KR100328797B1 - 기판건조장치및기판처리장치 - Google Patents

Abstract

순수 온도제어부는, 처리조에서 기판을 완전히 세정한 후 순수 공급원으로부터 배관을 통해서 처리조로 공급된 순수를 냉각하여 순수를 상온보다 낮은 일정한 온도로 유지한다. 다기능 처리부의 케이싱내에 설치된 IPA·N₂공급부의 공급포트가 상방으로 향해지는 것에 의해, N₂의 캐리어 가스와 함께 IPA 가스를 상방으로 공급하여 고농도의 IPA 증기를 포함하는 분위기를 처리조의 상방에 형성한다. 따라서, 저온으로 냉각된 기판이 처리조로부터 끌어올려질 때 처리조의 상부에서 상온의 IPA 증기를 포함하는 분위기에서 건조된다. 따라서, 처리조내에 저장된 순수에 용해된 IPA 증기량이 적을 수 있으므로, 파티클의 발생뿐만 아니라 IPA 증기의 소비량도 억제될 수 있다.

Description

기판 건조장치 및 기판 처리장치

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판, 포토마스크 또는 액정 디스플레이와 같은 유리기판 또는 광 디스크용 기판(이후, 간단히 기판으로 인용된다)을 세정액을 저장하는 처리조로 침지(浸漬)하여 기판을 처리하고, 처리조로부터 꺼내진 기판을 용제(溶劑; solvent) 증기를 포함하는 분위기에 위치시켜 건조하는 기판 건조장치와, 그것을 구비한 기판 처리장치 및 기판 건조방법에 관한 것이다.

종래, 기판을 세정 및 건조하는 기판 세정/건조장치에 있어서, 순수(deionized water)를 저장하는 처리조가 처리 챔버내에 설치되고, 처리조 내부로 기판을 침지하고 나서, 처리 챔버의 상부에 설치된 공급노즐로부터 하방으로 향해서 N₂의 캐리어 가스와 함께 IPA 증기를 분사하면서 처리조로부터 IPA 증기(이소프로필 알콜 증기)를 포함하는 분위기로 기판을 끌어올린 후, 기판 표면에 부착된 순수에 대해서 IPA가 응축되는 것에 의해, 순수 및 그것에 포함된 처리 잔존물을 제거하여 기판을 건조시킨다.

기판 표면상에서 IPA를 응축시키기 위해, IPA 증기는 상온의 순수보다 높은 온도로 설정된다.

그러나, 상술한 종래의 장치에 있어서, 처리조로부터 기판을 꺼내면서 IPA 증기를 밀폐 처리 챔버내로 공급한다. 따라서, 기판의 전체 표면상에서 순수 및 처리 잔존물을 양호하게 제거하는 것은 어렵다.

기판 표면에 부착하는 순수 및 처리 잔존물을 제거하기 위해, 기판의 전체 표면상에서 가능한 한 균일하게 IPA 증기를 응축시키는 것이 중요하지만, 상술한 종래의 장치에서 기판을 끌어올리면서 IPA 증기를 밀폐 챔버 내로 분사할 때, IPA 증기는 밀폐 챔버 내에 흐름을 형성할 수 있다. 따라서, IPA 증기의 응축된 부분이 기판 표면상에서 한쪽으로 치우치게 되거나 혹은 응축된 IPA 증기량이 불균일하게 될 수 있다. IPA 증기가 부분적으로 응축되지 않거나 혹은 응축된 IPA 증기량이 적으면, 물 및 처리 잔존물이 기판 표면상에 부분적으로 남고, 그 자체로서 건조되어 기판의 품질을 열화시키거나 또는 후속 공정에서 파티클을 일으킨다.

또한, 고온으로 공급된 IPA 증기는 처리조내에 저장된 순수에 쉽게 용해되어 불리하게 IPA 소비를 증가시킨다.

기판은 충분히 세정된 후 처리조로부터 꺼내지지만, 파티클이 기판에 부착할 수 있다.

또한, 처리 챔버내의 분위기중 IPA 증기의 농도는 포화상태에 접근할 정도로 높여야 하므로, 대량의 IPA 증기를 필요로 한다.

본 발명에 의한 기판 건조장치는, 세정액을 저장하는 처리조와, 상기 처리조를 수용하는 챔버와, 용제 증기를 상기 챔버내로, 또한 상기 처리조의 상방 또는 비스듬한 상방으로 공급하는 용제 공급수단과, 상기 처리조로부터 기판을 끌어올리는 핸들링 수단과, 세정액을 상기 처리조내로 공급하는 용액 공급수단과, 상기 세정액을 상온보다 낮은 소정의 온도로 유지하는 온도 조절수단을 구비한다.

용제 증기를 포함하는 분위기의 온도는 세정액의 온도 변동을 고려하여 필요 이상으로 증가되지 않음으로써, 건조성능을 유지하면서도 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 세정액에 용해된 용제의 양이 적으므로, 용제의 소비량이 억제될 수 있어 건조 효율성이 향상될 수 있다. 게다가, 용해된 용제는 세정액안으로 침지된 기판의 표면과 거의 접촉하지 않으므로, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

기판은 고온으로의 가열없이 상온에서 용제 증기를 공급하는 것에 의해 건조될 수 있으므로, 건조를 행하면서 안정성이 더 향상될 수 있다. 또한, 처리조내에 저장된 세정액에 용해된 용제의 양이 더 감소될 수 있으므로, 파티클의 발생이 더 감소될 수 있다.

또한, 용제 증기를 포함하는 가스가 세정액의 용액레벨로 향해서 공급되지않고 세정액에 용해된 용제 증기량이 감소되며 용제 증기의 공급량이 적다고 하더라도, 필요한 농도의 용제 증기의 층이 세정액의 용액 레벨 주위에 형성될 수 있으므로, 건조 효율성이 향상될 수 있고, 용제의 소비량이 더 억제될 수 있다. 또한, 용제 증기를 포함하는 가스가 용액 레벨로 향해서 공급되지 않고 공급된 용제 증기량이 적으므로, 세정액에 용해된 용제의 양이 감소된다. 따라서, 적은 양이 용해된 용제를 포함하는 세정액안으로 기판을 침지시키는 것에 의해, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

본 발명의 제1 목적은, 양호한 건조 효율성을 가지는 기판 건조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은, 용제의 소비량 및 파티클의 발생을 억제하는 기판 건조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 그 이외의 목적, 특징, 양태 및 장점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 기판 처리장치의 구성을 나타내는 사시도,

도 2는 실시예에 의한 다기능 처리부를 나타내는 종단면도,

도 3은 실시예에 의한 다기능 처리부를 나타내는 다른 종단면도,

도 4는 실시예에 의한 다기능 처리부의 구성을 나타내는 모식도,

도 5는 실시예에서 기판의 건조 처리수순을 나타내는 모식도,

도 6은 N₂공급부 및 IPA·N₂공급부에서의 가스 공급을 나타내는 타이밍 챠트이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 기판 처리장치, 2 카셋트 반입부,

3 기판 인출부, 5 기판 처리부,

7 기판 수납부, 8 카셋트 반출부,

52 약액 처리부, 54 세척부,

55 제1 기판 침지기구, 57 제2 기판 침지기구,

110 기판 건조장치, 112 챔버,

114 처리조, 116 개구,

118 미닫이 문, 120 급수관,

121 배수관, 132 증기 공급관,

136 바이패스 통로, 140 감압 배관,

144 진공 펌프, 147 배기관,

148 핸들링 수단, 560 케이싱,

561 셔터, 562 처리조,

563 리프터, 564 리프터 구동부,

565 IPA·N₂공급부, 566 N₂공급부.

(1. 실시예의 기계적인 구성 및 장치 배치)

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 기판 처리장치(1)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 처리장치(1)는 미처리 기판을 수납하는 카셋트(C)를 반입하는 카셋트 반입부(2)와, 카셋트 반입부(2)로부터 카셋트(C)를 받음과 동시에 카셋트(C)에서 기판을 꺼내는 기판 인출부(3)와, 카셋트(C)에서 꺼내진 미처리 기판을 차례대로 세정하는 기판 처리부(5)와, 세정 후 처리된 기판을 동시에 카셋트(C)에 수납하는 기판 수납부(7)와, 처리된 기판을 수납하는 카셋트(C)를 반출하는 카셋트 반출부(8)를 포함한다. 또한, 기판 이송/반송 기구(9)는 기판 처리장치(1)의 전면에서 기판 인출부(3) 및 기판 수납부(7)에 걸쳐 배치되어, 세정의 전후동안 상술한 부(part)들 사이에서 기판을 반송 및 이송한다.

카셋트 반입부(2)는, 수평 및 수직으로 이동할 수 있고, 수직축 주위로 회전할 수 있는 카셋트 이송로봇(CR1)을 포함하고, 카셋트 스테이지(2a)의 소정 위치에 위치된 한쌍의 카셋트(C)를 기판 인출부(3)로 이송한다.

기판 인출부(3)는, 수직으로 이동할 수 있는 한쌍의 홀더(3a, 3b)를 포함한다. 홀더(3a, 3b)의 상면에 가이드 홈이 설치되어 카셋트(C)에 저장된 미처리 기판을 서로 평행하게 수직으로 지지할 수 있다. 따라서, 홀더(3a, 3b)는 상방으로 이동할 때, 카셋트(C)에서 기판을 꺼낸다. 홀더(3a, 3b)는 카셋트(C)에서 꺼내진 기판을 기판 이송/반송기구(9)에 설치된 반송로봇(TR)으로 이송하여 수평 이동 후 기판 처리부(5)내로 반입한다.

기판 처리부(5)는 약액을 저장하는 약액조(CB)를 포함하는 약액 처리부(52)와, 순수를 저장하는 세척조(WB)를 포함하는 세척부(54)(약액 처리부(52) 및 세척부(54)는 "기판 처리부"에 대응한다)와, 단일 조에서 여러 가지 약액으로 기판을 처리하고 세척하는 처리조(562)를 포함하는, 후에 상세히 설명되지만 다기능 처리부(56)에 의해 구성된다.

기판 처리부(5)에 있어서, 제1 기판 침지기구(55)는 약액 처리부(52) 및 세척부(54)의 후방에 배치되고, 그것에 설치되어 수직 및 수평으로 이동할 수 있는 리프터 헤드(LH1)에 의해 반송로봇(TR)으로부터 받은 기판을 약액 처리부(52)의 약액조(CB) 및 세척부(54)의 세척조(WB)로 침지한다. 제2 기판 침지기구(57)는 다기능 처리부(56)의 후방에 배치되고, 그것에 설치된 수직으로 이동 가능한 리프터 헤드(563a)에 의해 반송로봇(TR)으로부터 받은 기판을 다기능 처리부(56)의 처리조(562)에서 지지한다.

기판 수납부(7)는 기판 인출부(3)의 구성과 유사하고, 수직으로 이동 가능한 한쌍의 홀더(7a, 7b)에 의해 파지되는 처리된 기판을 반송로봇(TR)으로 받아 카셋트(C)내에 수납한다.

카셋트 반출부(8)는 카셋트 반입부(2)의 구성과 유사하고, 이동 가능한 카셋트 이송로봇(CR2)을 포함하며, 기판 수납부(7)상에 위치된 한쌍의 카셋트(C)를 카셋트 스테이지(8a)의 소정 위치로 이송한다.

기판 이송/반송기구(9)는 수직 및 수평으로 이동할 수 있는 반송로봇(TR)을 포함한다. 기판 이송/반송기구(9)는 반송로봇(TR)에 설치된 한쌍의 회전 가능한 핸드(91, 92)로 기판을 파지하는 것에 의해, 기판 인출부(3)의 홀더(3a, 3b)에 의해 지지된 기판을 기판 처리부(5)의 제1 기판 침지기구(55)에 설치된 리프터 헤드(LH1)로 이송하고, 리프터 헤드(LH1)에서 인접한 제2 기판 침지기구(57)에 설치된 리프터 헤드(563a)로 기판을 이송하여 리프터 헤드(563a)에서 기판 수납부(7)의 홀더(7a, 7b)로 이송한다.

도 2 및 도 3에 나타낸 종단면도를 참조하여, 다기능 처리부(56)의 기계적인구성 및 개략적인 동작을 설명한다.

다기능 처리부(56)는 주로 케이싱(560)과, 셔터(561)와, 처리조(562)와, 리프터(563)와, 리프터 구동부(564)와, IPA·N₂공급부(565) 및 N₂공급부(566)를 포함한다. IPA·N₂공급부(565)는 "공급수단"에 대응한다.

케이싱(560)은 그 상면에서 기판 반입/반출부(T0)를 포함하고, 그 주위에 실 부재(560a)가 고정되며, 또한 그 하면에서 배기관(560b)을 포함한다.

셔터(561)는 차폐판(561a)과, 케이싱(560)의 측면 상단에 설치되어 셔터(561)를 유지하는 가이드(561b)를 포함하고, 차폐판(561a)은 가이드(561b)의 가이드 레일을 따라서 약간 수직으로 이동하고, 수평으로 슬라이드 하여 셔터(561)를 개폐한다. 케이싱(560)의 상면에 설치된 실 부재(560a)는 셔터(561)를 기밀한 폐쇄상태로 유지한다.

처리조(562)는 세정액인 순수(DIW;Deionized Water)와 불화수소산(HF)(이후, 불화수소산 및 순수는 "세정액"으로 인용된다)로 채워질 수 있고, 기판(W)은 그 내부로 침지되어 에칭 또는 세정된다. 또한, 세정액을 각각 피드백, 배출 및 공급하는 배관(562c, 562d, 562e)은 처리조(562)의 하면과 연결되어 있다. 게다가, 세정액 회수 홈(562a)은 처리조(562)의 4개 외측면의 상단에 설치되어 세정액 회수관(562b)과 연결되어 있다.

리프터(563)는 리프터 헤드(563a)와 유지판(563b) 사이에서 기판(W)을 자유롭게 끼우고 유지하는 다수의 유지 홈을 가지는 3개의 기판 가이드(563c)를 포함한다.

리프터 구동부(564)는 서보 모터(564a)에 장착된 타이밍 벨트(564b)와, 수직으로 연장되어 타이밍 벨트(564b)에 연결된 축(564c)을 포함한다. 상기 축(564c)의 상단은 리프터(563)의 리프터 헤드(563a)에 연결되어, 서보 모터(564a)에 의해 리프터(563)와 그위에 유지된 복수의 기판(W)을 수직으로 이동시킬 수 있어, 도 2 및 도 3에 나타낸 기판(W)을 반송로봇(TR)으로 이송하는 이송위치(TP), 기판(W)을 건조하는 건조위치(DR) 및 기판(W)을 세정액 안으로 침지하는 침지위치(DP)상에 기판을 위치시킬 수 있다.

IPA·N₂공급부(565)에 있어서, 한쌍의 IPA·N₂공급관(565a)은 처리조(562)내에 저장된 세정액의 용액 레벨보다 낮은 위치에서 케이싱(560)의 내측면상에 브라켓(565b)에 의해 각각 설치되고, IPA·N₂공급관(565a)에는 복수의 개구 공급포트(IO)가 상방으로 향해서 설치되어 용제로서 작용하는 IPA를 N₂가스와 함께 공급한다. 도 2 및 도 3에는 나타나 있지 않지만, 배관(565c)(도 4에 도시)은 IPA·N₂공급관(565a)과 연결되어 있다.

또한, N₂공급부(566)에 있어서, 한쌍의 N₂공급관(566a)은 브라켓(566b)에 의해 케이싱(560)의 내측면상에 각각 설치되고, N₂공급관(566a)에는 복수의 공급포트(NO)(도 3에는 일부 공급포트에만 참조부호를 표시하였다)가 설치되어 N₂를 공급한다. 도 2 및 도 3에는 나타나 있지 않지만, 배관(566c)(도 4에 도시)은 N₂공급관(566a)과 연결되어 있다.

도 4는 다기능 처리부(56)의 구성을 나타내는 모식도이다. 상술한 기계적인 구성에 추가해서, 다기능 처리부(56)는 각각 후술되는 3방향 밸브(V1, V6) 및 밸브(V2∼V5, V7)와 전기적으로 연결되는 제어부(567a)를 포함하여, 3방향 밸브(V1, V6)의 유로를 전환하고, 3방향 밸브(V6) 및 밸브(V2∼V5, V7)를 개폐한다.

3방향 밸브(V1), 펌프(P) 및 필터(F)는 배관(562b)에 끼워지고, 배관(562c)은 필터(F)와 연결되어 있다. 배관(562b)과 연결되지 않은 3방향 밸브(V1)의 포트가 배관(562bc)을 통해서 처리조(562)와 장비의 배출라인 사이를 연결하는 배관(562d)과 연결되어 있고, 밸브(V2)는 배관(562d)의 전방 부분에 삽입되어 있다. 제어부(567a)는 소정의 타이밍에서 처리조(562)로부터 세정액 회수 홈(562a)으로 오버플로우 하는 세정액을 필터(F)로 필터링 한 후 피드백하는 동작과, 세정액을 배출라인으로 배출하는 동작을 전환한다.

배관(562e)은 2개 부분으로 분기하고, 제1 부분은 밸브(V3)를 통해서 HF 공급원(567b)과 연결되어 있고, 제2 부분은 밸브(V4)를 통해서 순수 공급원(567c) 및 순수 온도조절부(567d)와 연결되어 있다. 제어부(567a)는 소정의 타이밍으로 밸브(V3, V4)를 제어하는 것에 의해 HF 혹은 순수(DIW)를 처리조(562)내로 공급한다.

배관(560b)은 밸브(V5) 및 에어 펌프(AP)를 통해서 설비의 배기라인과 연결되어 있고, 제어부(567a)는 소정의 타이밍으로 밸브(V5)를 제어하는 것에 의해 케이싱(560)내의 분위기를 배기한다.

배관(565c)은 3방향 밸브(V6)를 통해서 N₂공급원(567f) 및 IPA 공급원(567e)과 연결되어 있고, 제어부(567a)는 소정의 타이밍으로 3방향 밸브(V6)를 제어하는 것에 의해 IPA·N₂공급관(565a)을 통해서 케이싱(560)내로 캐리어 가스로서 N₂가스와 함께 IPA 가스를 공급하거나 또는 N₂가스만을 공급하거나 혹은 3방향 밸브(V6)를 폐쇄한다.

배관(566c)은 밸브(V7)를 통해서 N₂공급원(567f)과 연결되어 있고, 제어부(567a)는 소정의 타이밍으로 3방향 밸브(V7)를 제어하는 것에 의해 N₂가스를 N₂공급관(566a)을 통해서 케이싱(560)내로 공급한다.

이제, 다기능 처리부(56)의 주요 부분을 설명한다.

이 다기능 처리부(56)에 있어서, 순수 온도조절부(567d)는 상술한 순수 공급원(567c)으로부터 공급된 순수(DIW)의 온도를 측정하는 온도센서 및 순수(DIW)를 냉각하는 가열펌프에 의해 형성된 냉각수단을 포함하고, 제어부(567a)는 온도센서에 의해 측정된 결과에 의거해서 측정된 온도가 소정의 온도를 초과할 때 냉각수단을 구동하고, 측정된 온도가 소정의 온도 이하일 때 냉각수단을 정지시키는 제어를 행하여, 순수(DIW)를 소정의 온도로 유지할 수 있다. 제어부(567a)는, 후술하는 바와 같이, 처리 스텝에 따라 순수(DIW)의 온도 제어를 전환할 수 있다.

다기능 처리부(56)의 IPA 공급원(567e)과 IPA·N₂공급부(565)를 연결하는배관(565c)에는 가열수단이 설치되지 않는다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 의하면, IPA·N₂공급부(565)에서 케이싱(560)내로 공급된 IPA 증기는 사실상 상온(사실상 실온과 같다 : 약 20℃)이고, 순수 온도조절부(567d)는 순수(DIW)를 상온보다 약 10℃ 낮은 소정의 온도, 즉 10℃ 정도로 항상 유지한다. 온도센서 및 냉각수단은 공지된 것으로 마련될 수 있다.

상술한 온도 조절을 행하는 처리 스텝에 있어서, 온도 조절된 순수(DIW)를 처리조(562)내로 공급하고, 기판(W)을 처리조(562)내로 침지하는 것에 의해 기판(W)의 온도도 상온의 IPA 증기보다 약 10℃ 낮은 약 10℃로 유지할 수 있다. 그러므로, 실시예에 있어서, 기판(W)의 표면상에 부착하는 순수(DIW)에 대해서 IPA 증기가 가열없이 응축되므로, 순수(DIW)는 처리조(562)로부터 인상된 기판(W)에서 신속하게 제거될 수 있다.

다기능 처리부(56)의 IPA·N₂공급부(565)는 처리조(562)의 상단보다 낮은 (즉, 처리조(562)에 저장된 세정액의 용액 레벨보다 낮은)위치에서 처리조(562)의 측면에 설치되고, 공급포트(IO)는 상방으로 향해진다. 따라서, IPA·N₂공급부(565)는 기판(W)이 처리조(562)로부터 사실상 완전히 끌어올려지기 전에 IPA 증기를 상방으로 분사하여 공급한다.

처리조(562)내에 저장되고, 상방에서 외부 공기 온도로 유지된 순수를 향해서 고온의 IPA 증기를 공급하는 종래의 장치는, 지름 200㎜인 50개의 기판을 건조하기 위해 약 300㏄의 IPA가 필요하지만, 본 발명의 장치는 상술한 IPA 증기의 공급 때문에 필요한 IPA의 양이 30㏄를 넘지 않는다. 또한, 본 발명의 장치는 종래의 장치와 비교하여, 특히 중요한 효과로서, 생성된 파티클의 양도 감소시킬수 있다.

IPA·N₂공급포트(IO)에서 공급된 IPA 증기가 처리조내에 저장된 순수(DIW)의 표면을 직접 가격하거나 물결을 일으키지 않으므로, 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 용해된 IPA의 양이 감소되기 때문에, 본 발명의 장치는 IPA 소비량을 감소시킬수 있는 것이 추론된다. 또한, 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 용해된 IPA는 적은 양의 용해때문에 세정된 기판(W)의 표면과 거의 접촉하지 않으므로 파티클의 발생을 저감하는 것이 추론된다. 게다가, IPA 증기가 고온이 아닌 상온으로 설정되므로 순수(DIW)의 용해도가 더 저하되는 것에 의해, 건조 속도를 증가시키고, IPA 소비량과 함께 파티클의 발생도 억제하는 것이 추론된다.

다음의 이유에 의한 영향도 추론된다. 도 5는 기판을 건조하는 처리수순을 나타내는 모식도이다. 다음에, 도 5의 (c)를 참조하여 설명한다.

종래의 장치에 있어서, 처리조의 상방에서 분사된 IPA 증기는 처리조내에 저장된 순수의 표면 근처의 분위기에 뒤섞여지므로 IPA 증기에서 N₂가스를 분리하는 것은 어렵다. 한편, 본 발명에 있어서, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 캐리어 가스로서 작용하는 N₂가스와 함께 상방으로 공급된 IPA 증기의 속도는 중력 및 분위기에 의한 저항에 의해 감소되어 상승운동이 정지되고, N₂및 IPA는 N₂분자 및 IPA 분자의 분자중량의 차이 때문에 서로 점진적으로 분리되며, 적은 분자중량을 가지는 N₂가 풍부한 층이 상부에 형성되면서 IPA 증기가 풍부한 층이 수면과 가까운 하부에 형성되는 것이 추론된다. 또한, 이와 같은 N₂층 및 IPA 층의 형성 후 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)로부터 끌어올려지는 기판(W)이 끌어올려진 후 즉시 IPA 증기가 풍부한 층을 통과하므로, IPA가 기판(W)에 부착하는 순수(DIW)에 쉽게 용해됨으로써, 순수(DIW)가 기판(W)에서 쉽게 분리되어 IPA 소비량이 적어지게 되는 것이 추론된다. 게다가, IPA 증기는 고온이 아닌 상온으로 설정되기 때문에 분위기의 내부 에너지가 낮아져 확산을 억제하므로, 케이싱(560)내의 분위기가 IPA 층 및 N₂층으로 더 쉽게 분리되어 IPA 소비량을 더 감소시키는 것이 추론된다.

다기능 처리부(56)에서 순수(DIW)를 냉각하지 않고, 고온 IPA 증기를 처리조(562)내의 상방으로 공급하는 것에 의해 지름 200㎜인 50개의 기판(W)을 건조하는데 50㏄의 IPA가 필요하지만, 상술한 바와 같이 순수(DIW)를 냉각하면서 IPA 증기가 IPA· N₂공급부(565)에서 상방으로 공급될 때 필요한 IPA 증기량은 약 30㏄를 넘지 않는다. 또한, 파티클의 발생도 감소된다.

따라서, 이들 이유는 다음과 같이 하여 추론된다.

IPA 증기가 고온이 아닌 상온으로 설정되기 때문에 분위기의 내부 에너지가 낮아 확산을 억제하므로, 케이싱(560)내의 분위기는 IPA 층 및 N₂층으로 더 쉽게 분리되어 IPA 소비량을 더 감소시키는 것이 추론된다.

또한, 케이싱(560)내의 분위기를 분리하는 것에 의해 형성된 IPA 층 및 N₂층 중 하부에 형성된 IPA 층이 상온이므로, IPA 증기는 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 거의 용해되지 않고, IPA 증기소비량은 더 감소되며, 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 용해된 IPA가 기판(W)의 표면에 도달하는 것에 의해 파티클이 거의 생성되지 않는다는 것이 추론된다.

또한, 실시예에 의한 다기능 처리부(56)에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 케이싱(560)의 상부에 설치된 N₂공급관(566a)의 공급포트(NO)는, 하방으로 향해서 경사져 있다. 더 정확하게는, 공급포트(NO)는 건조위치(DR)상에 위치된 기판(W)의 표면 및 리프터(563)의 기판 가이드(563c) 주변부로 향해져 있다. 그러므로, 처리조(562)내의 순수(DIW)로 세정을 완료한 후, 리프터(563)는 기판(W)을 유지하면서 건조위치(DR)에 위치되고, N₂공급부(566)로부터 N₂를 분사하는 것에 의해 N₂가스가 기판(W)의 표면 및 리프터(563)의 기판 가이드(563C) 주변부로 향해서 분사되어 기판(W)과 유지 홈 사이에 남아 있는 순수(DIW)를 날려 버리고, 기판(W)을 신속하게 건조시킨다. 기판(W)은 처리조(562)로부터 인상된 후, 처리조(562)에 저장된 순수(DIW)로 되돌리지 않으므로, 처리조(562)에 저장된 순수(DIW)의 표면에 물결을 일으켜 IPA의 순수(DIW)로의 용해를 조장하는 것에 의한 문제는 발생하지 않는다.

(2. 실시예의 처리수순 및 효과)

이제, 실시예에 의한 다기능 처리부(56)에 의해 기판을 건조하는 처리수순을 나타내는 도 5 및 IPA·N₂공급부(565)에서 공급하는 N₂혹은 IPA 증기 공급의 타이밍 챠트를 나타내는 도 6을 참조하여, 처리 수순을 설명한다. 또, 다음의 처리수순 이전에 HF 등에 의한 에칭이 완료된다고 가정한다(3방향 밸브(V3)가 폐쇄되어 있다). 또, 다음의 제어는 제어부(567a)에 의해 행해진다.

우선, 제어부(567a)는 기판(W)을 상온에서 순수(DIW)로 미리 채워진 처리조(562)내로 도입하여 세정한다(도 5의 (a)). 이때, 순수(DIW)가 처리조(562)에서 오버플로우되고, 3방향 밸브(V1)는 배관(562b)과 연결되어 있으며, 밸브(V2, V4, V5)는 폐쇄되어 있고, 오버플로우된 순수(DIW)는 배관(562c)을 통해서 처리조(562)로 되돌아오며, 3방향 밸브(V7)는 폐쇄되어 있고, N₂공급부(566)는 N₂가스를 공급하지 않고, 3방향 밸브(V6)가 N₂공급원(567f)에서 배관(565c)에 이르는 통로를 연결하고 있는 동안 IPA·N₂공급부(565)가 N₂가스를 공급한다(도 6의 시각 T0).

그리고, 제어부(567a)는, 배관(562e)을 통해서 처리조(562)에서 오버플로우 되고 순수 온도조절부(567d)에 의해 냉각된 순수(DIW)를 공급하는 것에 의해, HF 혹은 처리조(562)에 저장된 상온의 순수(DIW)를 냉각된 것으로 교체한다(도 5의 (b), 도 6의 시간 T0-T1). 즉, 제어부(567a)는 저온의 순수(DIW)를 상온의 순수(DIW)로 이루어진 하부로 공급하므로, 온도 사이의 관계 때문에 그 사이에서 대류에 의한 교체는 발생되지 않고, 처리조(562)의 상단에서 상온의 순수(DIW)가 차례대로 오버플로우 하고, 최후에는 처리조(562)에 저온의 순수(DIW)가 채워지게 되어 효율적인 교체를 달성한다. 이 단계에서, 3방향 밸브(V1)가 배관(562bc)에 연결되고, 밸브(V2, V4)가 개방된 것을 제외하고는, 밸브(V3, V5∼V7)의 개폐상태 및 IPA·N₂공급부(565)와 N₂공급부(566)의 가스 공급상태는 시간 T0의 것과 유사하다.

그리고, 제어부(567a)는 3방향 밸브(V6)를 IPA 공급원(567e) 및 N₂공급원(567f)의 양쪽과 연결하는 통로를 배관(565c)과 연결하므로, IPA·N₂공급부(565)는 캐리어 가스로서 작용하는 N₂가스와 함께 IPA 증기의 공급을 시작한다(도 5의 (c), 도 6의 시간 T1). 이때, 3방향 밸브(V1)는 배관(562b)과 연결되어 있고, 밸브(V2, V4, V5)는 폐쇄되어 있으며, 오버플로우된 순수(DIW)는 배관(562c)을 통해서 처리조(562)내로 되돌아오고, 밸브(V7)는 폐쇄되어 있으며, N₂공급부(566)는 N₂가스를 공급하지 않는다.

소정 시간동안 IPA 증기를 연속적으로 공급하는 것에 의해 케이싱(560)내의 상부 및 하부(즉, 처리조(562)의 바로 상방)에 N₂층 및 IPA 층이 형성되는 것이 추론된다(도 5의 (d), 도 6의 시간 T1-T2). 이 단계에서, 3방향 밸브(V1, V6)와 밸브(V2∼V5, V7)의 개폐상태 및 IPA·N₂공급부(565)와 N₂공급부(566)의 가스 공급상태는 시간 T1의 것과 유사하다.

그리고, 제어부(567a)는 리프터(563)를 상승시켜 처리조(562)내에 저장된 냉각된 순수(DIW)로부터 기판(W)을 끌어올리고, IPA 증기 층을 통과시켜 기판(W)상에 부착하는 대부분의 순수(DIW)를 제거한다(도 5의 (e), 도 6의 시간 T1-T2). 또한,이 단계에서 3방향 밸브(V1, V6)와 밸브(V2∼V5, V7)의 개폐상태 및 IPA·N₂공급부(565)와 N₂공급부(566)의 가스 공급상태는 시간 T1의 것과 유사하다.

그리고, 제어부(567a)는 3방향 밸브(V6)를 폐쇄하여 IPA·N₂공급부(565)로부터 IPA 증기의 공급을 정지시키고, 밸브(V7)를 개방하여 N₂공급부(566)로부터 건조위치(DR)상에 위치된 리프터(563)의 기판 가이드(563c) 주변부로 향해서 N₂가스를 공급하는 것에 의해, 유지 홈과 기판(W) 표면상에 남아 있는 순수(DIW)를 날려 버린다. 또한, 제어부(567a)는 밸브(V2)를 개방하여 처리조(562)로부터 배출라인으로 순수(DIW)를 배출한다(도 5의 (f), 도 6의 시간 T2). 이 단계에서, 나머지 밸브(V3∼V5)와 3방향 밸브(V1)의 개폐상태는 시간 T1의 것과 유사하다.

그리고, 제어부(567a)는 3방향 밸브(V6)를 N₂공급원(567f)에만 연결하는 통로와 배관(565c)을 연결하고, IPA·N₂공급부(566)에서 N₂가스만 공급하여 사실상 케이싱(560)내를 N₂분위기로 완전히 채워지게 한다(도 5의 (g), 도 6의 시간 T3). 이 단계에서, 3방향 밸브(V1)와 밸브(V2∼V5, V7)의 개폐상태 및 N₂공급부(566)의 가스 공급상태는 시간 T2의 것과 유사하다.

그리고, 제어부(567a)는 밸브(V5)를 개방하고, 배관(560b)을 통해서 케이싱(560)내의 분위기를 배기하여 케이싱(560)내를 감압하는 것에 의해, 기판(W)을 완전히 건조한다(도 5의 (h), 도 6의 시간 T4). 이 단계에서, N₂공급부(566)의가스 공급상태는 시간 T3의 것과 유사하고, 제어부(567a)는 3방향 밸브(V6)를 폐쇄하여 IPA·N₂공급부(565)로부터의 가스 공급을 정지하며, 3방향 밸브(V1)와 나머지 밸브(V2∼V4, V7)의 개폐상태는 시간 T3의 것과 유사하다.

최후에, 제어부(567a)는 셔터(561)를 개방하여 밀폐 챔버(112)를 외부 대기로 개방하고, 이송위치(TP)로 리프터(563)를 상승시켜 케이싱(560)에서 기판(W)을 꺼내는 것에 의해, 일련의 기판 건조를 완료한다(도 5의 (i), 도 6의 시간 T4 이후). 이 단계에서, 3방향 밸브(V1, V6)와 나머지 밸브(V2∼V5, V7)의 개폐상태 및 IPA·N₂공급부(565)와 N₂공급부(566)의 가스 공급상태는 시각 T4의 것과 유사하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 다기능 처리부(56)는 사실상 순수(DIW)를 일정한 온도로 유지함으로써, IPA 증기의 온도는 순수(DIW)의 온도 변동을 고려하여 필요 이상으로 증가되지 않는다. 또한, 다기능 처리부(56)는 순수(DIW)를 냉각하여 기판을 소정의 온도로 유지함으로써, 기판(W)이 고온으로의 가열없이 상온에서 공급된 IPA 증기에 의해 건조될 수 있다. 따라서, 건조성능을 유지하면서 안정성이 향상되고, IPA 증기가 고온이 아니기 때문에 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 용해된 IPA 증기량이 감소될 수 있으므로, IPA 소비량을 억제하면서 기판 건조 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 용해된 IPA 증기는 순수(DIW)로 침지된 기판(W)의 표면과 거의 접촉하지 않으므로, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

게다가, 다기능 처리부(56)의 IPA·N₂공급부(565)의 공급포트(IO)는 상방으로 향해지므로, 처리조(562)로부터 기판(W)을 상방으로 끌어올릴 때 필요한 IPA 증기량은 억제될 수 있고, 건조 효율성을 향상시키는 것에 의해 건조 시간이 단축될 수 있으며, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

N₂및 IPA 증기를 공급하는 N₂공급부(566) 및 IPA·N₂공급부(565)는 기판(W)을 처리하는 단계에 따라 전환될 수 있으므로, IPA 증기와 N₂는 효과적인 위치에서 공급될 수 있고, 기판(W)은 효율적으로 건조되며, IPA 증기와 N₂의 소비량은 억제될 수 있다.

또한, 기판(W)이 처리조로(562)부터 사실상 완전히 끌어올려지기 전에 상부에 설치된 N₂공급부(566)는 N₂가스를 공급하지 않으므로, 파티클의 발생뿐만 아니라 IPA 소비량이 억제될 수 있다.

기판(W)을 끌어올린 후, 기판(W)과 기판 가이드(563c) 주변부를 향해서 상방으로부터 N₂를 분사시키는 것에 의해 유지 홈과 기판(W) 사이나 기판(W)의 표면상에 남아 있는 순수(DIW)를 날려 버릴수 있어 기판(W)을 신속하게 건조한다.

(3. 실시예의 변형예)

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 용제 및 불활성 가스로서 IPA 및 N₂를 각각 사용하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니고, 용제 및 불활성 가스로는 각각 에탄올 또는 메탄올 및 헬륨 가스 또는 아르곤 가스를 택일적으로 사용할 수 있다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 N₂공급부(566)를 포함하지만, N₂공급부(566)는 생략할 수 있어 IPA·N₂공급부(565)만이 IPA 증기와 N₂를 공급하여도 된다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)에서 IPA·N₂공급부(565)는 기판(W)을 수용하기 위해 처리조(562)에 저장된 세정액의 용액 레벨보다 낮은 위치상에 배치되지만, IPA·N₂공급부(565)는 택일적으로 용액 레벨의 상방에 배치될 수 있다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 상온에서 IPA 증기를 공급하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 기판(W)을 끌어올리는 동작전의 순수(DIW)보다 높은 온도라면 IPA증기는 약간 가열된 다른 온도라도 좋다. IPA 증기를 약간 가열하는 경우, 순수(DIW)는 냉각없이 상온에 가까운 일정한 온도로 유지될 수 있다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 순수(DIW)를 냉각 및 온도 제어하면서 순수(DIW)를 공급하여 기판(W)을 냉각 및 온도 제어하지만, 다기능 처리부(56)는 순수(DIW)를 냉각 및 온조 제어하지 않고 택일적으로 고온의 IPA 증기를 공급할 수 있다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 순수 온도제어부(567d)에서 냉각수단으로서 가열 펌프를 사용하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 펠티에 소자 등과 같은 다른 냉각수단을 사용할 수 있다.

실시예에 의한 다기능 처리부(56)는 순수 온도제어부(567d)를 포함하지만,다기능 처리부(56)는 기판 처리장치의 외부에 설치된 냉각수단에 의해 택일적으로 순수(DIW)를 냉각하여 공급할 수 있다.

상방으로 향해진 공급포트(IO)를 가지는 IPA·N₂공급부(565)는 상단보다 낮은 위치에서 처리조(562)의 측면에 설치되는 것에 의해, 실시예에 의한 다기능 처리부(56)에서 IPA 증기를 상방으로 공급하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, IPA·N₂공급부(565)는 처리조(562)의 상단의 상방에 택일적으로 설치될 수 있고, 또는 공급포트(IO)는 상방 또는 측방으로 경사질 수 있다.

본 발명을 상세하게 나타내어 설명하였지만, 상술한 설명은 모두 예시로서 한정적이다. 따라서, 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 한 수많은 변형 및 변경이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다기능 처리부(56)는 사실상 순수(DIW)를 일정한 온도로 유지함으로써, IPA 증기의 온도는 순수(DIW)의 온도 변동을 고려하여 필요 이상으로 증가되지 않는다. 또한, 다기능 처리부(56)는 순수(DIW)를 냉각하여 기판을 소정의 온도로 유지함으로써, 기판(W)이 고온으로의 가열없이 상온에서 공급된 IPA 증기에 의해 건조될 수 있다. 따라서, 건조성능을 유지하면서 안정성이 향상되고, IPA 증기가 고온이 아니기 때문에 처리조(562)내에 저장된 순수(DIW)에 용해된 IPA 증기량이 감소될 수 있으므로, IPA 소비량을 억제하면서 기판 건조 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 용해된 IPA 증기는 순수(DIW)로침지된 기판(W)의 표면과 거의 접촉하지 않으므로, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

게다가, 다기능 처리부(56)의 IPA·N₂공급부(565)의 공급포트(IO)는 상방으로 향해지므로, 처리조(562)로부터 기판(W)을 상방으로 끌어올릴 때 필요한 IPA 증기량은 억제될 수 있고, 건조 효율성을 향상시키는 것에 의해 건조 시간이 단축될 수 있으며, 파티클의 발생이 억제될 수 있다.

N₂및 IPA 증기를 공급하는 N₂공급부(566) 및 IPA·N₂공급부(565)는 기판(W)을 처리하는 단계에 따라 전환될 수 있으므로, IPA 증기와 N₂는 효과적인 위치에서 공급될 수 있고, 기판(W)은 효율적으로 건조되며, IPA 증기와 N₂의 소비량은 억제될 수 있다.

또한, 기판(W)이 처리조로(562)부터 사실상 완전히 끌어올려지기 전에 상부에 설치된 N₂공급부(566)는 N₂가스를 공급하지 않으므로, 파티클의 발생뿐만 아니라 IPA 소비량이 억제될 수 있다.

기판(W)을 끌어올린 후, 기판(W)과 기판 가이드(563c) 주변부를 향해서 상방으로부터 N₂를 분사시키는 것에 의해 유지 홈과 기판(W) 사이나 기판(W)의 표면상에 남아 있는 순수(DIW)를 날려 버릴수 있어 기판(W)을 신속하게 건조한다.

Claims (9)

1. a) 세정액을 저장하는 처리조와,

   b) 상기 처리조를 수용하는 챔버와,

   c) 용제 증기를 상기 챔버내로, 또한 상기 처리조의 상방 또는 비스듬한 상방으로 공급하는 용제 공급수단과,

   d) 상기 처리조로부터 기판을 끌어올리는 핸들링 수단과,

   e) 세정액을 상기 처리조내로 공급하는 용액 공급수단과,

   f) 상기 세정액을 상온보다 낮은 소정의 온도로 유지하는 온도 조절수단,

   을 구비하는 기판 건조장치.
2. a) 세정액을 저장하는 처리조와,

   b) 상기 처리조를 수용하는 챔버와,

   c) 용제 증기와 불활성 가스의 혼합 가스를 상기 챔버내로, 또한 상기 처리조의 상방으로 또는 비스듬한 상방으로 공급하는 공급수단과,

   d) 상기 처리조로부터 기판을 끌어올리는 핸들링 수단과,

   e) 세정액을 상기 처리조내로 공급하는 용액 공급수단과,

   f) 상기 세정액을 상온보다 낮은 소정의 온도로 유지하는 온도조절수단을 구비하는 기판 건조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공급수단은,

   c-1) 상기 처리조의 상단보다 낮은 레벨에서 상방으로 상기 용제 증기와 불활성 가스의 상기 혼합 가스를 공급하기 위해 상기 처리조의 외부에 설치된 공급포트 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   g) 상기 처리조내의 상기 세정액내로 상기 기판을 침지하면서 상기 용제 공급수단에 의해 상기 용제 증기를 상기 챔버내로 공급시키고, 그 후 상기 용제증기의 공급을 정지시키며, 그 후 상기 핸들링 수단에 의해 상기 처리조에서 상기 기판을 끌어올리게 하는 제어수단을 더 구비하는 기판 건조장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 핸들링 수단에 의해 상기 처리조로부터 상기 기판을 끌어올리게 하고, 그 후 상기 용제 공급수단에 의해 상기 용제증기를 상기 챔버내로 공급시키는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   h) 불활성 가스를 상기 챔버내로 공급하는 가스 공급수단을 더 구비하고,

   상기 제어수단은, 상기 핸들링 수단에 의해 상기 처리조로부터 상기 기판을끌어올리게 하고, 그 후 상기 가스 공급수단에 의해 상기 불활성 가스를 상기 챔버내로 공급시키는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   I) 상기 챔버내를 감압하는 감압수단을 더 구비하고,

   상기 제어수단은, 상기 핸들링 수단에 의해 상기 처리조로부터 상기 기판을 끌어올리게 하고, 그 후 상기 감압수단에 의해 상기 챔버내를 감압하는 것을 특징으로 하는 기판 건조장치.
8. a) 기판에 대하여 약액(藥液)처리 또는 수세(水洗)처리를 행하는 기판처리부와,

   b-1) 세정액을 저장하는 처리조와,

   b-2) 상기 처리조를 수용하는 챔버와,

   b-3) 용제 증기를 상기 챔버내로, 또한 상기 처리조의 상방 또는 비스듬한 상방으로 공급하는 용제공급수단과,

   b-4) 상기 처리조로부터 기판을 끌어올리는 핸들링 수단과,

   b-5) 세정액을 상기 처리조내로 공급하는 용액 공급수단과,

   b-6) 세정액을 상온보다 낮은 소정의 온도로 유지하는 온도 조절수단을 포함하고,

   b) 상기 기판을 건조하는 건조처리부,

   를 구비한 기판 처리장지.
9. a) 기판에 대하여 약액(藥液)처리 또는 수세(水洗)처리를 행하는 기판처리부와,

   b-1) 세정액을 저장하는 처리조와,

   b-2) 상기 처리조를 수용하는 챔버와,

   b-3) 용제 증기와 불활성 가스의 혼합 가스를 상기 챔버내로, 또한 상기 처리조의 상방 또는 비스듬한 상방으로 공급하는 공급수단과,

   b-4) 상기 처리조로부터 기판을 끌어올리는 핸들링 수단과,

   b-5) 세정액을 상기 처리조내로 공급하는 용액 공급수단과,

   b-6) 세정액을 상온보다 낮은 소정의 온도로 유지하는 온도 조절수단을 포함하고,

   b) 상기 기판을 건조하는 건조처리부,

   를 구비한 기판 처리장지.