JP2023087634A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板処理装置と基板処理方法を提供する。【解決手段】本発明の基板処理装置は、基板を超臨界状態の処理流体で処理するための処理空間を提供するチャンバーボディと、前記処理空間で前記基板を支持する基板支持ユニットと、前記処理流体を前記処理空間へ供給する流体供給ラインを含む流体供給ユニットと、前記流体供給ラインを加熱する供給ライン加熱ユニットと、を含む。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、超臨界状態の流体を用いて基板を処理することができる装置及び方法に関する。
一般に、半導体は、シリコンウェーハなどの基板上に、フォトリソグラフィー工程を含む様々な工程で回路パターンを形成することにより製造される。このような製造過程の中では、パーティクル、有機汚染物、金属不純物などの様々な異物が発生するが、これらの異物は、基板に欠陥を誘発して半導体素子の歩留まりに直接的な影響を及ぼす要因として作用する。したがって、半導体製造工程には、基板から異物を除去するための洗浄工程が必須に伴われる。
基板の洗浄は、一般に、ケミカルで基板上の異物を除去し、純水で基板を洗浄した後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いてこれを乾燥させる過程を経て行われる。しかし、このような洗浄工程は、半導体素子の回路パターンが微細である場合に、基板の乾燥効率が低いだけでなく、乾燥過程中に回路パターンが破損する倒壊現象（ｐａｔｔｅｒｎ ｃｏｌｌａｐｓｅ）が頻繁に発生するため、線幅３０ｎｍ以下の半導体デバイスには適していない。
したがって、最近では、かかる欠点を補完することができる超臨界流体（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ）を用いて基板を乾燥させる工程に関する研究が盛んに行われている。
韓国登録特許第１０－２２２５９５７号公報（２０２１年３月１１日） 韓国公開特許第１０－２０２１－００６６２０４号公報（２０２１年６月７日）
本発明の実施形態は、超臨界工程を行うために使用される流体の温度偏差を最小限に抑えることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態は、超臨界工程の実行による基板処理コンディションをより一定に維持することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態は、超臨界工程に要する時間を短縮することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
解決しようとする課題は、これに限定されず、上述していないその他の課題は、通常の技術者であれば以降の記載から明確に理解できるであろう。
本発明の実施形態によれば、基板を超臨界状態の処理流体で処理するための処理空間を提供するチャンバーボディと、前記処理空間で前記基板を支持する基板支持ユニットと、前記処理流体を前記処理空間へ供給する流体供給ラインを含む流体供給ユニットと、前記流体供給ラインを加熱する供給ライン加熱ユニットと、を含む、基板処理装置が提供される。
前記供給ライン加熱ユニットは、昇温した加熱流体を用いて前記流体供給ラインを加熱するように構成できる。
前記供給ライン加熱ユニットは、昇温した前記加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱することができる。
前記加熱流体は、不活性ガスを含むことができる。前記加熱流体は、熱伝導度が前記処理流体に比べて高い不活性ガスを含むことができる。
前記供給ライン加熱ユニットは、アイドルモードで作動することができる。前記流体供給ユニットは、前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体が前記流体供給ラインに沿って前記処理空間へ供給することができるように前記流体供給ラインが開放できる。
本発明の実施形態による基板処理装置は、前記処理空間に流入した前記加熱流体を前記供給ライン加熱ユニットへ回収する流体回収ユニットをさらに含むことができる。
前記供給ライン加熱ユニットは、前記加熱流体を前記流体供給ラインへ注入する流体注入ラインと、前記流体注入ラインに沿って流れる前記加熱流体を加熱する注入ラインヒーターと、を含むことができる。
前記流体供給ユニットは、前記流体供給ラインに沿って流れる前記処理流体を加熱する供給ラインヒーターをさらに含むことができる。
前記供給ラインヒーターは、前記流体供給ライン上で前記流体注入ラインが連結された部分を基準として下流側に設けられることができる。
前記流体供給ユニットは、前記流体供給ライン上で前記流体注入ラインが連結された部分を基準として下流側に設けられたフィルターをさらに含むことができる。
前記供給ラインヒーターは、前記処理流体を臨界温度以上に加熱するように作動することができる。
本発明の実施形態によれば、基板を超臨界状態の処理流体で処理するための処理空間を提供するチャンバーボディと；前記処理空間を前記処理流体の臨界温度以上に加熱するチャンバーヒーターと；前記処理空間で前記基板を支持する基板支持ユニットと；前記処理流体を前記処理空間へ供給する流体供給ラインを有し、前記流体供給ライン上にそれぞれ設けられたフィルターと供給ライン開閉バルブを有する流体供給ユニットと；前記処理空間に連結されたベントユニットと；加熱流体を前記流体供給ラインへ注入する流体注入ラインを有し、前記流体注入ライン上にそれぞれ設けられた注入ラインヒーター及び注入ライン開閉バルブを有し、前記流体注入ラインが前記流体供給ラインにおける前記フィルターを基準として上流側に連結された供給ライン加熱ユニットと；を含み、前記供給ライン加熱ユニットは、アイドルモードで昇温した前記加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱するように作動し、前記流体供給ユニットは、前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体が前記流体供給ラインに沿って前記処理空間へ供給することができるように前記供給ライン開閉バルブが開放として作動する、基板処理装置が提供される。
前記流体供給ユニットは、前記流体供給ラインに沿って流れる前記処理流体を臨界温度以上に加熱する供給ラインヒーターをさらに含むことができる。前記流体供給ラインは、メインラインと、前記メインラインから分岐して前記処理流体をそれぞれ前記処理空間の上部へ供給する第１分岐ラインと、前記処理空間の下部へ供給する第２分岐ラインと、を含むことができる。前記フィルターは前記メインラインに配置されることができる。前記供給ライン開閉バルブは、前記メインライン、前記第１分岐ライン及び前記第２分岐ラインのそれぞれに配置されることができる。前記供給ラインヒーターは、前記メインライン上で前記流体注入ラインが連結された部分と前記フィルターとの間に設けられ、前記アイドルモードで前記加熱流体を加熱することができる。
本発明の実施形態による基板処理装置は、前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体を前記処理空間から前記供給ライン加熱ユニットへ回収する流体回収ユニットをさらに含むことができる。
一方、本発明の実施形態による基板処理装置において、前記供給ライン加熱ユニットは、前記流体供給ラインを包み、前記流体供給ラインと二重管を構成する加熱流体ラインを含み、昇温した前記加熱流体を前記加熱流体ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱するように構成されることもできる。
本発明の実施形態によれば、基板をチャンバーボディの処理空間内で超臨界状態の処理流体で処理する方法であって、アイドルモードで前記処理空間に連結された流体供給ラインを加熱する第１ステップと、前記処理流体を加熱された前記流体供給ラインを介して前記処理空間へ供給して前記処理空間を加圧し、前記基板を処理する超臨界工程モードを行う第２ステップと、を含む、基板処理方法が提供される。
前記第１ステップは、昇温した加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱することができる。
前記第１ステップは、前記流体供給ラインを開いた状態で昇温した加熱流体を前記流体供給ラインへ流し、昇温した前記加熱流体を前記処理空間へ供給することができる。
前記第１ステップは、前記流体供給ラインの温度と前記処理空間の温度のうちの少なくとも一方に基づいて前記加熱流体の昇温温度を決定することができる。
課題の解決手段は、以下に説明する実施形態、図面等を介してより具体的かつ明確になるであろう。また、以下では、上述した解決手段以外の様々な解決手段がさらに提示できる。
本発明の実施形態によれば、流体供給ユニットの流体供給ラインを供給ライン加熱ユニットによって加熱することにより、超臨界工程の実行のために、流体供給ラインに沿ってチャンバーボディの処理空間へ流れる処理流体を熱の移動によって一定の範囲の温度に調整することができる。これにより、超臨界工程の実行の際に、一定の範囲の温度に調整された処理流体を処理空間へ供給することにより、超臨界雰囲気の造成時間を短縮することができる。また、流体供給ラインの温度降下等による処理流体の温度偏差を最小化することにより、基板に作用するダメージを低減することができ、基板処理コンディションをより一定に維持することができる。
本発明の効果は、これに限定されず、上述していない他の効果は、通常の技術者であれば本明細書及び添付図面から明確に理解できるであろう。
本発明の実施形態による基板処理装置を示す平面図である。 図１に示された第１工程チャンバーを示す断面図である。 二酸化炭素の相変化に関する図である。 図１に示された第２工程チャンバーの一例を示す構成図である。 図４に示された第２工程チャンバーの作動を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による基板処理装置の流体供給モジュールを示す構成図である。 本発明の実施形態による基板処理装置の第２工程チャンバーの変形例をそれぞれ示す構成図である。 本発明の実施形態による基板処理装置の第２工程チャンバーの変形例をそれぞれ示す構成図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明の実施形態を説明するにあたり、関連する公知の機能や構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にするおそれがあると判断された場合には、その具体的な説明を省略し、類似機能及び作用を行う部分は、図面全体にわたって同一の符号を付する。
本明細書で使用される用語の少なくとも一部は、本発明における機能を考慮して定義したものであるので、ユーザー、運用者の意図、慣例などに応じて変わり得る。したがって、その用語については、明細書全体にわたる内容に基づいて解釈されるべきである。また、明細書において、ある構成要素を含むとするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。そして、ある部分が他の部分に連結（又は、結合）されるとするとき、これは、直接的に連結（又は、結合）される場合だけでなく、他の部分を挟んで間接的に連結（又は、結合）される場合も含む。
一方、図面における構成要素のサイズや形状、線の厚さなどは、理解の便宜上、多少誇張して表現されていることもある。
本発明の実施形態による基板処理装置は、超臨界工程などを行うことができる。超臨界工程とは、超臨界状態の流体を用いて基板を処理する工程を意味する。例えば、超臨界工程は、超臨界状態の流体を用いて基板に対する処理として洗浄を行う超臨界洗浄工程や、乾燥を行う超臨界乾燥工程であり得る。もちろん、超臨界工程は、これらの例に限定されない。
本発明の実施形態による基板処理装置によって処理される基板は、シリコン及びウエハーを含む様々なウエハー、有機基板及びガラス基板はいうまでもなく、半導体素子、ディスプレイ、及びそれ以外に回路パターンが薄膜に形成される物品を製造するのに使用される基板を全て含む包括的な概念として解釈されるべきである。
本発明の実施形態による基板処理装置は、インデックスモジュール（図１の参照番号１０００参照）、工程モジュール（図１の参照番号２０００参照）、及び流体供給モジュール（図６の図面符号３０００参照）を含むことができる。インデックスモジュールは、外部からの基板（図２及び図４の参照番号Ｓ参照）を工程モジュールに搬送することができる。工程モジュールは、流体を用いて基板を処理することができる。流体供給モジュールは、流体を工程モジュールに供給することができる。
図１は本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す平面図である。インデックスモジュールと工程モジュールの構成などが図１に示されている。図１を参照すると、インデックスモジュール１０００は、ロードポート１１００とインデックスユニット１２００とを含むＥＦＥＭ（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｒｏｎｔ ｅｎｄ ｍｏｄｕｌｅ）であり得る。工程モジュール２０００は、バッファチャンバー２１００、移送チャンバー２２００、第１工程チャンバー２３００、及び第２工程チャンバー２４００を含むことができる。
ロードポート１１００、インデックスユニット１２００、及び工程モジュール２０００は、一列に順次配置されることができる。ロードポート１１００、インデックスユニット１２００及び工程モジュール２０００が順次配置される方向を第１方向Ｘと定義する。また、上方から見ると、第１方向Ｘに対して垂直な方向を第２方向Ｙと定義し、第１方向Ｘと第２方向Ｙの両方に対して垂直な方向を第３方向Ｚと定義する。
ロードポート１１００は、複数個が第２方向Ｙに沿って一列に配置されることができる。基板は、コンテナーＣに収容されることができる。コンテナーＣは、ＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）であり得る。コンテナーＣは、外部から搬送されてロードポート１１００にロードされるか、或いはロードポート１１００からアンロードされて外部へ搬送されることができる。コンテナーＣは、ＯＨＴ（ｏｖｅｒｅａｄ ｈｏｉｓｔ ｔｒａｓｐｏｒｔ）、ＡＧＶ（ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＲＧＶ（ｒａｉｌ ｇｕｉｄｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）などのコンテナー搬送装置又は作業者によって基板処理装置のロードポート１１００の間で搬送されることができる。
インデックスユニット１２００は、基板をロードポート１１００にロードされたコンテナーＣと工程モジュール２０００との間で搬送することができる。インデックスユニット１２００は、インデックスレール１２１０とインデックスロボット１２２０と、を含むことができる。インデックスレール１２１０は、インデックスロボット１２２０が移動する経路を提供することができる。インデックスレール１２１０は、長手方向が第２方向Ｙと並ぶように設けられることができる。インデックスロボット１２２０は、基板を搬送することができる。
インデックスロボット１２２０は、ロボットベース１２２１、ロボットボディ１２２２、及びロボットアーム１２２３を含むことができる。ロボットベース１２２１は、インデックスレール１２１０に沿って移動することができる。ロボットボディ１２２２は、ロボットベース１２２１上に第３方向Ｚに沿って移動可能であるとともに第３方向Ｚを軸として回転可能であるように設けられることができる。ロボットアーム１２２３は、ロボットボディ１２２２に前進及び後退可能に設けられることができる。ロボットアーム１２２３の一端にハンドが備えられて基板を保持したり基板の保持を解除したりすることができる。例えば、インデックスロボット１２２０は、複数のロボットアーム１２２３を備えることができ、複数のロボットアーム１２２３が第３方向Ｚに沿って積層される方式で配置され、個別に駆動されることができる。このようなインデックスロボット１２２０は、ロボットベース１２２１がインデックスレール１２１０に沿って移動し、ロボットボディ１２２２とロボットアーム１２２３が作動することにより基板をコンテナーＣと工程モジュール２０００との間で搬送することができる。
インデックスモジュール１０００、バッファチャンバー２１００及び移送チャンバー２２００は、第１方向Ｘに沿って順次配置されることができる。移送チャンバー２２００は、長手方向が第１方向Ｘと並ぶように配置されることができる。第１工程チャンバー２３００と第２工程チャンバー２４００は、移送チャンバー２２００の第２方向Ｙの側方に配置されることができる。例えば、第１工程チャンバー２３００と第２工程チャンバー２４００は、移送チャンバー２２００を挟んで第２方向Ｙの両側に相互対向するように配置されてもよい。チャンバー２１００、２２００、２３００、２４００の配置は、これに限定されず、フットプリントや工程効率などの様々な要素に応じて適宜変更可能である。
バッファチャンバー２１００は、インデックスモジュール１０００と工程モジュール２０００との間で搬送される基板が一時的に留まる空間を提供することができる。例えば、インデックスロボット１２２０が基板をコンテナーＣからバッファチャンバー２１００に搬送すると、移送チャンバー２２００の移送ロボット２２２０が基板をバッファチャンバー２１００から第１工程チャンバー２３００又は第２工程チャンバー２４００へ搬送することができる。
移送チャンバー２２００は、基板を周囲に配置されたバッファチャンバー２１００、第１工程チャンバー２３００及び第２工程チャンバー２４００の間で搬送することができる。移送チャンバー２２００は、移送レール２２１０と移送ロボット２２２０とを含むことができる。移送レール２２１０は、移送ロボット２２２０が移動する経路を提供することができる。移送レール２２１０は、第１方向Ｘに並んで設けられることができる。移送ロボット２２２０は基板を搬送することができる。
移送ロボット２２２０は、ロボットベース２２２１、ロボットボディ２２２２及びロボットアーム２２２３を含むことができる。移送ロボット２２２０のロボットベース２２２１、ロボットボディ２２２２及びロボットアーム２２２３は、インデックスロボット１２２０のロボットベース１２２１、ロボットボディ１２２２及びロボットアーム１２２３と同様に構成されるので、これについての詳細な説明は省略する。このような移送ロボット２２２０は、ロボットベース２２２１が移送レール２２１０に沿って移動し、ロボットボディ２２２２及びロボットアーム２２２３が作動することにより基板をバッファチャンバー２１００、第１工程チャンバー２３００及び第２工程チャンバー２４００の間で搬送することができる。
第１工程チャンバー２３００と第２工程チャンバー２４００は、基板に対して互いに異なる工程を行うことができる。第１工程チャンバー２３００で行われる第１工程と第２工程チャンバー２４００で行われる第２工程は、順次行われる工程であり得る。例えば、第１工程チャンバー２３００では、ケミカル工程、洗浄工程及び第１乾燥工程を含む第１工程が行われ、第２工程チャンバー２４００では、第１工程の後続工程として第２乾燥工程を含む第２工程が行われることができる。第１乾燥工程は、有機溶剤を用いる湿式乾燥工程であり、第２乾燥工程は、超臨界状態の流体を用いる超臨界乾燥工程であり得る。場合によっては、第１乾燥工程と第２乾燥工程の中から選択されたいずれか１つのみが行われてもよい。もちろん、第１工程チャンバー２３００及び第２工程チャンバー２４００で行われる工程は、このような例に限定されない。
図２は、本発明の一実施形態による基板処理装置の第１工程チャンバー２３００を概略的に示す断面図である。図２を参照して、第１工程チャンバー２３００について説明する。第１工程チャンバー２３００は、ハウジング２３１０（図１参照）、基板支持ユニット２３２０、流体供給ユニット２３３０、及び処理容器２３４０を含むことができる。ハウジング２３１０は、第１工程が行われる処理空間を提供することができる。基板支持ユニット２３２０は、ハウジング２３１０の処理空間で基板Ｓを支持することができる。流体供給ユニット２３３０は、第１工程のための流体を基板支持ユニット２３２０によって支持された基板Ｓへ供給することができる。処理容器２３４０は、第１工程が行われる間に基板Ｓから飛散する流体を回収することができる。
第１工程チャンバー２３００の基板支持ユニット２３２０は、スピンヘッド２３２１、複数のチャックピン２３２３、及び回転駆動機構２３２５、２３２６を含むことができる。スピンヘッド２３２１は、第３方向Ｚの軸を中心に回転可能に設けられ、回転駆動機構２３２５、２３２６は、スピンヘッド２３２１を回転させることができる。スピンヘッド２３２１は、基板Ｓ（以下、図面符号の併記は省略する）を支持する支持ピン２３２２を含むことができ、チャックピン２３２３は、支持ピン２３２２によって支持された基板の位置を固定させることができる。
支持ピン２３２２は、基板の下面を支持するようにスピンヘッド２３２１の上面から突出し、互いに離隔するように間隔を置いて配置されることができる。チャックピン２３２３は、スピンヘッド２３２１に設けられることができる。チャックピン２３２３は、互いに離隔した位置でそれぞれ基板の周りを接触方式で支持して、基板が定位置から離脱するのを防止することができる。具体的には、チャックピン２３２３は、ピン駆動機構によってスピンヘッド２３２１の中心部から外側へ移動して待機位置に位置するか、或いはスピンヘッド２３２１の外側から中心側へ移動して支持位置に位置することができる。このようなチャックピン２３２３は、基板がスピンヘッド２３２１に対してロード又はアンロードされるときには、待機位置へ移動して待機することができ、ロードされた基板を処理するための第１工程が行われる間には、支持位置へ移動して基板を支持することができる。チャックピン２３２３とピン駆動機構は基板チャックを構成することができる。
回転駆動機構２３２５、２３２６は、スピンヘッド２３２１が連結された第３方向Ｚの軸部材２３２５と、軸部材２３２５を回転させる駆動モーター２３２６と、を含むことができる。 スピンヘッド２３２１が回転駆動機構２３２５、２３２６によって回転すると、位置がチャックピン２３２３によって固定された基板を回転させることができる。
第１工程チャンバー２３００の流体供給ユニット２３３０は、アーム支持台２３３１、ノズルアーム２３３２、ノズル２３３３、及び支持台駆動機構２３３４を含むことができる。
処理容器２３４０は、ハウジング２３１０の処理空間に配置され、上部が開放され、内部には開放された上部と連通する収容空間が設けられたカップ構造を持つように形成され、スピンヘッド２３２１が収容空間に配置されることができる。アーム支持台２３３１は、ハウジング２３１０の処理空間で処理容器２３４０の外部に配置され、長手方向が第３方向Ｚと並ぶように設けられることができる。ノズルアーム２３３２は、アーム支持台２３３１の上端部に結合され、第３方向Ｚに対して垂直な方向に延びることができる。ノズル２３３３は、ノズルアーム２３３２の先端部に流体を下方に吐出するように設けられることができる。支持台駆動機構２３３４は、アーム支持台２３３１の回転（第３方向の軸を中心とする回転）と昇降（第３方向に沿って昇降）のうちの少なくとも１つを行うように構成できる。支持台駆動機構２３３４が作動すると、ノズル２３３３は、移動（回転移動及び／又は昇降移動）することができる。
このような流体供給ユニット２３３０によれば、ノズル２３３３は、支持台駆動機構２３３４によってアーム支持台２３３１を中心に回転して待機位置に位置するか、或いは供給位置に位置することができる。このとき、ノズル２３３３の待機位置は、ノズル２３３３がスピンヘッド２３２１の垂直上部から外れた位置であり、ノズル２３３３の供給位置は、ノズル２３３３から吐出された流体がスピンヘッド２３２１上の基板に供給されるようにノズル２３３３がスピンヘッド２３２１の垂直上部に配置された位置であり得る。ノズル２３３３は、基板がスピンヘッド２３２１に対してロード又はアンロードされるときには、待機位置へ移動して待機することができ、ロードされた基板を処理するための第１工程が行われる間には、供給位置へ移動して流体を基板の上面に供給することができる。
第１工程チャンバー２３００は、説明した流体供給ユニット２３３０を複数備えることができる。複数の流体供給ユニット２３３０は、互いに異なる流体を供給することができる。例えば、複数の流体供給ユニット２３３０によって供給される互いに異なる流体は、洗浄剤、リンス剤及び有機溶剤であり得る。例えば、洗浄剤は、過酸化水素溶液であっても、過酸化水素溶液にアンモニア、塩酸又は硫酸を混合した溶液であってもよく、フッ酸溶液であってもよい。リンス剤は純水であり得る。有機溶剤は、イソプロピルアルコールであり得る。もちろん、洗浄剤、リンス剤及び有機溶剤は、このような例に限定されるものではない。
流体がノズル２３３３から基板の上面に供給され、スピンヘッド２３２１が回転すると、基板に供給された流体が基板から周囲に飛散することができる。処理容器２３４０は、このように飛散する流体を回収することができる。処理容器２３４０は、複数の容器で構成できる。複数の容器は、互いに異なる流体を回収することができ、容器の数は、第１工程に使用される流体の数に応じて適切に選択できる。処理容器２３４０に対して３つの容器で構成される場合を基準に説明する。
処理容器２３４０を構成するカップ構造の容器は、第１容器２３４０ａ、第２容器２３４０ｂ、第３容器２３４０ｃの順にスピンヘッド２３２１の中心から遠くに配置できる。処理容器２３４０は、それぞれの容器２３４０ａ、２３４０ｂ、２３４０ｃに第３方向Ｚに沿って互いに高さを異ならせて流入口２３４１が形成される。処理容器２３４０は、流入口２３４１ａ、２３４１ｂ、２３４１ｃのいずれかがスピンヘッド２３２１上の基板と同じ高さに位置するように第３方向Ｚに沿って昇降可能な構造で設けられることができる。例えば、第３容器２３４０ｃに昇降駆動機構２３４３が連結できる。それぞれの容器２３４０ａ、２３４０ｂ、２３４０ｃは、下部に回収された流体を再生装置へ移送する回収ライン２３４２が連結できる。
次に、第１工程チャンバー２３００で第１工程が行われる過程の一例について説明する。
基板が移送ロボット２２２０によってハウジング２３１０の処理空間に搬入され、スピンヘッド２３２１にロードされると、流体として洗浄剤を基板の上面に供給し、供給された洗浄剤が基板の上面に均一に広がるように基板をスピンヘッド２３２１によって回転させ、第１容器２３４０ａの第１流入口２３４１ａが基板と同じ高さに位置するように処理容器２３４０を昇降させる。この工程では、基板上の異物が洗浄剤によって除去され、基板から飛散する洗浄剤が第１容器２３４０ａへ回収される。
異物を洗浄剤で除去するケミカル工程が終了すると、リンス剤として純水を基板の上面に供給し、第２容器２３４０ｂの第２流入口２３４１ｂが基板と同じ高さに位置するように処理容器２３４０を昇降させる。この工程では、基板上に残留する洗浄剤が純水によって除去され、基板から飛散する純水が第１容器２３４０ａへ回収される。
洗浄剤をリンス剤で除去する洗浄工程が終了すると、有機溶剤を基板の上面に供給し、第３容器２３４０ｃの第３流入口２３４１ｃが基板と同じ高さに位置するように処理容器２３４０を昇降させる。ここでは、有機溶剤が純水を置換する第１乾燥工程が行われ、基板から飛散する有機溶剤が第３容器２３４０ｃへ回収される。
第２工程チャンバー２４００では、超臨界状態の流体を用いる超臨界乾燥工程を含む第２工程が行われることができる。超臨界流体とは、物質が臨界状態、すなわち臨界温度と臨界圧力を超えた状態に達して液体と気体を区分することができない状態の流体を意味する。超臨界流体の場合、分子密度は液体に近いが、粘性度はガスに近い性質を有する。このような超臨界流体は、拡散力、浸透性、溶解力が非常に高いため、化学反応に有利である。また、超臨界流体は、表面張力が非常に低いため、微細構造に界面張力を加えないので、基板に対する乾燥工程に使用すると、優れた乾燥効率を確保することができ、倒壊現象を回避することができる。超臨界乾燥工程には、二酸化炭素が超臨界流体として使用できる。もちろん、超臨界流体が二酸化炭素に限定されるものではない。
図３は、二酸化炭素の相変化に関する図である。二酸化炭素は、温度が３１．１℃以上、圧力が７．３８Ｍｐａ以上になると、超臨界状態になる。二酸化炭素は、毒性がなく、不燃性で不活性な特徴を有する。二酸化炭素は、臨界温度と臨界圧力が低いため、温度と圧力を調節して溶解力を制御しやすく、水やその他の有機溶剤と比較して１０～１００倍ほど拡散係数が低く、表面張力が極めて小さいなど、乾燥工程に利用するのに有利な物性を有する。また、二酸化炭素は、様々な化学反応の副産物として生成されたものをリサイクルして使用することができるだけでなく、乾燥工程に使用されたものを再生して再び使用することができるため、環境汚染の面でも負担が少ない。
図４は、本発明の実施形態による基板処理装置の第２工程チャンバー２４００の一例を概略的に示す構成図である。図５は、図４に示されている第２処理チャンバー２４００の作動を例示的に示すフローチャートである。図４及び図５を参照して第２工程チャンバー２４００について説明する。第２処理チャンバー２４００は、チャンバーボディ２４１０、チャンバーヒーター２４２０、基板支持ユニット２４３０、流体供給ユニット２４４０、ベントユニット２４７０、ドレインユニット２４８０及び供給ライン加熱ユニット２４５０を含むことができる。超臨界乾燥工程を含む第２工程は、チャンバーボディ２４１０の内部で行われることができる。基板は、チャンバーボディ２４１０の内部で超臨界状態の流体によって処理することができる。超臨界乾燥工程を行うための流体は、流体供給ユニット２４４０によってチャンバーボディ２４１０の内部に供給できる。以下、超臨界乾燥工程を行うために超臨界状態となる流体を処理流体と称する。
チャンバーボディ２４１０は、第２工程が行われる空間であって、外部と遮断可能な内部の処理空間２４１１を提供するように構成され、超臨界乾燥工程を行うための高温と高圧に十分耐えることができる構造を持つように提供されることができる。チャンバーボディ２４１０は、上部ボディ２４１５と下部ボディ２４１６とを含み、上部ボディ２４１５と下部ボディ２４１６との組み合わせによって処理空間２４１１を提供することができる。
上部ボディ２４１５は、下部ボディ２４１６の上側に配置され、位置が固定されることができる。下部ボディ２４１６は、シリンダーなどのボディ昇降機構によって上部ボディ２４１５に対して第３方向Ｚに沿って昇降することができる。下部ボディ２４１６が下降して上部ボディ２４１５から離隔すると、チャンバーボディ２４１０の処理空間２４１１が開放されるため、基板を処理空間２４１１に搬入するか或いは処理空間２４１１から搬出することができる。下部ボディ２４１６が上昇して上部ボディ２４１５に密着すると、処理空間２４１１が密閉するため、第２工程の実行時に処理空間２４１１を外部と遮断することができる。
チャンバーヒーター２４２０は、チャンバーボディ２４１０の処理空間２４１１を加熱して、処理空間２４１１に供給された処理流体を超臨界状態に維持することができる。チャンバーヒーター２４２０は、処理流体を臨界温度以上に加熱することができる。チャンバーヒーター２４２０によれば、処理空間２４１１を超臨界雰囲気に造成することができる。一例として、チャンバーヒーター２４２０は、チャンバーボディ２４１０の壁に設けられてもよい。
第２工程チャンバー２４００の基板支持ユニット２４３０は、チャンバーボディ２４１０の処理空間２４１１に配置される。基板支持ユニット２４３０は、移送ロボット２２２０によって処理空間２４１１に搬入された基板を支持する。基板支持ユニット２４３０は、固定された構造で提供されてもよく、回転可能な構造で提供されてもよい。
第２工程チャンバー２４００の流体供給ユニット２４４０は、処理流体を処理空間２４１１へ供給する流体供給ライン２４４１を含むことができる。また、流体供給ユニット２４４０は、流体供給ライン２４４１上に設けられた逆流防止バルブ２４４５、フィルター２４４６、及び複数の供給ライン開閉バルブ２４４７ａ、２４４７ｂ、２４４７ｃを含むことができる。一例として、処理流体は、気体状態で処理空間２４１１に供給され、処理空間２４１１で超臨界状態に相変化されることができる。これとは異なり、処理流体は、超臨界状態で処理空間２４１１に供給されてもよい。
流体供給ライン２４４１は、メインライン２４４２、第１分岐ライン２４４３及び第２分岐ライン２４４４を含むことができる。第１分岐ライン２４４３と第２分岐ライン２４４４は、メインライン２４４２から分岐することができる。第１分岐ライン２４４３は、メインライン２４４２からの処理流体を基板支持ユニット２４３０によって支持された基板の上側から処理空間２４１１へ供給することができるように、上部ボディ２４１５に結合できる。第２分岐ライン２４４４は、メインライン２４４２からの処理流体を、基板支持ユニット２４３０によって支持された基板の下側から処理空間２４１１へ供給することができるように下部ボディ２４１６に結合できる。
複数の供給ライン開閉バルブとしては、メインバルブ２４４７ａ、第１バルブ２４４７ｂ、及び第２バルブ２４４７ｃが備えられることができる。逆流防止バルブ２４４５、フィルター２４４６及びメインバルブ２４４７ａはメインライン２４４２上に設置され、第１バルブ２４４７ｂは第１分岐ライン２４４３上に設置され、第２バルブ２４４７ｃは第２分岐ライン２４４４上に設置されることができる。逆流防止バルブ２４４５は、メインライン２４４２上で相対的に上流側に配置され、処理流体がメインライン２４４２に沿って下流側（第１、第２分岐ライン側）に流れずに逆流する現象を防止することができる。メインバルブ２４４７ａは、メインライン２４４２上で相対的に下流側に配置され、メインライン２４４２を開閉し、メインライン２４４２から第１、第２分岐ライン２４４３、２４４４に流れる処理流体の流量を調節することができる。フィルター２４４６は、逆流防止バルブ２４４５とメインバルブ２４４７ａとの間に配置され、メインライン２４４２に沿って流れる処理流体から異物を除去することができる。第１バルブ２４４７ｂは、第１分岐ライン２４４３を開閉し、第１分岐ライン２４４３に沿って流れる処理流体の流量を調節することができる。第２バルブ２４４７ｃは、第２分岐ライン２４４４を開閉し、第２分岐ライン２４４４に沿って流れる処理流体の流量を調節することができる。
ベントユニット２４７０は、処理空間２４１１に連結され、処理空間２４１１へ供給された処理流体を気体状態で放出することができる。ベントユニット２４７０は、処理流体を処理空間２４１１の上部から外部へ排出することができる。ベントユニット２４７０は、上部ボディ２４１５に結合されたベントライン２４７１と、ベントライン２４７１上に設けられ、ベントライン２４７１を開閉し、ベントライン２４７１に沿って流れる処理流体の流量を調節するベントライン開閉バルブ２４７２と、を含むことができる。
ドレインユニット２４８０は、処理空間２４１１に連結され、処理空間２４１１へ供給された処理流体を液体状態で放出することができる。ドレインユニット２４８０は、処理流体を処理空間２４１１の下部から外部へ排出することができる。ドレインユニット２４８０は、下部ボディ２４１６に結合されたドレインライン２４８１と、ドレインライン２４８１上に設けられ、ドレインライン２４８１を開閉し、ドレインライン２４８１に沿って流れる処理流体の流量を調節するドレインライン開閉バルブ２４８２と、を含むことができる。
供給ライン加熱ユニット２４５０は、流体供給ライン２４４１を加熱することができる。加熱された流体供給ライン２４４１に沿って流れる処理流体は、温度が熱の移動によって一定の範囲に調整されることができる。例えば、処理流体を超臨界状態で処理空間２４１１へ供給する場合には、処理流体の供給過程で処理流体の温度が臨界温度未満に降下することを防止することができ、処理流体を気体状態で処理空間２４１１へ供給する場合には、処理流体の供給過程で処理流体の温度を上昇させることができる。
第２工程チャンバー２４００は、超臨界乾燥工程を行うための超臨界工程モードで作動し、超臨界工程モードが終了すると、アイドルモードで作動することができる。第２工程チャンバー２４００は、このような超臨界工程モードとアイドルモードを繰り返し行うことができる。
第２工程チャンバー２４００は、超臨界工程モードで作動するために、基板を基板支持ユニット２４３０によって支持した後、下降した下部ボディ２４１６を上部ボディ２４１５に密着させて処理空間２４１１を密閉させるステップを行い、密閉状態の処理空間２４１１をチャンバーヒーター２４２０によって加熱し、処理流体を流体供給ユニット２４４０によって密閉状態の処理空間２４１１へ供給して超臨界雰囲気を造成するステップを行うことができる。処理流体が処理空間２４１１に流入する超臨界工程モードの初期には、処理空間２４１１の温度が処理流体の臨界温度に達していない状態であり得る。供給ライン加熱ユニット２４５０は、アイドルモードで流体供給ライン２４４１の温度を一定レベルまでに上昇させて、超臨界工程モードで一定の範囲の温度に調整された処理流体を処理空間２４１１へ供給することにより、超臨界雰囲気の造成時間を短縮することができる。また、流体供給ライン２４４１の温度降下などによる処理流体の温度偏差を最小化して、基板に作用するダメージを減少させることができ、繰り返し行われる超臨界乾燥工程間で基板処理コンディションをより一定に維持することができる。
供給ライン加熱ユニット２４５０は、昇温した加熱流体を用いて流体供給ライン２４４１を加熱することができる。具体的には、供給ライン加熱ユニット２４５０は、昇温した加熱流体を流体供給ライン２４４１へ流して流体供給ライン２４４１を加熱することができる。加熱流体は、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、窒素ガス（Ｎ２）などの反応性が低い不活性ガスを含むことができる。加熱流体としては、熱エネルギー伝達効率を考慮すると、不活性ガスの中でも熱伝導度が高いものを用いることができる。例えば、加熱流体は、処理流体である二酸化炭素に比べて高い熱伝導度を有する窒素ガスであり得る。
供給ライン加熱ユニット２４５０は、加熱流体を流体供給ライン２４４１へ注入する流体注入ライン２４５１と、流体注入ライン２４５１に沿って流体供給ライン２４４１に注入される加熱流体を加熱する注入ラインヒーター２４５２と、流体注入ライン２４５１上に設けられ、流体注入ライン２４５１を開閉し、流体注入ライン２４５１に沿って流れる加熱流体の流量を調節する注入ライン開閉バルブ２４５３と、を含むことができる。流体注入ライン２４５１は、流体供給ライン２４４１に連結され、加熱流体を流体供給ライン２４４１へ注入することができる。注入ラインヒーター２４５２は、流体注入ライン２４５１上に設けられ、流体注入ライン２４５１に沿って流れる加熱流体を加熱することができる。
供給ライン加熱ユニット２４５０が作動して、昇温した加熱流体が流体供給ライン２４４１へ注入されると、流体供給ユニット２４４０は、メインバルブ２４４７ａ、第１バルブ２４４７ｂ及び第２バルブ２４４７ｃが開放として作動することができる。このとき、流体供給ライン２４４１に注入された加熱流体は、処理空間２４１１に流入することができる。これにより、昇温した加熱流体は、流体供給ライン２４４１へ注入されてメインライン２４４２、第１分岐ライン２４４３及び第２分岐ライン２４４４を加熱することができ、第１分岐ラリン２４４３及び第２分岐ライン２４４４に沿って処理空間２４１１に流入して処理空間２４１１の温度及び湿度を、第２工程の実行に適したレベルに調節することができる。
流体注入ライン２４５１は、メインライン２４４２における逆流防止バルブ２４４５とフィルター２４４６との間に連結され、流体注入ライン２４５１からメインライン２４４２へ注入された加熱流体は、フィルター２４４６によって異物が除去された状態で処理空間２４１１に流入することができる。
次に、第２工程チャンバー２４００で超臨界乾燥工程が行われる過程の一例について説明する。
超臨界工程モードの進行前又は進行後のアイドルモードで、処理空間２４１１は密閉され、ベントユニット２４７０及びドレインユニット２４８０は閉じた状態であり得る。アイドルモードは、これに限定されないが、処理空間２４１１が開放され、ベントユニット２４７０が開いた状態であってもよい。
アイドルモードで、供給ライン加熱ユニット２４５０を作動させて、注入ラインヒーター２４５２の加熱作用により昇温した加熱流体をメインライン２４４２へ注入する。供給ライン加熱ユニット２４５０を作動させる前に、メインバルブ２４４７ａ、第１バルブ２４４７ｂ及び第２バルブ２４４７ｃを開放として作動させて流体供給ライン２４４１を開放することができる。流体供給ライン２４４１の開放は、供給ライン加熱ユニット２４５０の作動と同時に行われてもよく、供給ライン加熱ユニット２４５０の作動後に行われてもよい。このとき、昇温した加熱流体は、流体供給ライン２４４１に沿って流れながら流体供給ライン２４４１を加熱し、処理空間２４１１に流入して処理空間２４１１を加熱し、処理空間２４１１の湿度を調節する。例えば、加熱流体は、処理流体の臨界温度以上に昇温した状態で流体供給ライン２４４１へ注入されることができる。流体供給ライン２４４１の温度と処理空間２４１１の温度を検出し、検出された温度に基づいて加熱流体の温度をより上昇した温度に昇温させることもできる。
流体供給ライン２４４１と処理空間２４１１が、昇温した加熱流体で充填されると、供給ライン加熱ユニット２４５０の作動を停止させることができる。供給ライン加熱ユニット２４５０の作動を停止させることなく、加熱流体をベントユニット２４７０によって処理空間２４１１から外部へ排出し、昇温した流体をさらに注入することを繰り返し行うこともできる。
次に、超臨界工程モードの進行のために、ベントユニット２４７０を作動させて加熱流体を流体供給ライン２４４１と処理空間２４１１から外部へ排出することができる。そして、超臨界工程モードを行うことができる。
超臨界工程モードの際に、処理流体を処理空間２４１１へ供給して超臨界雰囲気を造成する過程で、供給ライン加熱ユニット２４５０を作動させて加熱流体として不活性ガスを一緒に供給することもできる。このとき、流体供給ライン２４４１へ注入される加熱流体は、注入ラインヒーター２４５２によって昇温した状態であってもよく、そうでない状態であってもよい。
超臨界工程モードの初期には、処理空間２４１１の温度が処理流体の臨界温度と臨界圧力に達していない状態であり得るので、処理流体は、まず、第２分岐ライン２４４４を介して供給され、処理空間２４１１が閾値状態に達すると、第１分岐ライン２４４３を介して供給されることができる。
超臨界雰囲気が造成されると、基板に残留する有機溶剤が超臨界状態の処理流体に溶解することができる。有機溶剤が十分に溶解して基板が乾燥すると、処理流体を処理空間２４１１から排出することができる。一方、有機溶剤の溶解効率を高めるために、処理流体の供給及び排気を繰り返し行うことができる。
図６は、本発明の実施形態による基板処理装置の流体供給モジュール３０００を概略的に示す構成図である。
図６を参照すると、流体供給モジュール３０００は、第１工程チャンバー２３００のノズル２３３３へ提供する流体が貯蔵される第１タンク３１００と、第２工程チャンバー２４００の流体供給ライン２４４１へ提供する処理流体が貯蔵される第２タンク３２００と、第２工程チャンバー２４００の流体注入ライン２４５１へ提供する加熱流体が貯蔵される第３タンク３３００と、を含むことができる。
第１タンク３１００からの流体は、ポンプ３１０１によって圧送されることができ、フィルター３１０２によって異物が除去された状態でノズル２３３３へ提供されることができる。第１タンク３１００からの流体は、選択的にヒーター３１０３によって加熱されることができる。
処理流体は、第２タンク３２００に液体状態で貯蔵されることができる。処理流体である二酸化炭素は、液体状態である場合の体積が気体状態である場合に比べて小さいので、第２タンク３２００にさらに多く貯蔵されることができる。第２タンク３２００からの二酸化炭素は、供給タンク３２１０へ提供されることができる。第２タンク３２００と供給タンク３２１０との間にはポンプ３２０１とコンデンサ３２０２が配置されることにより、二酸化炭素を第２タンク３２００から供給タンク３２１０へ圧送することができ、圧力減少などによって気体状態に変換された二酸化炭素を再び液体状態に変換させることができる。供給タンク３２１０は、流入した二酸化炭素を加熱及び加圧することができるように構成できる。供給タンク３２１０に流入した二酸化炭素は、供給タンク３２１０の加熱及び加圧作用に応じて気体に変換された状態で流体供給ライン２４４１へ提供されることができる。これとは異なり、供給タンク３２１０に流入した二酸化炭素は、臨界温度以上に加熱され、臨界圧力以上に加圧されて超臨界状態で流体供給ライン２４４１へ提供されてもよい。
本発明の実施形態による基板処理装置は、制御ユニットをさらに含むことができる。制御ユニットは、本発明の実施形態による基板処理装置の全体又は一部の作動を制御することができる。制御ユニットは、本発明の実施形態による基板処理装置における各種情報を連携させ、その情報に対する演算処理を行い、本発明の実施形態による基板処理装置の構成要素を制御することができる。例えば、制御ユニットは、流体供給ユニット２４４０によって供給される処理流体の流量、供給ライン加熱ユニット２４５０によって注入される加熱流体の温度及び流量、処理空間２４１１の温度及び湿度などをモニタリングし制御することにより、超臨界乾燥工程の効率を向上させることができる。このような制御ユニットは、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせを用いてコンピュータ又はこれと同様の装置で実現できる。
図７及び図８は、本発明の実施形態による基板処理装置の第２工程チャンバー２４００の変形例をそれぞれ概略的に示す構成図である。
図７に示されている第２工程チャンバー２４００の変形例は、図４に示されている第２工程チャンバー２４００の一例と比較すると、その他の構成及び作動はいずれも同じであるのに対し、流体供給ライン２４４１に沿って流れる処理流体を加熱するための供給ラインヒーター２４４８をさらに含むことのみが異なる。
供給ラインヒーター２４４８は、流体供給ライン２４４１のメインライン２４４２上に提供される。供給ラインヒーター２４４８は、メインライン２４４２における流体注入ライン２４５１が連結された部分を基準として下流側に配置される。
供給ラインヒーター２４４８によれば、流体供給ライン２４４１に沿って処理空間２４１１へ供給される処理流体を加熱して超臨界雰囲気の造成時間をより短縮することができる。一例として、処理流体が超臨界状態で処理空間２４１１へ供給される場合には、処理流体を加熱して処理流体の温度が供給過程で臨界温度以下に降下することを防止することができ、流体流体が気体状態で処理空間２４１１へ供給される場合には、処理流体を加熱して処理流体の温度を臨界温度以上に上昇させることができる。さらに、このような供給ラインヒーター２４４８によれば、処理空間２４１１で、超臨界状態の処理流体が気体状態に変換されるときに、処理流体によって溶解した状態で処理空間２４１１に残留する有機溶剤が凝集して基板に落ちるパーティクルをより最小化することができる。
供給ラインヒーター２４４８は、アイドルモードでも停止せずに作動することができる。このため、アイドルモードで、流体供給ライン２４４１へ注入された加熱流体は、供給ラインヒーター２４４８によって再度加熱できる。したがって、昇温した加熱流体の温度降下を抑制することができる。また、超臨界乾燥工程モード間で超臨界供給ラインヒーター２４４８の加熱温度を比較的一定に維持することができる。例えば、一番目の基板を処理する処理流体は、供給ラインヒーター２４４８によって相対的に高い温度に加熱され、基板の処理が繰り返し行われて二番目の基板以後に処理する処理流体は、供給ラインヒーター２４４８の出力限界などにより供給ラインヒーター２４４８によって相対的に低い温度に加熱できるが、アイドルモードで流体供給ライン２４４１に注入された加熱流体が供給ラインヒーター２４４８によって加熱されて供給ラインヒーター２４４８の加熱温度を相対的に下げると、一番目の基板を処理する処理流体の温度と二番目の基板以後に処理する処理流体の温度との差を大きく減らして基板処理コンディションをより一定に維持することができる。
図８に示されている第２工程チャンバー２４００の変形例は、図４に示されている第２工程チャンバー２４００の一例、及び図７に示されている第２工程チャンバー２４００の変形例と比較すると、その他の構成及び作動はいずれも同じであるのに対し、昇温した加熱流体を処理空間２４１１から供給ライン加熱ユニット２４５０へ回収する流体回収ユニット２４６０をさらに含むことのみが異なる。
流体回収ユニット２４６０によれば、供給ライン加熱ユニット２４５０から流体供給ライン２４４１へ注入され、処理空間２４１１に流入した加熱流体を回収する方式で循環させることができる。流体回収ユニット２４６０は、供給ライン加熱ユニット２４５０と処理空間２４１１とを連結する流体回収ライン２４６１を含むことができる。流体回収ライン２４６１は、一方がベントライン２４７１におけるベントライン開閉バルブ２４７２を基準として上流側に接続され、他方が流体注入ライン２４５１における注入ラインヒーター２４５２を基準として上流側に接続されることにより、加熱流体をベントライン２４７１を介して処理空間２４１１から流体注入ライン２４５１へ回収することができる。回収された加熱流体は、注入ラインヒーター２４５２によって加熱され、昇温した状態で流体供給ライン２４４１へ注入されることができる。一方、流体回収ユニット２４６０は、流体回収ライン２４６１上に設けられ、流体回収ライン２４６１を開閉し、流体回収ライン２４６１に沿って回収される加熱流体の流量を調節する回収ライン開閉バルブ２６４２をさらに含むことができる。
以上、本発明を説明したが、本発明は、開示された実施形態及び添付図面によって限定されず、本発明の技術的思想から逸脱することなく、通常の技術者によって様々に変形することができる。また、本発明の実施形態で説明した技術的思想は、それぞれ独立して実施されてもよく、２つ以上が互いに組み合わせられて実施されてもよい。
１０００ インデックスモジュール
２０００ 工程モジュール
３０００ 流体供給モジュール
２３００ 第１工程チャンバー
２４００ 第２工程チャンバー
２４１０ チャンバーボディ
２４１１ 処理空間
２４２０ チャンバーヒーター
２４３０ 基板支持ユニット
２４４０ 流体供給ユニット
２４４１ 流体供給ライン
２４４６ フィルター
２４４７ａ、２４４７ｂ、２４４７ｃ 供給ライン開閉バルブ
２４４８ 供給ラインヒーター
２４５０ 供給ライン加熱ユニット
２４５１ 流体注入ライン
２４５２ 注入ラインヒーター
２４５３ 注入ライン開閉バルブ
２４６０ 流体回収ユニット
２４７０ ベントユニット
２４８０ ドレインユニット

Claims (20)

  1. 基板を超臨界状態の処理流体で処理するための処理空間を提供するチャンバーボディと、
    前記処理空間で前記基板を支持する基板支持ユニットと、
    前記処理流体を前記処理空間へ供給する流体供給ラインを含む流体供給ユニットと、
    前記流体供給ラインを加熱する供給ライン加熱ユニットと、を含む、基板処理装置。
  2. 前記供給ライン加熱ユニットは、昇温した加熱流体を用いて前記流体供給ラインを加熱するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記供給ライン加熱ユニットは、昇温した前記加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱することを特徴とする、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記加熱流体は不活性ガスを含むことを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記加熱流体は、熱伝導度が前記処理流体に比べて高い不活性ガスを含むことを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
  6. 前記供給ライン加熱ユニットは、アイドルモードで作動し、
    前記流体供給ユニットは、前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体が前記流体供給ラインに沿って前記処理空間へ供給することができるように前記流体供給ラインが開放されることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
  7. 前記処理空間に流入した前記加熱流体を前記供給ライン加熱ユニットへ回収する流体回収ユニットをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記供給ライン加熱ユニットは、
    前記加熱流体を前記流体供給ラインへ注入する流体注入ラインと、
    前記流体注入ラインに沿って流れる前記加熱流体を加熱する注入ラインヒーターと、を含むことを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
  9. 前記流体供給ユニットは、前記流体供給ラインに沿って流れる前記処理流体を加熱する供給ラインヒーターをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記供給ラインヒーターは、前記流体供給ライン上で前記流体注入ラインが連結された部分を基準として下流側に設けられることを特徴とする、請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 前記流体供給ユニットは、前記流体供給ライン上で前記流体注入ラインが連結された部分を基準として下流側に設けられたフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 前記供給ラインヒーターは、前記処理流体を臨界温度以上に加熱することを特徴とする、請求項９に記載の基板処理装置。
  13. 基板を超臨界状態の処理流体で処理するための処理空間を提供するチャンバーボディと、
    前記処理空間を前記処理流体の臨界温度以上に加熱するチャンバーヒーターと、
    前記処理空間で前記基板を支持する基板支持ユニットと、
    前記処理流体を前記処理空間へ供給する流体供給ラインを有し、前記流体供給ライン上にそれぞれ設けられたフィルターと供給ライン開閉バルブを有する流体供給ユニットと、
    前記処理空間に連結されたベントユニットと、
    加熱流体を前記流体供給ラインへ注入する流体注入ラインを有し、前記流体注入ライン上にそれぞれ設けられた注入ラインヒーター及び注入ライン開閉バルブを有し、前記流体注入ラインが前記流体供給ラインにおける前記フィルターを基準として上流側に連結された供給ライン加熱ユニットと、を含み、
    前記供給ライン加熱ユニットは、アイドルモードで昇温した前記加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱するように作動し、前記流体供給ユニットは、前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体が前記流体供給ラインに沿って前記処理空間へ供給することができるように前記供給ライン開閉バルブが開放として作動する、基板処理装置。
  14. 前記流体供給ユニットは、前記流体供給ラインに沿って流れる前記処理流体を臨界温度以上に加熱する供給ラインヒーターをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記流体供給ラインは、メインラインと、前記メインラインから分岐して前記処理流体をそれぞれ前記処理空間の上部へ供給する第１分岐ラインと、前記処理空間の下部へ供給する第２分岐ラインと、を含み、
    前記フィルターは、前記メインラインに配置され、前記供給ライン開閉バルブは、前記メインライン、前記第１分岐ライン及び前記第２分岐ラインのそれぞれに配置され、
    前記供給ラインヒーターは、前記メインライン上で前記流体注入ラインが連結された部分と前記フィルターとの間に設けられ、前記アイドルモードで前記加熱流体を加熱することを特徴とする、請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 前記アイドルモードで昇温した前記加熱流体を前記処理空間から前記供給ライン加熱ユニットへ回収する流体回収ユニットをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の基板処理装置。
  17. 基板をチャンバーボディの処理空間内で超臨界状態の処理流体で処理する方法であって、
    アイドルモードで前記処理空間に連結された流体供給ラインを加熱する第１ステップと、
    前記処理流体を加熱された前記流体供給ラインを介して前記処理空間へ供給して前記処理空間を加圧し、前記基板を処理する超臨界工程モードを行う第２ステップと、を含む、基板処理方法。
  18. 前記第１ステップは、上昇した加熱流体を前記流体供給ラインへ流して前記流体供給ラインを加熱することを特徴とする、請求項１７に記載の基板処理方法。
  19. 前記第１ステップは、前記流体供給ラインを開いた状態で昇温した加熱流体を前記流体供給ラインへ流し、昇温した前記加熱流体を前記処理空間へ供給することを特徴とする、請求項１８に記載の基板処理方法。
  20. 前記第１ステップは、前記流体供給ラインの温度と前記処理空間の温度のうちの少なくとも一方に基づいて前記加熱流体の昇温温度を決定することを特徴とする、請求項１９に記載の基板処理方法。
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