KR101044408B1 - Substrate treating method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 방법을 개시한 것으로서, 약액 처리, 린스 및 건조로 이루어지는 기판 처리 공정의 진행 중, 약액과 린스액의 치환 그리고 린스액과 초임계 건조 유체의 치환시 치환 초기에 치환되는 액과 치환하는 액을 함께 처리실에 공급하는 것을 특징으로 가진다. The present invention discloses a method for treating a substrate, comprising: a liquid which is replaced at the initial stage of substitution during chemical substrate treatment, rinsing and drying, and replacement of the chemical and rinse liquid and rinse and supercritical dry fluid. It is characterized by supplying the liquid to replace together to a process chamber.

이러한 특징에 의하면, 처리 유체의 치환 과정 중 처리 유체의 단절에 의한 기판의 대기 노출에 의해 기판이 산화되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.According to this aspect, it is possible to provide a substrate processing method which can prevent the substrate from being oxidized due to atmospheric exposure of the substrate due to the disconnection of the processing fluid during the process of replacing the processing fluid.

액 치환, 초임계 유체, 건조 Liquid displacement, supercritical fluids, drying

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD}Substrate Processing Method {SUBSTRATE TREATING METHOD}

본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 약액 처리 및 린스, 그리고 초임계 유체를 이용한 기판의 건조를 진행하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing method for proceeding with chemical liquid processing and rinsing of a substrate and drying of the substrate using a supercritical fluid.

반도체 소자의 디자인 룰이 감소함에 따라, 종횡비가 큰 깊고 좁은 콘택 형성 공정 및 이에 수반되는 식각 또는 세정 공정이 요구되고 있다. 이와 같이 큰 종횡비를 가지는 구조물이 형성된 웨이퍼에 대하여, 소정의 처리 공정, 예를 들면 식각, 세정, 건조 등의 처리 공정을 진행하는 데 있어서, 통상의 습식 공정을 이용하는 경우에는 웨이퍼 표면의 다른 막질의 손상 및 물반점 등에 의한 불량이 빈번하게 발생된다. 또한, 비교적 큰 두께를 가지는 막, 예를 들면 커패시터의 스토리지 노드 형성시 희생용 막으로 사용되는 몰드 산화막을 제거하기 위한 식각 공정에서, 습식 식각 공정을 이용하는 경우에는 순수의 높은 표면 장력으로 인해 몰드 산화막이 제거된 후 스토리지 노드가 쓰러지는 현상이 발생되기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로서, 초임계 상태의 이산화탄소를 용매로 이용하여 웨이퍼상의 소정막을 식각, 세정 또는 건조시키는 방법들이 제안되었다.As the design rules of semiconductor devices decrease, there is a need for a deep and narrow contact forming process having a high aspect ratio and accompanying etching or cleaning processes. In the case where a wafer having a structure having such a large aspect ratio is formed, a predetermined processing step, for example, etching, cleaning, drying, or the like, is performed, when a normal wet process is used, a different film quality on the surface of the wafer is used. Defects due to damage and water spots frequently occur. In addition, in the etching process for removing a mold oxide film used as a sacrificial film when forming a storage node of a capacitor, for example, a capacitor having a relatively large thickness, the mold oxide film may be formed due to the high surface tension of pure water when the wet etching process is used. After this removal, the storage node may collapse. In an effort to solve this problem, methods for etching, cleaning or drying a predetermined film on a wafer using carbon dioxide in a supercritical state as a solvent have been proposed.

본 발명은 기판의 대기 노출에 의한 기판의 산화를 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a substrate processing method capable of preventing oxidation of the substrate due to exposure of the substrate to the atmosphere.

그리고, 본 발명은 약액에 따른 공정 온도 상승의 한계를 극복할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a substrate processing method that can overcome the limitation of the process temperature rise according to the chemical liquid.

또한, 본 발명은 큰 종횡비를 가지는 미세 패턴의 액상의 처리액에 의한 넘어짐 현상을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a substrate processing method capable of preventing the fall phenomenon caused by the liquid treatment liquid of a fine pattern having a large aspect ratio.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 방법은, 처리실에 기판을 로딩하고, 상기 처리실의 내부 공간에 약액을 충전하여 상기 기판을 약액 처리하고, 상기 처리실 내의 상기 약액을 린스액으로 치환하여 약액 처리된 상기 기판을 린스하고, 상기 처리실 내의 상기 린스액을 초임계 건조 유체로 치환하여 린스된 상기 기판을 건조하되, 상기 약액으로부터 상기 린스액으로의 치환 초기에는 상기 린스액과 함께 상기 약액을, 그리고 상기 린스액으로부터 상기 초임계 건조 유체로의 치환 초기에는 상기 초임계 건조 유체와 함께 상기 린스액을 상기 처리실에 공급하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the substrate processing method according to the present invention, a substrate is loaded into a processing chamber, a chemical liquid is filled into an internal space of the processing chamber, and the substrate is chemically treated, and the chemical liquid in the processing chamber is replaced with a rinse liquid. Rinse the substrate treated with the chemical liquid, and replace the rinse liquid in the processing chamber with a supercritical dry fluid to dry the rinsed substrate, and at the beginning of the substitution of the chemical liquid with the rinse liquid together with the rinse liquid And the initial stage of the substitution of the rinse liquid into the supercritical dry fluid is supplied to the process chamber together with the supercritical dry fluid.

상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액, 상기 린스액, 그리고 상기 초임계 건조 유체는, 상기 처리실 내를 가득 채우도록 공급되며, 그리고 상압(常壓) 이상의 압력으로 가압될 수 있다.In the substrate processing method according to the present invention having the characteristics as described above, the chemical liquid, the rinse liquid, and the supercritical drying fluid are supplied to fill the inside of the processing chamber, and the pressure is equal to or higher than normal pressure. Can be pressed.

상기 린스액은 탈이온수(DIW)와 이소프로필알코올(IPA)을 포함하고, 상기 탈이온수(DIW)와 상기 이소프로필알코올(IPA)은 상기 약액의 공급 후에 순차적으로 상기 처리실에 공급될 수 있다.The rinse liquid includes deionized water (DIW) and isopropyl alcohol (IPA), and the deionized water (DIW) and the isopropyl alcohol (IPA) may be sequentially supplied to the treatment chamber after the supply of the chemical liquid.

상기 초임계 건조 유체는 초임계 상태의 이산화탄소일 수 있다.The supercritical dry fluid may be carbon dioxide in a supercritical state.

상기 이소프로필알코올(IPA)의 공급과 상기 초임계 상태의 이산화탄소의 공급 사이에 액상의 이산화탄소를 상기 처리실에 공급할 수 있다.Liquid carbon dioxide may be supplied to the processing chamber between the supply of isopropyl alcohol (IPA) and the supply of carbon dioxide in the supercritical state.

상기 약액은 이온 주입 공정 후의 감광액 표면의 경화층을 제거하기 위한 에스.피.엠(SPM)이고, 상기 에스.피.엠(SPM)은 200℃ 이상의 온도로 가열될 수 있다.The chemical liquid is SPM for removing the cured layer on the surface of the photosensitive liquid after the ion implantation process, and the SPM may be heated to a temperature of 200 ° C. or more.

상기 약액은 상기 기판상의 산화막을 에칭하기 위한 불화수소(HF)일 수 있다.The chemical liquid may be hydrogen fluoride (HF) for etching the oxide film on the substrate.

상기 처리실로 상기 약액을 공급하기 전에, 상기 처리실에 탈이온수를 공급하여 상기 처리실 내를 클리닝할 수 있다.Before the chemical liquid is supplied to the treatment chamber, deionized water may be supplied to the treatment chamber to clean the treatment chamber.

상기 처리실에 음압을 가하여 상기 처리실에 공급된 상기 약액, 상기 린스액, 그리고 상기 초임계 건조 유체를 상기 처리실로부터 배출할 수 있다.The chemical liquid, the rinse liquid, and the supercritical dry fluid supplied to the process chamber may be discharged from the process chamber by applying a negative pressure to the process chamber.

상기 처리실의 배출단에 설치된 약액 농도계를 이용하여, 상기 탈이온수(DIW)에 의한 상기 약액의 치환 여부를 검출할 수 있다.By using the chemical liquid concentration meter installed at the discharge end of the treatment chamber, it is possible to detect whether the chemical liquid is replaced by the DI water.

본 발명에 의하면, 처리 유체의 치환 과정 중 처리 유체의 단절에 의한 기판 의 대기 노출에 의해 기판이 산화되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the substrate can be prevented from being oxidized by exposure to the atmosphere of the substrate due to the disconnection of the processing fluid during the process of replacing the processing fluid.

그리고 본 발명에 의하면, 약액에 따른 공정 온도 상승의 한계를 극복할 수 있다.And according to the present invention, it is possible to overcome the limitation of the process temperature rise according to the chemical liquid.

또한, 본 발명에 의하면, 큰 종횡비를 가지는 미세 패턴의 액상의 처리액에 의한 넘어짐 현상을 방지할 수 있다.Moreover, according to this invention, the fall phenomenon by the liquid process liquid of the fine pattern which has a large aspect ratio can be prevented.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a substrate processing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

( 실시 예 )(Example)

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 방법이 적용된 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.1 is a view showing an example of a substrate processing apparatus to which a substrate processing method according to the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 처리실(100), 처리 유체 공급부(200), 그리고 배출부(300)를 포함한다. 처리실(100)은 기판 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 처리 유체 공급부(200)는 기판이 로딩된 처리실(100) 내로 처리 유체를 공급하고, 배출부(300)는 처리실(100)에서 기판 처리에 사용된 처리 유체를 배출한 다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a processing chamber 100, a processing fluid supply unit 200, and a discharge unit 300. The processing chamber 100 provides a space in which a substrate processing process is performed. The processing fluid supply unit 200 supplies the processing fluid into the processing chamber 100 loaded with the substrate, and the discharge unit 300 discharges the processing fluid used for processing the substrate from the processing chamber 100.

처리실(100)은 하우징(110), 기판 지지 부재(120), 그리고 히터들(130a, 130b)을 포함한다. 하우징(110)은 후술할 처리 유체 공급부(200)로부터 공급되는 처리 유체가 하우징(110) 내에 가득 채워진 상태로 충전되기 용이하도록 박형으로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 상부 하우징(112)과 하부 하우징(114)을 가진다. 상부 하우징(112)은 하부가 개방된 통 형상을 가지고, 하부 하우징(114)은 상부가 개방된 통 형상을 가진다. 상부 하우징(112)과 하부 하우징(114)은 개방부가 서로 마주보도록 위치하고, 기판 처리 공정이 진행되는 밀폐된 공간이 형성되도록 서로 결합된다. 기판 지지 부재(120)는 하부 하우징(114)의 내측 바닥벽에 제공될 수 있으며, 기판의 하면을 지지하는 복수 개의 지지 핀 형태로 제공될 수 있다. 히터들(130a, 130b)은 하우징(110) 내부를 기설정된 공정 온도로 가열하기 위한 것으로, 히터들(130a, 130b) 중 하나의 히터(130a)는 상부 하우징(112)의 내측 상부 벽에 설치될 수 있고, 다른 하나의 히터(130b)는 하부 하우징(114)의 내측 하부 벽에 설치될 수 있다.The process chamber 100 includes a housing 110, a substrate support member 120, and heaters 130a and 130b. The housing 110 may be provided in a thin form so that the processing fluid supplied from the processing fluid supply unit 200, which will be described later, is easily filled in a state in which the housing 110 is filled. The housing 110 has an upper housing 112 and a lower housing 114. The upper housing 112 has a cylindrical shape with an open bottom, and the lower housing 114 has a cylindrical shape with an open top. The upper housing 112 and the lower housing 114 are positioned so that the openings face each other, and are coupled to each other so that an enclosed space in which the substrate processing process is performed is formed. The substrate support member 120 may be provided on the inner bottom wall of the lower housing 114, and may be provided in the form of a plurality of support pins that support the bottom surface of the substrate. The heaters 130a and 130b are for heating the inside of the housing 110 to a predetermined process temperature, and the heater 130a of one of the heaters 130a and 130b is installed on the inner upper wall of the upper housing 112. The other heater 130b may be installed on the inner lower wall of the lower housing 114.

하부 하우징(114)의 일 측벽에는 처리 유체 공급부(200)가 공급하는 처리 유체의 유입구(115)가 형성되고, 하부 하우징(114)의 다른 측벽에는 처리실(100)에서 기판 처리에 사용된 처리 유체의 유출구(117)가 형성된다.The inlet 115 of the processing fluid supplied by the processing fluid supply unit 200 is formed at one sidewall of the lower housing 114, and the processing fluid used to process the substrate in the processing chamber 100 is located at the other sidewall of the lower housing 114. The outlet 117 of is formed.

처리 유체 공급부(200)는 제 1 공급 라인(210)을 통해 처리실(100)로 액상의 처리 유체를 공급하고, 제 2 공급 라인(240)을 처리실(100)로 초임계 상태의 건조 유체를 공급한다.The processing fluid supply unit 200 supplies a liquid processing fluid to the processing chamber 100 through the first supply line 210, and supplies a dry fluid of a supercritical state to the processing chamber 100 through the second supply line 240. do.

제 1 공급 라인(210)의 일단은 처리실(100)의 하부 하우징(114)에 형성된 유입구(115)에 연결되고, 제 1 공급 라인(210)의 타단은 복수 개의 분기 라인들(212, 214, 216, 218)로 분기된다. 제 1 분기 라인(212)에는 액상의 약액 공급원(222)이 연결되고, 제 1 분기 라인(212)상에는 약액의 흐름을 개폐하는 밸브(213)가 설치된다. 제 2 분기 라인(214)에는 액상의 탈이온수(DIW) 공급원(224)이 연결되고, 제 2 분기 라인(214)상에는 탈이온수의 흐름을 개폐하는 밸브(215)가 설치된다. 제 3 분기 라인(216)에는 액상의 이소프로필알코올(IPA) 공급원(226)이 연결되고, 제 3 분기 라인(216)상에는 이소프로필알코올의 흐름을 개폐하는 밸브(217)가 설치된다. 제 4 분기 라인(218)에는 액상의 이산화탄소(CO2(l)) 공급원(228)이 연결되고, 제 4 분기 라인(218)상에는 액상 이산화탄소의 흐름을 개폐하는 밸브(219)가 설치된다.One end of the first supply line 210 is connected to an inlet 115 formed in the lower housing 114 of the processing chamber 100, and the other end of the first supply line 210 is connected to a plurality of branch lines 212, 214, 216, 218). The liquid chemical supply source 222 is connected to the first branch line 212, and a valve 213 is provided on the first branch line 212 to open and close the flow of the chemical liquid. A liquid deionized water (DIW) source 224 is connected to the second branch line 214, and a valve 215 is provided on the second branch line 214 to open and close the flow of deionized water. A third isopropyl alcohol (IPA) source 226 is connected to the third branch line 216, and a valve 217 is provided on the third branch line 216 to open and close the flow of isopropyl alcohol. The fourth branch line 218 is connected to a liquid carbon dioxide (CO 2 (1)) source 228, and the fourth branch line 218 is provided with a valve 219 for opening and closing the flow of liquid carbon dioxide.

제 1 공급 라인(210)상에는 히터(232)와 펌프(234)가 설치될 수 있다. 히터(232)는 처리실(100)로 공급되는 액상의 처리 유체를 공정 온도로 가열할 수 있고, 펌프(234)는 처리실(100)로 공급되는 액상의 처리 유체를 가압하여 처리실(100) 내부를 공정 압력으로 유지시킬 수 있다.The heater 232 and the pump 234 may be installed on the first supply line 210. The heater 232 may heat the liquid processing fluid supplied to the processing chamber 100 to a process temperature, and the pump 234 pressurizes the liquid processing fluid supplied to the processing chamber 100 to press the inside of the processing chamber 100. Can be maintained at process pressure.

약액 공급원(222)으로부터 공급되는 약액은 다양한 종류의 약액이 사용될 수 있다. 예를 들면, 약액으로는 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)의 혼합물인 에스.피.엠(SPM, Sulphuric Peroxide Mixture), 또는 기판상의 산화막을 에칭하기 위한 불화수소(HF) 등이 사용될 수 있다. The chemical liquid supplied from the chemical liquid source 222 may use various kinds of chemical liquids. For example, the chemical liquid may be sulfuric acid (SPM), a mixture of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), or hydrogen fluoride (HF) for etching an oxide film on a substrate. ) May be used.

에스.피.엠(SPM)은 이온 주입 공정 후의 감광액 표면의 경화층을 제거하기 위한 것으로, 경화층의 효율적인 제거를 위해서 에스.피.엠은 상온/대기압 상태의 끊는점(180℃)보다 높은 온도인 200℃ 이상의 고온으로 가열되어야 한다. 그런데, 상온/대기압 상태에서는 에스.피.엠이 공정 온도(200℃)에 도달하기 전에 증발되므로, 상온/대기압 상태에서는 에스.피.엠의 공정 온도를 높이는데에 한계가 있다. 그러나, 본 발명의 경우, 에스.피.엠이 펌프(234)에 의해 상압 이상의 압력으로 가압된 상태로 처리실(100)에 공급되므로, 에스.피.엠을 상온/대기압 상태의 끊는점(180℃)보다 높은 온도인 200℃ 이상의 고온으로 가열할 수 있다.SPM is used to remove the hardened layer on the surface of the photoresist after the ion implantation process. For efficient removal of the hardened layer, SPM is higher than the break point (180 ° C) at room temperature / atmospheric pressure It must be heated to a high temperature of 200 ° C. or higher. However, since the S.P.M evaporates before reaching the process temperature (200 ° C) in the normal temperature / atmospheric pressure, there is a limit to increasing the process temperature of the S.P.M in the normal temperature / atmospheric pressure. However, in the present invention, since the S.P.M is supplied to the process chamber 100 by being pressurized to a pressure higher than the normal pressure by the pump 234, the break point of the S.P.M at room temperature / atmospheric pressure (180) Heating may be performed at a high temperature of 200 ° C. or higher.

제 2 공급 라인(240)의 일단은 처리실(100)의 하부 하우징(114)에 형성된 유입구(115)에 연결되고, 제 2 공급 라인(240)의 타단은 혼합기(250)에 연결된다. 혼합기(150)는 액상의 이산화탄소, 계면활성제, 그리고 공용매를 공급받고, 이들을 소정의 공정 온도/압력하에서 혼합하여 초임계 상태의 이산화탄소(scCO2)를 생성한다. 혼합기(150)에서 생성된 초임계 이산화탄소는 제 2 공급 라인(240)을 통해 처리실(100)로 공급된다. 제 2 공급 라인(240)상에는 히터(242), 펌프(244) 그리고 밸브(246)가 설치될 수 있다.One end of the second supply line 240 is connected to the inlet 115 formed in the lower housing 114 of the process chamber 100, and the other end of the second supply line 240 is connected to the mixer 250. The mixer 150 receives liquid carbon dioxide, a surfactant, and a cosolvent, and mixes them under a predetermined process temperature / pressure to generate carbon dioxide (scCO 2 ) in a supercritical state. The supercritical carbon dioxide generated in the mixer 150 is supplied to the process chamber 100 through the second supply line 240. The heater 242, the pump 244, and the valve 246 may be installed on the second supply line 240.

액상의 이산화탄소는 제 4 분기 라인(218)으로부터 분기된 액상 이산화탄소 공급 라인(218a)을 통해 혼합기(250)로 공급되고, 계면활성제는 계면활성제 공급 라인(261-1)을 통해 계면활성제 공급원(262)으로부터 공급되며, 공용매는 공용매 공급 라인(263-1)을 통해 공용매 공급원(264)으로부터 공급된다. 액상 이산화탄소 공급 라인(218a)에는 밸브(218a-2)가 설치되고, 계면활성제 공급 라인(261-1)에는 밸브(261-2)가 설치되며, 그리고 공용매 공급 라인(263-1)에는 밸브(263-2)가 설치될 수 있다.The liquid carbon dioxide is supplied to the mixer 250 via the liquid carbon dioxide supply line 218a branched from the fourth branch line 218, and the surfactant is supplied to the surfactant source 262 through the surfactant supply line 261-1. Co-solvent is supplied from the co-solvent source 264 through the co-solvent supply line (263-1). A valve 218a-2 is installed in the liquid carbon dioxide supply line 218a, a valve 261-2 is installed in the surfactant supply line 261-1, and a valve is provided in the cosolvent supply line 263-1. 263-2 may be installed.

배출부(300)는 제 1 배출 라인(310)을 통해 처리실(100) 내에서 사용된 액상의 처리 유체를 배출하고, 제 2 배출 라인(320)을 처리실(100) 내에서 사용된 초임계 상태의 건조 유체를 배출한다. 제 1 배출 라인(310)상에는 밸브(312)와 펌프(314)가 설치되고, 제 2 배출 라인(320)상에는 밸브(322)와 펌프(324)가 설치될 수 있다. 펌프(314)와 펌프(324)는 처리실(100)에 음압을 작용시켜, 처리실(100) 내의 처리 유체를 강제로 배출시킬 수 있다. 그리고 1 배출 라인(310)상에는 농도계(330)가 설치될 수 있다. 농도계(330)는 처리실(100) 내의 약액을 탈이온수로 치환할 때 약액이 완전하게 탈이온수로 치환되었는가를 평가하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The discharge unit 300 discharges the processing fluid of the liquid used in the processing chamber 100 through the first discharge line 310, and uses the second discharge line 320 in the processing chamber 100 in a supercritical state. To drain the dry fluid. The valve 312 and the pump 314 may be installed on the first discharge line 310, and the valve 322 and the pump 324 may be installed on the second discharge line 320. The pump 314 and the pump 324 may apply a negative pressure to the processing chamber 100 to forcibly discharge the processing fluid in the processing chamber 100. The densitometer 330 may be installed on the first discharge line 310. The densitometer 330 may be used to evaluate whether the chemical liquid is completely replaced with deionized water when the chemical liquid in the treatment chamber 100 is replaced with deionized water, which will be described later.

이하에서는, 상기와 같은 구성을 가지는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 공정에 대해 설명한다. 기판 처리 공정은, 예를 들면, 에스.피.엠(SPM)을 이용하여 이온 주입 공정 후의 감광액 표면의 경화층을 제거하는 공정, 또는 불화수소(HF)를 이용하여 기판상의 산화막을 에칭하는 공정 등일 수 있다. Hereinafter, the process of processing a board | substrate using the substrate processing apparatus which has the above structures is demonstrated. The substrate processing step is, for example, a step of removing the cured layer on the surface of the photosensitive liquid after the ion implantation step by using S.P.M (SPM), or a step of etching an oxide film on the substrate using hydrogen fluoride (HF). And the like.

도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 방법의 공정 흐름도이고, 도 3은 도 2의 공정 진행에 따른 처리 유체들의 치환 패턴을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a process flowchart of a substrate processing method according to the present invention, and FIG. 3 is a view showing a substitution pattern of processing fluids according to the process of FIG. 2.

도 1과, 도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 탈이온수 공급원(224)이 처리실(100) 내로 탈이온수를 공급하여 처리실(100) 내부를 클리닝할 수 있다.(S10)Referring to FIGS. 1, 2, and 3, first, the deionized water source 224 may supply deionized water into the process chamber 100 to clean the interior of the process chamber 100 (S10).

이후 처리실(100)로 기판이 로딩되고, 약액 공급원(222)이 처리실(100)로 약액을 공급한다. 약액은 펌프(234)에 의해 가압되면서 처리실(100)로 공급되고, 공급되는 약액은 히터(232)에 의해 공정 온도로 가열될 수 있다. 약액은 처리실(100)의 내부 공간을 가득 채우도록 완전히 충전될 수 있으며, 공정 진행 중 약액은 유입구(115)를 통해 공급되고, 유출구(117)를 통해 배출될 수 있다. 약액은 소정의 공정 시간(t1) 동안 지속적으로 공급되며, 공정의 종류에 따라 기판을 처리한다.(S20)Subsequently, the substrate is loaded into the processing chamber 100, and the chemical liquid supply source 222 supplies the chemical liquid to the processing chamber 100. The chemical liquid is supplied to the process chamber 100 while being pressurized by the pump 234, and the chemical liquid supplied may be heated to a process temperature by the heater 232. The chemical liquid may be completely filled to fill the internal space of the processing chamber 100, and the chemical liquid may be supplied through the inlet 115 and discharged through the outlet 117 during the process. The chemical liquid is continuously supplied for a predetermined process time t 1 , and the substrate is processed according to the type of process (S20).

기판의 약액 처리가 완료되면, 처리실(100) 내의 약액은 탈이온수로 치환된다. 탈이온수는 탈이온수 공급원(224)으로부터 처리실(100)로 공급되며, 약액으로부터 탈이온수로의 치환 초기에는 소정 시간(Δt) 동안 약액과 탈이온수가 함께 처리실(100)로 공급될 수 있다. 이는 처리실(100) 내의 기판이 대기중에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위함이다. 탈이온수는 처리실 내의 약액이 완전하게 탈이온수로 치환될 수 있을 정도로 충분한 시간(t2) 동안 지속적으로 공급되고, 유출구(117)를 통해 배출된다. 탈이온수에 의한 약액의 치환 여부는 제 1 배출 라인(310)상에 설치된 약액 농도계(330)를 이용하여 진행될 수 있다.(S30)When the chemical liquid processing of the substrate is completed, the chemical liquid in the processing chamber 100 is replaced with deionized water. The deionized water may be supplied from the deionized water source 224 to the treatment chamber 100, and the chemical liquid and the deionized water may be supplied together to the treatment chamber 100 for a predetermined time Δt at the time of substitution of the chemical liquid into the deionized water. This is to prevent the substrate in the processing chamber 100 from being exposed to the air and oxidized. Deionized water is continuously supplied for a sufficient time t 2 so that the chemical liquid in the treatment chamber can be completely replaced with deionized water and discharged through the outlet 117. Substitution of the chemical liquid by deionized water may be performed by using the chemical liquid concentration meter 330 installed on the first discharge line 310. (S30)

탈이온수에 의한 약액의 치환이 완료되면, 처리실(100) 내의 탈이온수는 이소프로필알코올(IPA)로 치환된다. 이소프로필알코올은 이소프로필알코올 공급 원(226)으로부터 처리실(100)로 공급되며, 탈이온수로부터 이소프로필알코올로의 치환 초기에는 소정 시간(Δt) 동안 탈이온수와 이소프로필알코올이 함께 처리실(100)로 공급될 수 있다. 이는 처리실(100) 내의 기판이 대기중에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위함이다. 이소프로필알코올은 소정의 공정 시간(t3) 동안 지속적으로 공급되고, 유출구(117)를 통해 배출된다.(S40)When the replacement of the chemical liquid with deionized water is completed, the deionized water in the treatment chamber 100 is replaced with isopropyl alcohol (IPA). Isopropyl alcohol is supplied from the isopropyl alcohol source 226 to the treatment chamber 100, and deionized water and isopropyl alcohol together with the deionized water for a predetermined time (Δt) at the beginning of the substitution of deionized water to isopropyl alcohol. Can be supplied. This is to prevent the substrate in the processing chamber 100 from being exposed to the air and oxidized. Isopropyl alcohol is continuously supplied for a predetermined process time t 3 and discharged through the outlet 117.

이소프로필알코올에 의한 탈이온수의 치환이 완료되면, 처리실(100) 내의 이소프로필알코올은 액상의 이산화탄소로 치환된다. 액상의 이산화탄소는 액상 이산화탄소 공급원(226)으로부터 처리실(100)로 공급되며, 이소프로필알코올로부터 액상 이산화탄소로의 치환 초기에는 소정 시간(Δt) 동안 이소프로필알코올과 액상 이산화탄소가 함께 처리실(100)로 공급될 수 있다. 이는 처리실(100) 내의 기판이 대기중에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위함이다. 액상 이산화탄소는 소정의 공정 시간(t4) 동안 지속적으로 공급되고, 유출구(117)를 통해 배출된다.When the deionized water is replaced with isopropyl alcohol, isopropyl alcohol in the treatment chamber 100 is replaced with liquid carbon dioxide. Liquid carbon dioxide is supplied to the processing chamber 100 from the liquid carbon dioxide source 226, and isopropyl alcohol and liquid carbon dioxide are supplied together to the processing chamber 100 for a predetermined time (Δt) at the initial stage of the substitution of the isopropyl alcohol to the liquid carbon dioxide. Can be. This is to prevent the substrate in the processing chamber 100 from being exposed to the air and oxidized. The liquid carbon dioxide is continuously supplied for a predetermined process time t 4 and discharged through the outlet 117.

이와 같이, 초임계 유체 상태의 이산화탄소를 이용한 건조 공정의 이전에 액상의 이산화탄소를 공급하는 이유는, 이소프로필알코올이 초임계 이산화탄소에 의해 용해될 수 있으나 반응 속도가 느리기 때문이다.(S50)As such, the reason why the liquid carbon dioxide is supplied before the drying process using the carbon dioxide in the supercritical fluid state is that isopropyl alcohol may be dissolved by the supercritical carbon dioxide, but the reaction rate is slow.

액상 이산화탄소에 의한 이소프로필알코올의 치환이 완료되면, 처리실(100) 내의 액상 이산화탄소는 초임계 상태의 이산화탄소로 치환된다. 초임계 이산화탄소는 혼합기(250)로부터 처리실(100)로 공급되며, 액상 이산화탄소로부터 초임계 이산화탄소로의 치환 초기에는 소정 시간(Δt) 동안 액상 이산화탄소와 초임계 이산 화탄소가 함께 처리실(100)로 공급될 수 있다. 이는 처리실(100) 내의 기판이 대기중에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위함이다. 초임계 이산화탄소는 소정의 공정 시간 동안 지속적으로 공급되고, 유출구(117)를 통해 배출된다.(S60)When the isopropyl alcohol is replaced by the liquid carbon dioxide, the liquid carbon dioxide in the processing chamber 100 is replaced with carbon dioxide in a supercritical state. The supercritical carbon dioxide is supplied from the mixer 250 to the processing chamber 100, and the liquid carbon dioxide and the supercritical carbon dioxide are supplied together to the processing chamber 100 for a predetermined time Δt at the initial stage of the substitution of the liquid carbon dioxide into the supercritical carbon dioxide. Can be. This is to prevent the substrate in the processing chamber 100 from being exposed to the air and oxidized. Supercritical carbon dioxide is continuously supplied for a predetermined process time, and discharged through the outlet 117. (S60)

상술한 바와 같은 과정들(S10 ~ S60)을 통해 기판을 약액 처리하고, 약액 처리된 기판을 린스하고, 린스된 기판을 건조할 수 있다. 특히, 약액으로 불화수소(HF)와 같은 소수성 약액이 사용될 경우, 약액의 표면 장력에 의해 종횡비가 큰 패턴이 넘어지는 현상이 발생할 수 있으나, 상기와 같은 약액의 치환 과정과 초임계 유체를 이용한 건조 과정을 통해 이를 방지할 수 있다.Through the processes S10 to S60 as described above, the substrate may be chemically treated, the chemically treated substrate may be rinsed, and the rinsed substrate may be dried. In particular, when a hydrophobic chemical solution such as hydrogen fluoride (HF) is used as the chemical liquid, a pattern with a large aspect ratio may fall due to the surface tension of the chemical liquid, but the substitution process of the chemical liquid and drying using a supercritical fluid as described above. This can be prevented through the process.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.The drawings described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 방법이 적용된 기판 처리 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.1 is a view showing an example of a substrate processing apparatus to which a substrate processing method according to the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 방법의 공정 흐름도이다.2 is a process flow diagram of a substrate processing method according to the present invention.

도 3은 도 2의 공정 진행에 따른 처리 유체들의 치환 패턴을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating a substitution pattern of process fluids according to the process of FIG. 2.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 처리실(100) 200: 처리 유체 공급부100: processing chamber 100 200: processing fluid supply

300: 배출부300: discharge part

Claims (10)

처리실에 기판을 로딩하고,Load the substrate into the process chamber, 상기 처리실의 내부 공간에 약액을 공급하는 단계와;Supplying a chemical liquid to an inner space of the processing chamber; 상기 처리실의 내에 탈이온수(DIW)를 공급하는 단계와;Supplying deionized water (DIW) into said processing chamber; 상기 처리실 내에 이소프로필알코올(IPA)을 공급하는 단계와;Supplying isopropyl alcohol (IPA) into the process chamber; 상기 처리실 내에 초임계 건조 유체를 공급하는 단계를 포함하되;Supplying a supercritical dry fluid into the process chamber; 상기 이소프로필알코올(IPA)를 공급하는 단계와 초임계 건조 유체를 공급하는 단계 사이에는 상기 처리실 내에 액상의 이상화탄소를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And supplying liquid idealized carbon into the processing chamber between the step of supplying isopropyl alcohol (IPA) and the step of supplying a supercritical dry fluid. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 약액, 상기 탈이온수(DIW), 상기 이소프로필알코올(IPA), 그리고 상기 초임계 건조 유체는, 상기 처리실 내를 가득 채우도록 공급되며, 그리고 상압(常壓) 이상의 압력으로 가압되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The chemical liquid, the deionized water (DIW), the isopropyl alcohol (IPA), and the supercritical drying fluid are supplied to fill the inside of the processing chamber, and are pressurized to a pressure above normal pressure. Substrate processing method. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 초임계 건조 유체는 초임계 상태의 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And said supercritical dry fluid is carbon dioxide in a supercritical state. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탈이온수(DIW)의 공급 초기에는 상기 탈이온수(DIW)와 함께 상기 약액을 상기 처리실에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And at the initial stage of supplying the deionized water (DIW), the chemical liquid is supplied to the process chamber together with the deionized water (DIW). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이소프로필알코올(IPA)의 공급 초기에는 상기 이소프로필알코올(IPA)과 함께 상기 탈이온수(DIW)를 상기 처리실에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.In the initial supply of the isopropyl alcohol (IPA) substrate processing method characterized in that for supplying the deionized water (DIW) with the isopropyl alcohol (IPA) to the processing chamber. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 약액은 이온 주입 공정 후의 감광액 표면의 경화층을 제거하기 위한 에스.피.엠(SPM)이고,The chemical liquid is SPM for removing the cured layer on the surface of the photosensitive liquid after the ion implantation process, 상기 에스.피.엠(SPM)은 200℃ 이상의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The S.P.M (SPM) is a substrate processing method, characterized in that heated to a temperature of 200 ℃ or more. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 약액은 상기 기판상의 산화막을 에칭하기 위한 불화수소(HF)인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And said chemical liquid is hydrogen fluoride (HF) for etching an oxide film on said substrate. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 2 or 5, 상기 처리실로 상기 약액을 공급하기 전에, 상기 처리실에 탈이온수를 공급하여 상기 처리실 내를 클리닝하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And deionized water is supplied to the processing chamber before the chemical liquid is supplied to the processing chamber to clean the inside of the processing chamber. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 처리실에 음압을 가하여 상기 처리실에 공급된 상기 약액, 상기 탈이온수(DIW), 상기 이소프로필알코올(IPA), 그리고 상기 초임계 건조 유체를 상기 처리실로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And applying a negative pressure to the processing chamber to discharge the chemical liquid, the deionized water (DIW), the isopropyl alcohol (IPA), and the supercritical dry fluid from the processing chamber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 처리실의 배출단에 설치된 약액 농도계를 이용하여, 상기 탈이온수(DIW)에 의한 상기 약액의 치환 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.And detecting the substitution of the chemical liquid by the DI water using a chemical liquid concentration meter provided at the discharge end of the processing chamber.
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