JP2021061399A - 基板処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超臨界流体を利用して基板を処理する時、基板の処理効率を向上させることができる基板処理装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明は基板を処理する装置を提供する。一実施形態で、基板処理装置は内部に処理空間を有する工程チャンバーと、処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、処理空間に有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する第１流体供給ユニットと、処理空間に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する第２流体供給ユニットと、処理空間を排気する排気ユニットと、第１流体供給ユニット、第２流体供給ユニット、及び排気ユニットを制御する制御器と、を含み、制御器は、第１流体供給ユニットを通じて有機溶剤が混合された超臨界流体を処理空間に供給した後に第２流体供給ユニットを通じて有機溶剤が溶解されない超臨界流体が処理空間に供給されるように第１流体供給ユニット及び第２流体供給ユニットを制御することができる。【選択図】図５

Description

本発明は基板を処理する装置及び方法に係り、さらに詳細には超臨界流体を利用して基板を処理する装置及び方法に係る。

一般的に半導体素子はウエハのような基板から製造する。具体的に、半導体素子は蒸着工程、フォトリソグラフィー工程、蝕刻工程等を遂行して基板の上部面に微細な回路パターンを形成して製造される。

上記の工程を遂行しながら、前記回路パターンが形成された基板の上部面に各種異物質が付着されるので、前記工程の間に基板の上の異物を除去する洗浄工程が遂行される。

一般的に洗浄工程はケミカルが基板に供給して基板の上の異物質を除去するケミカル処理、純水を基板に供給して基板上に残留するケミカルが除去するリンス処理、そして基板上に残留する純水を除去する乾燥処理を含む。

基板の乾燥処理のために超臨界流体が使用される。一例によれば、基板の上の純水を有機溶剤で置換した後、高圧チャンバー内で超臨界流体を基板の上部面に供給して基板上に残っている有機溶剤を超臨界流体に溶解させて基板から除去する。有機溶剤としてイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；以下、ＩＰＡ）が使用される場合、超臨界流体として臨界温度及び臨界圧力が相対的に低く、ＩＰＡがよく溶解される二酸化炭素（ＣＯ_２）が使用される。

超臨界流体を利用した基板の処理は次の通りである。基板が高圧チャンバー内に搬入されれば、高圧チャンバー内に超臨界状態の二酸化炭素が供給されて高圧チャンバー内部を加圧し、その後、超臨界流体の供給及び高圧チャンバー内の排気を繰り返しながら、超臨界流体で基板を処理する。そして、基板の処理が完了されれば、高圧チャンバー内部を排気して減圧する。

従来の超臨界を利用した基板の乾燥工程では、１００°Ｃ以上の高温で工程チャンバーに二酸化炭素を供給して基板の上のＩＰＡを乾燥する方式に乾燥が進行される。この時、チャンバー内で、ＩＰＡが二酸化炭素に溶解される前に高温の二酸化炭素によって乾燥される現象が発生する。

ＩＰＡが基板のパターン面から乾燥されることによって、リーニング現象が発生する。これを防止するために、基板にＩＰＡを供給する段階でＩＰＡの供給量を増加させる。したがって、基板上に残留するＩＰＡを減少させるために工程時間を長く伸ばす場合、半導体価額が上昇し、収率が低下する問題がある。

また、従来の超臨界を利用した基板の乾燥工程では、二酸化炭素をチャンバーに注入する時、二酸化炭素の圧力を変化する処理過程を反復的に遂行してＩＰＡの二酸化炭素に対する溶解度を上昇させる。しかし、ＩＰＡを二酸化炭素に溶解させる過程でＩＰＡと二酸化炭素が接触して反応が起こるまで時間が所要されて前記処理過程が長くなる問題がある。

韓国特許公開第１０−２０２０−０００１４８１号公報

本発明の目的は超臨界流体を利用して基板を処理する時、基板の処理効率を向上させることができる基板処理装置及び方法を提供することにある。
本発明の目的は超臨界流体を利用して基板を乾燥させる時、有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する基板処理装置及び方法を提供することにある。
本発明の目的はここに制限されなく、言及されないその他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されるべきである。

本発明は基板を処理する装置を提供する。一実施形態において、基板処理装置は内部に処理空間を有する工程チャンバーと、処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、処理空間に有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する第１流体供給ユニットと、処理空間に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する第２流体供給ユニットと、処理空間を排気する排気ユニットと、第１流体供給ユニット、第２流体供給ユニット及び排気ユニットを制御する制御器と、を含み、制御器は、第１流体供給ユニットを通じて有機溶剤が混合された超臨界流体を処理空間に供給した後に第２流体供給ユニットを通じて有機溶剤が溶解されない超臨界流体が処理空間に供給されるように第１流体供給ユニット及び第２流体供給ユニットを制御することができる。

一実施形態において、第１流体供給ユニットは、混合タンクと、混合タンクに超臨界流体を供給する第１超臨界流体供給ラインと、混合タンクに有機溶剤を供給する溶剤供給ラインと、混合タンク内の有機溶剤が混合された超臨界流体を処理空間に供給する第１供給ラインと、を有することができる。

一実施形態において、第２流体供給ユニットは、超臨界流体を格納するレジャーバーと、レジャーバーに超臨界流体を供給する第２超臨界流体供給ラインと、レジャーバー内の超臨界流体を処理空間に供給する第２供給ラインと、を有することができる。

一実施形態において、制御器は、処理空間に供給される有機溶剤が溶解された超臨界流体の混合比は処理空間で有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように第１流体供給ユニットを制御することができる。

一実施形態において、第１流体は二酸化炭素であり、第２流体はイソプロピルアルコールである。
また、本発明は基板処理方法を提供する。一実施形態において、基板が処理空間に搬入された後、処理空間を超臨界流体を供給して加圧する加圧段階と、超臨界流体を処理空間に供給して超臨界流体で基板を処理する処理段階と、基板の処理が完了された後、処理空間で超臨界流体を排出する減圧段階と、を順次的に遂行し、加圧段階では、処理空間に超臨界流体と有機溶剤を同時に供給することができる。

一実施形態において、加圧段階で、有機溶剤が超臨界流体に溶解された状態で処理空間に供給されることができる。

一実施形態において、処理段階は、有機溶剤なしで超臨界流体のみが処理空間に供給されることができる。

一実施形態において、加圧段階は、処理空間に供給される有機溶剤が溶解された超臨界流体の混合比は処理空間で有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように調節されることができる。

一実施形態において、超臨界流体は二酸化炭素であり、有機溶剤はイソプロピルアルコールである。

一実施形態において、有機溶剤が残留する基板上に超臨界流体を供給して基板上で有機溶剤を除去し、処理空間に基板を搬入し、有機溶剤が溶解された超臨界流体を処理空間に供給し、その後に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を処理空間に供給することができる。

一実施形態において、処理空間の外部で有機溶剤が超臨界流体に溶解されたに、有機溶剤が溶解された超臨界流体が処理空間に供給されることができる。

一実施形態において、処理空間に供給される有機溶剤が溶解された超臨界流体の混合比は処理空間で有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように調節されることができる。
一実施形態において、超臨界流体は二酸化炭素であり、有機溶剤はイソプロピルアルコールである。

本発明の一実施形態によれば、超臨界流体を利用して基板を処理する時、基板の処理効率を向上させることができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態によれば、超臨界流体を利用して基板を乾燥させる時、超臨界流体にまだ溶解されない有機溶剤が乾燥されることを防止することができる。

本発明の一実施形態によれば、超臨界流体を利用して基板を乾燥させる時工程時間を短縮することができる。

本発明の効果が上述した効果によって限定されることはなく、言及されなかった効果は本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されることができる。

本発明の一実施形態による基板処理システムを概略的に示す平面図である。 図１の液処理装置の一実施形態を概略的に示す図面である。 図１の超臨界装置の一実施形態を概略的に示す図面である。 本発明の一実施形態にしたがって超臨界流体を供給する第１流体供給ユニット及び第２流体供給ユニットの一例を概略的に示す図面である。 本発明の一実施形態に係る基板処理方法の順序図を示す図面である。 加圧段階で図４の第１流体供給ユニットが工程チャンバーに有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する形状を示す図面である。 処理段階で図４の第２流体供給ユニットが工程チャンバーに有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する形状を示す図面である。 排気段階で図４の排気ユニットが工程チャンバーを排気する形状を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されることして解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されることである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されたことである。

図１は本発明の一実施形態による基板処理システムを概略的に示す平面図である。図１を参照すれば、基板処理システムはインデックスモジュール１０、処理モジュール２０、そして制御器３０を含む。一実施形態によれば、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０は一方向に沿って配置される。以下、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０が配置された方向を第１の方向９２とし、上部から見る時、第１の方向９２と垂直になる方向を第２方向９４とし、第１の方向９２及び第２方向９４と全て垂直になる方向を第３方向９６とする。

インデックスモジュール１０は基板Ｗが収納された容器８０から基板Ｗを処理モジュール２０に搬送し、処理モジュール２０で処理が完了された基板Ｗを容器８０に収納する。インデックスモジュール１０の長さ方向は第２方向９４に提供される。インデックスモジュール１０はロードポート１２（ｌｏａｄｐｏｒｔ）とインデックスフレーム１４を有する。インデックスフレーム１４を基準にロードポート１２は処理モジュール２０の反対側に位置される。基板Ｗが収納された容器８０はロードポート１２に置かれる。ロードポート１２は複数が提供されることができ、複数のロードポート１２は第２方向９４に沿って配置されることができる。

容器８０としては前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ）のような密閉用容器が使用されることができる。容器８０はオーバーヘッドトランスファー（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバーヘッドコンベア（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、又は自動案内車両（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送手段（図示せず）や作業者によってロードポート１２に置かれることができる。

インデックスフレーム１４にはインデックスロボット１２０が提供される。インデックスフレーム１４内には長さ方向が第２方向９４に提供されたガイドレール１４０が提供され、インデックスロボット１２０はガイドレール１４０上で移動可能に提供されることができる。インデックスロボット１２０は基板Ｗが置かれるハンド１２２を含み、ハンド１２２は前進及び後進移動、第３方向９６を軸とした回転、そして第３方向９６に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド１２２は複数が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド１２２は互いに独立的に前進及び後進移動することができる。

処理モジュール２０はバッファユニット２００、搬送装置３００、液処理装置４００、そして超臨界装置５００を含む。バッファユニット２００は処理モジュール２０に搬入される基板Ｗと処理モジュール２０から搬出される基板Ｗが一時的に留まる空間を提供する。液処理装置４００は基板Ｗ上に液を供給して基板Ｗを液処理する液処理工程を遂行する。超臨界装置５００は基板Ｗ上に残留する液を除去する乾燥工程を遂行する。搬送装置３００はバッファユニット２００、液処理装置４００、そして超臨界装置５００との間に基板Ｗを搬送する。

搬送装置３００はその長さ方向が第１の方向９２に提供されることができる。バッファユニット２００はインデックスモジュール１０と搬送装置３００との間に配置されることができる。液処理装置４００と超臨界装置５００は搬送装置３００の側部に配置されることができる。液処理装置４００と搬送装置３００は第２方向９４に沿って配置されることができる。超臨界装置５００と搬送装置３００は第２方向９４に沿って配置されることができる。バッファユニット２００は搬送装置３００の一端に位置されることができる。

一例によれば、液処理装置４００は搬送装置３００の両側に配置し、超臨界装置５００は搬送装置３００の両側に配置し、液処理装置４００は超臨界装置５００よりバッファユニット２００にさらに近い位置に配置されることができる。搬送装置３００の一側で液処理装置４００は第１の方向９２及び第３方向９６に沿って各々ＡＸＢ（Ａ、Ｂは各々１又は１より大きい自然数）配列に提供されることができる。また、搬送装置３００の一側で超臨界装置５００は第１の方向９２及び第３方向９６に沿って各々ＣＸＤ（Ｃ、Ｄは各々１又は１より大きい自然数）が提供されることができる。上述したことと異なりに、搬送装置３００の一側には液処理装置４００のみが提供され、その他側には超臨界装置５００のみが提供されることができる。

搬送チャンバー３００は搬送ロボット３２０を有する。搬送装置３００内には長さ方向が第１の方向９２に提供されたガイドレール３４０が提供され、搬送ロボット３２０はガイドレール３４０上で移動可能に提供されることができる。搬送ロボット３２０は基板Ｗが置かれるハンド３２２を含み、ハンド３２２は前進及び後進移動、第３方向９６を軸とした回転、そして第３方向９６に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド３２２は複数が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド３２２は互いに独立的に前進及び後進移動することができる。

バッファユニット２００は基板Ｗが置かれる複数のバッファ２２０を具備する。バッファ２２０は第３方向９６に沿って相互間に離隔されるように配置されることができる。バッファユニット２００は前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）と背面（ｒｅａｒ ｆａｃｅ）が開放される。前面はインデックスモジュール１０と対向する面であり、後面は搬送装置３００と対向する面である。インデックスロボット１２０は前面を通じてバッファユニット２００に接近し、搬送ロボット３２０は背面を通じてバッファユニット２００に接近することができる。

図２は図１の液処理装置４００の一実施形態を概略的に示す図面である。図２を参照すれば、液処理装置４００はハウジング４１０、カップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０、昇降ユニット４８０、及び制御器４０を有する。制御器４０は液供給ユニット４６０、支持ユニット４４０、及び昇降ユニット４８０の動作を制御する。ハウジング４１０は大体に直方体形状に提供される。カップ４２０、支持ユニット４４０、そして液供給ユニット４６０はハウジング４１０内に配置される。

カップ４２０は上部が開放された処理空間を有し、基板Ｗは処理空間内で液処理される。支持ユニット４４０は処理空間内で基板Ｗを支持する。液供給ユニット４６０は支持ユニット４４０に支持された基板Ｗ上に液を供給する。液は複数の種類に提供され、基板Ｗ上に順次的に供給されることができる。昇降ユニット４８０はカップ４２０と支持ユニット４４０との間の相対高さを調節する。

一例によれば、カップ４２０は複数の回収筒４２２、４２４、４２６を有する。回収筒４２２、４２４、４２６は各々基板処理に使用された液を回収する回収空間を有する。各々の回収筒４２２、４２４、４２６は支持ユニット４４０を囲むリング形状に提供される。液処理工程が進行する時、基板Ｗの回転によって飛散される前処理液は各回収筒４２２、４２４、４２６の流入口４２２ａ、４２４ａ、４２６ａを通じて回収空間に流入される。一例によれば、カップ４２０は第１回収筒４２２、第２回収筒４２４、そして第３回収筒４２６を有する。第１回収筒４２２は支持ユニット４４０を囲むように配置され、第２回収筒４２４は第１回収筒４２２を囲むように配置され、第３回収筒４２６は第２回収筒４２４を囲むように配置される。第２回収筒４２４に液を流入する第２流入口４２４ａは第１回収筒４２２に液を流入する第１流入口４２２ａより上部に位置され、第３回収筒４２６に液を流入する第３流入口４２６ａは第２流入口４２４ａより上部に位置されることができる。

支持ユニット４４０は支持板４４２と駆動軸４４４を有する。支持板４４２の上面は大体に円形に提供され、基板Ｗより大きい直径を有することができる。支持板４４２の中央部には基板Ｗの後面を支持する支持ピン４４２ａが提供され、支持ピン４４２ａは基板Ｗが支持板４４２から一定距離離隔されるようにその上端が支持板４４２から突出されるように提供される。支持板４４２の縁部にはチャックピン４４２ｂが提供される。

チャックピン４４２ｂは支持板４４２から上部に突出されるように提供され、基板Ｗが回転される時、基板Ｗが支持ユニット４４０から離脱されないように基板Ｗの側部を支持する。駆動軸４４４は駆動器４４６によって駆動され、基板Ｗの底面中央と連結され、支持板４４２をその中心軸を基準に回転させる。

一例によれば、液供給ユニット４６０は第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして第３ノズル４６６を有する。第１ノズル４６２は第１液を基板Ｗ上に供給する。第１液は基板Ｗ上に残存する膜や異物を除去する液である。第２ノズル４６４は第２液を基板Ｗ上に供給する。第２液は第３液によく溶解される液である。例えば、第２液は第１液に比べて第３液にさらによく溶解される液である。第２液は基板Ｗ上に供給された第１液を中和させる液である。また、第２液は第１液を中和させ、同時に第１液に比べて第３液によく溶解される液である。
一例によれば、第２液は水である。第３ノズル４６６は第３液を基板Ｗ上に供給する。第３液は超臨界装置５００で使用される超臨界流体によく溶解される液である。例えば、第３液は第２液に比べて超臨界装置５００で使用される超臨界流体によく溶解される液である。一例によれば、第３液は有機溶剤である。有機溶剤はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。一例によれば、超臨界流体は二酸化炭素である。

第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして第３ノズル４６６は互いに異なるアーム４６１に支持され、これらのアーム４６１は独立的に移動されることができる。選択的に、第１ノズル４６２、第２ノズル４６４、そして第３ノズル４６６は同一なアームに装着されて同時に移動されることができる。

昇降ユニット４８０はカップ４２０を上下方向に移動させる。カップ４２０の上下移動によってカップ４２０と基板Ｗとの間の相対高さが変更される。これによって、基板Ｗに供給される液の種類に応じて前処理液を回収する回収筒４２２、４２４、４２６が変更されるので、液を分離回収することができる。上述したことと異なりに、カップ４２０は固定設置され、昇降ユニット４８０は支持ユニット４４０を上下方向に移動させることができる。

図３は図１の超臨界装置５００の一実施形態を概略的に示す図面である。一実施形態によれば、超臨界装置５００は超臨界流体を利用して基板Ｗ上の液を除去する。一実施形態によれば、基板Ｗ上の液はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。超臨界装置５００は超臨界流体を基板上に供給して基板Ｗ上のＩＰＡを超臨界流体に溶解させて基板ＷからＩＰＡを除去する。一例で、超臨界流体は超臨界状態の二酸化炭素である。

超臨界装置５００は工程チャンバー５２０、第１流体供給ユニット５６０、第２流体供給ユニット５７０、支持装置（図示せず）、そして排気ユニット５５０を含む。

工程チャンバー５２０は洗浄工程が遂行される処理空間５０２を提供する。工程チャンバー５２０は上部ハウジング５２２と下部ハウジング５２４を有し、上部ハウジング５２２と下部ハウジング５２４は互いに組み合わせて上述した処理空間５０２を提供する。上部ハウジング５２２は下部ハウジング５２４の上部に提供される。

上部ハウジング５２２はその位置が固定され、下部ハウジング５２４はシリンダーのような駆動部材５９０によって昇下降されることができる。下部ハウジング５２４が上部ハウジング５２２から離隔されれば、処理空間５０２が開放され、この時、基板Ｗが搬入又は搬出される。

工程進行する時には下部ハウジング５２４が上部ハウジング５２２に密着されて処理空間５０２が外部から密閉される。工程チャンバー５２０の壁内部にはヒーター（図示せず）が提供される。ヒーター（図示せず）は工程チャンバー５２０の内部空間内に供給された流体が超臨界状態を維持するように工程チャンバー５２０の処理空間５０２を加熱する。処理空間５０２の内部は超臨界流体による雰囲気が形成される。

支持装置（図示せず）は工程チャンバー５２０の処理空間５０２内で基板Ｗを支持する。工程チャンバー５２０の処理空間５０２に搬入された基板Ｗは支持装置（図示せず）に置かれる。一例によれば、基板Ｗはパターン面が上部に向かうように支持装置（図示せず）によって支持される。

第１流体供給ユニット５６０は処理空間５０２に有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する。第２流体供給ユニット５７０処理空間５０２に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する。図４で第１流体供給ユニット５６０と第２流体供給ユニット５７０は上部ハウジング５２２に結合されたことと図示されたが、第１流体供給ユニット５６０と第２流体供給ユニット５７０は下部ハウジング５２４に結合されることができ、２つの中でいずれか１つは上部ハウジング５２２に結合され、残りの１つは下部ハウジング５２４に結合されてもよい。

下部ハウジング５２４には排気ユニット５５０が結合される。工程チャンバー５２０の処理空間５０２内の超臨界流体は排気ラインを通じて工程チャンバー５２０の外部に排気される。

第１流体供給ユニット５６０は処理空間５０２に有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する。第２流体供給ユニット５７０処理空間５０２に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する。図４で第１流体供給ユニット５６０と第２流体供給ユニット５７０は上部ハウジング５２２に結合されたことと図示されたが、第１流体供給ユニット５６０と第２流体供給ユニット５７０は下部ハウジング５２４に結合されることができ、２つの中でいずれか１つは上部ハウジング５２２に結合され、残りの１つは下部ハウジング５２４に結合されてもよい。

第１流体供給ユニット５６０は、第１超臨界流体供給ライン５４０、溶剤供給ライン５３０、混合タンク５６４、第１供給ライン５６１、及び第１供給バルブ５６２を有する。

第１超臨界流体供給ライン５４０に、第１ポンプ５４９、第１前方バルブ５４８、第１レジャーバー５４６、第１ヒーター５４４、及び第１後方バルブ５４２が設置される。第１レジャーバー５４６は二酸化炭素を供給する超臨界流体供給源（図示せず）と連結されて、超臨界流体供給源から二酸化炭素が供給される。第１ポンプ５４９は第１レジャーバー５４６の前段に設置されて二酸化炭素を第１レジャーバー５４６に送出する。第１前方バルブ５４８は第１ポンプ５４９から第１レジャーバー５４６に送出される二酸化炭素の流量を調節する。第１ヒーター５４４は二酸化炭素を超臨界状態になるように加温させる。第１後方バルブ５４２は混合タンク５６４に供給される二酸化炭素の流量を調節する。

溶剤供給ライン５３０に、第２ポンプ５３５、第２前方バルブ５３６、第２レジャーバー５３４、及び第２後方バルブ５３２が設置される。第２レジャーバー５３４はＩＰＡを供給するＩＰＡ供給源（図示せず）と連結されて、ＩＰＡ供給源からＩＰＡが供給される。第２ポンプ５３５は第２レジャーバー５３４の前段に設置されてＩＰＡを第２レジャーバー５３４に送出する。第２前方バルブ５３６は第２ポンプ５３５から第２レジャーバー５３４に送出されるＩＰＡの流量を調節する。第２後方バルブ５３２は混合タンク５６４に供給されるＩＰＡの流量を調節する。

混合タンク５６４で第１超臨界流体供給ライン５４０から供給された二酸化炭素と溶剤供給ライン５３０から供給されたＩＰＡが混合される。混合タンク５６４の内部で二酸化炭素とＩＰＡが混じって反応しながら、ＩＰＡが二酸化炭素に溶解される。混合タンク５６４の内部の温度と圧力は二酸化炭素が超臨界状態を維持できるように設定される。混合タンク５６４の内部でＩＰＡが二酸化炭素に溶解される時間を短縮するために振動印加装置、ヒーター等の部材が設置されることができる。

第１供給ライン５６１は混合タンク５６４から処理空間５０２にＩＰＡが溶解された二酸化炭素を供給する。第１供給バルブ５６２は第１供給ライン５６１上に設置されて工程チャンバー５２０に送出されるＩＰＡが溶解された二酸化炭素の流量を調節する。

第２流体供給ユニット５７０は、第２超臨界流体供給ライン５７１と第２超臨界流体供給ライン５７１に設置された第３ポンプ５７９、第３前方バルブ５７８、レジャーバー５７６、第２ヒーター５７４、及び第３後方バルブ５７２を有する。レジャーバー５７６は二酸化炭素を供給する超臨界流体供給源（図示せず）と連結されて、超臨界流体供給源から二酸化炭素が供給される。第３ポンプ５７９はレジャーバー５７６の前段に設置されて二酸化炭素をレジャーバー５７６に送出する。第３前方バルブ５７８は第３ポンプ５７９からレジャーバー５７６に送出される二酸化炭素の流量を調節する。第２ヒーター５７４は二酸化炭素を超臨界状態になるように加温させる。第３後方バルブ５７２は処理空間５０２に供給される二酸化炭素の流量を調節する。

混合タンク５６４とレジャーバー５７６は各々二酸化炭素を超臨界状態に貯蔵することができる。混合タンク５６４とレジャーバー５７６に格納された二酸化炭素の温度、圧力、又は密度は互いに異なることができる。一例で、第１ポンプ５４９と第３ポンプ５７９は各々第１レジャーバー５４６とレジャーバー５７６に送出される二酸化炭素の圧力が異なるように提供されることができる。一例で、第１ヒーター５４４と第２ヒーター５７４の出力が異なりに提供されることができる。

下部ハウジング５２４には排気ユニット５５０が結合される。工程チャンバー５２０の処理空間５０２内の超臨界流体は排気ユニットを通じて工程チャンバー５２０の外部に排気される。

図５は本発明の一実施形態に係る基板処理方法の順序図を示す図面である。制御器は本発明の基板処理方法を遂行するために、第１流体供給ユニット５６０、第２流体供給ユニット５７０、及び排気ユニット５５０を制御する。

図５を参照すれば、基板を処理する方法は加圧段階（Ｓ１００）、処理段階（Ｓ２００）、減圧段階（Ｓ３００）、及び開放段階（Ｓ４００）を含むことができる。

基板Ｗが処理空間５０２に搬入されれば、加圧段階（Ｓ１００）が遂行される。加圧段階（Ｓ１００）で処理空間５０２に超臨界第１流体が供給されて処理空間５０２を加圧する。加圧は処理空間５０２の内部が二酸化炭素が超臨界流体になる臨界圧力又はその以上になる時まで行われる。

処理段階（Ｓ２００）は超臨界流体を処理空間５０２に供給して超臨界流体で基板Ｗを処理する。処理段階（Ｓ２００）は、供給過程と排気過程を含む。排気過程と供給過程は順次的に複数回反復されながら、遂行される。供給過程で処理空間５０２に二酸化炭素が供給され、排気過程で処理空間５０２が排気される。

減圧段階（Ｓ３００）は基板Ｗの処理を完了した後、処理空間５０２を排気する。一例によれば、減圧は処理空間５０２の内部の常圧又はこれと類似な圧力になる時まで行われる。減圧段階（Ｓ３００）が完了されれば、工程チャンバー５２０を開放する開放段階（Ｓ４００）が遂行され、工程チャンバー５２０が開放されれば、基板Ｗが処理空間５０２から搬出される。

図６は加圧段階（Ｓ１００）で図４の第１流体供給ユニット５６０が工程チャンバー５２０にＩＰＡが溶解された二酸化炭素を供給する形状を示す図面である。図６を参照すれば、加圧段階（Ｓ１００）で、ＩＰＡが二酸化炭素に溶解された状態で処理空間５０２に供給される。一例で、処理空間５０２に供給されるＩＰＡが溶解された二酸化炭素の混合比は処理空間５０２でＩＰＡが１ｗｔ％以下に提供されるように調節される。一実施形態で、ＩＰＡは処理空間５０２で０．５ｗｔ％になるように提供されることができる。加圧段階（Ｓ１００）で第１供給バルブ５６２を除いたバルブは閉鎖される。

図７は処理段階で図４の第２流体供給ユニットが工程チャンバー５２０に有機溶剤が溶解されない超臨界流体を供給する形状を示す図面である。図７を参照すれば、処理段階（Ｓ２００）の供給過程で有機溶剤なしで超臨界流体のみが処理空間５０２に供給される。処理段階（Ｓ２００）の排気過程は図８に図示された通りである。

一例で、処理段階（Ｓ２００）の供給過程で処理空間５０２の圧力をＰ１とし、加圧段階（Ｓ１００）で処理空間５０２の圧力をＰ２とすれば、Ｐ１はＰ２より小さいか、或いは同一であることができる。一例で、繰り返される供給過程でＰ２は同一圧力に提供されることができ、圧力が異なりに提供されてもよい。

処理段階（Ｓ２００）でＩＰＡが溶解されない二酸化炭素を処理空間５０２に供給して、加圧段階（Ｓ１００）で供給された二酸化炭素に物理的な力を加えて二酸化炭素に対するＩＰＡの溶解を促進させる。

図８は排気段階で図４の排気ユニットが工程チャンバー５２０を排気する形状を示す図面である。図８を参照すれば、排気ユニット５５０に設置された排気バルブ５５２が開放され、第１流体供給ユニット５６０と第２流体供給ユニット５７０に提供されたバルブが閉鎖されて処理空間が排気される。

本発明によれば、加圧段階（Ｓ１００）で、処理空間５０２に有機溶剤が溶解された二酸化炭素を供給することによって、有機溶剤が二酸化炭素に溶解される前に処理空間５０２で乾燥される現象を防止することができる長所がある。したがって、リーニング現象を防止し、有機溶剤で基板をウェッティングする過程で有機溶剤の使用量を減少させることができる長所がある。

また、本発明によれば、加圧段階（Ｓ１００）で、処理空間５０２に有機溶剤が溶解された二酸化炭素を供給することによって、有機溶剤と二酸化炭素の反応速度を速くして、有機溶剤の二酸化炭素に対する溶解時間を短縮させることができる長所がある。

また、本発明によれば、加圧段階（Ｓ１００）で、処理空間５０２に有機溶剤が溶解された二酸化炭素を供給することによって、有機溶剤と二酸化炭素の反応が円滑に行われるようにして基板上に残留する有機溶剤を最小化することができる長所がある。

また、本発明によれば、加圧段階（Ｓ１００）で処理空間５０２に有機溶剤が溶解された二酸化炭素を供給し、処理段階（Ｓ２００）で処理空間５０２に有機溶剤が溶解されない二酸化炭素を供給することによって処理段階（Ｓ２００）で供給過程と排気過程を繰り返す回数を減少させて工程時間を短縮することができる長所がある。

以上の詳細な説明は本発明を例示することである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を例として説明することであり、本発明は多様な他の組合、変更、及び環境で使用することができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／又は当業界の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。前述した実施形態は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明することであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むこととして解析されなければならない。

５０２ 処理空間
５２０ 工程チャンバー
５５０ 排気ユニット
５６０ 第１流体供給ユニット
５７０ 第２流体供給ユニット

Claims (20)

1. 基板を処理する装置において、
   内部に処理空間を有する工程チャンバーと、
   前記処理空間内で基板を支持する支持ユニットと、
   前記処理空間に有機溶剤が溶解された超臨界流体を供給する第１流体供給ユニットと、
   前記処理空間に前記有機溶剤が溶解されない前記超臨界流体を供給する第２流体供給ユニットと、
   前記処理空間を排気する排気ユニットと、
   前記第１流体供給ユニット、前記第２流体供給ユニット、及び前記排気ユニットを制御する制御器と、を含み、
   前記制御器は、
   前記第１流体供給ユニットを通じて前記有機溶剤が混合された超臨界流体を前記処理空間に供給した後に前記第２流体供給ユニットを通じて前記有機溶剤が溶解されない前記超臨界流体が前記処理空間に供給されるように前記第１流体供給ユニット及び前記第２流体供給ユニットを制御する基板処理装置。
2. 前記第１流体供給ユニットは、
   混合タンクと、
   前記混合タンクに前記超臨界流体を供給する第１超臨界流体供給ラインと、
   前記混合タンクに前記有機溶剤を供給する溶剤供給ラインと、
   前記混合タンク内の前記有機溶剤が混合された超臨界流体を前記処理空間に供給する第１供給ラインと、を有する請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第２流体供給ユニットは、
   前記超臨界流体を格納するレジャーバーと、
   前記レジャーバーに前記超臨界流体を供給する第２超臨界流体供給ラインと、
   前記レジャーバー内の前記超臨界流体を前記処理空間に供給する第２供給ラインと、を有する請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記制御器は、
   前記処理空間に供給される前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体の混合比は、前記処理空間で前記有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように前記第１流体供給ユニットを制御する請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記第１流体は、二酸化炭素である請求項１乃至請求項４のいずれかの一項に記載の基板処理装置。
6. 前記第２流体は、イソプロピルアルコールである請求項１乃至請求項４のいずれかの一項に記載の基板処理装置。
7. 基板を処理する方法において、
   基板が処理空間に搬入された後、前記処理空間を超臨界流体を供給して加圧する加圧段階と、
   前記超臨界流体を前記処理空間に供給して前記超臨界流体で前記基板を処理する処理段階と、
   前記基板の処理が完了された後、前記処理空間で前記超臨界流体を排出する減圧段階と、を順次的に遂行し、
   前記加圧段階では、
   前記処理空間に超臨界流体と有機溶剤を同時に供給する基板処理方法。
8. 前記加圧段階で、
   前記有機溶剤が前記超臨界流体に溶解された状態で前記処理空間に供給される請求項７に記載の基板処理方法。
9. 前記処理段階は、
   有機溶剤なしで前記超臨界流体のみが前記処理空間に供給する請求項７に記載の基板処理方法。
10. 前記加圧段階は、
    前記処理空間に供給される前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体の混合比は、前記処理空間で前記有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように調節される請求項７に記載の基板処理方法。
11. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である請求項７乃至請求項１０のいずれかの一項に記載の基板処理方法。
12. 前記有機溶剤は、イソプロピルアルコールである請求項７乃至請求項１０のいずれかの一項に記載の基板処理方法。
13. 基板を処理する方法において、
    有機溶剤が残留する基板上に超臨界流体を供給して前記基板上で前記有機溶剤を除去し、
    処理空間に超臨界流体と有機溶剤を同時に供給して基板を処理する基板処理方法。
14. 前記基板の処理は、
    処理空間に前記基板を搬入し、前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体を前記処理空間に供給する請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 処理空間に前記基板を搬入し、前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体を前記処理空間に供給し、その後に前記有機溶剤が溶解されない前記超臨界流体を前記処理空間に供給する請求項１３に記載の基板処理方法。
16. 前記処理空間の外部で前記有機溶剤が前記超臨界流体に溶解された後に、前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体が前記処理空間に供給される請求項１５に記載の基板処理方法。
17. 前記処理空間に供給される前記有機溶剤が溶解された前記超臨界流体の混合比は、前記処理空間で前記有機溶剤が１ｗｔ％以下に提供されるように調節される請求項１５に記載の基板処理方法。
18. 前記基板の処理は、
    前記処理空間に前記超臨界流体の供給することと、前記処理空間を排気することと、を繰り返して行われる請求項１３に記載の基板処理方法。
19. 前記超臨界流体は、二酸化炭素である請求項１３乃至請求項１８のいずれかの一項に記載の基板処理方法。
20. 前記有機溶剤は、イソプロピルアルコールである請求項１３乃至請求項１８のいずれかの一項に記載の基板処理方法。

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