KR100880696B1 - Facililty and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 설비 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계유체를 사용하여 기판을 처리하는 공정을 수행하는 공정챔버를 구비하여 기판을 처리하는 설비, 그리고 상기 설비의 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing equipment and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus having a process chamber for performing a process for processing a substrate using a supercritical fluid, and a substrate processing method of the equipment. will be.
일반적인 반도체 제조 공정은 웨이퍼 상에 세정, 도포, 증착, 현상, 이온주입, 화학적 기계적평탄화, 그리고 식각 등의 처리 공정들을 포함한다. 이러한 처리 공정들 중 식각 공정은 웨이퍼 표면의 불필요한 이물질을 제거하는 공정이다. 식각 공정은 건식 식각 공정과 습식 식각 공정으로 나뉘며, 이 중 건식 식각 공정은 웨이퍼 표면에 다양한 종류의 처리가스를 공급하여 웨이퍼 표면에 불필요한 이물질을 제거한다.Typical semiconductor fabrication processes include processing on the wafer, such as cleaning, applying, depositing, developing, ion implantation, chemical mechanical leveling, and etching. Among these treatment processes, an etching process is a process of removing unnecessary foreign substances on the wafer surface. The etching process is divided into a dry etching process and a wet etching process. Among them, the dry etching process supplies various kinds of processing gases to the wafer surface to remove unnecessary foreign substances on the wafer surface.
최근에는 초임계유체를 사용하여 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 기술이 사용된다. 초임계유체를 사용하여 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 장치는 챔버 를 구비한다. 일반적인 초임계유체를 사용한 감광액 제거장치는 공정시 챔버 내부에 웨이퍼 위치시킨 후 챔버를 일정압력으로 가압시킨다. 그리고, 챔버 내부로 이산화탄소 및 감광액 제거를 위한 처리액을 공급하여 챔버 내부에서 초임계유체를 생성시켜 웨이퍼 표면의 감광액을 제거한다.Recently, a technique of removing photoresist on the wafer surface using a supercritical fluid is used. An apparatus for removing the photoresist on the wafer surface using a supercritical fluid has a chamber. In general, a photoresist removal apparatus using a supercritical fluid pressurizes the chamber to a predetermined pressure after placing the wafer inside the chamber during the process. Then, a processing liquid for removing carbon dioxide and photosensitive liquid is supplied into the chamber to generate a supercritical fluid within the chamber to remove the photosensitive liquid on the wafer surface.
그러나, 이러한 초임계유체를 사용한 감광액 제거 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the photoresist removal apparatus using such a supercritical fluid has the following problems.
첫째, 감광액의 제거 효율이 낮다. 즉, 일반적인 감광액 제거 장치는 챔버 내부에서 초임계유체를 생성시켜 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하나, 이러한 방식으로는 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 효율이 낮다. 특히, 이온 주입 공정에 사용된 감광액 표면은 경화(hardening)된다. 따라서, 이온 주입 공정 후 표면이 경화된 감광액은 일반적인 초임계유체 공급에 의해 잘 제거되지 않는다.First, the removal efficiency of the photosensitive liquid is low. That is, a general photosensitive liquid removing apparatus generates a supercritical fluid inside the chamber to remove the photosensitive liquid on the wafer surface, but in this manner, the efficiency of removing the photosensitive liquid on the wafer surface is low. In particular, the photoresist surface used in the ion implantation process is hardened. Therefore, the surface-cured photoresist after the ion implantation process is not easily removed by a general supercritical fluid supply.
둘째, 초임계유체의 농도를 일정하게 유지시키기 어렵다. 즉, 일반적인 감광액 제거 장치는 공정시 챔버로 이산화탄소와 감광액 제거를 위한 처리액을 공급하여 상기 챔버 내부에서 소정의 농도를 만족하는 초임계유체를 생성한다. 그러나, 이러한 방식은 챔버 내부에서 생성되는 초임계유체의 농도가 일정하지 않아 감광액 제거가 불균일하게 이루어진다.Second, it is difficult to keep the concentration of supercritical fluid constant. That is, a general photosensitive liquid removing apparatus supplies a processing liquid for removing carbon dioxide and a photosensitive liquid to a chamber during a process to generate a supercritical fluid satisfying a predetermined concentration inside the chamber. However, this method results in non-uniform photoresist removal because the concentration of supercritical fluid generated inside the chamber is not constant.
셋째, 챔버의 가압에 따른 시간으로 인해 공정 시간이 증가된다. 즉, 일반적인 초임계유체를 사용하여 감광액을 제거하는 장치는 낱장의 웨이퍼들을 처리할 때마다 챔버 내부를 기설정된 압력 및 온도로 조절하여야 한다. 그러나, 이러한 방식은 챔버의 압력 및 온도를 기설정된 압력 및 온도로 조절하는데 많은 시간이 소모되므로 공정 처리 시간이 증가된다.Third, the process time is increased due to the time due to the pressurization of the chamber. That is, a device for removing the photoresist using a general supercritical fluid should adjust the inside of the chamber to a predetermined pressure and temperature whenever the sheet wafers are processed. However, this approach increases process processing time because much time is spent adjusting the pressure and temperature of the chamber to a predetermined pressure and temperature.
본 발명은 감광액 제거 효율을 향상시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method for improving the photoresist removal efficiency.
본 발명은 하우징 내부로 공급되는 초임계유체가 웨이퍼의 중앙 영역에 효과적으로 이동되도록 초임계유체를 유도하여 웨이퍼 전반에 균일한 감광액 제거를 수행하는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method for inducing a supercritical fluid so that the supercritical fluid supplied into the housing is effectively moved to a central region of the wafer to perform uniform photoresist removal throughout the wafer.
본 발명은 초임계유체의 농도를 일정하게 유지시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method for maintaining a constant concentration of supercritical fluid.
본 발명은 고압에서도 견딜 수 있도록 내구성을 향상시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method for improving durability to withstand high pressure.
본 발명은 공정 시간을 단축시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides substrate processing equipment and methods that shorten the process time.
상술한 과제를 해결하기 위한 발명에 따른 기판 처리 설비는 내부에 기판을 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공하고 측벽에 기판 출입구가 제공되고 하부가 개방된 하우징, 기판을 지지하고 상기 하우징의 개방된 하부에 삽입되는 지지부재, 그리고 공정시 상기 하우징 내부로 공급되는 유체에 기류를 발생시키는 기류 발생부재를 포함하되, 상기 기류 발생부재는 공정시 상기 지지부재에 놓여진 기판과 일정 간격이 이격되어 회전되는 회전플레이트, 상기 회전플레이트를 회전시키는 회전모터, 그리고 공정시 상기 지지부재에 놓여진 기판의 중앙 영역인 제1 영역과 대향 되는 상기 회전플레이트의 하부면 영역에 형성되고, 상기 하부면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 연장되도록 형상지어지는 가이드 몸체를 가지는 제1 가이드를 포함한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for solving the above problems provides a space for performing a process for processing a substrate therein, a housing having a substrate entrance and opening at a sidewall, and a lower portion of the housing, supporting the substrate and opening the housing. And a support member inserted into the lower portion, and an air flow generation member for generating air flow in the fluid supplied into the housing during the process, wherein the air flow generation member is rotated at a predetermined distance from the substrate placed on the support member during the process. A rotation plate, a rotation motor for rotating the rotation plate, and a lower surface area of the rotation plate which is opposed to a first area that is a central area of the substrate placed on the support member during the process, and is located away from the center of the lower surface. It includes a first guide having a guide body that is shaped to extend into.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가이드 몸체의 하부면에는 상기 가이드 몸체의 일측면으로부터 상기 가이드 몸체의 타측면으로 연장되는 슬릿형상의 가이드홈이 형성되되, 상기 일측면과 상기 타측면은 상기 가이드 몸체의 길이방향과 상응되는 면이다.According to an embodiment of the present invention, the lower surface of the guide body is formed with a slit-shaped guide groove extending from one side of the guide body to the other side of the guide body, the one side and the other side is the guide It is the surface corresponding to the longitudinal direction of the body.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가이드 몸체는 상기 하부면의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사진다.According to an embodiment of the present invention, the guide body is inclined so that its height becomes lower toward the direction away from the center of the lower surface.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가이드홈은 상기 일측면에서의 깊이와 상기 타측면에서의 깊이가 상이하다.According to another embodiment of the present invention, the guide groove is different in depth from the one side and the other side.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가이드 몸체는 상기 일측면의 높이와 상기 타측면의 높이가 서로 상이하다.According to another embodiment of the present invention, the guide body is different from the height of the one side and the height of the other side.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기류 발생부재는 상기 회전플레이트의 하부면에서 상기 제1 영역의 외곽에 배치되는 제2 영역에 배치되는 제2 가이드를 포함하되, 상기 제2 가이드는 나선형의 돌출부로 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the air flow generating member includes a second guide disposed in a second region disposed on the outer side of the first region on the lower surface of the rotating plate, wherein the second guide is a helical protrusion Is provided.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기류 발생부재는 상기 회전플레이트의 하부면 중심을 기준으로 환형으로 배치되는 복수의 블레이드들을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the air flow generating member further includes a plurality of blades disposed in an annular shape with respect to the center of the lower surface of the rotating plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징은 상기 측벽에 유체의 공급통로가 형성되되, 상기 공급통로는 공정시 상기 지지부재에 놓여진 기판과 상기 회전플레이트 사이 공간으로 유체를 공급하도록 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the housing is provided with a supply passage of the fluid on the side wall, the supply passage is provided to supply the fluid to the space between the substrate and the rotating plate placed on the support member during the process.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 설비는 상기 공급통로로 초임계유체를 공급하는 초임계유체 공급장치를 더 포함하되, 상기 초임계유체 긍곱장치는 처리가스를 공급하는 처리가스 공급부재, 처리액을 공급하는 처리액 공급부재, 그리고 상기 처리가스 공급부재 및 상기 처리액 공급부재 각각으로부터 처리가스 및 처리액을 공급받는 혼합부재를 포함하고, 상기 혼합부재는 내부에 초임계유체를 생성하는 공간을 제공하는 생성용기, 상기 하우징을 가열하는 히터, 그리고 상기 하우징 내 처리가스 및 처리액을 혼합시키는 교반기를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a supercritical fluid supply device for supplying a supercritical fluid into the supply passage, wherein the supercritical fluid raising device includes a processing gas supply member for supplying a processing gas; A processing liquid supply member for supplying a processing liquid, and a mixing member receiving the processing gas and the processing liquid from each of the processing gas supply member and the processing liquid supply member, wherein the mixing member generates a supercritical fluid therein. A production vessel providing a space, a heater for heating the housing, and an agitator for mixing the processing gas and the processing liquid in the housing.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 설비는 상기 지지부재의 상부면이 상기 기판 출입구의 높이보다 높은 위치에 위치되는 공정위치 및 상기 지지부재의 상부면이 상기 기판 출입구의 높이보다 낮은 위치에 위치되는 대기 위치 상호간에 상기 지지부재를 이동시키는 구동부재를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate processing facility is located at a process position where the upper surface of the support member is located at a position higher than the height of the substrate entrance and the upper surface of the support member at a position lower than the height of the substrate entrance. It further includes a drive member for moving the support member between the stand-by positions are located.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 설비는 상기 지지부재가 상기 공정위치에 위치되었을 때, 상기 하우징에 상기 지지부재를 물리적으로 고정시키는 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재는 상기 지지부재에 제공되며, 공정시 상기 하우징의 내측면에 형성되는 홈에 삽입되는 고정블럭, 그리고 상기 지지부재가 상기 공정위치에 위치되었을 때 상기 고정블럭을 상기 홈에 삽입시키는 고정위치 및 상기 고정블럭을 상기 홈에 삽입시키기 전에 대기시키는 대기위치 상호간에 상기 고정블럭을 이동시키는 구동기를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a fixing member for physically fixing the supporting member to the housing when the supporting member is located at the process position, wherein the fixing member is the supporting member. A fixed block inserted into a groove formed in the inner surface of the housing during the process, and a fixed position and the fixed block for inserting the fixed block into the groove when the support member is positioned at the process position. And a driver for moving the fixed block between the standby positions to wait before being inserted into the groove.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정시 상기 지지부재에 놓여진 기판으로부터 일정 간격이 이격되는 회전플레이트를 회전시켜, 상기 지지부재에 놓여진 기판과 상기 회전플레이트 사이 공간의 유체에 기류를 발생시켜 공정을 수행하되, 상기 기판의 중앙 영역인 제1 영역과 대향되는 상기 회전플레이트의 하부면 영역에 상기 회전플레이트의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 가이드를 제공하여, 공정시 상기 제1 영역에서의 유체의 기류 크기가 상기 제1 영역의 외곽 영역인 제2 영역에서의 유체의 기류 크기보다 크도록 하여 공정을 수행한다.The substrate processing method according to the present invention for solving the above problems is to rotate the rotating plate spaced a predetermined distance from the substrate placed on the support member during the process, to the fluid in the space between the substrate placed on the support member and the rotating plate The process may be performed by generating airflow, and providing a first guide extending in a direction away from the center of the rotating plate to a lower surface area of the rotating plate opposite to the first region, which is a central area of the substrate, during the process. The process is performed such that the airflow size of the fluid in the first zone is greater than the airflow size of the fluid in the second zone, which is the outer zone of the first zone.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 방법은 상기 제1 영역과 대향되는 상기 회전플레이트의 하부면 영역에 제공되는 제1 가이드와 상기 제2 영역과 대향되는 상기 회전프레이트의 하부면 영역에 제공되는 제2 가이드의 형상을 서로 상이하게 하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the substrate processing method is provided in the first guide provided in the lower surface region of the rotating plate facing the first region and in the lower surface region of the rotating plate facing the second region. The shape of the second guide to be made different from each other.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 유체는 초임계 상태의 유체이다.According to an embodiment of the invention, the fluid is a fluid in a supercritical state.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공정은 상기 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 공정이다.According to an embodiment of the present invention, the process is a process of removing the photoresist on the wafer surface.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 공정시 하우징 내부로 공급되는 초임계유체에 기류를 발생시켜 웨이퍼 표면의 감광액을 효과적으로 제거한다.The substrate processing equipment and method according to the present invention effectively removes the photoresist on the wafer surface by generating airflow in the supercritical fluid supplied into the housing during the process.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 하우징 내부로 공급되는 초임계유 체가 웨이퍼의 중앙 영역에 보다 큰 기류의 초임계유체를 발생시켜 웨이퍼의 전반에 균일한 감광액 제거를 수행한다.In the substrate processing equipment and method according to the present invention, the supercritical fluid supplied into the housing generates a larger airflow supercritical fluid in the central region of the wafer to perform uniform photoresist removal throughout the wafer.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 초임계유체의 농도를 기설정된 농도값으로 일정하게 유지시켜 공정을 진행한다.Substrate processing equipment and method according to the invention proceeds by maintaining the concentration of the supercritical fluid to a predetermined concentration value.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 고압에서도 견딜 수 있도록 하우징에 지지부재를 고정시키는 고정부재를 구비하여, 안정적으로 공정을 수행할 수 있다.Substrate processing equipment and method according to the present invention has a fixing member for fixing the support member to the housing to withstand high pressure, it is possible to perform a stable process.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하기 위해 제공된다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments presented herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
또한, 본 실시예에서는 반도체 웨이퍼로 초임계유체를 공급하여 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 애싱 공정 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 기판을 처리하는 모든 장치에 적용이 가능하다.In addition, in the present embodiment, the ashing process apparatus for supplying a supercritical fluid to the semiconductor wafer to remove the photoresist on the wafer surface has been described as an example, but the present invention can be applied to any apparatus for processing a substrate.
(실시예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정챔버를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 A영역을 확대한 도면이고, 도 4은 도 2에 도시된 회전플레이트를 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 5는 도 4에 도시된 B영역을 확대한 도면이다.1 is a view showing a substrate processing facility according to the present invention, Figure 2 is a view showing the process chamber shown in FIG. 3 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view showing the rotating plate shown in FIG. 2. 5 is an enlarged view of region B illustrated in FIG. 4.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(facility for treating substrate)(1)는 반도체 기판(이하, '웨이퍼')(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 기판 처리 설비(1)는 초임계유체 공급장치(super-crytical fluid supply apparatus)(10) 및 공정장치(process apparatus)(20)를 가진다.Referring to FIG. 1, a facility for treating
초임계유체 공급장치(10)는 웨이퍼(W) 표면의 감광액 제거에 필요한 초임계유체를 생성하여 공정장치(20)로 공급한다. 초임계유체 공급장치(10)는 처리가스 공급부재(treating gas supply member)(12), 처리액 공급부재(treating liquid supply source)(14), 그리고 혼합부재(mixing member)(16)를 포함한다.The supercritical
처리가스 공급부재(12)는 혼합부재(16)로 처리가스를 공급한다. 처리가스 공급부재(12)는 처리가스 공급원(treating gas supply source)(12a), 처리가스 공급라인(treating gas supply line)(12b), 그리고 제1 가압부재(first presurrization member)(12c)를 가진다.The process
처리가스 공급원(12a)은 처리가스를 저장한다. 처리가스 공급원(12a)에 저장된 처리가스는 공정시 처리가스 공급라인(12b)을 통해 혼합부재(16)로 공급된다. 여기서, 처리가스는 처리액을 가압하기 위해 고압으로 가압된 가스이다. 처리가스로는 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다.The process
처리가스 공급라인(12b)은 처리가스 공급원(12a)으로부터 혼합부재(16)로 처리가스를 공급한다. 처리가스 공급라인(12b)의 일단은 처리가스 공급원(12a)과 연결되고, 처리가스 공급라인(12b)의 타단은 혼합부재(16)와 연결된다. The process
제1 가압부재(12c)는 처리가스 공급라인(12b) 내부를 흐르는 처리가스를 가압한다. 제1 가압부재(12c)로는 펌프(pump)가 사용된다. 제1 가압부재(12c)는 처리가스를 고압으로 가압함으로써 혼합부재(16)로 공급되는 처리액을 추진시킨다. 따라서, 공정시 혼합부재(16)로 공급되는 처리액은 처리가스에 의해 추진되어 초임계유체 상태를 만족하기 위한 압력에 도달된다.The
처리액 공급부재(14)는 혼합부재(16)로 처리액을 공급한다. 여기서, 처리액은 웨이퍼(W) 표면의 감광액(photoresist)을 제거하기 위한 액체이다. 처리액으로는 불산(HF) 또는 다양한 종류의 유기용제(solvent) 중 적어도 어느 하나가 사용된다.The treatment
처리액 공급부재(14)는 처리액 공급원(treating liquid supply source)(14a) 및 처리액 공급라인(treating liquid supply line)(14b), 그리고 제2 가압부재(second pressurization member)(14c)를 가진다.The treatment
처리액 공급원(14a)은 처리액을 저장하고, 처리액 공급라인(14b)은 처리액 공급원(14a)으로부터 혼합부재(16)로 처리액을 공급한다. 그리고, 제2 가압부재(14c)는 처리액 공급라인(14b)을 따라 흐르는 처리액에 유동압을 가한다. 이때, 제2 가압부재(14c)는 혼합부재(16)로 공급되는 처리액이 혼합부재(16) 내부로 공급될 때, 초임계 상태를 위한 압력에 도달되도록 처리액을 가압한다. The processing
또한, 제2 가압부재(14c)는 공정시 혼합부재(16)로 공급되는 처리액이 기설정된 유량만큼 혼합부재(16)로 공급되도록, 처리액 공급라인(14b)을 따라 흐르는 처리액의 유량을 조절한다. 즉, 공정시 혼합부재(16)로 공급되는 처리가스 및 처리액은 혼합되어 일정 농도를 가지는 초임계유체가 이루어지므로, 제2 가압부재(14c)는 혼합부재(16)로 공급되는 처리액의 유량을 조절하여, 혼합부재(16)에서 생성되는 초임계유체의 농도가 기설정된 농도를 만족하도록 한다. 이러한 유량 조절 기능을 수행하기 위해 제2 가압부재(14c)로는 정량펌프(metering pump)가 사용될 수 있다.In addition, the
혼합부재(16)는 처리가스 공급부재(12) 및 처리액 공급부재(14) 각각으로부터 처리가스 및 처리액을 공급받아 이를 혼합하여 초임계유체를 생성한다. 혼합부재(16)는 생성용기(generating vessel)(16a), 히터(heater)(16b), 교반기(agitatior)(16c), 그리고 초임계유체 공급라인(supercritical-fluid supply line)(16d)을 포함한다.The mixing
생성용기(16a)는 내부에 처리가스 및 처리액을 수용받는 공간을 제공한다. 생성용기(16a)는 일측(16a')에 처리가스 공급라인(12b) 및 처리액 공급라인(14b)과 연결되고, 타측(16a'')에는 초임계유체 공급라인(16d)과 연결된다.The
히터(16b)는 생성용기(16a) 내부를 가열한다. 히터(16b)는 생성용기(16a)의 둘레에 설치된다. 이때, 히터(16b)는 생성용기(16a) 내 처리액이 초임계상태가 유지되도록 생성용기(16a)를 가열한다.The
교반기(16c)는 생성용기(16a) 내부로 분사되는 처리가스 및 처리액을 혼합한 다. 교반기(16c)는 복수의 블레이드(16c')들 및 구동모터(16c'')를 포함한다. 공정시 구동모터(16c'')는 일정한 회전속도로 블레이드(16c')들을 회전시키며, 회전되는 블레이드(16c')들에 의해 생성용기(16a) 내 처리가스 및 처리액은 균일한 농도로 혼합된다.The
초임계유체 공급라인(16d)은 생성용기(16a)로부터 공정실(20)의 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급한다. 초임계유체 공급라인(16d)의 일단은 생성용기(16a)의 타측(16a'')과 연결되고, 타단은 공정챔버(100)와 연결된다. The supercritical
본 실시예에서는 처리가스 공급라인(12b)과 처리액 공급라인(14b)이 독립적으로 혼합부재(16)에 처리가스 및 처리액을 공급하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 처리가스 공급라인(12b)과 처리액 공급라인(14b)은 하나의 라인으로 통합된 후 하나의 라인으로 제공되어, 공정시 처리가스와 처리액이 하나의 라인을 통해 혼합부재(16)로 공급되도록 제공될 수 있다.In this embodiment, the process
공정장치(20)는 초임계유체 공정장치(10)로부터 초임계유체를 공급받아 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행한다. 공정장치(20)는 적어도 하나의 공정챔버(process chaber)(100)를 가진다. 만약, 공정장치(20)가 복수의 공정챔버(100)가 구비되는 경우에는 각각의 공정챔버(100)는 서로 동일한 기판 처리 공정을 수행한다. 또는, 선택적으로 각각의 공정챔버(100)는 서로 상이한 기판 처리 공정을 수행할 수 있다.The
계속해서, 본 발명에 따른 공정챔버(100)에 대해 상세히 설명한다. 도 2를 참조하면, 공정챔버(100)는 웨이퍼(W) 표면에 감광액을 제거하는 애싱 공정(ashing process)을 수행한다. 공정챔버(100)는 하우징(housing)(110), 배기부재(exhaust membe)(120), 지지부재(support member)(130), 구동부재(driving member)(140), 고정부재(fixing member)(150), 그리고 기류 발생부재(airflow generating member)(160)를 포함한다.Subsequently, the
하우징(110)은 내부에 웨이퍼(W) 표면의 불필요한 감광액을 제거하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 하우징(110)은 하부가 개방된 원통 형상을 가진다. 하우징(110)는 측벽(112) 및 상부벽(114)으로 이루어진다. 측벽(112)에는 공정시 웨이퍼(W)가 하우징(110) 내부로 반입되기 위한 기판 출입구(112a)가 제공된다. 측벽(112)의 내측면에는 고정홈(112b)이 형성된다. 고정홈(112b)은 공정 진행시 후술할 고정블럭(152)이 삽입되기 위한 홈이다. 그리고, 하우징(110)의 측벽(112) 일측에는 배출통로(discharge passage)(112c)가 제공된다. 배출통로(112c)는 공정시 하우징(110) 내 가스를 하우징(110)으로부터 배출시킨다. 배출통로(112c)는 애싱 공정 진행시 웨이퍼(W)의 높이와 상응하는 높이에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 애싱 공정시 웨이퍼(W) 표면으로 공급되는 초임계유체가 하우징(110)으로부터 용이하게 배출되도록 하기 위함이다.The
또한, 하우징(110)의 측벽(112)에는 공급통로(112d)가 제공된다. 공급통로(112d)는 공정시 하우징(110) 내부로 초임계유체를 공급하기 위한 통로이다. 공급통로(112d)는 배출통로(112c)와 동일한 높이에서 서로 마주보도록 제공되는 것이 바람직하다. 이는 하우징(110)으로 공급되는 초임계유체가 웨이퍼(W) 표면의 감광 액을 제거한 후 배출통로(112c)를 통해 하우징(110)으로부터 용이하게 배출되도록 하기 위함이다. In addition, the
본 실시예에서는 하나의 공급통로(114a)가 하우징(110)의 측벽에 수평하게 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 공급통로(114a)의 개수 및 각도는 다양하게 변경 및 변형될 수 있다.In this embodiment, a case where one supply passageway 114a is formed horizontally on the sidewall of the
배기부재(120)는 공정시 하우징(110) 내 가스(예컨대, 초임계유체)를 하우징(110)으로부터 배출시킨다. 배기부재(120)는 배출라인(discharge line)(122) 및 유량조절밸브(flow control valve)(124)를 가진다. 배출라인(122)은 배출통로(112c)와 연결되어, 공정시 하우징(110) 내부로 공급되는 초임계유체를 배출시킨다. 유량조절밸브(124)는 배출라인(122)의 초임계유체 배출량을 조절한다. 특히, 유량조절밸브(124)는 애싱 공정시 하우징(110) 내부로 공급되는 초임계유체가 하우징(110) 내부에서 일정한 흐름을 가지면서 이동되도록 하우징(110) 내 초임계유체의 배출량을 조절한다. 또한, 유량조절밸브(124)는 애싱 공정시 하우징(110) 내부 압력이 기설정된 압력을 초과하면, 배출라인(122)을 개방하여 하우징(110) 내 초임계유체를 배출시킴으로써, 하우징(110) 내부 압력이 기설정된 공정압력을 초과하는 것을 방지한다.The
지지부재(130)는 공정시 하우징(110) 내부에서 웨이퍼(W)를 지지한다. 또한, 지지부재(130)는 하우징(110)의 개방된 하부를 개방 및 밀폐한다. 지지부재(130)는 대체로 원통형상을 가진다. 지지부재(130)는 웨이퍼(W) 로딩시 웨이퍼(W)의 하부면과 대향되는 상부면(132)을 가진다. 그리고, 지지부재(130)는 하우징(110)의 개방 된 하부 중앙에 삽입된다. 지지부재(130)와 하우징(110)이 접촉하는 부분의 완전 밀폐를 위해, 지지부재(130)과 접촉되는 하우징(110)의 내측면에는 오링(o-ring)과 같은 밀폐수단이 구비될 수 있다.The
구동부재(140)는 서포트(support)(141), 승강기(elevating part)(142), 업/다운 플레이트(up/down plate)(144), 그리고 가이드(guide shaft)(146)를 포함한다. 서포트(141)는 구동부재(140)의 구성들이 지지되기 위한 지지판이다. 승강기(142) 및 가이드(146)는 서포트(141)에 고정설치된다. 승강기(142)는 상하로 업다운되는 승강축(142a)을 가진다. 승강축(142a)의 상단은 업/다운 플레이트(144)의 하부와 결합된다. 업/다운 플레이트(144)는 지지부재(130)의 하부와 고정결합된다. 업/다운 플레이트(144)는 승강기(142)에 의해 업다운(up/down)된다. 가이드(146)는 업/다운 플레이트(144)에 각각 제공되어, 업/다운 플레이트(144)의 업/다운 동작을 안내한다. 가이드(146)는 상하로 수직하게 설치된다. 가이드(146)의 상단은 하우징(110)과 고정되고, 하단은 서포트(141)에 고정된다.The driving
또한, 구동부재(140)는 지지부재(130)를 공정위치(도 14b의 참조번호(a)) 및 대기위치(b) 상호간에 이동시킨다. 공정위치(a)는 웨이퍼 표면의 감광액을 제거하는 공정이 수행되기 위한 지지부재(130)의 위치이고, 대기위치(b)는 상기 감광액 제거 공정이 수행되기 전에 웨이퍼(W)를 하우징(110) 외부에서 대기시키기 위한 지지부재(130)의 위치이다. 공정시 지지부재(130)가 공정위치(a)에 위치되면, 지지부재(130)의 상부면(132) 높이는 하우징(110)의 기판 출입구(112a) 높이 보다 높은 위치에 위치된다. 따라서, 기판 출입구(112a) 가 지지부재(130)에 의해 밀폐됨으로 써 하우징(110) 내 공간은 완전히 밀폐된다. 또한, 공정시 지지부재(130)가 대기위치(b)에 위치되면, 지지부재(130)의 상부면(132)의 높이는 하우징(110)의 기판 출입구(112a) 높이보다 낮은 높이에 위치된다. 따라서, 기판 출입구(112a)가 지지부재(130)에 의해 개방됨으로써 하우징(110) 내 공간은 개방된다.In addition, the driving
고정부재(150)는 공정시 지지부재(130)를 하우징(110)에 고정시킨다. 고정부재(150)는 고정블럭(fixing block)(152) 및 구동기(driving part)(154)를 포함한다. 고정블럭(152)은 지지부재(130)의 하부에 배치된다. 고정블럭(152)은 구동기(154)에 의해 좌우로 이동된다. 고정블럭(152)은 적어도 하나가 구비된다. 고정블럭(152)이 복수개가 구비되는 경우에는 각각의 고정블럭(152)은 지지부재(130)의 중심을 기준으로 균등한 간격으로 배치된다. The fixing
구동기(154)는 고정블럭(152)을 고정위치(도 14c의 참조번호(p1)) 및 대기위치(p2) 상호간에 이동시킨다. 고정위치(p1)는 지지부재(130)가 공정위치(a)에 위치되고 고정블럭(152)이 하우징(110)의 측벽(112)에 형성되는 고정홈(112b)에 삽입되었을 때의 고정블럭(152)의 위치이다. 공정시 고정블럭(152)이 고정홈(112b)에 삽입되어 고정위치(p1)에 위치되면, 지지부재(130)는 하우징(110)에 완전히 고정된다. 그리고, 대기위치(p2)는 지지부재(130)가 대기위치(b)와 공정위치(a) 상호간에 이동될 때, 고정블럭(152)에 의해 지지부재(130)의 업다운 동작이 방해되지 않도록 제공되는 고정블럭(154)의 위치이다. 고정블럭(152)이 대기위치(p2)에 위치되면, 고정블럭(152)의 측면(154a)은 지지부재(130)의 측면보다 내측에 위치된다.The
기류 발생부재(160)는 공정시 하우징(110)으로 공급되는 초임계유체에 기류 를 발생시킨다. 기류 발생부재(160)는 회전플레이트(rotating plate)(162) 및 회전모터(rotating motor)(164), 그리고 안내부(guide)(200)를 포함한다. 회전플레이트(162)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원판 형상을 가진다. 회전플레이트(162)는 하우징(110)의 상부벽에 회전가능하도록 설치된다. 회전플레이트(162)는 공정시 공정위치(a)에 위치된 지지부재(130)에 놓여진 웨이퍼(W)와 대향되도록 배치된다. 회전모터(164)는 공정시 회전플레이트(162)를 기설정된 회전속도로 회전시킨다.The
안내부(200)는 공정시 웨이퍼(W)와 회전플레이트(162) 사이 공간에 초임계유체에 기류를 형성시킨다. 특히, 안내부(200)는 사이 공간에 있어서, 웨이퍼(W)의 중앙 부분인 제1 영역(a1)과 제1 영역(a1)을 제외한 나머지 영역(이하, 제2 영역)(a2)에 서로 상이한 크기의 기류가 발생되도록 제공된다. 일 실시예로서, 안내부(200)는 제2 영역(a2)에 비해 제1 영역(a1)으로 보다 큰 기류의 초임계유체를 발생시킨다. 안내부(200)는 제1영역 가이드(210) 및 제2영역 가이드(220)를 포함한다. The
도 5를 참조하면, 제1영역 가이드(210)는 공정시 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)과 대향되는 회전플레이트(162)의 하부면 영역(b1)에 제공된다. 제1영역 가이드(210)는 가이드몸체(212) 및 가이드홈(214)을 포함한다. 가이드몸체(212)는 회전플레이트(162)의 하부면 중심으로부터 반경 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 가이드몸체(212)는 일측면(212a)을 가진다. 일측면(212a)은 대체로 가이드몸체(212)의 길이방향과 평행하는 면이다. 일측면(212a)은 공정시 회전플레이트(162)가 제1 방향(R1)으로 회전될 때, 초임계유체와 부딪쳐 초임계유체가 제1 방향(R1)으로 이 동되도록 초임계유체를 안내한다. 또한, 일측면(212a)은 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)을 향해 초임계유체가 이동되도록 초임계유체를 안내한다. 이를 위해, 일측면(212a)의 각도는 초임계유체가 제1 방향(R1)을 향해 이동되도록, 또한 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)을 향해 이동되도록 조절된다. 또한, 가이드몸체(212)는 회전플레이트(162)의 하부면 중심으로부터 반경방향으로 갈수록 돌출되는 정도가 증가되도록 경사진다. 즉, 가이드몸체(210)는 가이드몸체(210)의 일단(212b')의 돌출되는 정도보다 타단(212b'')의 돌출되는 정도가 더 크다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드몸체(210)는 회전플레이트(162)의 중심으로부터 반경방향으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사지는 형상을 가진다. 이는 공정시 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)을 향해 초임계유체가 보다 효과적으로 안내되도록 하기 위함이다.Referring to FIG. 5, the
가이드홈(214)은 가이드몸체(212)의 하부면(212b)에 복수개가 형성된다. 가이드홈(220)은 가이드몸체(210)의 길이방향과 대체로 수직하는 방향으로 형성된다. 각각의 가이드홈(214)은 공정시 보다 효과적으로 초임계유체가 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)을 향해 이동되도록 제공된다. 즉, 공정시 회전플레이트(162)가 회전되면, 웨이퍼(W)와 회전플레이트(162) 사이 공간의 초임계유체는 가이드홈(214)의 내측면에 충돌된 후 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)으로 이동된다. 이를 위해, 가이드홈(214)의 각도 및 형상 등은 다양하게 조절될 수 있다.A plurality of
제2영역 가이드(220)는 제2 영역(b2)에 배치된다. 제2영역 가이드(220)는 회전플레이트(162)의 하부면 중심을 기준으로 반경 방향으로 연장되는 나선형상의 돌출부(222)들을 가진다. 돌출부(222)들은 회전플레이트(162a)의 하부면 중심을 기준 으로 균등한 간격으로 배치된다. 돌출부(222)들 각각은 중앙 부분이 회전방향(R1)을 향해 오목하게 라운드(round)지는 형상을 가진다.The
여기서, 공정시 회전플레이트(162)와 지지부재(130)에 놓여진 웨이퍼(W)의 처리면과의 거리(D1)는 10mm 이내인 것이 바람직하다. 이는 회전플레이트(162)의 회전력에 의해 선회류되는 초임계유체가 효과적으로 웨이퍼(W) 처리면에 가해지도록 하기 위함이다. 또한, 하우징(110)의 공급통로(112d)는 회전플레이트(162)와 공정위치(a)에 위치된 지지부재(130)에 놓여진 웨이퍼(W) 사이로 초임계유체를 공급하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 공급통로(112d)를 통해 공급되는 초임계유체가 회전플레이트(162)와 웨이퍼(W) 사이 공간으로 공급된 후 회전플레이트(162)에 의해 바로 선회하도록 하여 초임계유체의 감광액 제거 효율을 향상시키기 위함이다.Here, the distance D1 between the
상술한 일 실시예에서는 기류 발생부재(160)가 원판 형상의 회전플레이트(162)를 가지고, 회전플레이트(162)의 하부면에 제1영역 가이드(210) 및 제2영역 가이드(220)가 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 기류 발생부재(160)는 공정시 웨이퍼(W)의 주변 영역(제2 영역)(a2)에 비해 중앙 영역(제1 영역)(a1)으로 보다 큰 기류의 초임계유체를 발생시키기 위한 것이므로, 이러한 기능을 수행할 수 있는 경우라면 기류 발생부재(160)는 다양하게 변경 및 변형이 가능하다. 예컨대, 보다 큰 기류의 형성을 위해, 제1영역 가이드(210)는 일정각도로 경사지는 가이드몸체(212)를 가질 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예 에 따른 제1영역 가이드는 가이드몸체(212')의 일측면(212a')의 돌출되는 정도가 타측면(212a'')의 돌출되는 정도보다 적다. 따라서, 가이드몸체(212')는 회전플레이트(162)의 회전방향(R1)으로 갈수록 높이가 높아지도록(즉, 두께가 얇아지도록) 경사지는 하부면(212a')을 가진다. 따라서, 공정시 회전플레이트(162)가 회전되면, 초임계유체는 가이드몸체(212')의 하부면(212a')에 충돌되어 선회한다. In the above-described embodiment, the
또한, 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로서, 기류 발생부재는 일정 각도로 경사지는 가이드홈(214a)을 가지는 제1영역 가이드(210)를 가진다. 즉, 가이드홈(214a)은 타단(214a')으로부터 일단(214a'')으로 갈수록 홈의 깊이가 깊어지는 형상을 가진다. 즉, 가이드홈(214a)은 회전플레이트(162)의 회전방향(R1)으로 갈수록 홈의 깊이가 깊어지는 홈형상을 가진다. 이러한 구조의 제1영역 가이드(210a)는 공정시 회전플레이트(162)가 제1 방향(R1)으로 회전될 때, 초임계유체가 가이드홈(214a)의 내측면에 충돌된 후 제1 방향(R1), 즉 웨이퍼(W)의 제1 영역을 향하는 방향으로 이동된다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1영역 가이드(210a)는 제1 방향(R1)으로 보다 효과적으로 초임계유체를 안내할 수 있어 일 실시예에 따른 제1영역 가이드(210)에 비해 큰 기류를 형성할 수 있다.In addition, referring to FIG. 7, as another embodiment of the present invention, the airflow generating member has a
또한, 본 실시예에서는 하나의 제1영역 가이드(210)가 형성되는 기류 발생부재(160)를 예로 들어 설명하였으나, 제1영역 가이드(210)의 개수는 다양하게 변경이 가능하다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기류 발생부재는 회전플레이트(162)의 하부면 중심을 기준으로 복수개가 균등한 각도로 배치되는 복수의 제1영역 가이드(210)들을 구비한다.In addition, although the
또한, 본 실시예에서는 제2영역 가이드(220)들이 회전플레이트(162)의 회전방향(R1)을 향해 오목하게 라운드지는 형상의 돌출부(222)들을 가지는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 제2영역 가이드(220)의 형상은 다양하게 변경이 가능하다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2영역 가이드(220)의 돌출부(222)들은 회전플레이트(162)의 회전방향(R1)을 향해 중앙 부분이 볼록하게 라운드지는 형상으로 제공될 수 있다.In addition, in the present exemplary embodiment, the second region guides 220 have
또한, 본 실시예에서는 기류 발생부재(160)가 원판 형상의 회전플레이트(162)를 가지는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 회전플레이트(162)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기류 발생부재는 복수의 블레이드(blade)(162c)들이 제공되는 회전플레이트(162)를 구비하여 기류를 발생시킬 수 있다. 이러한 형상의 회전플레이트(162)는 일 실시예에 따른 회전플레이트(162c)에 비해 초임계유체의 큰 기류를 형성시킬 수 있다.In addition, in the present embodiment, the air
이하, 상술한 기판 처리 장치(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 기판 처리 설비의 공정 과정을 보여주는 순서도이다. 도 13, 그리고 도 14a 내지 도 14f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정들을 설명하기 위한 도면들이다. 그리고, 도 15a는 도 14d의 B영역을 확대한 도면이고, 도 15b는 초임계유체의 기류 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, the process of the
공정이 개시되면, 초임계유체 공급장치(10)는 초임계유체를 생성하고, 공정 장치(20)는 초임계유체 공급장치(10)로부터 초임계유체를 공급받아 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행한다.When the process is started, the supercritical
도 11을 참조하면, 공정장치(10)의 지지부재(130)에 웨이퍼(W)가 로딩(loading)된다(S100). 즉, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 웨이퍼(W)는 로봇암(미도시됨)에 의해 대기위치(b)에 위치된 지지부재(130)에 놓여진다. 웨이퍼(W)가 지지부재(130)에 놓여지면, 구동부재(140)의 승강기(142)는 승강축(142a)을 상승시켜 업/다운 플레이트(144)를 상승시킨다. 업/다운 플레이트(144)의 상승으로 인해, 지지부재(130)는 대기위치(b)로부터 공정위치(a)로 이동된다. 지지부재(130)가 공정위치(a)에 위치되면, 지지부재(130)의 상부면(132)은 출입구(112c)의 높이 보다 높은 위치에 위치된다. 따라서, 기판 출입구(112a)는 지지부재(130)에 의해 완전히 밀폐된다. Referring to FIG. 11, the wafer W is loaded on the
지지부재(130)가 공정위치(a)에 위치되면, 지지부재(130)는 하우징(110)에 고정된다(S200). 즉, 도 14c를 참조하면, 고정부재(150)의 구동기(154)는 고정블럭(152)을 대기위치(p2)로부터 고정위치(p1)로 이동시킨다. 고정블럭(152)이 고정위치(p1)로 이동되면, 고정블럭(152)은 하우징(110)에 형성된 고정홈(112b)에 삽입된다. 고정블럭(152)이 고정홈(112b)에 삽입되면, 지지부재(130)는 하우징(110)에 완전히 고정된다.When the
지지부재(130)가 하우징(110)에 완전히 고정되면, 초임계유체 공급장치(10)는 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한다(S300). 초임계유체의 생성 및 생성된 초임계유체의 공급 과정은 다음과 같다. 도 12 및 도 13을 참조하 면, 처리가스 공급부재(12) 및 처리액 공급부재(14) 각각은 혼합부재(16)로 처리가스 및 처리액을 공급한다(S310). 즉, 밸브(V1)가 오픈되고 제1 가압부재(12c)가 가동되어, 처리가스 공급라인(12b)은 처리가스 공급원(12a)으로부터 생성용기(16a)로 처리가스를 공급한다. 이때, 처리가스는 제1 가압부재(12c)에 의해 고압으로 가압되어 생성용기(16a)로 공급된다. 또한, 밸브(V2)가 오픈되고 제2 가압부재(14c)가 가동되어 처리액 공급라인(14b)은 처리액 공급원(14a)으로부터 생성용기(16a)로 처리액을 공급한다. 이때, 처리액은 제2 가압부재(14c)에 의해 고압으로 가압되어 생성용기(16a)로 공급된다. When the
생성용기(16a)는 공급받은 처리가스 및 처리액을 혼합 및 가열한다(S320). 즉, 생성용기(16a)로 공급되는 처리액은 처리가스에 의해 추진되어 생성용기(16a)로 분사되며, 생성용기(16a)를 통과하는 처리액은 히터(16b)에 의해 가열되어 초임계상태로 변환된다. 또한, 생성용기(16a)를 통과하는 처리가스 및 처리액은 교반기(16c)에 의해 혼합되어 기설정된 농도를 만족하는 초임계유체가 생성된다. 생성용기(16a)를 통과하면서 생성되는 초임계유체는 공정챔버(100)로 공급된다(S330).The
공정챔버(100)는 초임계유체 공급장치(10)로부터 공급받은 초임계유체에 기류를 발생시켜 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거한다(S400). 즉, 도 14d 및 도 15a, 그리고 도 15b를 참조하면, 밸브(V3)가 오픈되어 초임계유체 공급라인(16d)은 혼합부재(16)로부터 하우징(110)로 초임계유체를 공급한다. 이때, 기류 발생부재(160)의 구동모터(164)는 회전플레이트(162)를 기설정된 회전속도로 회전시킨다. 따라서, 공급통로(112d)를 통해 웨이퍼(W)와 회전플레이트(162) 사이 공간으로 공급되 는 초임계유체는 회전플레이트(162)의 회전으로 인해 상기 사이 공간에서 선회한다. 기류가 형성되어 선회하는 초임계유체는 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 효과적으로 제거한다.The
여기서, 웨이퍼(W)와 회전플레이트(162) 사이에는 웨이퍼(W)의 중앙 영역(a1)과 주변 영역(a2)에 서로 상이한 크기의 기류가 형성된다. 보다 상세하게는 설명하면, 회전플레이트(162)의 하부면에 서로 상이한 형상으로 제공되는 제1영역 가이드(210) 및 제2영역 가이드(220)로 인해 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)에는 제2 영역(a2)에 비해 큰 기류의 초임계유체가 발생된다. 특히, 제1영역 가이드(210)는 회전플레이트(162)의 하부면 중심으로 기준으로 한쪽 방향으로만 연장되는 형상을 가지므로, 공정시 웨이퍼(W) 중앙 영역(a1)에서의 초임계유체의 기류 흐름은 주변 영역(a2)에서의 초임계유체의 기류 흐름보다 편향되고 큰 기류가 형성된다.Here, airflows having different sizes are formed in the central region a1 and the peripheral region a2 of the wafer W between the wafer W and the
또한, 제1영역 가이드(210)는 공정시 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)으로 초임계유체가 이동되도록 초임계유체를 안내한다. 즉, 제1영역 가이드(210)의 하부면(212b)은 회전플레이트(162)의 중심으로부터 반경방향으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사지는 형상을 가지므로, 회전플레이트(162)가 회전방향(R1)으로 회전될 때, 웨이퍼(W)와 회전플레이트(162) 사이 공간의 초임계유체를 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)으로 유도한다. 따라서, 제1영역 가이드(210)는 웨이퍼(W) 제1 영역(a1)으로 초임계유체를 안내하여, 웨이퍼(W) 제1 영역(a1)의 감광액 제거 효율을 향상시킨다.In addition, the
또한, 제1영역 가이드(210)의 가이드홈(214)은 공정시 웨이퍼(W)의 제1 영 역(a1)을 향해 초임계유체가 이동되도록 초임계유체를 안내한다. 즉, 제1영역 가이드(210)의 가이드홈(214)은 회전플레이트(162)의 회전방향(R1)으로 갈수록 깊이가 깊어지는 형상을 가지므로, 공정시 회전플레이트(162)가 회전될 때 가이드홈(214)은 초임계유체가 제1 방향(R1)으로 이동되도록 안내한다. 따라서, 가이드홈(214)은 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)으로 초임계유체를 안내하여, 웨이퍼(W) 제1 영역(W1)의 감광액 제거 효율을 향상시킨다.In addition, the
여기서, 상술한 초임계유체에 기류를 형성시켜 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거하는 동안, 배기부재(120)는 하우징(110) 내 압력을 조절한다. 즉, 애싱 공정시 하우징(110)으로 공급되는 가압된 초임계유체에 의해, 하우징(110) 내부는 고압으로 가압된다. 따라서, 공정시 배기부재(120)는 하우징(110) 내부 압력이 기설정된 압력을 유지되도록 한다. 예컨대, 하우징(110)의 기설정된 압력이 290bar인 경우, 배기부재(120)는 공정시 하우징(110) 내부 압력이 290bar를 초과하면, 유량조절밸브(124)를 오픈시켜 배출라인(122)을 통해 하우징(110) 내 초임계유체를 배출시킴으로써, 하우징(110) 내부 압력을 감소시킨다. 그리고, 하우징(110) 내 압력이 다시 290bar 이하로 내려가면 유량조절밸브(124)가 클로우즈된다. Here, while removing the photoresist on the surface of the wafer (W) by forming an air flow in the supercritical fluid described above, the
또한, 애싱 공정시, 배기부재(120)의 유량조절부재(124)는 공정시 하우징(110) 내부에서 초임계유체의 흐름을 조절할 수 있다. 예컨대, 유량조절부재(124)는 공정시 배출라인(122)를 통해 하우징(110) 내 초임계유체를 배출시켜, 하우징(110) 내부를 이동하는 초임계유체가 배출통로(112c)를 통해 배출되도록 함으로써, 애싱 공정시 하우징(110) 내부에서 초임계유체가 공급통로(114a)로부터 배 출통로(112c)로 일정한 속도로 이동되면서 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거하도록 할 수 있다.In addition, during the ashing process, the flow
웨이퍼(W) 표면에 감광액이 제거되면, 웨이퍼(W)의 언로딩(unloading)이 수행된다(S500). 즉, 도 11e 및 11f를 참조하면, 밸브(V1, V2, V3)가 클로우즈되어 초임계유체의 공급이 중단된다. 고정부재(150)의 구동기(154)는 고정블럭(152)을 고정위치(p1)로부터 대기위치(p2)로 이동시킨다. 그리고, 구동부재(140)의 승강기(142)는 업/다운 플레이트(144)를 하강시켜 지지부재(130)를 공정위치(a)로부터 대기위치(b)로 이동시킨다. 지지부재(130)가 대기위치(b)에 위치되면, 로봇암(미도시됨)은 지지부재(130)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩시킨 후 후속 공정이 수행되는 설비로 반출한다.When the photosensitive liquid is removed from the surface of the wafer W, unloading of the wafer W is performed (S500). That is, referring to FIGS. 11E and 11F, the valves V1, V2, and V3 are closed to stop the supply of the supercritical fluid. The
상술한 바와 같이, 본 발명은 공정시 하우징(110) 내부로 공급되는 초임계유체에 기류를 형성시키는 기류 발생부재(160)를 구비한다. 따라서, 하우징(110) 내부로 공급되는 초임계유체는 선회하면서 웨이퍼(W) 표면의 감광액 제거함으로써, 보다 효율적으로 감광액을 제거할 수 있다.As described above, the present invention includes an
또한, 본 발명은 공정시 웨이퍼(W)의 제2 영역(a2)의 감광액 제거 효율보다 제1 영역(a1)의 감광액 제거 효율이 크도록 하는 제1영역 가이드(200)를 구비한다. 회전플레이트(162)의 주변 영역(b2)의 회전속도가 중앙 영역(b1)의 회전속도가 빠르므로, 공정시 웨이퍼(W)의 회전플레이트(162) 사이 공간으로 공급되는 초임계유체가 회전플레이트(162)의 주변 영역(b2)에서 큰 기류를 형성하고, 중앙 영역(b1) 에서는 작은 기류가 형성된다. 그러므로, 공정시 웨이퍼(W)의 제2 영역(a2)에 주로 큰 기류를 형성하므로, 웨이퍼(W)의 중앙 영역(a1)에 비해 제2 영역(a2)의 감광액 제거 효율이 뛰어나다. 따라서, 본 발명은 웨이퍼(W)의 제1 영역(a1)에 보다 큰 초임계유체의 기류를 형성하도록 하는, 또한 제1 영역(a1)으로 초임계유체가 효과적으로 유도되도록 하는 안내부(200)를 구비함으로써, 웨이퍼(W) 처리면 전반의 감광액 제거 효율을 향상시킨다.In addition, the present invention includes a
또한, 본 발명은 공정시 하우징(110) 내부를 완전히 밀폐시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 지지부재(130)를 웨이퍼(W)의 지지를 위한 기능과 함께, 공정시 하우징(110)을 밀폐시키는 기능을 수행하여, 공정시 하우징(110)의 기밀성을 향상시킨다. In addition, the present invention can completely seal the inside of the
또한, 본 발명은 하우징(110)에 지지부재(130)을 완전히 고정시킬 수 있는 고정부재(150)를 구비한다. 따라서, 기판을 고압 분위기 상태에서 처리하는 공정을 수행하는 경우에 하우징(110) 내 고압에 의해 지지부재(130)의 위치가 변경되는 것을 방지하여, 안정적으로 고압 공정을 수행할 수 있다.In addition, the present invention includes a fixing
또한, 본 발명은 일정 농도를 만족하는 초임계유체를 안정적으로 생성하여 공정챔버(100)로 공급하는 초임계유체 공급장치(10)를 구비한다. 즉, 초임계유체 공급장치(10)는 처리가스를 가압하여 혼합부재(16)로 공급하는 처리가스 공급부재(12) 및 일정량만큼의 처리액을 혼합부재(16)로 공급하는 처리액 공급부재(14)를 구비함으로써, 일정 농도를 만족하는 초임계유체를 안정적으로 생성한다.In addition, the present invention includes a supercritical
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.1 shows a substrate processing facility according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 공정챔버를 보여주는 도면이다.2 is a view showing the process chamber shown in FIG.
도 3은 도 2에 도시된 A영역을 확대한 도면이다.FIG. 3 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 2.
도 4은 도 2에 도시된 회전플레이트를 보여주는 사시도이다.4 is a perspective view showing the rotating plate shown in FIG.
도 5는 도 4에 도시된 B영역을 확대한 도면이다.FIG. 5 is an enlarged view of region B illustrated in FIG. 4.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1영역 가이드를 보여주는 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a first region guide according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전플레이트를 보여주는 사시도이다.7 is a perspective view showing a rotating plate according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전플레이트를 보여주는 사시도이다.8 is a perspective view showing a rotating plate according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전플레이트를 보여주는 사시도이다.9 is a perspective view showing a rotating plate according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전플레이트를 보여주는 사시도이다.10 is a perspective view showing a rotating plate according to another embodiment of the present invention.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 보여주는 순서도이다.11 and 12 are flowcharts showing a process of the substrate processing apparatus according to the present invention.
도 13, 그리고 도 14a 내지 도 14f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정들을 설명하기 위한 도면들이다.13 and 14A to 14F are diagrams for describing process processes of the substrate processing apparatus according to the present invention.
도 15a는 도 14d의 C영역을 확대한 도면이다.FIG. 15A is an enlarged view of region C of FIG. 14D.
도 15b는 초임계유체의 기류 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.15B is a view for explaining the air flow formation process of the supercritical fluid.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
1 : 기판 처리 설비1: substrate processing equipment
10 : 초임계유체 공급장치10: supercritical fluid supply device
20 : 공정장치20: process equipment
100 : 공정챔버100: process chamber
110 : 하우징110: housing
120 : 배기부재120: exhaust member
130 : 지지부재130: support member
140 : 구동부재140: drive member
150 : 고정부재150: fixing member
160 : 기류 발생부재160: airflow generation member
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