JP7441890B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板処理装置に関するものである。
半導体素子を製造するため、基板に写真、蝕刻、アッシング、イオン注入、そして、薄膜蒸着など多様な工程らを通じて所望のパターンをウェハーなどの基板上に形成する。それぞれの工程には多様な処理液、処理ガスらが使用され、工程進行中にはパーティクル、そして、工程副産物が発生する。このようなパーティクル、そして、工程副産物を基板から除去するためにそれぞれの工程前後には洗浄工程が遂行される。
一般な洗浄工程は基板をケミカル及びリンス液で液処理する。また、基板上に残留するケミカル及びリンス液を除去するために乾燥処理する。乾燥処理の一例で、基板を高速で回転させて基板上に残留するリンス液を除去する回転乾燥工程を挙げることができる。しかし、このような回転乾燥方式は基板上に形成されたパターンを崩す恐れがある。
最近には基板上にイソプロピルアルコール(IPA)のような有機溶剤を供給して基板上に残留するリンス液を表面張力が低い有機溶剤で置換し、以後基板上に超臨界状態の乾燥用ガス(例えば、二酸化炭素)を供給して基板に残留する有機溶剤を除去する超臨界乾燥工程が利用されている。超臨界乾燥工程では内部が密閉された工程チャンバに乾燥用ガスを供給し、乾燥用ガスを加熱及び加圧する。乾燥用ガスの温度及び圧力はすべて臨界点以上に上昇して乾燥用ガスは超臨界状態で相変化する。
超臨界状態の乾燥用ガスは高い溶解力と浸透性を有する。すなわち、基板上に超臨界状態の乾燥用ガスが供給されれば、乾燥用ガスは基板上のパターンで易しく浸透し、基板上に残留する有機溶剤も乾燥用ガスに易しく溶解される。これに、基板に形成されたパターンとパターンとの間に残留する有機溶剤を容易に除去することができるようになる。
但し、工程チャンバ内の超臨界状態の乾燥用ガスは流動が少ない。これに、超臨界状態の乾燥用ガスは基板に適切に伝達されることができることができない。この場合、基板上に残留される有機溶剤が適切に除去されることができないか、または、有機溶剤が溶解された超臨界状態の乾燥用ガスが工程チャンバの外部に適切に排気されないこともある。
このような問題を解決するため、一般に図１に示されたように工程チャンバ内の圧力を変化させる方法を利用している。図１を参照すれば、昇圧段階(Ｓ１００)で工程チャンバ内の圧力を第１圧力(CP１)に上昇させ、工程段階(Ｓ２００)で工程チャンバ内の圧力を第１圧力(CP１)と第１圧力(CP１)より低い圧力である第２圧力(CP２)の間で繰り返して変化させる(いわゆる、圧力パルシング)。以後、ベント段階(Ｓ３００)で工程チャンバ内の圧力を常圧に変化させる。工程段階(Ｓ２００)で工程チャンバ内の圧力を繰り返して変化させることで、工程チャンバ内の超臨界状態の乾燥用ガスの流動を起こし、基板上に超臨界状態の乾燥用ガスが伝達されることができるようにする。
前述した工程チャンバ内の圧力を第１圧力(CP１)と第２圧力(CP２)との間で繰り返して変化させる方式は、一般に、工程チャンバ内に乾燥用ガスを供給する供給ラインに設置されるバルブと、工程チャンバの内部空間を排気する排気ラインに設置されるバルブのオン/オフを繰り返して変更することで遂行される。このようにバルブらのオン/オフが繰り返して遂行される場合、バルブらではパーティクル(Particle)が発生されることができるし、このようなパーティクルは供給ラインまたは排気ラインを通じて工程チャンバ内に伝達されることができる。また、工程チャンバ内の圧力を第１圧力(CP１)と第２圧力(CP２)との間で繰り返して変化させる方式は、工程段階(Ｓ２００)を遂行することに所要される時間を増加させる。これは工程段階(Ｓ２００)で昇圧に所要される時間と減圧に所要される時間を減らすことは、物理的な限界があるためである。また、昇圧に所要される時間または減圧に所要される時間を減らそうとしてそれぞれの前記バルブらを早くオン/オフさせるようになれば、昇圧と減圧が適切になされないで、むしろ超臨界状態の乾燥用ガスの流動を邪魔する恐れがある。
日本国特許公開第2018-82099号公報
本発明は、基板を効率的に処理することができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
また、本発明は基板に対する乾燥処理効率を高めることができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
また、本発明は基板を乾燥する乾燥工程を遂行することに所要される時間を縮めることができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
また、本発明は基板を乾燥する乾燥工程を遂行しながらパーティクルなどの不純物が発生することを最小化できる基板処理装置を提供することを一目的とする。
また、本発明は流動段階を遂行する間、チャンバの内部空間の圧力を設定圧力で一定に維持させることができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
また、本発明は流動段階を遂行する間、チャンバの内部空間に流れる処理流体の単位時間当り流動流量を設定流量で一定に維持させることができる基板処理装置を提供することを一目的とする。
本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載から通常の技術者に明確に理解されることができるであろう。
本発明は、基板を処理する装置において、基板処理装置は、内部空間を提供するチャンバと、前記内部空間に処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び前記内部空間から前記処理流体を排気する流体排気ユニットを含み、前記流体排気ユニットは、前記チャンバと連結される排気ラインと、及び前記排気ラインに設置され、前記内部空間の圧力を設定圧力で維持させる圧力調節部材を含み、前記流体供給ユニットは、流体供給源と、及び前記流体供給源と前記チャンバとの間に提供される供給ラインを含み、前記供給ラインまたは前記排気ラインには、前記内部空間に流れる前記処理流体の単位時間当り流動流量を測定することができる流量測定部材が設置されることができる。
一実施例によれば、前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する制御機をさらに含み、前記制御機は、前記内部空間に前記処理流体を供給して前記内部空間の圧力を前記設定圧力で昇圧させる昇圧段階と、及び前記内部空間に前記処理流体を供給する間に前記流体排気ユニットが前記内部空間から前記処理流体を排気して前記内部空間で前記処理流体の流動を発生させる流動段階を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記内部空間に供給される前記処理流体の単位時間当り供給流量と、前記内部空間で排気される前記処理流体の単位時間当り排気流量の差が０であるか、または、臨界値以内の範囲になるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記内部空間の圧力が前記設定圧力で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記内部空間に流れる前記処理流体の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、前記供給ラインに設置される流量調節バルブをさらに含み、前記制御機は、前記流量測定部材が測定する測定流量に根拠し、前記流量調節バルブの開閉率を調節することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記流量測定部材が測定する前記測定流量が前記設定流量になるように前記流量調節バルブの開閉率を調節することができる。
一実施例によれば、前記供給ラインまたは前記排気ラインには、圧力測定部材が設置され、前記制御機は、前記圧力測定部材が測定する測定圧力に根拠し、前記圧力調節部材の設定値を調節することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記圧力測定部材が測定する前記測定圧力が前記設定圧力になるように前記圧力調節部材の設定値を調節することができる。
一実施例によれば、前記設定圧力は、前記内部空間で前記処理流体が超臨界状態を維持することができるようにする臨界圧力と同じであるか、または前記臨界圧力より高い圧力であることがある。
一実施例によれば、前記流体供給源が供給する前記処理流体は、二酸化炭素(CO２)を含む流体であることができる。
また、本発明は超臨界状態の乾燥用流体を利用して基板上に残留する処理液を除去する基板処理装置を提供する。基板処理装置は、内部空間を提供するチャンバと、前記内部空間に乾燥用流体を供給する供給ラインを有する流体供給ユニットと、前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する排気ラインを有する流体排気ユニットと、及び前記流体供給ユニットと前記流体排気ユニットを制御する制御機を含み、前記供給ライン、そして、前記排気ラインのうちで少なくとも何れか一つには、前記内部空間に流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流動流量を測定することができる流量測定部材が設置され、前記制御機は、前記内部空間に前記乾燥用流体を供給して前記内部空間の圧力を設定圧力で昇圧させる昇圧段階と、及び前記内部空間の圧力を前記設定圧力で維持するが、前記内部空間への前記乾燥用流体の供給と、前記内部空間から前記乾燥用流体の排気が共になされる流動段階を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量と、前記内部空間で排気される前記乾燥用流体の単位時間当り排気流量の差が０であるか、または、臨界値以内の範囲になるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記内部空間に流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、前記供給ラインに設置される流量調節バルブをさらに含み、前記制御機は、前記流量測定部材が測定する測定流量に根拠し、前記流量調節バルブの開閉率を調節することができる。
一実施例によれば、前記制御機は、前記流動段階で前記流量測定部材が測定する前記測定流量が前記設定流量になるように前記流量調節バルブの開閉率を調節することができる。
一実施例によれば、前記排気ラインには、前記内部空間の圧力を前記設定圧力で維持させる圧力調節部材が設置されることができる。
一実施例によれば、前記流量測定部材は、前記供給ラインに設置される第１流量測定部材と、及び前記排気ラインに設置される第２流量測定部材を含むことができる。
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、内部空間を有するチャンバと、前記内部空間に処理液が残留する基板を返送する返送ロボットと、前記内部空間に乾燥用流体を供給する流体供給ユニットと、及び前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する流体排気ユニットを含み、前記流体供給ユニットは、流体供給源と、前記流体供給源から前記乾燥用流体を前記内部空間に供給する供給ラインと、及び前記供給ラインに設置され、前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量が設定流量になるように調整される流量調節バルブを含み、前記流体排気ユニットは、前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する排気ラインと、及び前記排気ラインに設置され、前記内部空間の圧力を設定圧力で維持させる圧力調節部材を含み、前記供給ライン、そして、前記排気ラインのうちで少なくとも何れか一つには、ラインに流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流量を測定することができる流量測定部材と、及びラインに流れる前記乾燥用流体の圧力を測定することができる圧力測定部材が設置されることができる。
一実施例によれば、前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する制御機をさらに含み、前記制御機は、前記内部空間に前記乾燥用流体を供給して前記内部空間の圧力を前記設定圧力に昇圧させる昇圧段階と、及び前記内部空間に前記乾燥用流体を供給する間に前記流体排気ユニットが前記内部空間から前記乾燥用流体を排気して前記内部空間で前記乾燥用流体の流動を発生させる流動段階-前記流動段階には前記内部空間の圧力が前記設定圧力で一定に維持され、前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量が前記設定流量で一定に維持される-を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御することができる。
本発明の一実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。
また、本発明の一実施例によれば、基板に対する乾燥処理効率を高めることができる。
また、本発明の一実施例によれば、基板を乾燥する乾燥工程を遂行することに所要される時間を縮めることができる。
また、本発明の一実施例によれば、基板を乾燥する乾燥工程を遂行しながらパーティクルなどの不純物が発生することを最小化することができる。
また、本発明の一実施例によれば、流動段階を遂行する間、チャンバの内部空間の圧力を設定圧力で一定に維持させることができる。
また、本発明の一実施例によれば、流動段階を遂行する間、チャンバの内部空間に流れる処理流体の単位時間当り流動流量を設定流量で一定に維持させることができる。
本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果ら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した者に明確に理解されることができるであろう。
一般な超臨界乾燥工程を遂行する工程チャンバ内の圧力変化を見せてくれる図面である。 本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる平面図である。 図１の液処理チャンバの一実施例を概略的に見せてくれる図面である。 図１の乾燥チャンバの一実施例を概略的に見せてくれる図面である。 本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。 図５の液処理段階を遂行する液処理チャンバの姿を見せてくれる図面である。 図５の第１昇圧段階を遂行する乾燥チャンバの姿を見せてくれる図面である。 図５の第２昇圧段階を遂行する乾燥チャンバの姿を見せてくれる図面である。 図５の流動段階を遂行する乾燥チャンバの姿を見せてくれる図面である。 図５の第１ベント段階を遂行する乾燥チャンバの姿を見せてくれる図面である。 図５の第２ベント段階を遂行する乾燥チャンバの姿を見せてくれる図面である。 本発明の乾燥工程を遂行する間にボディーの内部空間の圧力変化を見せてくれる図面である。 図１の乾燥チャンバの他の実施例を概略的に見せてくれる図面である。
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。
ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。
単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
第１、第２などの用語は多様な構成要素らを説明するのに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第１構成要素は第２構成要素で命名されることができるし、類似第２構成要素も第１構成要素に命名されることができる。
ある構成要素が異なる構成要素に“連結されて”いるか、または“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されなければならないであろう。反面に、ある構成要素が異なる構成要素に“直接連結されて”いるか、または“直接接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことで理解されなければならないであろう。構成要素らとの関係を説明する他の表現ら、すなわち“～間に”と“すぐ～間に”または“～に隣合う”と“～に直接隣合う”なども同じく解釈されなければならない。
異なるように定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語らは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されることと等しい意味である。一般に使用される前もって定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味であることで解釈されなければならないし、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味で解釈されない。
図２は、本発明の一実施例による基板処理装置を概略的に見せてくれる平面図である。
図２を参照すれば、基板処理装置はインデックスモジュール１０、処理モジュール２０、そして、制御機３０を含む。上部から眺める時、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方向(X)といって、上部から眺める時第１方向(X)と垂直な方向を第２方向(Y)といって、第１方向(X)及び第２方向(Y)にすべて垂直な方向を第３方向(Z)という。
インデックスモジュール１０は基板(W)が収納された容器(C)から基板(W)を処理モジュール２０に返送し、処理モジュール２０で処理が完了された基板(W)を容器(C)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(Y)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)らが収納された容器(C)はロードポート１２に置かれる。ロードポート１２は複数個が提供されることができるし、複数のロードポート１２は第２方向(Y)に沿って配置されることができる。
容器(C)としては、前面開放一体式ポッド(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(C)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ヤー(Overhead Conveyor)、または、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(Y)に提供されたガイドレール１２４が提供され、インデックスロボット１２０はガイドレール１２４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を含んで、ハンド１２２は前進及び後進移動、第３方向(Z)を軸にした回転、そして、第３方向(Z)に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド１２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド１２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
制御機３０は基板処理装置を制御することができる。制御機３０は基板処理装置の制御を実行するマイクロプロセッサー(コンピューター)でなされるプロセスコントローラーと、オペレーターが基板処理装置を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理装置で実行される処理をプロセスコントローラーの制御で実行するための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが記憶された記憶部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセスコントローラーに接続されてあり得る。処理レシピは記憶部のうちで記憶媒体に記憶されてあり得て、記憶媒体は、ハードディスクであっても良く、CD-ROM、DVDなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。
制御機３０は以下で説明する基板処理方法を遂行できるように基板処理装置を制御することができる。例えば、制御機３０は以下で説明する基板処理方法を遂行できるように流体供給ユニット５３０、流体排気ユニット５００を制御することができる。
処理モジュール２０はバッファーユニット２００、返送チャンバ３００、液処理チャンバ４００、そして、乾燥チャンバ５００を含む。バッファーユニット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)が一時的にとどまる空間を提供する。液処理チャンバ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。乾燥チャンバ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。返送チャンバ３００はバッファーユニット２００、液処理チャンバ４００、そして、乾燥チャンバ５００の間に基板(W)を返送する。
返送チャンバ３００はその長さ方向が第１方向(X)に提供されることができる。バッファーユニット２００はインデックスモジュール１０と返送チャンバ３００との間に配置されることができる。液処理チャンバ４００と乾燥チャンバ５００は返送チャンバ３００の側部に配置されることができる。液処理チャンバ４００と返送チャンバ３００は、第２方向(Y)に沿って配置されることができる。乾燥チャンバ５００と返送チャンバ３００は第２方向(Y)に沿って配置されることができる。バッファーユニット２００は返送チャンバ３００の一端に位置されることができる。
一例によれば、液処理チャンバ４００らは返送チャンバ３００の両側に配置され、乾燥チャンバ５００らは返送チャンバ３００の両側に配置され、液処理チャンバ４００らは乾燥チャンバ５００らよりバッファーユニット２００にさらに近い位置に配置されることができる。返送チャンバ３００の一側で液処理チャンバ４００らは第１方向(X)及び第３方向(Z)に沿ってそれぞれAXB(A、Bはそれぞれ１または１より大きい自然数)配列で提供されることができる。また、返送チャンバ３００の一側で乾燥チャンバ５００らは第１方向(X)及び第３方向(Z)に沿ってそれぞれCXD(C、Dはそれぞれ１または１より大きい自然数)個が提供されることができる。前述したところと異なり、返送チャンバ３００の一側には液処理チャンバ４００らだけ提供され、その他側には乾燥チャンバ５００らだけ提供されることができる。
返送チャンバ３００は返送ロボット３２０を有する。返送チャンバ３００内には長さ方向が第１方向(X)に提供されたガイドレール３２４が提供され、返送ロボット３２０はガイドレール３２４上で移動可能に提供されることができる。返送ロボット３２０は基板(W)が置かれるハンド３２２を含んで、ハンド３２２は前進及び後進移動、第３方向(Z)を軸にした回転、そして、第３方向(Z)に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド３２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド３２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
バッファーユニット２００は基板(W)が置かれるバッファー２２０を複数個具備する。バッファー２２０らは第３方向(Z)に沿ってお互いの間に離隔されるように配置されることができる。バッファーユニット２００は前面(front face)と後面(rear face)が開放される。前面はインデックスモジュール１０と見合わせる面であり、後面は返送チャンバ３００と見合わせる面である。インデックスロボット１２０は前面を通じてバッファーユニット２００に近付いて、返送ロボット３２０は後面を通じてバッファーユニット２００に近付くことができる。
図３は、図１の液処理チャンバの一実施例を概略的に見せてくれる図面である。図３を参照すれば、液処理チャンバ４００はハウジング４１０、コップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０、そして、昇降ユニット４８０を有する。
ハウジング４１０は基板(W)が処理される内部空間を有することができる。ハウジング４１０は概して六面体の形状を有することができる。例えば、ハウジング４１０は直方体の形状を有することができる。また、ハウジング４１０には基板(W)が搬入されるか、または、搬出される開口(図示せず)が形成されることができる。また、ハウジング４１０には開口を選択的に開閉するドア(図示せず)が設置されることができる。
コップ４２０は上部が開放された桶形状を有することができる。コップ４２０は処理空間を有して、基板(W)は処理空間内で液処理されることができる。支持ユニット４４０は処理空間で基板(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)上に処理液を供給する。処理液は複数種類で提供され、基板(W)上に順次に供給されることができる。昇降ユニット４８０はコップ４２０と支持ユニット４４０の間の相対高さを調節する。
一例によれば、コップ４２０は複数の回収桶４２２、４２４、４２６を有する。回収桶ら４２２、４２４、４２６はそれぞれ基板処理に使用された液を回収する回収空間を有する。それぞれの回収桶ら４２２、４２４、４２６は支持ユニット４４０を囲むリング形状で提供される。液処理工程が進行時基板(W)の回転によって飛散される処理液は各回収桶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、コップ４２０は第１回収桶４２２、第２回収桶４２４、そして、第３回収桶４２６を有する。第１回収桶４２２は支持ユニット４４０を囲むように配置され、第２回収桶４２４は第１回収桶４２２を囲むように配置され、第３回収桶４２６は第２回収桶４２４を囲むように配置される。第２回収桶４２４に液を流入する第２流入口４２４aは第１回収桶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回収桶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の上面は概して円形で提供されて基板(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から一定距離で離隔されるようにその上端が支持板４４２から突き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から上部に突き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は駆動機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はノズル４６２を含むことができる。ノズル４６２は基板(W)に処理液を供給することができる。処理液はケミカル、リンス液または有機溶剤であることができる。ケミカルは強酸または強塩基の性質を有するケミカルであることができる。また、リンス液は純水であることがある。また、有機溶剤はイソプロピルアルコール(IPA)であることがある。また、液供給ユニット４６０は複数のノズル４６２らを含むことができるし、それぞれのノズル４６２らではお互いに相異な種類の処理液を供給することができる。例えば、ノズル４６２らのうちで何れか一つではケミカルを供給し、ノズル４６２らのうちで他の一つではリンス液を供給し、ノズル４６２らのうちでまた他の一つでは有機溶剤を供給することができる。また、制御機３０はノズル４６２らのうちで他の一つで基板(W)にリンス液を供給した以後、ノズル４６２らのうちでまた他の一つで有機溶剤を供給するように液供給ユニット４６０を制御することができる。これに、基板(W)上に供給されたリンス液は表面張力が小さな有機溶剤に置換されることができる。
昇降ユニット４８０はコップ４２０を上下方向に移動させる。コップ４２０の上下移動によってコップ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よって処理液を回収する回収桶４２２、４２４、４２６が変更されるので、液らを分離回収することができる。前述したところと異なり、コップ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４は、図１の乾燥チャンバの一実施例を概略的に見せてくれる図面である。図４を参照すれば、本発明の一実施例による乾燥チャンバ５００は超臨界状態の乾燥用流体(G)を利用して基板(W)上に残留する処理液を除去することができる。乾燥用流体(G)は処理流体であると呼ばれることもできる。例えば、乾燥チャンバ５００は超臨界状態の二酸化炭素(CO２)を利用して基板(W)上に残留する有機溶剤を除去する乾燥工程を遂行することができる。
乾燥チャンバ５００はボディー５１０、加熱部材５２０、流体供給ユニット５３０、流体排気ユニット５５０、そして、昇降部材５６０を含むことができる。ボディー５１０は基板(W)が処理される内部空間５１８を有することができる。ボディー５１０は基板(W)が処理される内部空間５１８を提供することができる。ボディー５１０は超臨界状態の乾燥用流体(G)によって基板(W)が乾燥処理される内部空間５１８を提供することができる。ボディー５１０はチャンバ(Chamber)や、ベゼル(Vessel)などで指称されることもできる。
ボディー５１０は上部ボディー５１２、そして、下部ボディー５１４を含むことができる。上部ボディー５１２、そして、下部ボディー５１４はお互いに組合されて前記内部空間５１８を形成することができる。基板(W)は内部空間５１８で支持されることができる。例えば、基板(W)は内部空間５１８で支持部材(図示せず)によって支持されることができる。支持部材は基板(W)の縁領域の下面を支持するように構成されることができる。上部ボディー５１２、そして、下部ボディー５１４のうちで何れか一つは昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動されることができる。例えば、下部ボディー５１４は昇降部材５６０と結合され、昇降部材５６０によって上下方向に移動されることができる。これに、ボディー５１０の内部空間５１８は選択的に密閉されることができる。前述した例では下部ボディー５１４が昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動することを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上部ボディー５１２が昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動することもできる。
温度調節部材５２０は内部空間５１８に供給される乾燥用流体(G)を加熱することができる。温度調節部材５２０はボディー５１０の内部空間５１８温度を昇温させて内部空間５１８に供給される乾燥用流体(G)を超臨界状態で相変化させることができる。また、温度調節部材５２０はボディー５１０の内部空間５１８温度を昇温させて内部空間５１８に供給される超臨界状態の乾燥用流体(G)が超臨界状態を維持するようにできる。
また、温度調節部材５２０はボディー５１０内に埋設されることができる。例えば、温度調節部材５２０は上部ボディー５１２、そして、下部ボディー５１４のうちで何れか一つに埋設されることができる。例えば、温度調節部材５２０は下部ボディー５１４内に提供されることができる。しかし、これに限定されるものではなくて温度調節部材５２０は内部空間５１８の温度を昇温させることができる多様な位置に提供されることができる。また、温度調節部材５２０はヒーターであることがある。しかし、これに限定されるものではなくて、温度調節部材５２０は内部空間５１８の温度を昇温させることができる公知された装置で多様に変形されることができる。
流体供給ユニット５３０はボディー５１０の内部空間５１８に乾燥用流体(G)を供給することができる。流体供給ユニット５３０が供給する乾燥用流体(G)は二酸化炭素(CO２)を含むことができる。流体供給ユニット５３０は流体供給源５３１、流量測定部材５３２、供給ライン５３３、供給バルブ５３５、流量調節バルブ３５７、第１圧力センサー５３８、そして、ラインヒーター３５９を含むことができる。
流体供給源５３１はボディー５１０の内部空間５１８に供給される乾燥用流体(G)を貯蔵及び/または供給することができる。流体供給源５３１が貯蔵及び/または供給する乾燥用流体(G)は供給ライン５３３を通じて内部空間５１８に供給されることができる。
流量測定部材５３２は供給ライン５３３に設置されることができる。流量測定部材５３２は質量流量計であることができる。流量測定部材５３２は後述する供給ライン５３３に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り供給流量を測定することができる。例えば、流量測定部材５３３は後述するメイン供給ライン５３３aに設置されることができる。また、流量測定部材５３３は流体供給源５３１と後述するメイン供給バルブ５３５aとの間に設置されることができる。流量測定部材５３２が測定する供給流量によって、内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量を測定することができる。流量測定部材５３２が測定する測定流量は、制御機３０に実時間で伝達することができる。
供給ライン５３３は流体供給源５３１と内部空間５１８を流体連通させることができる。供給ライン５３３はメイン供給ライン５３３a、第１供給ライン５３３b、そして、第２供給ライン５３３cを含むことができる。メイン供給ライン５３３aの一端は流体供給源５３１と連結されることができる。メイン供給ライン５３３aの他端は第１供給ライン５３３b、そして、第２供給ライン５３３cに分岐されることができる。
また、第１供給ライン５３３bはボディー５１０の内部空間５１８の上部で乾燥用ガスを供給する上部供給ラインであることがある。例えば、第１供給ライン５３３bはボディー５１０の内部空間５１８に上から下に向ける方向に乾燥用ガスを供給することができる。例えば、第１供給ライン５３３bは上部ボディー５１２に連結されることができる。また、第２供給ライン５３３cはボディー５１０の内部空間５１８の下部に乾燥用ガスを供給する下部供給ラインであることができる。例えば、第２供給ライン５３３cはボディー５１０の内部空間５１８に下から上に向ける方向に乾燥用ガスを供給することができる。例えば、第２供給ライン５３３cは下部ボディー５１４に連結されることができる。
供給バルブ５３５はメイン供給バルブ５３５a、第１供給バルブ５３５b、そして、第２供給バルブ５３５cを含むことができる。
メイン供給ライン５３３aにはオン/オフバルブ(オートバルブ)であるメイン供給バルブ５３５aが設置されることができる。第１供給ライン５３３bにはオン/オフバルブ(オートバルブ)である第１供給バルブ５３５bが設置されることができる。第２供給ライン５３３cにはオン/オフバルブ(オートバルブ)である第２供給バルブ５３５cが設置されることができる。メイン供給バルブ５３５a、第１供給バルブ５３５b、そして、第２供給バルブ５３５cは制御機３０から制御信号の伝達を受けてオン/オフになることができる。
また、メイン供給ライン５３３aには流量調節バルブ５３７が設置されることができる。流量調節バルブ５３７は開閉率を調節することができるバルブであることがある。流量調節バルブ５３７はメータリングバルブであることがある。流量調節バルブ５３７はメイン供給バルブ５３５aより下流に設置されることができる。流量調節バルブ５３７は制御機３０から制御信号の伝達を受けて開閉率が調節されることができる。これと異なり、流量調節バルブ５３７は使用者が直接手動で開閉率を設定することもできる。
第１圧力測定部材５３８は供給ライン５３３に設置されることができる。第１圧力測定部材５３８は供給ライン５３３らのうちで、第１供給ライン５３３b上に設置されることができる。第１圧力測定部材５３８は第１供給ライン５３３bに流れる乾燥用流体(G)の圧力を測定することができる。また、第１圧力測定部材５３８は第１供給バルブ５３５bより下流に設置されることができる。第１供給ライン５３３bの第１供給バルブ５３３bより下流である領域は内部空間５１８とお互いに流体連通する空間であることができる。第１圧力測定部材５３８が測定する圧力は、内部空間５１８の圧力と等しいか、または、それと類似であることがある。第１圧力測定部材５３８が測定する圧力の圧力変化は、内部空間５１８の圧力変化と類似な形態をたたえることができる。
ヒーター５３９はメインヒーター５３９a、第１ヒーター５３９b、そして、第２ヒーター５３９cを含むことができる。メイン供給ライン５３３aにはブロックヒーター(Block heater)であるメインヒーター５３９aが設置されることができる。メインヒーター５３９は流量調節バルブ５３７より下流(流量調節バルブ５３７の後端)に設置されることができる。第１供給ライン５３３bにはブロックヒーター(Block heater)である第１ヒーター５３９bが設置されることができる。第１ヒーター５３９bはメイン供給ライン５３３aが分岐される支点より下流、そして、第１供給バルブ５３５bより上流に設置されることができる。第２供給ライン５３３cにはブロックヒーター(Block heater)である第２ヒーター５３９cが設置されることができる。第２ヒーター５３９cはメイン供給ライン５３３aが分岐される支点より下流、そして、第２供給バルブ５３５cより上流に設置されることができる。
流体排気ユニット５５０はボディー５１０の内部空間５１８から乾燥用流体(G)を排気することができる。流体排気ユニット５５０はメイン排気ライン５５１、流動ライン５５３、スローベントライン５５５、そして、クィックベントライン５５７のような排気ラインを含むことができる。また、流体排気ユニット５５０は排気ラインに設置される第１排気バルブ５３３a、第２排気バルブ５５５a、第３排気バルブ５５７aのような排気バルブを含むことができる。また、流体排気ユニット５５０は排気ラインに設置される圧力調節部材５５３b、そして、スローベントラインオリフィス５５５b、クィックベントラインオリフィス５５７bのようなオリフィスを含むことができる。
メイン排気ライン５５１はボディー５１０と連結されることができる。メイン排気ライン５５１はボディー５１０の内部空間５１８に供給された乾燥用流体(G)をボディー５１０の外部に排気することができる。例えば、メイン排気ライン５５１の一端はボディー５１０と連結されることができる。メイン排気ライン５５１の一端は上部ボディー５１２、そして、下部ボディー５１４のうちで何れか一つと連結されることができる。例えば、メイン排気ライン５５１の一端は下部ボディー５１４と連結されることができる。また、メイン排気ライン５５１の他端は分岐されることができる。例えば、メイン排気ライン５５１の他端は分岐されることができる。メイン排気ライン５５１が分岐されたラインは流動ライン５５３、スローベントライン５５５、そして、クィックベントライン５５７を含むことができる。
流動ライン５５３はメイン排気ライン５５１の他端から分岐されることができる。メイン排気ライン５５１には第１排気バルブ５５３a、圧力調節部材５５３b、そして、第２圧力測定部材５５９が設置されることができる。第１排気バルブ５５３aは圧力調節部材５５３bより上流に設置されることができる。第１排気バルブ５５３aはオン/オフバルブ(オートバルブ)であることがある。第１排気バルブ５５３aはメイン排気ライン５５１に乾燥用流体(G)が選択的に流れるようにできる。また、流動ライン５５３は後述する流動段階(Ｓ３３)で使用されることができる。
また、圧力調節部材５５３bはボディー５１０の内部空間５１８の圧力を設定圧力で一定に維持させることができる。また、圧力調節部材５５３bはボディー５１０の内部空間５１８圧力を設定圧力で維持させることができるように、流動ライン５５３を通じて排気される乾燥用流体(G)の単位時間当り排気流量を調節することができる。例えば、圧力調節部材５５３bはバックプレッシャーレギュレーター(BPR：Back Pressure Regulator)であることがある。例えば、ボディー５１０の内部空間５１８に対する設定圧力が１５０Barであると仮定すれば、圧力調節部材５５３bはボディー５１０の内部空間５１８に対する設定圧力に１５０Barに至るまでは流動ライン５５３を通じて乾燥用流体(G)が排気されないようにできる。また、ボディー５１０の内部空間５１８の圧力が設定圧力よりさらに高い圧力、例えば１７０Barに至った場合には、ボディー５１０の内部空間５１８の圧力が１５０Barで低くなるように、流動ライン５５３を通じて乾燥用流体(G)を排気させることができる。また、圧力調節部材５５３bの設定値、例えば、設定圧力は制御機３０が伝達する制御信号によって調節されることができる。これと異なり、圧力調節部材５５３bの設定値、例えば、設定圧力は使用者が直接手動で設定することもできる。
スローベントライン５５５はメイン排気ライン５５１の他端から分岐されることができる。スローベントライン５５５はボディー５１０の内部空間５１８の圧力を低めることができる。スローベントライン５５５は後述する第１ベント段階(Ｓ３４)で使用されることができる。スローベントライン５５５には第２排気バルブ５５５a、そして、スローベントラインオリフィス５５５bが設置されることができる。第２排気バルブ５５５aはスローベントラインオリフィス５５５bより上流に設置されることができる。第２排気バルブ５５５aはオン/オフバルブ(オートバルブ)であることがある。また、スローベントラインオリフィス５５５bの流路直径は後述するクィックベントラインオリフィス５５７bの流路直径より小さいことがある。
クィックベントライン５５７はメイン排気ライン５５１の他端から分岐されることができる。クィックベントライン５５７はボディー５１０の内部空間５１８の圧力を低めることができる。クィックベントライン５５７は後述する第２ベント段階(Ｓ３５)で使用されることができる。クィックベントライン５５７には第３排気バルブ５５７a、そして、クィックベントラインオリフィス５５７bが設置されることができる。第３排気バルブ５５７aはクィックベントラインオリフィス５５５bより上流に設置されることができる。第３排気バルブ５５７aはオン/オフバルブ(オートバルブ)であることがある。また、クィックベントラインオリフィス５５７bの流路直径は後述するスローベントラインオリフィス５５５bの流路直径より大きいことがある。
第２圧力測定部材５５９は供給ライン５３３に設置されることができて第２圧力測定部材５５９は排気ラインらのうちで、メイン排気ライン５５１上に設置されることができる。第２圧力測定部材５５９はメイン排気ライン５５１に流れる乾燥用流体(G)の圧力を測定することができる。また、第２圧力測定部材５５９は排気バルブら５５３a、５５５a、５５７aより上流に設置されることができる。メイン排気ライン５５１の排気バルブら５５３a、５５５a、５５７aより上流である領域は内部空間５１８とお互いに流体連通する空間であることがある。第２圧力測定部材５５９が測定する圧力は、内部空間５１８の圧力と等しいか、または、それと類似であることがある。第２圧力測定部材５５９が測定する圧力の圧力変化は、内部空間５１８の圧力変化と類似な形態をたたえることがある。
以下では、本発明の一実施例による基板処理方法に対して説明する。以下で説明する基板処理方法は基板処理装置が遂行されることができる。前述したところのように制御機３０は以下で説明する基板処理方法を基板処理装置が遂行できるように、基板処理装置を制御することができる。
図５は、本発明の一実施例による基板処理方法を見せてくれるフローチャートである。図５を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理方法は液処理段階(Ｓ１０)、返送段階(Ｓ２０)、そして、乾燥段階(Ｓ３０)を含むことができる。
液処理段階(Ｓ１０)は基板(W)に処理液を供給して基板(W)を液処理する段階である。液処理段階(Ｓ１０)は液処理チャンバ４００で遂行されることができる。例えば、液処理段階(Ｓ１０)には回転する基板(W)に処理液を供給して基板(W)を液処理することができる(図６参照)。液処理段階(Ｓ１０)で供給される処理液は上述したケミカル、リンス液、そして、有機溶剤のうちで少なくとも何れか一つ以上であることがある。例えば、液処理段階(Ｓ１０)では回転する基板(W)にリンス液を供給して基板(W)をリンス処理することができる。以後、回転する基板(W)に有機溶剤を供給して基板(W)上に残留するリンス液を有機溶剤で置換しることができる。
返送段階(Ｓ２０)は基板(W)を返送する段階である。返送段階(Ｓ２０)は液処理が遂行された基板(W)を乾燥チャンバ５００に返送する段階であることがある。例えば、返送段階(Ｓ２０)には返送ロボット３２０が基板(W)を液処理チャンバ４００で乾燥チャンバ５００に返送することができる。返送段階(Ｓ２０)に返送される基板(W)上には処理液が残留することができる。例えば、基板(W)上には有機溶剤が残留することができる。すなわち、基板(W)は有機溶剤に濡れた状態で乾燥チャンバ５００に返送されることができる。
乾燥段階(Ｓ３０)は基板(W)を乾燥する段階である。乾燥段階(Ｓ３０)は乾燥チャンバ５００で遂行されることができる。乾燥段階(Ｓ３０)ではボディー５１０の内部空間５１８から基板(W)に乾燥用流体(G)を供給して基板(W)を乾燥することができる。乾燥段階(Ｓ３０)で基板(W)に伝達する乾燥用流体(G)は超臨界状態であることができる。例えば、乾燥用流体(G)は超臨界状態に転換されて内部空間５１８に流入されることができるし、また乾燥用流体(G)は内部空間５１８で超臨界状態に転換されることもできる。
乾燥段階(Ｓ３０)は昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)、流動段階(Ｓ３３)、そして、ベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)を含むことができる。昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)はボディー５１０の内部空間５１８の圧力を設定圧力で昇圧させる段階であることができる。
流動段階(Ｓ３３)は昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)以後に遂行されることができる。流動段階(Ｓ３３)はボディー５１０の内部空間５１８に供給された超臨界状態の乾燥用流体(G)に流動を発生させる段階であることができる。
ベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)は流動段階(Ｓ３３)以後に遂行されることができる。ベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)にはボディー５１０の内部空間５１８の圧力を低めることができる。例えば、ベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)にはボディー５１０の内部空間５１８の圧力を常圧に低めることができる。
以下では、前述した昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)、流動段階(Ｓ３３)、そして、ベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)に対してより詳しく説明する。
昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)は第１昇圧段階(Ｓ３１)、そして、第２昇圧段階(Ｓ３２)を含むことができる。
第１昇圧段階(Ｓ３１)には第２供給ライン５３３cがボディー５１０の内部空間５１８に乾燥用流体(G)を供給することができる(図７参照)。すなわち、第１昇圧段階(Ｓ３１)にはボディー５１０内部空間５１８の下部、具体的には内部空間５１８で支持された基板(W)の下部に乾燥用流体(G)が供給されることができる。第１昇圧段階(Ｓ３１)にはボディー５１０の内部空間５１８圧力を第２設定圧力(P２)まで昇圧させることができる。第２設定圧力(P２)は１２０Barであることがある。また、第１昇圧段階(Ｓ３１)が遂行されるうちに第１排気バルブ５５３aはオン(On)状態を維持することができる。第１昇圧段階(Ｓ３１)にはボディー５１０の内部空間５１８の圧力が所望の圧力(例えば、後述する第２圧力(P２)に到逹しなかったので、第１排気バルブ５５３aがオン(On)状態であっても、圧力調節部材５５３bによって流動ライン５５３には乾燥用流体(G)が流れないこともある。
第２昇圧段階(Ｓ３２)には第１供給ライン５３３aがボディー５１０の内部空間５１８に乾燥用流体(G)を供給することができる(図８参照)。すなわち、第２昇圧段階(Ｓ３２)には内部空間５１８の上部、具体的に内部空間５１８で支持された基板(W)の上部に乾燥用流体(G)が供給されることができる。第２昇圧段階(Ｓ３２)にはボディー５１０の内部空間５１８圧力を第１設定圧力(P１)まで昇圧させることができる。第１設定圧力(P１)は１５０Barであることがある。第１設定圧力(P１)は内部空間５１８で乾燥用流体(G)が超臨界状態を維持することができるようにする臨界圧力と同じであるか、または、臨界圧力より高い圧力であることがある。また、第２昇圧段階(Ｓ３２)が遂行されるうちに第１排気バルブ５５３aはオン(On)状態を維持することができる。第２昇圧段階(Ｓ３２)にはボディー５１０の内部空間５１８の圧力が所望の圧力(例えば、第２圧力(P２)に到逹しなかったので、第１排気バルブ５５３aがオン(On)状態であっても、圧力調節部材５５３bによって流動ライン５５３には乾燥用流体(G)が流れないこともある。
前述した例では、第２昇圧段階(Ｓ３２)に第１供給ライン５３３aが乾燥用流体(G)を供給することを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２昇圧段階(Ｓ３２)は第２供給ライン５３３cが乾燥用流体(G)を供給して遂行されることもできて、これと異なり、第１供給ライン５３３a及び第２供給ライン５３３cすべてで乾燥用流体(G)を供給して遂行されることもできる。
昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)が遂行されながら、内部空間５１８の圧力は所望の圧力に到逹することができる。昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)が遂行されながら、内部空間５１８は加熱部材５２０によって加熱されることができる。これに、内部空間５１８に供給された乾燥用流体(G)は超臨界状態で相変化することができる。しかし、これに限定されるものではなくて、乾燥用流体(G)は超臨界状態で内部空間５１８に供給されることができる。この場合、昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)で内部空間５１８が所望の圧力(例えば、第１設定圧力(P１)に到逹するようになるので、超臨界状態で内部空間５１８に供給された乾燥用流体(G)は、超臨界状態を続いて維持することができる。
流動段階(Ｓ３３)には内部空間５１８に供給された超臨界状態の乾燥用流体(G)に対して流動を発生させることができる。流動段階(Ｓ３３)には第１供給ライン５３３aが乾燥用流体(G)を続いて供給し、これと同時に流動ライン５５３が乾燥用流体(G)を続いて排気することができる(図９参照)。すなわち、乾燥用流体(G)の供給と、乾燥用流体(G)の排気が共になされることができる。すなわち、流動段階(Ｓ３３)は流体供給ユニット５３０が内部空間５１８に乾燥用流体(G)を供給する間、流体排気ユニット５５０が内部空間５１８から乾燥用流体(G)を続いて排気することができる。
流動段階(Ｓ３３)には内部空間５１８の圧力が設定圧力で一定に維持されることができる。これと共に、流動段階(Ｓ３３)には内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されることができる。
流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８の圧力が設定圧力で一定に維持されることと関し、流動段階(Ｓ３３)が遂行されるうちに圧力調節部材５５３bの前端に設置される第１排気バルブ５５３aはオン(On)状態(開放された状態)を維持することができる。また、流動段階(Ｓ３３)には第２排気バルブ５５５a、そして、第３排気バルブ５５７aがオフ(Off)状態を維持することができる。圧力調節部材５５３bは内部空間５１８の圧力を第１設定圧力(P１、例えば１５０Bar)で一定に維持させることができるように、流動ライン５５３に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り排気流量を調節することができる。また、流体供給ユニット５３０の第１供給ライン５３３aが供給する乾燥用流体(G)の単位時間当り供給流量と流体排気ユニット５５０が流動ライン５５３を通じて排気する単位時間当り排気流量はお互いに等しく維持されることができる(すなわち、供給流量と排気流量との差が０であるか、または、仮に差が発生してもその差は臨界値以内の範囲になる)。すなわち、流動段階(Ｓ３３)には第１供給ライン５３３aが乾燥用流体(G)を続いて供給し、流動ライン５５３が乾燥用流体(G)を続いて排気して内部空間５１８で乾燥用流体(G)に続いて流動が発生されることができるようにする。
また、流動段階(Ｓ３３)では第１圧力測定部材５３８または第２圧力測定部材５５９が測定する測定圧力に根拠して圧力調節部材５５３bの設定値を調節することができる。ここで、測定圧力とは、第１圧力測定部材５３８または第２圧力測定部材５５９が実際に測定する圧力であることもできて、第１圧力測定部材５３８または第２圧力測定部材５５９が実際に測定する圧力を換算して内部空間５１８の圧力を推正した圧力であることもある。流動段階(Ｓ３３)が遂行されるうちに、内部空間５１８の圧力が第１設定圧力(P１)で一定に維持されるように、第１圧力測定部材５３８または第２圧力測定部材５５９が測定する測定圧力に根拠して制御機３０は圧力調節部材５５３bの設定値-設定値は調整スクリューなどによって調節されることができる-を調節する制御信号を発生させることができる。これと異なり、圧力調節部材５５３bの設定値調節は、使用者が直接手動で遂行することもできる。
また、流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８の圧力が第１設定圧力(P１)で一定に維持されても、流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量は異なることがある。例えば、内部空間５１８の圧力が第１設定圧力(P１)で維持される時、内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量は第１流量であることもあって、これと異なり、第１流量と相異な流量である第２流量であることもある。これに、流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８の圧力を第１設定圧力(P１)に維持することのみならず、内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量、すなわち、質量流量を一定に調節することは非常に重要なことである。
流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されることと関し、本発明の実施例によれば、供給ライン５３３上に流量測定部材５３２を設置することができる。設置された流量測定部材５３２が測定する測定流量を制御機３０に伝達することができる。測定流量は流量測定部材５３２が実際に測定する流量であることもあって、流量測定部材５３２が実際に測定した流量を換算し、流動段階(Ｓ３３)で内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の単位時間当り流動流量を推正した流量であることもある。
流動段階(Ｓ３３)が遂行されるうちに、内部空間５１８に流れる乾燥用流体(G)の流動流量が設定流量で一定に維持されるように、制御機３０は流量測定部材５３２が測定する測定流量に根拠して制御機３０は流量調節バルブ５３７の開閉率を調節する制御信号を発生させることができる。これと異なり、流量調節バルブ５３７の開閉率調節は、使用者が直接手動で遂行することもできる。
第１ベント段階(Ｓ３４)にはスローベントライン５５５を通じて乾燥用流体(G)が排気されるが、流体供給ユニット５３０は乾燥用流体(G)の供給を中断することができる(図１０参照)。これに、内部空間５１８の圧力は低くなることがある。また、第１ベント段階(Ｓ３４)には第２バルブ５５５aがオン(On)され、そのオン(On)状態を維持することができる。また、第１ベント段階(Ｓ３４)には第１排気バルブ５５３a、そして、第３排気バルブ５５７aがオフ(Off)状態を維持することができる。
第２ベント段階(Ｓ３５)にはクィックベントライン５５７を通じて乾燥用流体(G)が排気されるが、流体供給ユニット５３０は乾燥用流体(G)の供給を中断することができる(図１１参照)。これに、内部空間５１８の圧力は低くなることがある。また、第２ベント段階(Ｓ３５)には第３バルブ５５７aがオン(On)され、そのオン(On)状態を維持することができる。また、第２ベント段階(Ｓ３５)には第１排気バルブ５５３a、そして、第２排気バルブ５５５aがオフ(Off)状態を維持することができる。
また、前述したところのようにスローベントラインオリフィス５５５bの流路直径はクィックベントラインオリフィス５５７bの流路直径より小さいので、第１ベント段階(Ｓ３４)での減圧速度は第２ベント段階(Ｓ３５)での減圧速度より遅いことがある。
図１２は、本発明の乾燥工程を遂行する間ボディーの内部空間の圧力変化を見せてくれる図面である。図１２を参照すれば、第１昇圧段階(Ｓ３１)には内部空間５１８の圧力が第２設定圧力(P２)まで昇圧することができる。第２設定圧力(P２)は略１２０Barであることがある。第２昇圧段階(Ｓ３２)には内部空間５１８の圧力が第１設定圧力(P１)まで昇圧することができる。第１設定圧力(P１)は略１５０Barであることがある。流動段階(Ｓ３３)には内部空間５１８の圧力が第１設定圧力(P１)で維持されることができる。第１ベント段階(Ｓ３４)には内部空間５１８の減圧がゆっくりなされて、第２ベント段階(Ｓ３５)には内部空間５１８の減圧が早くなされることができる。
以下では、本発明の効果に対して詳しく説明する。
以下の表は、流動段階(Ｓ３３)を前で説明した圧力パルシング方式で遂行した場合、そして、流動段階(Ｓ３３)を流動ライン５５３を使用して本発明のコンティニューアース(Continuous)方式で遂行した場合工程を遂行した時間、そして、基板(W)上に残留するパーティクル数を示した表である。この時、昇圧段階(Ｓ３１、Ｓ３２)とベント段階(Ｓ３４、Ｓ３５)は同一な時間の間に遂行した。また、基板(W)上に残留する有機溶剤の量に対する条件はお互いに等しく遂行した。
Figure 0007441890000001
前述した表を詳しく見れば分かるように、本発明のコンティニューアース方式を利用して流動段階(Ｓ３３)を遂行する場合、従来の圧力パルシング方式と比べる時流動段階(Ｓ３３)を遂行する設定時間を減らしても、基板(W)上に残留するパーティクルの数は等しいか、または、それより低い数値を有することを分かる。すなわち、本発明の一実施例によれば、基板(W)を処理することに所要される時間を短縮させながら、基板(W)上に残留するパーティクルの数を以前と等しい水準で維持するか、または、それより低くすることができる。また、前述した実験データを通じて分かるように、本発明で維持段階(Ｓ３３)が遂行される設定時間(t２～t３は)は２０秒乃至６５秒に属する何れか一つの時間の間に遂行され、望ましくは、２５秒乃至６５秒に属する何れか一つの時間の間に遂行された方が良いことがある。例えば、維持段階(Ｓ３３)は低いパーティクル水準を見せる３３秒または４０秒間に遂行されることができる。また、本発明で維持段階(Ｓ３３)で内部空間５１８の圧力は１２０Bar乃至１５０Barに属する何れか一つの圧力で維持されることができる。例えば、維持段階(Ｓ３３)で内部空間５１８の圧力は略１５０Barで維持されることができる。前述した例では、メイン供給ライン５３３aに流量測定部材５３２が設置されるが、圧力測定部材５３２は流体供給源５３１とメインバルブ５３５aとの間に設置されることを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示されたように、流量測定部材５３２は、メインバルブ５３５aと流量測定部材５３７との間である第１領域(A１)に設置されることができる。これと異なり、流量測定部材５３２は、メイン供給ライン５３３aが分岐される支点と、第１供給バルブ５３５bの間である第２領域(A２)に設置されることもできる。これと異なり、流量測定部材５３２はメイン排気ライン５１１上に設置されるが、メイン排気ライン５５１が分岐される支点より上流に設置されることもできる。
流量測定部材５３２は、第１領域(A２)、第２領域(A２)、そして、第３領域(A３)のうちで少なくとも一つ以上の領域に設置されることができるし、必要によっては第１領域(A２)、第２領域(A２)、そして、第３領域(A３)のうちで二つ以上の領域に設置されることもできる。例えば、供給ライン５３３上に流量測定部材５３２が設置され、メイン排気ライン５５１にも流量測定部材５３２が設置されることができる。供給ライン５３３及びメイン排気ライン５５１すべてに流量測定部材５３２が設置される場合、制御機３０はそれぞれの流量測定部材５３２から測定流量値の伝達を受けて、伝達を受けた測定流量値の間の差分を通じて内部空間５１８で乾燥用流体(G)が漏洩されるかの如何を確認することもできる。
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、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。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例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ものであり、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で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。
５００ 乾燥チャンバ
５１０ ボディー
５１２ 上部ボディー
５１４ 下部ボディー
５２０ 加熱部材
５３０ 流体供給ユニット
５３２ 流量測定部材
５３８ 第１圧力測定部材
５５１ メイン排気ライン
５５３ 流動ライン
５５３a 第１排気バルブ
５５３b 圧力調節部材
５５５ スローベントライン
５５５a 第２排気バルブ
５５５b スローベントラインオリフィス
５５７ クィックベントライン
５５７a 第３排気バルブ
５５７b クィックベントラインオリフィス
５５９ 第２圧力測定部材

Claims (18)

  1. 基板を処理する装置において、
    内部空間を提供するチャンバと、
    前記内部空間に処理流体を供給する流体供給ユニットと、
    前記内部空間から前記処理流体を排気する流体排気ユニット、及び
    前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する制御機を含み、
    前記流体排気ユニットは、
    前記チャンバと連結される排気ラインと、及び
    前記排気ラインに設置され、前記内部空間の圧力を設定圧力で維持させる圧力調節部材を含み、
    前記流体供給ユニットは、
    流体供給源と、及び
    前記流体供給源と前記チャンバとの間に提供される供給ラインを含み、
    前記供給ラインまたは前記排気ラインには、前記内部空間に流れる前記処理流体の単位時間当り流動流量を測定することができる流量測定部材が設置され、
    前記内部空間に前記処理流体を供給する間に前記流体排気ユニットが前記内部空間から前記処理流体を排気して前記内部空間で前記処理流体の流動を発生させる流動段階を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御し、
    前記流量測定部材は、
    前記供給ラインに設置される第１流量測定部材と、及び
    前記排気ラインに設置される第２流量測定部材を含む、基板処理装置。
  2. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記内部空間に供給される前記処理流体の単位時間当り供給流量と、前記内部空間で排気される前記処理流体の単位時間当り排気流量の差が０であるか、または臨界値以内の範囲になるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記内部空間の圧力が前記設定圧力で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記内部空間に流れる前記処理流体の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記流体供給ユニットは、
    前記供給ラインに設置される第１流量調節バルブをさらに含み、
    前記制御機は、
    前記流量測定部材が測定する測定流量に根拠し、前記第１流量調節バルブの開閉率を調節する、ことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記第１流量測定部材が測定する前記測定流量が前記設定流量になるように前記第１流量調節バルブの開閉率を調節する、ことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記供給ラインまたは前記排気ラインには、圧力測定部材が設置され、
    前記制御機は、
    前記圧力測定部材が測定する測定圧力に根拠し、前記圧力調節部材の設定値を調節する、ことを特徴とする請求項１～３のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
  8. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記圧力測定部材が測定する前記測定圧力が前記設定圧力になるように前記圧力調節部材の設定値を調節する、ことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記設定圧力は、
    前記内部空間で前記処理流体が超臨界状態を維持することができるようにする臨界圧力と同じであるか、または、前記臨界圧力より高い圧力である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
  10. 前記流体供給源が供給する前記処理流体は、
    二酸化炭素(CO２)を含む流体である、ことを特徴とする請求項１～３のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
  11. 超臨界状態の乾燥用流体を利用して基板上に残留する処理液を除去する基板処理装置において、
    内部空間を提供するチャンバと、
    前記内部空間に乾燥用流体を供給する供給ラインを有する流体供給ユニットと、
    前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する排気ラインを有する流体排気ユニットと、及び
    前記流体供給ユニットと前記流体排気ユニットを制御する制御機を含み、
    前記供給ライン、そして、前記排気ラインのうちで少なくとも何れか一つには、前記内部空間に流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流動流量を測定することができる流量測定部材が設置され、
    前記制御機は、
    前記内部空間に前記乾燥用流体を供給して前記内部空間の圧力を設定圧力で昇圧させる昇圧段階と、及び
    前記内部空間の圧力を前記設定圧力で維持するが、前記内部空間への前記乾燥用流体の供給と、前記内部空間から前記乾燥用流体の排気が共になされる流動段階を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御し、
    前記流量測定部材は、
    前記供給ラインに設置される第１流量測定部材と、及び
    前記排気ラインに設置される第２流量測定部材を含む、ことを特徴とする基板処理装置。
  12. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記流動段階で前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量と、前記内部空間で排気される前記乾燥用流体の単位時間当り排気流量の差が０であるか、または臨界値以内の範囲になるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記内部空間に流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流動流量が設定流量で一定に維持されるように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記流体供給ユニットは、
    前記供給ラインに設置される第１流量調節バルブをさらに含み、
    前記制御機は、
    前記流量測定部材が測定する測定流量に根拠し、前記第１流量調節バルブの開閉率を調節する、ことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
  15. 前記制御機は、
    前記流動段階で前記流量測定部材が測定する前記測定流量が前記設定流量になるように前記第１流量調節バルブの開閉率を調節する、ことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 前記排気ラインには、
    前記内部空間の圧力を前記設定圧力で維持させる圧力調節部材が設置される、ことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
  17. 基板を処理する装置において、
    内部空間を有するチャンバと、
    前記内部空間に処理液が残留する基板を返送する返送ロボットと、
    前記内部空間に乾燥用流体を供給する流体供給ユニットと、及び
    前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する流体排気ユニットを含み、
    前記流体供給ユニットは、
    流体供給源と、
    前記流体供給源から前記乾燥用流体を前記内部空間に供給する供給ラインと、及び
    前記供給ラインに設置され、前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量が設定流量になるように調整される流量調節バルブを含み、
    前記流体排気ユニットは、
    前記内部空間から前記乾燥用流体を排気する排気ラインと、及び
    前記排気ラインに設置され、前記内部空間の圧力を設定圧力で維持させる圧力調節部材を含み、
    前記供給ライン、そして、前記排気ラインのうちで少なくとも何れか一つには、
    ラインに流れる前記乾燥用流体の単位時間当り流量を測定することができる流量測定部材と、及び
    ラインに流れる前記乾燥用流体の圧力を測定することができる圧力測定部材が設置される、ことを特徴とする基板処理装置。
  18. 前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する制御機をさらに含み、
    前記制御機は、
    前記内部空間に前記乾燥用流体を供給して前記内部空間の圧力を前記設定圧力で昇圧させる昇圧段階と、及び
    前記内部空間に前記乾燥用流体を供給する間に前記流体排気ユニットが前記内部空間で前記乾燥用流体を排気して前記内部空間で前記乾燥用流体の流動を発生させる流動段階-前記流動段階には前記内部空間の圧力が前記設定圧力で一定に維持され、前記内部空間に供給される前記乾燥用流体の単位時間当り供給流量が前記設定流量で一定に維持される-を遂行するように前記流体供給ユニット、そして、前記流体排気ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
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