기 세정된 기판을 제2 알콜로 습윤시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 알콜 및 제2 알콜은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 장치는 기판 건조에 사용된 초임계 유체의 온도보다 더 높은 온도의 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 비반응성 유체 공급 라인을 포함한다. 이와 같이 구성된 기판 처리 장치 내에서 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조한 후, 비교적 고온의 비반응성 유체를 이용하여 기판 표면 및 베셀 내부에 잔류하는 오염원을 열 분해하여 베셀 외부로 배출시킨다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조한 후 베셀 내부에 잔류하는 오염원에 의해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치의 베셀 중 상부 케이스 형성된 제2 공급 포트를 구성하는 공급 홀을 예시한 평면도이다.
도 5a는 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치의 예시적인 구성을 설명하기 위하여 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5b는 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치의 다른 예시적인 구성을 설명하기 위하여 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치의 주요 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 따라 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 동안 베셀의 처리 공간 내에서의 예시적인 압력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 따라 비반응성 유체를 이용하여 처리 공간에 열을 전달하여 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 데 있어서, 베셀의 처리 공간 내에서의 예시적인 압력 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 따른 효과를 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드를 채용하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 첨부 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치(100A, 100B)의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1a에 예시한 기판 처리 장치(100A)는 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간(PS)을 제공하는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 밀폐하는 폐쇄 위치에 있는 경우이고, 도 1b에 예시한 기판 처리 장치(100B)는 기판(W)을 처리하기 위한 처리 공간(PS)을 제공하는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 대기에 개방하는 개방 위치에 있는 경우이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판 처리 장치(100A, 100B)는 처리 공간(PS)을 제공하는 베셀(110)과, 상기 베셀(110) 내에 제1 온도의 초임계 유체(SC)를 공급하기 위한 제1 공급 포트(122)와, 상기 베셀(110) 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체(NR)를 공급하기 위한 제2 공급 포트(132)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 온도는 상온, 예를 들면 약 15 ∼ 25 ℃의 범위 내에서 선택될 수 있고, 상기 제2 온도는 약 30 ∼ 1000 ℃의 범위 내에서 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 비반응성 유체(NR)는 이산화탄소 또는 질소 가스로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
초임계 유체는 압력의 변화에 따라, 그 밀도, 점도, 확산 계수 (diffusion coefficient) 및 극성 (polarity) 등과 같은 물성 (physical property)이 기체와 같은 상태 (gas-like state)에서부터 액체와 같은 상태 (liquid-like state)까지 연속적으로 변화될 수 있다. 예를 들면, 액체 이산화탄소를 밀폐된 용기에 넣고 가열할 경우, 온도 및 압력이 임계점을 넘으면서 기체-액체 사이의 경계면이 사라지는 현상을 발견할 수 있다. 초임계 유체는 높은 용해력, 높은 확산 계수, 낮은 점도, 및 낮은 표면 장력을 갖는다. 초임계 유체는 확산력에 있어서는 기체와 비슷하여 표면 장력이 없으므로 미세한 홈에 침투할 수 있다. 또한, 초임계 유체는 용해력에 있어서는 압력에 비례하여 증가하고 액체 용매와 비슷하다. 따라서, 초임계 유체를 이용할 경우 기체-액체 사이의 경계면을 통과하지 않고 기판 상의 세정액이나 린스액을 건조시킬 수 있어 기판 상에 발생하는 리닝(leaning) 현상이나 물반점 발생을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 초임계 유체는 이산화탄소로 이루어질 수 있다. 이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력이 약 31 ℃ 및 73 atm으로 낮고 무독성, 불연성 및 비교적 저가이므로 기판(W)의 건조 처리에 용이하게 이용할 수 있다.
상기 베셀(110) 내에는 기판(W)을 지지하는 지지부(P)가 형성되어 있다.
상기 베셀(110)은 상기 처리 공간(PS)을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간(PS)을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스(110U) 및 하부 케이스(110L)를 포함한다.
도 1b에 예시한 바와 같은 베셀(110)의 개방 위치에서, 상기 상부 케이스(110U) 및 상기 하부 케이스(110L)는 갭(G)을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 갭(G)은 약 5 ∼ 20 mm의 사이즈를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 공급 포트(122)는 하부 케이스(110L)에 형성될 수 있다. 상기 제1 공급 포트(122)에는 초임계 유체(SC)의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인(124)이 연결되어 있다.
상기 제2 공급 포트(132)는 상기 베셀(110)의 상부 케이스(110U) 중 기판(W)의 주면에 대면하는 상부 벽에 형성될 수 있다. 상기 제2 공급 포트(132)에는 비반응성 유체(NR)의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인(134)이 연결되어 있다.
또한, 상기 베셀(110)의 하부 케이스(110L)에는 상기 베셀(110) 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트(142)가 형성되어 있다. 상기 배기 포트(142)에는 배기 라인(144)이 연결되어 있다.
상기 기판 처리 장치(100A, 100B)는 상기 처리 공간(PS) 내에 압력 제어용 유체를 공급하기 위한 제3 공급 포트(126)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 공급 포트(126)에는 상기 압력 제어용 유체의 유로를 제공하는 제3 공급 라인(128)이 연결될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 예시한 기판 처리 장치(100A, 100B)에서, 상기 제2 공급 포트(132)는 상기 베셀(110)의 상부 케이스(110U) 중 기판(W)의 주면에 대면하는 상부 벽에 형성되어 있다. 도 1a 및 도 1b에는 베셀(110)의 상부 케이스(110U)에 제2 공급 포트(132)가 1 개 형성된 것으로 예시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면 상기 제2 공급 포트(132)의 형성 위치 및 개수는 예시된 바에 한정되지 않는다. 일 예에서, 상기 제2 공급 포트(132)는, 도 4a에 예시한 바와 같이, 상기 베셀(110)의 상부 케이스(110U)에서 그 상부 벽의 대략 중앙부에 형성되고 상기 처리 공간(PS)에 연통되는 1 개의 공급 홀(132A)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 제2 공급 포트(132)는, 도 4b에 예시한 바와 같이, 상기 베셀(110)의 상부 케이스(110U)의 상부 벽에서 제3 공급 포트(126)를 중심으로 방사 방향으로 소정 거리 이격된 위치에 배치되고 상기 처리 공간(PS)에 연통되는 복수의 공급 홀(132B)을 포함할 수도 있다.
상기 제2 공급 라인(134) 및 제2 공급 포트(132)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)는 베셀(110) 내에 로딩된 기판(W)의 주면에 수직인 방향을 따라 베셀(110) 내에 유입될 수 있다.
상기 베셀(110)이 도 1a에 예시한 폐쇄 위치에 있을 때, 제2 공급 포트(132)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)는 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서 유동하여 배기 포트(142)를 통해 베셀(110) 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
상기 베셀(110)이 도 1b에 예시한 개방 위치에 있을 때, 제2 공급 포트(132)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)는 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서 유동하여 상부 케이스(110U)와 하부 케이스(110L)와의 사이의 갭(G)을 통해 베셀(110) 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치(200A, 200B)의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2a에 예시한 기판 처리 장치(200A)는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 밀폐하는 폐쇄 위치에 있는 경우이고, 도 2b에 예시한 기판 처리 장치(200B)는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 대기에 개방하는 개방 위치에 있는 경우이다.
도 2a 및 도 2b에 예시한 기판 처리 장치(200A, 200B)는 제2 공급 포트(132) 및 제2 공급 라인(134) 대신 제2 공급 포트(232) 및 제2 공급 라인(234)을 포함하는 것을 제외하고, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 기판 처리 장치(100A, 100B)와 대체로 동일한 구성을 가진다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 베셀(110) 내에 상기 제2 온도의 비반응성 유체(NR)를 공급하기 위한 제2 공급 포트(232)와, 상기 제2 공급 포트(232)에 연결되고 상기 베셀(110)에 공급되는 비반응성 유체(NR)의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인(234)을 포함한다.
상기 제2 공급 포트(232)는 상기 베셀(110)의 상부 케이스(110U)의 측벽에 형성되어 있다.
상기 제2 공급 라인(234) 및 제2 공급 포트(232)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)는 베셀(110) 내에 로딩된 기판(W)의 주면에 평행한 방향으로 베셀(110) 내에 유입될 수 있다.
상기 베셀(110)이 도 2a에 예시한 폐쇄 위치에 있을 때, 제2 공급 포트(232)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 제2 온도의 비반응성 유체(NR)는 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서 유동하여 배기 포트(142)를 통해 베셀(110) 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
상기 베셀(110)이 도 2b에 예시한 개방 위치에 있을 때, 제2 공급 포트(232)를 통해 베셀(110) 내에 공급되는 제2 온도의 비반응성 유체(NR)는 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서 유동하여 상부 케이스(110U)와 하부 케이스(110L)와의 사이의 갭(G)을 통해 베셀(110) 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 장치(300A, 300B)의 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3a에 예시한 기판 처리 장치(300A)는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 밀폐하는 폐쇄 위치에 있는 경우이고, 도 2b에 예시한 기판 처리 장치(300B)는 베셀(110)이 상기 처리 공간(PS)을 대기에 개방하는 개방 위치에 있는 경우이다.
도 3a 및 도 3b에 예시한 기판 처리 장치(300A, 300B)는 제2 공급 라인(134)에 설치된 가열 장치(150)를 더 포함하는 것을 제외하고, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 기판 처리 장치(100A, 100B)와 대체로 동일한 구성을 가진다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판 처리 장치(300A, 300B)는 상기 제2 공급 라인(134)에 설치되고 상기 제2 공급 라인(134)을 통해 상기 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)를 가열하기 위한 가열 장치(150)를 포함한다.
도 5a는 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치(150)의 예시적인 구성을 설명하기 위하여 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 가열 장치(150)는 제2 공급 라인(134)을 감고 있는 3 차원 코일 형상의 열선(152)을 포함할 수 있다.
상기 열선(152)은 주울 발열(Joule heating) 과정에 의해 전기를 열로 변환시키는 장치로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 열선(152)은 NiCr (nickel-chrome) 합금, FeCrAl (iron-chromium-aluminum) 합금, 백금 (platinum), 몰리브덴 디실리사이드 (molybdenum disilicide), 또는 실리콘 카바이드(silicon carbide)로 이루어질 수 있다.
도 5b는 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치(150)의 다른 예시적인 구성을 설명하기 위하여 주요 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 가열 장치(150)는 가열 장치(150)는 상기 제2 공급 라인(134)에 인접한 위치에 설치되거나 상기 제2 공급 라인(134)을 포위하도록 설치되어 상기 제2 공급 라인(134)에 광을 조사하는 조명 장치(154)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 조명 장치(154)는 0.76 ∼ 1.5 μm의 파장을 가지는 근적외선 히터, 1.5 ∼ 5.6 μm의 파장을 가지는 중적외선 히터, 또는 5.6 ∼ 1000 μm의 파장을 가지는 원적외선 히터를 포함할 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치(150)는 AlN (aluminum nitride) 또는 Al2O3 (aluminum oxide)등의 세라믹 소재로 이루어지는 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판의 내부에 3 차원 코일 형상으로 배선되어 열을 발산하는 금속 와이어로 이루어지는 열선을 포함할 수 있다.
또 다른 일부 실시예들에서, 도 3a 및 도 3b에 예시한 가열 장치(150)는 상기 예시한 바와 같은 세라믹 소재로 이루어지는 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 위에 프린팅 또는 접착된 열선 재료를 포함하는 히터로 이루어질 수 있다.
다시 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 가열 장치(150)는 상기 제2 공급 라인(134)을 통해 유동하는 유체를 일정한 온도로 가열할 수 있는 카트리지형 인라인 (in-line) 히터로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 인라인 히터는 상기 제2 공급 라인(134)을 구성하는 배관 내에 삽입하는 형태로 설치될 수 있다.
기판 처리 장치(300A, 300B)는 상기 가열 장치(150)에 연결되어 상기 가열 장치(150)의 발열 온도를 제어하는 온도 제어 장치(158)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 장치(400)의 주요 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 6에 있어서, 도 1a 내지 도 3b에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 이들에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 집적회로 소자 제조 장치(400)는 인덱스 모듈(410), 버퍼 유닛(420), 세정 유닛(430), 건조 유닛(440), 및 반송 유닛(450)을 포함한다.
상기 인덱스 모듈(410)은 로드 포트(412) 및 이송 프레임(414)을 포함한다.
상기 로드 포트(412)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(CA)가 안착된다. 상기 인덱스 모듈(410)에는 복수 개의 로드 포트(412)가 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 집적회로 소자 제조 장치(400)의 공정 효율 및 공정 제어 조건에 따라 상기 로드 포트(412)의 개수가 다양하게 결정될 수 있다. 상기 캐리어(CA)로서 전면 개방 일체형 포드 (Front Opening Unified Pod: FOUP)가 사용될 수 있다.
상기 이송 프레임(414)에는 인덱스 레일(416)과 인덱스 로봇(418)이 제공될 수 있다. 상기 이송 프레임(414)에서는 로드 포트(412)에 안착된 캐리어(CA)와 반송 유닛(450)과의 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 기판(W)은 웨이퍼, 예컨대 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 기판(W)은 유리 기판일 수도 있다. 상기 기판(W)에는 아스펙트비가 큰 패턴들이 형성되어 있을 수 있다.
상기 버퍼 유닛(420)은 이송 프레임(414)과 반송 유닛(450)과의 사이에 배치될 수 있다. 상기 버퍼 유닛(420)은 반송 유닛(450)과 이송 프레임(414)과의 사이에서 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 상기 버퍼 유닛(420) 중 이송 프레임(414)과 마주보는 면과, 반송 유닛(450)과 마주보는 면이 개방될 수 있다.
상기 세정 유닛(430)은 기판(W)에 처리액을 공급하여 소정의 습식 세정을 실시하도록 구성될 수 있다.
상기 건조 유닛(440)은 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 건조할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 건조 유닛(440)에서는 초임계 유체의 낮은 점성 및 표면 장력을 이용하여 기판(W)을 건조한다. 상기 건조 유닛(440)은 세정 유닛(430)과는 분리되어 배치될 수 있다.
상기 반송 유닛(450)은 상기 세정 유닛(430)에서 세정된 기판(W)을 취출하고, 상기 세정된 기판(W)에 건조 방지용 액체를 공급하여 습윤된 상태의 기판(W)을 상기 건조 유닛(440)으로 반송하는 역할을 할 수 있다.
상기 반송 유닛(450)은 상기 기판을 지지하는 반송 부재(454)와, 상기 기판(W)에 건조 방지용 액체를 공급하는 습식 반송부(456)를 포함할 수 있다. 상기 반송 부재(454)는 세정 유닛(430)으로부터 기판(W)을 꺼내어 건조 유닛(440)으로 반송하는 역할을 할 수 있다.
상기 세정 유닛(430)은 기판(W)에 처리액을 공급하여 습식 처리를 실시하는 적어도 하나의 습식 처리 장치(432)를 포함한다. 도 6에는 상기 세정 유닛(430)에 2 개의 습식 처리 장치(432)가 포함된 경우를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세정 유닛(430)에서는 기판(W)에 처리액을 공급하여 습식 세정이 실시될 수 있다. 기판(W)의 세정 처리 후에는 린스액, 예를 들면 탈이온수 또는 이소프로필 알콜에 의해 린스 처리가 실시될 수 있다. 상기 린스액으로서 이소프로필 알콜을 사용하는 경우, 후속의 건조 처리시 이용되는 초임계 유체, 예를 들면 초임계 이산화탄소와의 반응성이 높아 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 후속의 초임계 유체를 이용한 건조 처리를 촉진하기 위해, 린스 처리 후, 탈이온수보다 이산화탄소와의 친화성이 좋은 유기 용제를 포함하는 습윤액을 이용하여 추가적인 습윤 처리를 실시할 수도 있다. 상기 습윤액에 계면 활성제가 린스액에 첨가되면 액상과 기상과의 상호 반응이 약해지기 때문에 증기압이 낮아진다. 따라서, 기판(W)상에 계면 활성제를 포함하는 습윤액이 있는 상태에서 세정 유닛(430)으로부터 건조 유닛(440)으로 기판(W)을 반송할 때, 기판(W)의 자연 건조를 억제할 수 있다. 상기 계면 활성제로서, 습윤액에 잘 용해될 수 있고, 초임계 유체, 예를 들면 초임계 이산화탄소에도 잘 용해될 수 있는 물질을 이용할 수 있다. 상기 계면 활성제는 TMN (trimethyl nonanol) 계열의 계면 활성제, 브렌치를 갖는 불소계 계면 활성제 및 불소계 블록 공중합체를 포함하는 계면 활성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반송 유닛(450)에서 상기 습식 반송부(456)는 기판(W)에 건조 방지용 습윤액을 분사할 수 있다. 상기 건조 방지용 습윤액으로서 이소프로필 알콜을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(W)의 세정 및 린스 공정 후, 상기 기판(W)에 건조 방지용 습윤액을 공급함으로써, 기판(W) 상에 있는 린스액의 자연 건조를 방지할 수 있다.
이와 같이 세정 유닛(430)으로부터 건조 유닛(440)으로 기판(W)을 반송할 때 기판(W)에 건조 방지용 습윤액을 공급하여 기판(W) 상에 있는 린스액의 자연 건조를 방지함으로써, 건조 유닛(440)에서 기판(W)을 건조시킬 때 기판(W) 상에 형성되어 있는 패턴의 아스펙트비가 비교적 크더라도 기체와 액체간의 표면 장력에 의해 패턴들이 기울어져 쓰러지는 리닝(leaning) 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 아스펙트비가 비교적 큰 패턴들이 형성된 기판(W)을 습식 세정한 후, 자연 건조를 억제한 상태로 초임계 유체를 이용하여 건조하는 경우, 기판(W) 상에 물반점(water spot)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기 세정 유닛(430)에서 세정 및 린스 공정을 거친 기판(W)을 건조하기 위한 건조 유닛(440)은 상기 기판(W)을 건조하기 위한 적어도 하나의 챔버(442)와, 상기 적어도 하나의 챔버(442)에 연결되도록 구성된 가열 장치(150)를 포함한다. 도 6에는 건조 유닛(440)에 2 개의 챔버(442)가 포함되는 것으로 예시되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 챔버(442)의 개수를 결정할 수 있다. 상기 챔버(442)는 도 1a 내지 도 5b를 참조하여 설명한 기판 처리 장치(100A, 100B, 200A, 200B, 300A, 300B) 중 어느 하나, 또는 이들로부터 본 발명의 기술적 사상의 범위에 따라 변형 및 변경된 구조를 가지는 기판 처리 장치로 구성될 수 있다. 상기 2 개의 챔버(442)는 각각 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)를 가열하기 위한 가열 장치(150)에 연결되도록 구성되어 있다. 상기 가열 장치(150)의 발열 온도는 온도 제어 장치(158)에 의해 제어될 수 있다.
상기 건조 유닛(440)은 상기 베셀(110) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 장치(446)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 건조 유닛(440)은 상기 베셀(110) 내부의 압력을 모니터하기 위한 압력계(448)를 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1a 내지 도 7을 참조하면, 공정 P512에서, 기판(W)을 베셀(110)의 처리 공간(PS)에 로딩한다.
공정 P514에서, 베셀(110)의 처리 공간(PS)에서 제1 온도의 초임계 유체(SC)를 이용하여 상기 기판(W)을 건조한다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 온도는 상온, 예를 들면 약 15 ∼ 25 ℃의 범위 내에서 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 초임계 유체(SC)는 이산화탄소로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 도 7의 공정 P514에 따라 초임계 유체(SC)를 이용하여 기판(W)을 건조시키는 동안 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서의 예시적인 압력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 기판(W)을 건조시키기 위하여 기판(W)을 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 로딩한 후, 도 1a에 예시한 바와 같은 베셀(110)의 폐쇄 위치에서, 제1 공급 라인(124) 및 제1 공급 포트(122)를 통해 유체, 예를 들면 이산화탄소를 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 유입시켜 처리 공간(PS) 내의 압력을 대기압과 유사한 초기 압력(P0)으로부터 제1 압력(P1)까지 승압할 수 있다 (도 8의 공정 A). 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 유체가 포화 증기압 또는 임계 압력에 도달할 때까지 상기 제1 공급 라인(124) 및 제1 공급 포트(122)를 통해 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 유체를 공급할 수 있다. 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 유체가 포화 증기압에 도달한 후, 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내의 온도가 처리 공간(PS) 내에 있는 유체의 임계 온도 이상의 온도로 승온될 수 있다. 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내의 온도가 공급된 유체의 임계 온도에 도달하면 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 유체가 초임계 상태로 될 수 있다.
그 후, 처리 공간(PS) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하여 기판(W)의 건조 공정을 수행하는 동안, 처리 공간(PS) 내에 공급되는 초임계 유체의 공급 유량을 조절하여, 상기 처리 공간(PS)에서의 압력을 상기 제1 압력(P1)으로부터 상기 제1 압력(P1)보다 낮은 제2 압력(P2)으로 감압시키는 감압 공정과, 상기 처리 공간(PS)에서의 압력을 상기 제2 압력(P2)으로부터 상기 제1 압력(P1)으로 다시 승압하는 승압 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간(PS)에서 기판(W)에 압력 펄스를 인가할 수 있다 (도 8의 공정 B).
일부 실시예들에서, 상기 제1 압력(P1)은 약 140 bar이고, 상기 제2 압력(P2)은 약 100 bar 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8의 공정 B에서와 같이 제1 압력(P1)과 제2 압력(P2)과의 사이에서 감압 공정 및 승압 공정을 교번적으로 반복하기 위하여, 도 1a에 예시한 바와 같은 제3 공급 라인(128) 및 제3 공급 포트(126)를 통해 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 압력 제어용 유체를 소정량 공급하는 공정과, 배기 포트(142)를 통해 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 가스를 배출하는 공정을 교번적으로 반복할 수 있다. 이 때, 도 6을 참조하여 설명한 압력계(448)를 이용하여 상기 베셀(110) 내부의 압력을 모니터할 수 있다.
베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 로딩된 기판(W)에 대한 건조 공정이 완료된 후, 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내의 압력을 제3 압력(P3)으로 강압하는 저속 배기 공정 (도 8의 공정 C), 및 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내의 압력을 대기압과 유사한 초기 압력(P0)으로 강압하는 고속 배기 공정 (도 8의 공정 D)을 순차적으로 수행할 수 있다. 상기 저속 배기 공정 (도 8의 공정 C) 및 고속 배기 공정 (도 8의 공정 D)은 배기 포트(142)를 통한 배기 유속을 제어함으로써 조절할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 공정 P516에서, 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체(NR)를 이용하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 상기 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열 분해한다.
일부 실시예들에서, 상기 제2 온도는 약 30 ∼ 1000 ℃의 범위 내에서 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 비반응성 유체(NR)는 이산화탄소 또는 질소가스로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 처리 공간(PS) 내에 있는 오염원을 열 분해하기 위하여, 상기 제2 온도의 비반응성 유체(NR)가 베셀(110)의 처리 공간(PS)을 거쳐 베셀(110) 외부로 배출되도록 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
상기 처리 공간(PS)에 열을 전달하기 위한 일 예에서, 도 1a, 도 2a, 및 도 3a에 예시한 기판 처리 장치(100A, 200A, 300A) 중 어느 하나의 기판 처리 장치를 이용하여, 제2 공급 라인(134, 234) 및 제2 공급 포트(132, 232)를 통해 비반응성 유체(NR)를 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 공급하고, 이와 동시에 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)를 배기 포트(142) 및 배기 라인(144)을 통해 배출시키는 공정을 수행할 수 있다.
상기 처리 공간(PS)에 열을 전달하기 위한 다른 예에서, 도 1b, 도 2b, 및 도 3b에 예시한 바와 같이 베셀(110)이 개방 위치에 있는 기판 처리 장치(100B, 200B, 300B) 중 어느 하나의 기판 처리 장치를 이용하여, 제2 공급 라인(134, 234) 및 제2 공급 포트(132, 232)를 통해 비반응성 유체(NR)를 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 공급하고, 이와 동시에 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 공급되는 비반응성 유체(NR)를 상부 케이스(110U)와 하부 케이스(110L)와의 사이의 갭(G)을 통해 베셀(110) 외부로 배출되도록 상기 비반응성 유체(NR)의 스트림을 형성하여 상기 처리 공간(PS)에 열을 전달할 수 있다.
상기한 바와 같이, 비교적 고온인 제2 온도의 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달함으로써, 초임계 유체(SC)를 이용하여 기판(W)을 건조한 후, 베셀(110) 내부에 잔류하던 유기물을 포함하는 오염원이 열에 의해 분해되어, 배기 포트(142) 또는 상부 케이스(110U)와 하부 케이스(110L)와의 사이의 갭(G)을 통해 베셀(110) 외부로 배출될 수 있으므로, 베셀(110) 내부에 잔류하던 유기물을 포함하는 오염원이 세정 및 건조가 완료된 기판(W)에 다시 흡착되는 등의 문제를 방지할 수 있다.
기판(W)의 세정 후 초임계 유체를 이용하는 기판(W) 건조 공정에서는 기판(W)상의 패턴 내부에 잔류하고 있던 이물질, 예를 들면 탄소 함유물이 외부로 석출되는 과정에서, 공정 처리를 위해 사용되고 있는 알콜, 예를 들면 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)이 완전히 초임계 유체(SC)에 용해되지 않고 남아 있던 것과 결합하여 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내부 측벽에 부착되어 오염원으로 작용할 수 있다. 예를 들면, 이물질이 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내부 측벽에 부착된 상태에서 후속 기판(W)을 건조 처리하는 과정에서, 압력의 변화에 따라 승압 및 강압 과정을 거치면서 초임계 유체(SC)의 배기(vent) 과정에서 오염원이 웨이퍼(Wafer) 표면에 떨어져 기판(W) 표면에 파티클(particle)을 유발할 수 있다. 그 결과, 복수의 기판(W)에 대한 일련의 건조 공정을 연속적으로 수행하는 데 있어서, 일정 간격 마다 설비를 정지시킨 이후 설비 세정 작업을 주기적으로 수행해야 할 필요가 있으며, 이는 설비의 가동율이 저하되고 생산성이 열화되는 원인으로 될 수 있다.
도 7에 예시한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 방법에서는, 비교적 고온인 제2 온도의 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달함으로써, 초임계 유체(SC)를 이용하여 기판(W)을 건조한 후, 베셀(110) 내부에 잔류하던 유기물을 포함하는 오염원이 열에 의해 분해되어 배기 포트(142) 또는 상부 케이스(110U)와 하부 케이스(110L)와의 사이의 갭(G)을 통해 베셀(110) 외부로 배출될 수 있으므로, 기판(W)의 건조 공정 과정 중에 야기될 수 있는 파티클 발생 원인을 근본적으로 방지할 수 있다.
도 7에 예시한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 공정을 수행하기 위한 일부 실시예들에서, 베셀(110) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정을 수행한 후, 기판(W)이 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 남아 있는 상태에서, 모든 기판(W)에 대하여 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하여 베셀(110) 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 비반응성 유체(NR)를 이용하여 기판(W)의 표면 및 베셀(110)의 내벽에 열을 전달하여 상기 기판(W)의 표면 및 상기 베셀(110)의 내벽에 있는 오염원을 열 분해할 수 있다.
도 7에 예시한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상에 의한 기판 처리 공정을 수행하기 위한 다른 일부 실시예들에서, 베셀(110) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정을 수행한 후, 기판(W)을 베셀(110)의 처리 공간(PS)으로부터 언로딩하고, 기판(W)이 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 없는 상태에서, 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하여 베셀(110) 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 비반응성 유체(NR)를 이용하여 베셀(110)의 내벽에 열을 전달하여 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 오염원을 열 분해할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 도 7의 공정 P514에 따라 기판(W)을 건조시키는 동안, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이소프로필 알콜과 이산화탄소가 반응하여 이소프로필 알콜이 완전히 초임계화 되지 않고 기판(W) 및/또는 베셀(110)의 처리 공간(PS)의 내벽에 탄소와 이소프로필 알콜의 부산물의 형태로 남아 있을 수 있다. 이 상태에서, 도 7의 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하기 위하여, 약 60 ∼ 80 ℃로 유지되는 이산화탄소를 제2 공급 포트(132)를 통해 처리 공간(PS) 내에 공급할 수 있다. 이와 같이 비교적 고온의 가스를 이용하여 기판(W) 및/또는 베셀(110)의 처리 공간(PS)의 내벽의 온도를 높여, 오염원으로 작용할 가능성이 있는 성분들을 열 분해시켜 처리 공간(PS)으로부터 배출시킬 수 있다.
도 9는 도 7의 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 오염원을 열 분해하는 데 있어서, 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서의 예시적인 압력 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 상기 처리 공간(PS)에서의 압력을 제1 압력(TP1)으로 유지하는 공정과, 상기 처리 공간(PS)에서의 압력을 상기 제1 압력(TP1)보다 높은 제2 압력(TP2)으로 유지하는 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간(PS)에 압력 펄스를 인가할 수 있다.
상기 처리 공간(PS)에 압력 펄스를 인가하기 위하여, 상기 비반응성 유체(NR)가 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 공급되는 유량을 조절하여 상기 처리 공간(PS)에서의 압력을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 도 6을 참조하여 설명한 압력계(448)를 이용하여 상기 베셀(110) 내부의 압력을 모니터할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 바와 같이 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 오염원을 열 분해하는 동안 상기 처리 공간(PS)에 압력 펄스를 인가함으로써, 비반응성 유체(NR)를 이용한 열 전달이 기판(W)상에 형성된 미세 패턴들 사이의 좁고 깊은 공간까지 효과적으로 이루어질 수 있으며, 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에서 고온의 비반응성 유체(NR)가 균일하게 전달되어 처리 공간(PS)의 내벽에서 전체적으로 오염원 제거 효과가 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10을 참조하여 설명하는 기판 처리 방법은 도 7을 참조하여 설명한 기판 처리 방법과 대체로 유사하다. 단, 도 10에 따른 기판 처리 방법에서는 공정 P516에 따라 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열 분해하는 공정을 수행하는 데 있어서, 베셀(110) 내에서 건조 처리되는 기판(W)의 매수를 기준으로 오염원의 열분해 주기(N)를 설정하고, 상기 설정된 주기(N) 마다 비반응성 유체(NR)를 이용하는 오염원의 열 분해 공정을 수행한다.
보다 구체적으로 설명하면, 공정 P518에서, 베셀(110) 내에서 건조 처리되는 기판(W)의 매수를 기준으로 오염원의 열분해 주기(N)를 설정한다.
일부 실시예들에서, 상기 열분해 주기(N)는 베셀(110) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정이 수행된 기판(W)의 매수를 미리 설정하는 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 10 매의 기판(W)에 대하여 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정이 순차적으로 수행될 때 마다 공정 P516에 따라 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하여 베셀(110) 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 오염원의 열분해 주기(N)를 설정할 수 있다.
그 후, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 공정 P512 및 공정 P514를 수행한다.
공정 P519에서, 베셀(110)에서 건조된 기판(W)의 매수가 미리 설정된 매수, 예를 들면 10 매가 되었는지 판단한다. 공정 P519에서 베셀(110)에서 건조된 기판(W)의 매수가 미리 설정된 매수에 이르지 않았다고 판단하면, 베셀(110) 내에서 건조 처리된 기판(W)을 언로딩하고, 다시 공정 P512 및 공정 P514을 순차적으로 수행한다. 공정 P519에서 베셀(110)에서 건조된 기판(W)의 매수가 미리 설정된 매수에 이른 것으로 판단하면, 공정 P516을 수행할 수 있다. 공정 P516에 따라 처리 공간 내에 있는 오염원을 열분해하는 공정은 베셀(110) 내에서 건조 처리된 기판(W)을 언로딩한 후 수행될 수도 있고, 베셀(110) 내에 건조 처리된 기판(W)이 남아 있는 상태에서 수행될 수도 있다.
그 후, 건조 대상의 기판(W)이 남아 있는 경우 공정 P518 이후 공정들, 또는 공정 P512 이후 공정들을 다시 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1a 내지 도 11을 참조하면, 공정 P522에서, 기판(W)을 세정한다.
상기 기판(W)의 세정 공정은 도 6에 예시한 집적회로 소자 제조 장치(400)의 세정 유닛(430)에서 습식 세정 방식으로 수행될 수 있다.
공정 P524에서, 세정된 기판(W)에 대하여 린스 공정을 수행한다.
일부 실시예들에서, 상기 린스 공정은 탈이온수 또는 알콜을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 이소프로필 알콜을 사용하여 린스 공정을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 린스 공정시 린스액으로서 이소프로필 알콜을 사용하는 경우, 후속의 건조 공정시 이용되는 초임계 유체인 이산화탄소와의 용해도가 높아 용이하게 제거할 수 있다.
공정 P526에서, 린스 공정을 거친 기판(W)의 표면을 습윤시킨다.
일부 실시예들에서, 후속의 초임계 유체를 이용한 건조 공정을 촉진시키기 위하여, 위에서 설명한 공정 P524에 따라 린스 공정을 수행한 후, 습윤액으로서 탈이온수보다 이산화탄소와의 친화성이 좋은 유기 용제, 예를 들면 이소프로필 알콜을 이용하여 기판(W)을 습윤시킬 수 있다.
상기 습윤액은 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 계면 활성제가 습윤액에 포함되면 액상과 기상과의 상호 반응이 약해지기 때문에 증기압이 낮아질 수 있다. 따라서, 기판(W)을 세정 유닛(430)으로부터 건조 유닛(440)으로 반송할 때 기판(W)상에 계면 활성제를 포함하는 습윤액이 있는 상태에서 기판(W)을 반송함으로써, 기판(W)의 자연 건조를 억제할 수 있다.
그 후, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 공정 P512, 공정 P514, 및 공정 P516을 순차적으로 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 12에 예시한 집적회로 소자 제조 방법은 도 11의 공정 P516 대신 공정 P536을 수행하는 것을 제외하고, 도 11을 참조하여 설명한 집적회로 소자 제조 방법과 대체로 유사하다.
보다 구체적으로 설명하면, 공정 P514에 따라 베셀(110) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정을 수행한 후, 공정 P536에서, 베셀(110)의 처리 공간(PS)에 기판(W)이 남아 있는 상태에서, 도 7의 공정 P516에서 설명한 바와 유사한 방법으로, 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하여 베셀(110) 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 비반응성 유체(NR)를 이용하여 기판(W)의 표면 및 베셀(110)의 내벽에 열을 전달하여 상기 기판(W)의 표면 및 상기 베셀(110)의 내벽에 있는 오염원을 열 분해할 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 13에 예시한 집적회로 소자 제조 방법은 도 11의 공정 P516 대신 공정 P542 및 공정 P546을 수행하는 것을 제외하고, 도 11을 참조하여 설명한 집적회로 소자 제조 방법과 대체로 유사하다.
보다 구체적으로 설명하면, 공정 P514에 따라 베셀(110) 내에서 초임계 유체(SC)를 이용하는 건조 공정을 수행한 후, 공정 P542에서, 베셀(110)로부터 기판(W)을 언로딩한다.
공정 P546에서, 기판(W)이 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 없는 상태에서, 도 7의 공정 P516에서 설명한 바와 유사한 방법으로, 비반응성 유체(NR)를 이용하여 처리 공간(PS)에 열을 전달하여 처리 공간(PS) 내에 있는 유기물과 같은 오염원을 열에 의해 분해하여 베셀(110) 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 비반응성 유체(NR)를 이용하여 베셀(110)의 내벽에 열을 전달하여 상기 베셀(110)의 처리 공간(PS) 내에 있는 오염원을 열 분해할 수 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 따른 효과를 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14의 평가를 위하여, 복수의 기판 샘플에 대하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 따라 처리 공정을 수행하였다. 이 때, 도 7의 공정 P516에 따른 오염원의 열 분해 공정을 수행하기 전의 파티클 개수와 도 7의 공정 P516에 따른 오염원의 열 분해 공정을 수행한 후의 파티클 개수를 비교하여 상기 열 분해 공정에 의한 파티클 제거율을 산출하였다.
상기 열 분해 공정시 비반응성 유체(NR)로서 이산화탄소를 사용하였으며, 상기 열 분해 공정시의 온도 및 시간에 따라 파티클 제거율을 비교하여 도 14에 나타내었다.
도 14의 결과에서, 비반응성 유체(NR)로서 이산화탄소를 사용하는 열 분해 공정에 의한 파티클 제거율이 대체로 우수한 것을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1200)의 블록 다이어그램이다.
메모리 카드(1200)는 명령 및 어드레스 신호 C/A를 생성하는 메모리 콘트롤러(1220)와, 메모리 모듈(1210), 예를 들면 1 개 또는 복수의 플래시 메모리 소자를 포함하는 플래시 메모리를 포함한다. 메모리 콘트롤러(1220)는 호스트에 명령 및 어드레스 신호를 전송하거나 이들 신호를 호스트로부터 수신하는 호스트 인터페이스(1223)와, 명령 및 어드레스 신호를 다시 메모리 모듈(1210)에 전송하거나 이들 신호를 메모리 모듈(1210)로부터 수신하는 메모리 인터페이스(1225)를 포함한다. 호스트 인터페이스(1223), 콘트롤러(1224), 및 메모리 인터페이스(1225)는 공통 버스 (common bus)(1228)를 통해 SRAM과 같은 콘트롤러 메모리(1221) 및 CPU와 같은 프로세서(1222)와 통신한다.
메모리 모듈(1210)은 메모리 콘트롤러(1220)로부터 명령 및 어드레스 신호를 수신하고, 응답으로서 메모리 모듈(1210)상의 메모리 소자중 적어도 하나에 데이터를 저장하고 상기 메모리 소자중 적어도 하나로부터 데이터를 검색한다. 각 메모리 소자는 복수의 어드레스 가능한 메모리 셀과, 명령 및 어드레스 신호를 수신하고 프로그래밍 및 독출 동작중에 어드레스 가능한 메모리 셀중 적어도 하나를 억세스하기 위하여 행 신호 및 열 신호를 생성하는 디코더를 포함한다.
메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210)은 전술한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 또는 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 및 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1310)를 채용하는 메모리 시스템(1300)의 블록 다이어그램이다.
메모리 시스템(1300)은 공통 버스(1360)를 통해 통신하는 CPU와 같은 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함할 수 있다. 상기 각 소자들은 공통 버스(1360)를 통해 메모리 카드(1310)에 신호를 전송하고 메모리 카드(1310)로부터 신호를 수신한다. 메모리 카드(1310)와 함께 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함하는 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 특히, 상기 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 전술한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 기판 처리 방법 또는 집적회로 소자 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
메모리 시스템(1300)은 다양한 전자 응용 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, SSD (solid state drives), CIS (CMOS image sensors) 및 컴퓨터 응용 칩 세트 분야에 응용될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 메모리 시스템들 및 소자들은 예를 들면, BGA (ball grid arrays), CSP (chip scale packages), PLCC (plastic leaded chip carrier), PDIP (plastic dual in-line package), MCP (multi-chip package), WFP (wafer-level fabricated package), WSP (wafer-level processed stock package) 등을 포함하는 다양한 소자 패키지 형태들 중 임의의 형태로 패키지될 수 있으며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100A, 100B, 200A, 200B, 300A, 300B: 기판 처리 장치, 110: 베셀, 122: 제1 공급 포트, 132: 제2 공급 포트, 142: 배기 포트, NR: 비반응성 유체, P: 지지부, PS: 처리 공간, SC: 초임계 유체.

Claims (20)

  1. 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 베셀(vessel)과,
    상기 베셀 내에 제1 온도의 초임계 유체를 공급하기 위한 제1 공급 포트와,
    상기 베셀 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 공급하기 위한 제2 공급 포트와,
    상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트와,
    상기 제1 공급 포트에 연결되고 상기 초임계 유체의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인과,
    상기 제2 공급 포트에 연결되고 상기 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공급 라인에 설치되고 상기 제2 공급 라인을 통해 상기 베셀 내에 공급되는 상기 비반응성 유체를 가열하기 위한 가열 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열 장치는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가열 장치는 광을 조사하는 조명 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 공급 포트 및 상기 배기 포트는 하부 케이스에 형성되고,
    상기 제2 공급 포트는 상기 상부 케이스에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공급 포트는 상기 처리 공간에 연통되는 복수의 공급 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고,
    상기 개방 위치에서 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 갭을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 처리 공간 내에 압력 제어용 유체를 공급하기 위한 제3 공급 포트와,
    상기 제3 공급 포트에 연결되고 상기 압력 제어용 유체의 유로를 제공하는 제3 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 세정하기 위한 세정 유닛과,
    상기 세정된 기판을 건조하기 위한 적어도 하나의 챔버와, 상기 적어도 하나의 챔버에 연결되도록 구성된 가열 장치를 포함하는 건조 유닛을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 챔버는
    상기 세정된 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 제공하는 베셀(vessel)과,
    상기 베셀 내에 제1 온도의 초임계 유체를 공급하기 위한 제1 공급 포트와,
    상기 베셀 내에 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 공급하기 위한 제2 공급 포트와,
    상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트와,
    상기 제1 공급 포트에 연결되고 상기 초임계 유체의 유로를 제공하기 위한 제1 공급 라인과,
    상기 제2 공급 포트에 연결되고 상기 비반응성 유체의 유로를 제공하기 위한 제2 공급 라인과,
    상기 제2 공급 라인에 설치되고 상기 제2 공급 라인을 통해 상기 베셀 내에 공급되는 상기 비반응성 유체를 가열하기 위한 가열 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 세정 유닛에서 세정된 기판을 취출하고, 상기 세정된 기판에 건조 방지용 액체를 공급하여 습윤된 상태의 기판을 상기 건조 유닛으로 반송하는 반송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 챔버는
    상기 처리 공간 내에 압력 제어용 유체를 공급하기 위한 제3 공급 포트와,
    상기 제3 공급 포트에 연결되고 상기 압력 제어용 유체의 유로를 제공하는 제3 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 장치.
  13. 기판을 베셀의 처리 공간에 로딩하는 단계와,
    상기 처리 공간에서 제1 온도의 초임계 유체를 이용하여 상기 기판을 건조하는 단계와,
    상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 이용하여 상기 처리 공간에 열을 전달하여 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 기판이 상기 처리 공간에 있는 상태에서 수행되고,
    상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 비반응성 유체를 이용하여 상기 기판의 표면 및 상기 베셀의 내벽에 열을 전달하여 상기 기판의 표면 및 상기 베셀의 내벽에 있는 오염원을 열 분해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기판을 건조하는 단계 후, 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계 전에, 상기 베셀로부터 상기 기판을 언로딩하는 단계를 더 포함하고,
    상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는 상기 처리 공간에 기판이 없는 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기판을 건조하는 단계는
    상기 베셀 내부 압력을 제1 압력까지 승압하는 단계와,
    상기 초임계 유체의 공급 유량을 조절하여, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제1 압력으로부터 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력으로 감압시키는 감압 공정과, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제2 압력으로부터 상기 제1 압력으로 승압하는 승압 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간에서 상기 기판에 압력 펄스를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는
    상기 처리 공간에서의 압력을 제1 압력으로 유지하는 제1 공정과, 상기 처리 공간에서의 압력을 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력으로 유지하는 제2 공정을 교번적으로 적어도 2 회 반복하여, 상기 처리 공간에 압력 펄스를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 기판을 세정하는 단계와,
    상기 세정된 기판을 건조하는 단계를 포함하고,
    상기 세정된 기판을 건조하는 단계는
    상기 세정된 기판을 베셀의 처리 공간에 로딩하는 단계와,
    상기 처리 공간에서 제1 온도의 초임계 유체를 이용하여 상기 기판을 건조하는 단계와,
    상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 비반응성 유체를 이용하여 상기 처리 공간에 열을 전달하여 상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 세정된 기판을 건조하는 단계는 상기 베셀과, 상기 베셀 내부로부터 유체를 배출하기 위한 배기 포트를 구비한 건조 유닛에서 수행되고,
    상기 베셀 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는
    상기 비반응성 유체를 상기 베셀 내에 유입시키는 단계와,
    상기 비반응성 유체를 상기 배기 포트를 통해 상기 베셀 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 베셀은 상기 처리 공간을 밀폐하는 폐쇄 위치와 상기 처리 공간을 대기에 개방하는 개방 위치 사이를 전환 가능하도록 상호 개폐 가능하게 결합되는 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 개방 위치에서 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 갭을 사이에 두고 서로 이격된 위치에서 상호 대면하도록 구성되고,
    상기 처리 공간 내에 있는 오염원을 열 분해하는 단계는
    상기 비반응성 유체를 상기 처리 공간에 유입시키는 단계와,
    상기 비반응성 유체를 상기 갭을 통해 상기 베셀 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자 제조 방법.
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