KR101344925B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 기판처리장치 및 기판처리방법, 보다 상세하게는 초임계공정을 수행하는 기판처리장치 및 이를 이용하는 기판처리방법을 개시한다. 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 양상은, 일면에 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재; 상기 개구를 개폐하는 도어; 및 상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재;를 포함한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초임계공정을 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.

반도체소자는 포토리소그래피공정(photolithography)을 비롯한 다양한 공정을 통해 기판 상에 회로패턴을 형성하여 제조된다. 이러한 제조과정 중에는 파티클(particle), 유기오염물, 금속불순물 등이 발생하며, 이러한 이물질은 기판에 결함을 유발하여 반도체소자의 수율에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용한다. 따라서, 반도체제조공정에는 기판으로부터 이물질을 제거하기 위한 세정공정이 필수적으로 수반된다.

일반적으로 세정공정은 세정제로 기판 상의 이물질을 제거하고, 순수(DI-water: deionized water)로 기판을 세척한 후, 표면장력이 작은 이소프로필알코올(IPA: isopropyl alcohol)과 같은 유기용제로 순수를 치환한 뒤 이를 증발시켜 기판을 건조시키는 순서로 진행된다. 그러나, 이와 같은 기존의 건조방식은 회로패턴이 미세한 반도체소자의 경우에 그 건조효율이 낮을 뿐 아니라 건조과정 중에 비교적 약한 유기용매의 표면장력에 의해서도 회로패턴을 손상되는 도괴현상(pattern collapse)이 빈번하게 발생한다.

이에 따라 선폭 30nm 이하의 반도체소자에 대해서는 초임계유체를 이용하여 기판을 건조시키는 초임계건조공정(supercritical drying process)이 점차 기존의 건조공정을 대체해 나가고 있다. 초임계유체란 임계온도와 임계압력 이상에서 기체와 액체의 성질을 동시에 가지는 유체로서, 확산력과 침투력이 뛰어나고, 용해력이 높으며, 표면장력이 거의 없어 기판의 건조에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

그런데 이와 같은 초임계공정을 수행하는 공정챔버는 고압의 초임계상태를 유지하기 위하여 그 풋프린트(foot print)가 증가하여 기판 처리율(substrate throughput)이 저하되는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 일 과제는 초임계공정을 수행하는 공정챔버의 공간효율이 향상되는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 고압환경을 견딜 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판처리장치를 제공한다.

본 발명에 따른 기판처리장치의 일 양상은, 일면에 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재; 상기 개구를 개폐하는 도어; 및 상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재;를 포함한다.

상기 기판처리장치는, 상기 도어를 이동시키는 도어구동기; 및 일단이 상기 하우징에 결합되고, 타단이 상기 도어에 결합되고, 상기 도어의 이동을 안내하는 링크;를 더 포함할 수 있다.

상기 링크는, 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합될 수 있다.

상기 링크는, 상기 도어가 상기 일단을 중심으로 회전하도록 안내할 수 있다.

상기 링크는, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 하나씩 결합될 수 있다.

상기 하우징에서 상기 일면과 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면은, 서로 대응되는 곡면일 수 있다.

상기 링크는, 상기 하우징의 일면과 상기 도어의 밀착되는 면이 평행한 상태를 유지하면서 상기 도어가 승강하도록 안내할 수 있다.

상기 링크는, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 복수개 결합될 수 있다.

상기 가압부재는, 상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판, 구동력을 발생하는 실린더 및 상기 실린더로의 구동력을 그 단부에 결합된 상기 가압판에 전달하는 로드를 포함할 수 있다.

상기 도어의 상면 또는 하면에는, 홈이 형성되고, 상기 도어가 승강하면, 상기 로드가 상기 홈에 삽입되고 상기 가압판이 상기 도어의 상기 반대면에 위치될 수 있다.

상기 기판처리장치는, 상기 하우징 내부를 가열하는 가열부재; 상기 하우징으로 초임계유체를 공급하는 공급포트; 상기 하우징으로부터 상기 초임계유체를 배기하는 배기포트;를 더 포함하여 초임계공정을 수행할 수 있다.

상기 공급포트는, 상기 하우징의 상면에 형성되는 상부공급포트 및 상기 하우징의 하면에 형성되는 하부공급포트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 양상은, 기판을 이송하는 이송챔버; 및 일면에 상기 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징, 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재, 상기 개구를 개폐하는 도어 및 상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재를 포함하고, 공정챔버;를 포함하되, 상기 이송챔버의 일측면과 상기 하우징의 일면이 서로 마주본다.

상기 공정챔버는, 상기 도어를 이동시키는 도어구동기 및 일단이 상기 하우징에 결합되고, 타단이 상기 도어에 결합되고, 상기 도어의 이동을 안내하는 링크를 더 포함할 수 있다.

상기 링크는, 상기 도어가 상기 일단을 중심으로 회전하도록 안내할 수 있다.

상기 링크는, 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합되되, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 하나씩 제공되고, 상기 하우징에서 상기 일면과 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면은, 서로 대응되는 곡면일 수 있다.

상기 링크는, 상기 하우징의 일면과 상기 도어의 밀착되는 면이 평행한 상태를 유지하면서 상기 도어가 승강하도록 안내할 수 있다.

상기 링크는, 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합되되, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 복수개 제공될 수 있다.

상기 가압부재는, 상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판, 구동력을 발생하는 실린더 및 상기 실린더로의 구동력을 그 단부에 결합된 상기 가압판에 전달하는 로드를 포함할 수 있다.

상기 도어의 상면 또는 하면에는, 홈이 형성되고, 상기 도어가 승강하면, 상기 로드가 상기 홈에 삽입되고 상기 가압판이 상기 도어의 상기 반대면에 위치될 수 있다.

상기 공정챔버는, 복수이고, 상기 복수의 공정챔버는, 연직방향으로 적층되어 배치될 수 있다.

본 발명은 기판처리방법을 제공한다.

본 발명에 따른 기판처리방법의 일 양상은, 개구를 통해 하우징 내부에 기판이 반입되는 단계; 도어가 상기 개구를 폐쇄하는 단계; 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 단계; 및 상기 밀폐된 하우징 내에서 상기 기판에 대하여 공정을 수행하는 단계;를 포함한다.

상기 도어를 폐쇄하는 단계는, 상기 도어가 상기 개구에 대하여 승강하여 수행될 수 있다.

본 발명에 의하면, 공정챔버가 도어가 슬라이딩되는 구조로 제공됨에 따라 상하방향으로 적은 공간을 차지한다.

본 발명에 의하면, 공정챔버가 연직방향으로 적층되어 동일한 풋프린트에 보다 많은 공정챔버를 배치할 수 있고, 이에 따라 기판처리율이 향상된다.

본 발명에 의하면, 가압판에 의해 도어를 가압하여 공정 진행 시 그 내부를 밀폐할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프이다.
도 2는 기판처리장치의 일 실시예의 평면도이다.
도 3은 기판처리장치의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1공정챔버의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 제2공정챔버의 일 실시예의 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 도 2의 제2공정챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도 10 및 도 11은 제2공정챔버의 다른 실시예의 사시도이다.
도 12는 도 2의 제2공정챔버가 적층되어 배치되는 것을 도시한 도면이다.
도 13은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 14은 기판처리방법의 다른 실시예의 순서도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)에 관하여 설명한다.

기판처리장치(100)는 초임계유체를 공정유체로 이용하여 기판(S)을 처리하는 초임계공정을 수행할 수 있다.

여기서, 기판(S)은 반도체소자나 평판디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(S)의 예로는, 실리콘웨이퍼를 비롯한 다양한 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.

초임계유체란 임계온도와 임계압력을 초과한 초임계상태에 도달하면 형성되는 기체와 액체의 성질을 동시에 가지는 상(phase)를 의미한다. 초임계유체는 분자밀도는 액체에 가깝고, 점성도는 기체에 가까운 성질을 가지며, 이에 따라 확산력, 침투력, 용해력이 매우 뛰어나 화학반응에 유리하고, 표면장력이 거의 없어 미세구조에 계면장력을 가하지 아니하는 특성을 가진다.

초임계공정은 이러한 초임계유체의 특성을 이용하여 수행되는데, 그 대표적인 예로는, 초임계건조공정과 초임계식각공정이 있다. 이하에서는 초임계공정에 관하여 초임계건조공정을 기준으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판처리장치(100)는 초임계건조공정 이외의 다른 초임계공정을 수행할 수 있다.

초임계건조공정은 초임계유체로 기판(S)의 회로패턴에 잔류하는 유기용제를 용해하여 기판(S)을 건조시키는 방식으로 수행될 수 있으며, 건조효율이 우수할 뿐 아니라 도괴현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 초임계건조공정에 이용되는 초임계유체로는 유기용제와 혼화성(混和性)이 있는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초임계이산화탄소(scCO₂: supercritical carbon dioxide)가 초임계유체로 사용될 수 있다.

도 1은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프이다.

이산화탄소는 임계온도가 31.1℃이고, 임계압력이 7.38Mpa로 비교적 낮아 초임계상태로 만들기 쉽고, 온도와 압력을 조절하여 상변화를 제어하기 용이하며 가격이 저렴한 장점이 있다. 또한, 이산화탄소는 독성이 없어 인체에 무해하고, 불연성, 비활성의 특성을 지니며, 초임계이산화탄소는 물이나 기타 유기용제와 비교하여 10~100배 가량 확산계수(diffusion coefficient)가 높아 침투가 빨라 유기용제의 치환이 빠르고, 표면장력이 거의 없어 미세한 회로패턴을 가지는 기판(S)의 건조에 이용하기 유리한 물성을 가진다. 뿐만 아니라, 이산화탄소는 다양한 화학반응의 부산물로 생성되는 것을 재활용할 수 있는 동시에 초임계건조공정에 사용한 후 이를 기체로 전환시켜 유기용제를 분리하여 재사용하는 것이 가능해 환경오염의 측면에서도 부담이 적다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 일 실시예에 관하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 초임계건조공정을 포함하여 세정공정을 수행할 수 있다.

도 2는 기판처리장치(100)의 일 실시예의 평면도이고, 도 3은 기판처리장치(100)의 일 실시예의 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판처리장치(100)는 인덱스모듈(1000) 및 공정모듈(2000)을 포함한다.

인덱스모듈(1000)은 외부로부터 기판(S)을 반송받아 공정모듈(2000)로 기판(S)을 반송하고, 공정모듈(2000)은 초임계건조공정을 수행할 수 있다.

인덱스모듈(1000)은 설비전방단부모듈(EFEM: equipment front end module)로서, 로드포트(1100) 및 이송프레임(1200)을 포함한다.

로드포트(1100)에는 기판(S)이 수용되는 용기(C)가 놓인다. 용기(C)로는 전면개방일체형포드(FOUP: front opening unified pod)가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드트랜스퍼(OHT: overhead transfer)에 의해 외부로부터 로드포트(1100)로 반입되거나 로드포트(1100)로부터 외부로 반출될 수 있다.

이송프레임(1200)은 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)와 공정모듈(2000) 간에 기판(S)을 반송한다. 이송프레임(1200)은 인덱스로봇(1210) 및 인덱스레일(1220)을 포함한다. 인덱스로봇(1210)은 인덱스레일(1220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.

공정모듈(2000)은 실제로 공정을 수행하는 모듈로서, 버퍼챔버(2100), 이송챔버(2200), 제1공정챔버(3000) 및 제2공정챔버(4000)를 포함한다.

버퍼챔버(2100)는 인덱스모듈(1000)과 공정모듈(2000) 간에 반송되는 기판(S)이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼챔버(2100)에는 기판(S)이 놓이는 버퍼슬롯이 제공될 수 있다. 예를 들어, 인덱스로봇(1210)은 기판(S)을 용기(C)로부터 인출하여 버퍼슬롯에 놓을 수 있고, 이송챔버(2200)의 이송로봇(2210)은 버퍼슬롯에 놓인 기판(S)을 인출하여 이를 제1공정챔버(3000)나 제2공정챔버(4000)로 반송할 수 있다. 버퍼챔버(2100)에는 복수의 버퍼슬롯이 제공되어 복수의 기판(S)이 놓일 수 있다.

이송챔버(2200)는 그 둘레에 배치된 버퍼챔버(2100), 제1공정챔버(3000) 및 제2공정챔버(4000) 간에 기판(S)을 반송한다. 이송챔버(2200)는 이송로봇(2210) 및 이송레일(2220)을 포함할 수 있다. 이송로봇(2210)은 이송레일(2220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.

제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 세정공정을 수행할 수 있다. 이때, 세정공정은 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)에서 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1공정챔버(3000)에서는 세정공정 중 케미컬공정, 린스공정 및 유기용제공정이 수행되고, 뒤이어 제2공정챔버(4000)에서는 초임계건조공정이 수행될 수 있다.

이러한 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 측면에 배치된다. 예를 들어, 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 다른 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

또한, 공정모듈(2000)에는 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)가 복수로 제공될 수 있다. 복수의 공정챔버들(3000, 4000)은 이송챔버(2200)의 측면에 일렬로 배치되거나 또는 연직방향으로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다.

물론, 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않고, 기판처리장치(100)의 풋프린트나 공정효율 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 적절히 변경될 수 있다.

이하에서는 제1공정챔버(3000)에 관하여 설명한다.

도 4는 도 2의 제1공정챔버(3000)의 단면도이다.

제1공정챔버(3000)는 케미컬공정, 린스공정 및 유기용제공정을 수행할 수 있다. 물론, 제1공정챔버(3000)는 이들 공정 중 일부의 공정만을 선택적으로 수행할 수도 있다. 여기서, 케미컬공정은 기판(S)에 세정제를 제공하여 기판(S) 상의 이물질을 제거하는 공정이고, 린스공정은 가판에 린스제를 제공하여 기판(S) 상에 잔류하는 세정제를 세척하는 공정이며, 유기용제공정은 기판(S)에 유기용제를 제공하여 기판(S)의 회로패턴 사이에 잔류하는 린스제를 표면장력이 낮은 유기용제로 치환하는 공정이다.

도 4를 참조하면, 제1공정챔버(3000)는 지지부재(3100), 노즐부재(3200) 및 회수부재(3300)를 포함한다.

지지부재(3100)는 기판(S)을 지지하고, 지지된 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 지지부재(3100)는 지지플레이트(3110), 지지핀(3111), 처킹핀(3112), 회전축(3120) 및 회전구동기(3130)를 포함할 수 있다.

지지플레이트(3110)는 기판(S)과 동일 또는 유사한 형상의 상면을 가지며, 지지플레이트(3110)의 상면에는 지지핀(3111)과 처킹핀(3112)이 형성된다. 지지핀(3111)은 기판(S)을 지지하고, 처킹핀(3112)은 지지된 기판(S)을 고정할 수 있다.

지지플레이트(3110)의 하부에는 회전축(3120)이 연결된다. 회전축(3120)은 회전구동기(3130)로부터 회전력을 전달받아 지지플레이트(3110)를 회전시킨다. 이에 따라 지지플레이트(3110)에 안착된 기판(S)이 회전할 수 있다. 이때, 처킹핀(3112)은 기판(S)이 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

노즐부재(3200)는 기판(S)에 약제를 분사한다. 노즐부재(3200)는 노즐(3210), 노즐바(3220), 노즐축(3230) 및 노즐축구동기(3240)를 포함한다.

노즐(3210)은 지지플레이트(3110)에 안착된 기판(S)에 약제를 분사한다. 약제는 세정제, 린스제 또는 유기용제일 수 있다. 여기서, 세정제로는 과산화수소(H₂O₂)용액이나 과산화수소용액에 암모니아(NH₄OH), 염산(HCl) 또는 황산(H₂SO₄)를 혼합한 용액 또는 불산(HF)용액 등이 사용될 수 있다. 또, 린스제로는 순수가 사용될 수 있다. 또, 유기용제로는 이소프로필알코올을 비롯하여 에틸글리콜(ethyl glycol), 1-프로파놀(propanol), 테트라하이드로프랑(tetra hydraulic franc), 4-하이드록시(hydroxyl), 4-메틸(methyl), 2-펜타논(pentanone), 1-부타놀(butanol), 2-부타놀, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), n-프로필알코올(n-propyl alcohol), 디메틸에틸(dimethylether)의 용액이나 가스가 사용될 수 있다.

이러한 노즐(3210)은 노즐바(3220)의 일단 저면에 형성된다. 노즐바(3220)는 노즐축(3230)에 결합되며, 노즐축(3230)은 승강 또는 회전할 수 있도록 제공된다. 노즐축구동기(3240)는 노즐축(3230)을 승강 또는 회전시켜 노즐(3210)의 위치를 조절할 수 있다.

회수부재(3300)는 기판(S)에 공급된 약제를 회수한다. 노즐부재(3200)에 의해 기판(S)에 약제가 공급되면, 지지부재(3100)는 기판(S)을 회전시켜 기판(S)의 전 영역에 약제가 균일하게 공급되도록 할 수 있다. 기판(S)이 회전하면 기판(S)으로부터 약제가 비산하는데, 비산하는 약제는 회수부재(3300)에 의해 회수될 수 있다.

회수부재(3300)는 회수통(3310), 회수라인(3320), 승강바(3330) 및 승강구동기(3340)를 포함할 수 있다.

회수통(3310)은 지지플레이트(3110)를 감싸는 환형 링 형상으로 제공된다. 회수통(3310)은 복수일 수 있는데, 복수의 회수통(3310)은 상부에서 볼 때 차례로 지지플레이트(3110)로부터 멀어지는 링 형상으로 제공되며, 지지플레이트(3110)로부터 먼 거리에 있는 회수통(3310)일수록 그 높이가 높도록 제공된다. 이에 따라 회수통(3310) 사이의 공간에 기판(S)으로부터 비산되는 약제가 유입되는 회수구(3311)가 형성된다.

회수통(3310)의 하면에는 회수라인(3320)이 형성된다. 회수라인(3320)은 회수통(3310)으로 회수된 약제를 재생하는 약제재생시스템(미도시)로 공급한다.

승강바(3330)는 회수통(3310)에 연결되어 승강구동기(3340)로부터 동력을 전달받아 회수통(3310)을 상하로 이동시킨다. 승강바(3330)는 회수통(3310)이 복수인 경우 최외곽에 배치된 회수통(3310)에 연결될 수 있다. 승강구동기(3340)는 승강바(3330)를 통해 회수통(3310)을 승강시켜 복수의 회수구(3311) 중 비산하는 약제가 유입되는 회수구(3311)를 조절할 수 있다.

이하에서는 제2공정챔버(4000)에 관하여 설명한다.

제2공정챔버(4000)는 초임계유체를 이용하여 초임계건조공정을 수행할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이, 제2공정챔버(4000)에서 수행되는 공정은 초임계건조공정 이외에 다른 초임계공정일 수도 있으며, 나아가, 제2공정챔버(4000)는 초임계유체 대신 다른 공정유체를 이용하여 공정을 수행할 수도 있을 것이다.

이러한 제2공정챔버(4000)는 상술한 바와 같이, 이송챔버(2200)의 일측면에 배치될 수 있다. 제2공정챔버(4000)가 복수인 경우에는 이송챔버(2200)의 일측면에 일렬로 배치되거나 상하로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다. 기판처리장치(100)에서는 로드포트(1100), 이송프레임(1200), 버퍼챔버(2100), 이송모듈(2200)이 순차적으로 배치될 수 있는데, 제2공정챔버(4000)는 이와 동일한 방향으로 이송챔버(2200)의 일측면에 일렬로 배치될 수 있다.

이하에서는 제2공정챔버(4000)의 일 실시예에 관하여 설명한다.

도 5 및 도 6은 도 2의 제2공정챔버(4000)의 일 실시예의 사시도이고, 도 7 내지 도 9는 도 2의 제2공정챔버(4000)의 일 실시예의 단면도이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 제2공정챔버(4000)는 하우징(4100), 도어(4150), 도어구동기(4700), 도어링크(4750), 가압부재(4200), 지지부재(4300), 가열부재(4400), 공급포트(4500) 및 배기포트(4600)를 포함할 수 있다.

하우징(4100)은 초임계건조공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(4100)은 초임계건조공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(4100)은 임계압력 이상의 고압을 견딜 수 있는 재질로 제공된다.

하우징(4100)의 일면에는 개구(4110)가 형성된다. 기판(S)은 개구(4110)를 통해 하우징(4100)으로 반입되거나 하우징(4100)으로부터 반출될 수 있다. 여기서, 기판(S)은 제1공정챔버(3000)에서 유기용제공정을 거쳐 유기용제가 잔류하는 상태로 기판(S)에 반입될 수 있다.

개구(4110)가 형성되는 하우징(4100)의 일면은 이송챔버(2000)의 제2공정챔버(4000)가 배치되는 일측면과 서로 마주보는 면일 수 있다. 이에 따라 이송챔버(2200)의 이송로봇(2210)이 개구(4110)를 통하여 하우징(4100)의 내부로 이동하여 기판(S)을 반입시킬 수 있다.

도어(4150)는 개구(4110)를 개폐할 수 있다. 도어(4150)는 하강하여 개구(4110)를 개방하거나 상승하여 개구(4110)를 폐쇄할 수 있다. 물론, 이와 반대로 하강하여 개구(4110)를 폐쇄하거나 상승하여 개구(4110)를 개방할 수도 있을 것이다. 또한, 도어(4150)가 반드시 승강되어야만 하는 것은 아니며, 수평방향으로 이동하는 것도 가능할 것이다. 이처럼, 도어(4150)는 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 측면에 대하여 상대적으로 이동하여 개구(4110)가 형성된 면에서 이격되어 하우징(4100)을 개방하거나 밀착하여 하우징(4100)을 밀폐할 수 있다.

도어링크(4750)는 이러한 도어(4150)의 이동을 안내한다. 도어링크(4750)는 일단이 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면의 측면에 결합되고, 타단이 도어(4150)의 개구를 개폐하는 면, 즉 하우징(4100)과 마주하는 면의 측면에 결합될 수 있다. 이러한 도어링크(4750)에 의해 도어(4150)는 도어링크(4750)의 하우징(4100)에 결합된 일단을 중심으로 회전하면서 개구(4110)에 대하여 승강할 수 있다.

도어구동기(4700)은 도어(4150)를 이동시킨다. 이러한 도어구동기(4700)는 도어링크(4750)의 하우징(4100)과 결합되는 일단에 설치되어 도어링크(4750)를 회전시킬 수 있다. 도어구동기(4700)에 의해 도어링크(4750)이 회전하면 그에 따라 도어(4150)가 승강할 수 있다. 물론, 도어구동기(4700)가 반드시 도어링크(4750)에만 설치되어야 하는 것은 아니며, 도어(4150)에 결합되어 직접 도어(4150)에 힘을 전달할 수도 있을 것이다.

여기서, 하우징(4100)과 도어(4150)에서 서로 접하는 면은 서로 대응되는 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면은 볼록한 곡면으로 제공되고, 도어(4150)에서 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면과 접하는 면은 그에 대응되는 오목한 곡선으로 제공될 수 있다. 이에 따라 도어(4150)가 하우징(4100)과 접하면서 회전 이동할 수 있다.

가압부재(4200)는 도어(4150)의 하우징(4100)과 접하는 면의 반대면, 즉, 즉 개구(4150)를 개폐하는 면의 반대면에 압력을 가할 수 있다. 가압부재(4200)는 이에 따라 도어(4150)가 개구(4110)와 밀착하여 하우징(4100)이 밀폐되도록 할 수 있다. 특히, 가압부재(4200)는 초임계건조공정 중에 도어(4150)에 개구(4110)로 향하는 방향으로 힘을 가하여 하우징(4100)을 밀폐할 수 있다. 초임계건조공정은 초임계상태의 고압에서 진행되므로, 공정이 진행되면 하우징(4100)의 내부와 외부의 압력차에 의해 도어(4150)에 개구(4110)로부터 멀어지는 방향으로 힘이 작용하게 되는데, 도어(4150)는 가압부재(4100)로부터 그 반대방향으로 그보다 큰 힘을 전달받아 초임계건조공정 중에 하우징(4100)이 개방되지 않도록 밀폐할 수 있다.

가압부재(4200)는 가압실린더(4210), 가압로드(4220) 및 가압판(4230)을 포함할 수 있다. 가압실린더(4210)는 구동력을 발생시킨다. 가압로드(4220)는 가압실린더(4210)에 연결되고, 가압실린더(4210)로부터 힘을 전달받아 가압판(4230)으로 전달할 수 있다. 가압판(4230)은 가압로드(4220)의 일단에 형성되어 도어(4150)에 압력을 가할 수 있다.

예를 들어, 가압실린더(4210)는 하우징(4100)의 양 측에 설치되고, 가압로드(4220)는 하우징(4100)을 관통할 수 있으며, 가압판(4230)는 도어(4150)의 개구(4110)와 마주보는 면의 반대면에 접하여 도어(4150)에 하우징(4100) 방향으로 힘을 가할 수 있다.

여기서, 도어(4150)의 상부에는 하우징(4100)을 관통한 가압로드(4220)가 삽입되는 홈(4151)이 형성될 수 있다. 이때, 홈(4151)은 가압로드(4220)는 홈(4151)에 삽입되고, 가압판(4230)은 홈(4151)을 통과하지 못하는 형상으로 제공된다. 도어(4150)가 승강하면 가압로드(4220)가 홈(4151)에 삽입된다. 이에 따라 도어(4150)가 가압부재(4200)의 간섭을 받지 않고 개구(4110)를 개폐하도록 이동할 수 있다. 가압로드(4220)가 도어(4150)의 홈(4151)에 삽입되게 되면, 가압판(4230)은 도어(4150)의 하우징(4100)을 마주보는 면의 반대면에 위치하게 된다. 이에 따라 도어(4150)가 하우징(4100)을 밀폐한 상태에서 가압부재(4200)가 도어(4150)에 압력을 가할 수 있게 된다.

지지부재(4300)는 기판(S)을 지지한다. 지지부재(4300)는 기판(S)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지부재(4300)에는 그 내부에 기판(S)과 동일 또는 유사한 형상으로 기판(S)의 면적보다 작은 홀(4310)이 형성된 플레이트의 형상으로 제공될 수 있다. 또는 지지부재(4300)는 기판(S)의 가장자리 영역만을 지지하는 슬롯타입으로 제공될 수 있다. 이러한 형태의 지지부재(4300)에 안착된 기판(S)은 그 상면 및 하면의 대부분의 영역이 노출된다. 따라서, 제2공정챔버(4000)에서 초임계건조공정 진행되는 동안 기판(S)은 그 전 영역이 초임계유체에 노출되어 건조될 수 있다.

이러한 지지부재(4300)는 하우징(4100)의 내부에 설치될 수 있다. 지지부재(4300)는 하우징(4100)의 하부벽으로부터 연직상방으로 연장되어 그 상단에서 수평방향으로 절곡되는 형태로 제공될 수 있다. 또는 지지부재(4300)는 하우징(4100)의 양측 측벽에서 돌출되는 슬롯형태로 제공될 수 있다.

가열부재(4400)는 하우징(4100)의 내부를 가열한다. 가열부재(4400)는 제2공정챔버(4000) 내부에 공급된 초임계유체를 임계온도 이상으로 가열하여 초임계유체 상으로 유지하거나 또는 액화된 경우에 다시 초임계유체가 되도록 할 수 있다. 가열부재(4400)는 하우징(4100)의 벽 내에 매설되어 설치될 수 있다. 이러한 가열부재(4400)는 예를 들어, 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시키는 히터로 제공될 수 있다.

공급포트(4500)는 제2공정챔버(4000)로 초임계유체를 공급한다. 공급포트(4500)는 초임계유체를 공급하는 공급라인(4550)에 연결될 수 있다. 이때, 공급포트(4500)에는 공급라인(4550)으로부터 공급되는 초임계유체의 유량을 조절하는 밸브가 설치될 수 있다.

공급포트(4500)는 상부공급포트(4510) 및 하부공급포트(4520)를 포함할 수 있다. 상부공급포트(4510)는 하우징(4100)의 상부벽에 형성되어 지지부재(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 상면으로 초임계유체를 공급한다. 하부공급포트(4520)는 하우징(4100)의 하부벽에 형성되어 지지부재(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 하면으로 초임계유체를 공급한다. 여기서, 기판(S)은 그 상면이 패턴면이고, 하면이 비패턴면이 되도록 지지부재(4300)에 안착될 수 있다.

공급포트들(4500)은 기판(S)의 중앙영역으로 초임계유체를 분사할 수 있다. 예를 들어, 상부공급포트(4510)는 지지부재(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 중앙으로부터 연직상방에 위치할 수 있다. 또, 하부공급포트(4520)는 지지부재(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 중앙으로부터 연직하방에 위치할 수 있다. 이에 따라 공급포트(4500)로 분사되는 초임계유체가 기판(S)의 중앙영역으로 도달하여 가장자리 영역으로 퍼지면서 기판(S)의 전 영역에 균일하게 제공될 수 있다.

또한, 상부공급포트(4510)와 하부공급포트(4520)에서는 먼저 하부공급포트(4520)가 초임계유체를 공급하고, 나중에 상부공급포트(4510)가 초임계유체를 공급할 수 있다. 초임계건조공정은 초기에 제2공정챔버(4000)의 내부가 임계압력에 미달한 상태에서 진행될 수 있기 때문에 제2공정챔버(4000)의 내부로 공급되는 초임계유체는 액화될 수 있다. 따라서, 초임계건조공정의 초기에 상부공급포트(4510)로 초임계유체가 공급되는 경우에는 초임계유체가 액화되어 중력에 의해 기판(S)으로 낙하하여 기판(S)을 손상시킬 수 있다. 상부공급포트(4510)는 하부공급포트(4520)를 통해 제2공정챔버(4000)로 초임계유체가 공급되어 제2공정챔버(4000)의 내부압력이 임계압력에 도달하면 초임계유체의 공급을 시작하여, 공급되는 초임계유체가 액화되어 기판(S)으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

배기포트(4600)는 제2공정챔버(4000)로부터 초임계유체를 배기한다. 배기포트(4600)는 초임계유체를 배기하는 배기라인(4650)에 연결될 수 있다. 이때, 배기포트(4600)에는 배기라인(4650)으로 배기하는 초임계유체의 유량을 조절하는 밸브가 설치될 수 있다. 배기라인(4650)을 통해 배기되는 초임계유체는 대기 중으로 방출되거나 또는 초임계유체를 재생하는 초임계유체재생시스템(미도시)로 공급될 수 있다.

배기포트(4600)는 하우징(4100)의 하부벽에 형성될 수 있다. 초임계건조공정의 후기에는 제2공정챔버(4000)로부터 초임계유체가 배기되어 그 내부압력이 임계압력 이하로 강압되어 초임계유체가 액화될 수 있다. 액화된 초임계유체는 중력에 의해 하우징(4100)의 하부벽에 형성된 배기포트(4600)를 통해 배출될 수 있다.

이하에서는 제2공정챔버(4000)의 다른 실시예에 관하여 설명한다.

도 10 및 도 11은 제2공정챔버(4000)의 다른 실시예의 사시도이다.

제2공정챔버(4000)의 다른 실시예는 그 일 실시예와 비교하여, 도어(4150)가 구동되는 방식에 차이가 있으므로 이를 중심으로 설명한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면과 도어(4150)의 개구(4110)를 개폐하는 면은 평면으로 제공될 수 있다.

도어링크(4750)는 하우징(4100)과 도어(4150)의 양 측면에 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도어링크(4750)는 하우징(4100)과 도어(4150)의 양 측면에 각각 두 개씩 제공될 수 있다.

이러한 도어링크들(4750)은 도어(4150)가 하우징(4100)과 도어(4150)의 마주보는 면이 서로 평행하도록 유지하면서 이동하도록 안내할 수 있다.

도어구동기(4700)는 구동력을 발생시키는 도어실린더(4710)와 일단이 도어(4150)에 결합되고, 도어실린더(4710)로부터 구동력을 받아 도어(4150)에 상하방향의 힘을 가하는 도어로드(4720)를 포함할 수 있다.

도어(4150)는 도어구동기(4700)에 의해 상하방향의 성분을 가지는 힘을 받고, 도어링크(4750)에 의해 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면에 대하여 도어(4150)의 밀착되는 면이 평행한 자세를 유지하면서 승강 또는 하강하여 개구(4110)를 개폐할 수 있다.

이러한 도어(4150)의 하우징(4100)을 마주하는 면에서 중앙부분이 개구(4110)에 밀착되고 양 가장자리부분에는 도어로드(4720)이 결합될 수 있다. 이때에는 가장자리부분보다 중앙부분의 두께가 얇게 제공될 수 있다. 이에 따라 도어(4150)가 상하방향으로 이동하는 폭이 적더라도 효과적으로 개구(4110)를 개폐할 수 있다. 여기서, 홈(4151)은 도어(4150)의 하부로부터 중앙부까지 형성되거나 또는 앙부에 형성될 수 있다.

상술한 제2공정챔버(4000)는 기판처리장치(100)에 복수로 제공될 수 있다. 이때, 제2공정챔버(4000)들은 서로 적층되어 배치될 수 있다.

도 12는 도 2의 제2공정챔버(4000)가 적층되어 배치되는 것을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 네 개의 제2공정챔버(4000a, 4000b, 4000c, 4000d)가 상하방향으로 적층되어 제공되고 있다. 물론, 적층되는 제2공정챔버(4000)의 수는 필요에 따라 가감될 수 있다. 제2공정챔버(4000)에서는 도어(4150)가 개구(4110)를 개방한 상태에서 개구(4110)를 통해 기판(S)이 슬라이딩하여 측면방향으로 하우징(4100) 내로 반입되므로, 상하로 적은 높이를 가지도록 제공될 수 있다. 또한, 이러한 구조에 따라 개구(4110)의 면적이 작으므로 초임계건조공정 중 개구(4110)를 밀폐하기 위해 비교적 작은 힘이 필요하므로, 하우징(4100)을 밀폐하기 위한 가압부재(4200)의 구동력이 작아도 돼 가압부재(4200)의 크기도 작아질 수 있다. 결과적으로 제2공정챔버(4000)는 기존의 초임계공정을 수행하는 공정챔버들에 비하여 전체적으로 크기가 작고, 특히 상하방향으로 그 높이가 작게 제작될 수 있으므로, 다수의 제2공정챔버(4000)를 적층하여 배치하기 용이하다.

이상에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)가 기판(S)에 초임계유체를 공급하여 기판을 처리하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 기판처리장치(100)가 반드시 이러한 초임계공정을 수행하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 기판처리장치(100)의 제2공정챔버(4000)는 공급포트(4500)로 초임계유체를 대신 다른 공정유체를 공급하여 기판(S)을 처리할 수도 있을 것이다. 이러한 경우에는, 공정유체로 초임계유체 대신 유기용제나 그 밖의 다양한 성분의 가스, 플라즈마가스, 불활성가스 등이 사용될 수 있을 것이다.

또한, 기판처리장치(100)는 그 구성요소를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 가열부재(4400)를 제어하여 하우징(4100)의 내부온도를 조절할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어기는 노즐부재(2320), 공급라인(4550)이나 배기라인(4650)에 설치된 밸브를 제어하여 약제나 초임계유체의 유량을 조절할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제어기는 도어구동기(4700)이나 가압부재(4200)를 제어하여 하우징(4100)을 개방하거나 밀폐할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제어기는 상부공급포트(4110)과 하부공급포트(4120) 중 어느 하나가 먼저 초임계유체를 공급하기 시작한 뒤 제2공정챔버(4000)의 내부압력이 미리 설정된 압력에 도달하면, 다른 하나가 초임계유체를 공급하기 시작하도록 제어할 수도 있다.

이러한 제어기는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.

하드웨어적으로 제어기는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.

또 소프트웨어적으로 제어기는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 상술한 기판처리장치(100)를 이용하여 설명한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판처리방법은 상술한 기판처리장치(100) 이외에도 이와 동일 또는 유사한 다른 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은 이를 수행하는 코드 또는 프로그램의 형태로 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.

이하에서는 기판처리방법의 일 실시예에 관하여 설명한다. 기판처리방법의 일 실시예는 세정공정 전반에 관한 것이다.

도 13은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.

도 13을 참조하면, 기판처리방법의 일 실시예는 제1공정챔버(3000)로 기판(S)을 반입하는 단계(S110), 케미컬공정을 수행하는 단계(S120), 린스공정을 수행하는 단계(S130), 유기용제공정을 수행하는 단계(S140), 제2공정챔버(4000)로 기판(S)을 반입하는 단계(S150), 초임계건조공정을 수행하는 단계(S160) 및 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)에 기판(S)을 수납하는 단계(S170)를 포함한다. 한편, 상술한 단계는 반드시 설명된 순서로 실행되어야만 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행될 수도 있다. 이는 후술할 기판처리방법의 다른 실시예에서도 마찬가지이다. 이하에서는 각 단계에 관하여 설명한다.

제1공정챔버(3000)로 기판(S)을 반입한다(S110). 먼저 오버헤드트랜스퍼 등의 반송장치 등이 기판(S)이 수납된 용기(C)를 로드포트(1100)에 놓는다. 용기(C)가 놓이면 인덱스로봇(1210)이 용기(C)로부터 기판(S)을 인출하여 이를 버퍼슬롯에 적재한다. 버퍼슬롯에 적재된 기판(S)은 이송로봇(2210)에 의해 인출되어 제1공정챔버(3000)로 반입되며, 지지플레이트(3110)에 안착된다.

제1공정챔버(3000)에 기판(S)이 반입되면, 케미컬공정을 수행한다(S120). 지지플레이트(3110)에 기판(S)이 놓이면, 노즐축구동기(3240)에 의해 노즐축(3230)이 이동 및 회전하여 노즐(3210)이 기판(S)의 상부에 위치하게 된다. 노즐(3210)은 기판(S)의 상면으로 세정제를 분사한다. 세정제가 분사되면 기판(S)으로부터 이물질이 제거된다. 이때, 회전구동기(3130)는 회전축(3120)을 회전시켜 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 기판(S)이 회전되면, 세정제가 기판(S)에 균일하게 공급되고, 또한 기판(S)으로부터 비산된다. 비산되는 세정제는 회수통(3310)으로 유입되고, 회수라인(3320)을 통해 유체재생시스템(미도시)로 보내어진다. 이때, 승강구동기(3340)는 승강바(3330)를 통해 복수의 회수통(3310) 중 어느 하나로 비산되는 세정제가 유입되도록 회수통(3310)을 승강시킨다.

기판(S) 상의 이물질이 충분히 제거되면, 린스공정을 수행한다(S130). 케미컬공정이 종료되면, 기판(S)에는 이물질이 제거되고, 세정제가 잔류하게 된다. 복수의 노즐(3210) 중 세정제를 분사한 노즐(3210)은 기판(S)의 상부로부터 이탈하고, 다른 노즐(3210)이 기판(S)의 상부로 이동하여 기판(S)의 상면으로 린스제를 분사한다. 기판(S)에 린스제가 공급되면, 기판(S)에 잔류하는 세정제가 세척된다. 린스공정 중에도 기판(S)의 회전과 약제의 회수가 이루어질 수 있다. 승강구동기(3340)는 세정제를 회수한 회수통(3310)과 다른 회수통(3310)으로 린스제가 유입되도록 회수통(3310)의 높이를 조절한다.

기판(S)이 충분히 세척되면, 유기용제공정을 수행한다(S140). 린스공정이 종료되면, 또 다른 노즐(3210)이 기판(S)의 상부로 이동하여 유기용제를 분사한다. 유기용제가 공급되면, 기판(S) 상의 린스제가 유기용제로 치환된다. 한편, 유기용제공정 중에는 기판(S)을 회전시키지 않거나 저속으로 회전시킬 수 있다. 기판(S) 상에서 유기용제가 바로 증발하게 되면, 유기용제의 표면장력에 의해 회로패턴에 계면장력이 작용하여 회로패턴이 도괴될 수 있기 때문이다.

제1공정챔버(3000)에서 유기용제공정이 종료되면, 제2공정챔버(4000)로 기판(S)을 반입하고(S150), 제2공정챔버(4000)가 초임계건조공정을 수행한다(S160). 단계 S150과 단계 S160에 대해서는 후술할 기판처리방법의 다른 실시예에서 상세하게 설명하도록 한다.

초임계건조공정이 종료되면, 기판(S)을 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)에 수납한다(S170). 제2공정챔버(4000)가 개방되면, 이송로봇(2210)이 기판(S)을 인출한다. 기판(S)은 버퍼챔버(2100)로 이동하고, 인덱스로봇(1110)에 의해 버퍼챔버(2100)로부터 인출되어 용기(C)에 수납될 수 있다.

이하에서는 기판처리방법의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 기판처리방법의 다른 실시예는 제2공정챔버(4000)가 초임계건조공정을 수행하는 방법에 관한 것이다.

도 14는 기판처리방법의 다른 실시예의 순서도이다.

도 14를 참조하면, 기판처리방법의 다른 실시예는 기판(S)을 반입하는 단계(S210), 하우징(4100)을 밀폐하는 단계(S220), 도어(4150)를 가압하는 단계(S230), 초임계유체를 공급하는 단계(S240), 초임계유체를 배기하는 단계(S250), 하우징(4100)을 개방하는 단계(S260) 및 기판(S)을 반출하는 단계(S270)를 포함한다. 이하에서는 각 단계에 관하여 설명한다.

제2공정챔버(4000)로 기판을 반입한다(S210). 여기서, 제2공정챔버(4000)는 하우징(4100)과 도어(4150)가 서로 이격되어 도어(4150)가 개방되어 있는 상태이다. 따라서, 이송로봇(2210)은 개구(4110)를 통해 기판(S)을 측면방향으로 슬라이딩시켜 하우징(4100)의 내부에 반입할 수 있다. 여기서, 이송로봇(2210)은 제1공정챔버(3000)로부터 유기용제가 잔류하는 상태로 기판(S)을 인출하여 하우징(4100) 내부의 지지부재(4300)에 안착시킬 수 있다.

기판(S)이 반입되면, 하우징(4100)을 밀폐한다(S220). 도어구동기(4700)는 도어(4150)에 구동력을 전달하고, 도어(4150)는 도어링크(4750)가 안내하는 경로에 따라 이동한다. 도어(4150)는 도어링크(4750)의 하우징(4100)에 결합된 일단을 기준으로 회전하거나 또는 도어링크(4750)에 의해 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면과 평행을 유지하며 승강하여 개구(4110)를 폐쇄할 수 있다. 도어(4150)와 개구(4110)가 밀착되면, 하우징(4100)의 내부가 밀폐된다. 한편, 여기서, 도어구동기(4700)가 도어(4150)를 개구(4110)에 근접하게 이동시키고, 가압부재(4200)가 도어(4150)에 하우징(4100) 방향으로 압력을 가하여 도어(4150)를 하우징(4100)에 밀착시킬 수도 있다.

도어(4150)가 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면에 밀착되거나 또는 근접하게 위치하게 되면, 도어(4150)를 가압한다(S230). 도어(4150)가 도어링크(4750)에 의해 하우징(4100)의 개구(4110)가 형성된 면에 밀착되거나 근접하게 되면, 도어(4150)에 형성된 홈(4151)에 가압로드(4220)가 삽입되고, 가압판(4230)이 도어(4150)의 하우징(4100)과 마주보는 면의 반대면에 위치하게 된다. 가압실린더(4210)는 가압로드(4220)에 도어(4150)로부터 하우징(4100)을 향하는 방향으로 힘을 가하고, 이에 따라 가압로드(4220)의 단부에 결합되고, 도어(4150)의 반대면에 밀착된 가압판(4230)이 도어(4150)에 도어(4150)로부터 하우징(4100) 방향으로 힘을 가한다. 가압판(4230)으로부터 받는 압력에 의해 도어(4150)는 하우징(4100)을 견고하게 밀폐할 수 있다.

하우징(4100)이 밀폐되면, 초임계유체를 공급한다(S240). 공급포트(4500)는 초임계유체를 하우징(4100) 내부로 분사할 수 있다. 이러한 과정에서 하우징(4100) 내부를 초임계분위기로 유지하기 위하여 가열부재(4300)가 하우징(4100)의 내부를 가열할 수 있다. 분사되는 초임계유체는 기판(S)에 제공되어 기판(S)에 잔류하는 유기용제를 용해시켜 기판(S)을 건조시킬 수 있다.

초임계유체는 상부공급포트(4510)과 하부공급포트(4520)을 통해 공급될 수 있다. 이때 지지부재(4100)는 하우징(4100)의 하부벽보다 상부벽에 가깝도록 설치될 수 있다. 기판(S)은 상면이 패턴면이고 하면이 비패턴면인 경우, 지지부재(4100)가 상부벽에 더 가까이 제공되면, 상부공급포트(4510)로부터 분사되는 초임계유체가 기판(S)에 보다 잘 전달될 수 있다. 이에 따라 기판(S)의 패턴면의 건조, 즉 회로패턴 사이에 잔류하는 유기용제의 건조가 효과적으로 수행될 수 있다.

여기서, 먼저 하부공급포트(4520)로 초임계유체를 공급한(S241) 뒤 나중에 상부공급포트(4510)로 초임계유체를 공급하기 시작할 수 있다(S242). 초임계유체가 처음으로 유입될 때에는 하우징(4100) 내부의 압력이 아직 임계압력 이하인 상태이므로, 초임계유체가 액화될 수 있다. 기판(S)의 상부로 초임계유체가 공급되는 경우에는 초임계유체가 액화되어 중력에 의해 기판(S)의 상부로 낙하할 수 있으며, 이에 따라 기판(S)에 손상이 생길 수 있다. 따라서, 먼저 하부공급포트(4520)를 통해 초임계유체를 공급하고, 나중에 상부공급포트(4510)를 통해 초임계유체를 공급할 수 있다.

하부공급포트(4510)를 통해 초임계유체가 지속적으로 유입되면, 하우징(4100) 내부압력이 임계압력 이상으로 상승하고, 가열부재(4200)에 의해 하우징(4100) 내부가 가열되면, 하우징(4100) 내부온도가 임계온도 이상으로 상승하여, 하우징(4100) 내부에 초임계분위기가 형성될 수 있다. 상부공급포트(4510)는 하우징(4100) 내부가 초임계상태가 된 때에 초임계유체의 공급을 시작할 수 있다. 즉, 제어기는 하우징(4100)의 내부압력이 임계압력 이상이 된 때에 상부공급포트(4510)를 통해 초임계유체를 공급할 수 있다.

한편, 이처럼 초임계유체를 공급하여 초임계건조공정이 수행되는 동안, 하우징(4100)의 내부는 초임계상태로 유지되며, 초임계상태에서는 하우징(4100)의 내부압력이 임계압력을 초과한 고압상태가 된다. 따라서, 하우징(4100)의 외부와 내부의 압력의 차이에 의해 도어(4150)의 개구(4110)와 밀착된 면에 도어(4150)를 하우징(4100)으로부터 이격시키는 방향으로 힘이 작용하게 된다. 단계 S230에 따라 가압부재(4200)는 이처럼 도어(4150)의 개구(4110)와 마주보는 반대면에 압력차에 의해 발생한 힘보다 큰 힘을 가하여 공정 동안 하우징(4100)을 밀폐할 수 있다.

초임계유체에 의해 기판(S)에 잔류하는 유기용제가 용해되어 기판(S)이 충분히 건조되면, 초임계유체를 배기한다(S250). 배기포트(4600)가 초임계유체를 제2공정챔버(4000)로부터 배기한다. 한편, 상술한 초임계유체의 공급 및 배기는 제어기가 각 공급라인(4550) 및 배기라인(4650)에 설치된 밸브를 제어하여 그 유량을 조절함으로써 수행될 수 있다. 배기되는 초임계유체는 배기라인(4650)을 통해 대기 중으로 방출되거나 초임계유체재생시스템(미도시)로 제공될 수 있다.

배기를 통해 제2공정챔버(4000)의 내부압력이 충분히 낮아지면, 예를 들어 상압이 되면, 하우징(4100)을 개방한다(S260). 가압부재(4200)는 도어(4150)에 가하던 압력을 해제하고, 도어구동기(4700)는 도어(150)를 개구(4110)에서 이격되도록 이동시킨다.

도어(4150)가 개구(4110)로부터 이격되어 하우징(4100)이 개방되면, 기판(S)을 반출한다(S270). 이송로봇(2210)는 하우징(4100) 내의 지지부재(4300)에 안착된 기판(S)을 보지하여 제2공정챔버(4000)로부터 기판(S)을 반출할 수 있다.

이상에서 언급된 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 기재된 것이므로, 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 실시예 및 그 구성요소를 선택적으로 조합하거나 공지의 기술을 더해 구현될 수 있으며, 나아가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 치환 및 변경이 가해진 수정예, 변형예를 모두 포함한다.

또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 발명은 모두 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 기판처리장치
1000: 인덱스모듈 1100: 로드포트 1200: 이송프레임
1210: 인덱스로봇 1220: 인덱스레일
2000: 공정모듈 2100: 버퍼챔버 2200: 이송챔버
2210: 이송로봇 2220: 이송레일
3000: 제1공정챔버 3100: 지지부재 3110: 지지플레이트
3111: 지지핀 3112: 처킹핀 3120: 회전축
3130: 회전구동기 3200: 노즐부재 3210: 노즐
3220: 노즐바 3230: 노즐축 3240: 노즐축구동기
3300: 회수부재 3310: 회수통 3311: 회수구
3320: 회수라인 3330: 승강바 3340: 승강구동기
4000: 제2공정챔버 4100: 하우징 4110: 개구
4150: 도어 4151: 홈 4200: 가압부재
4210: 가압실린더 4220: 가압로드 4230: 가압판
4300: 지지부재 4400: 가열부재 4500: 공급포트
4550: 공급라인 4510: 상부공급포트 4520: 하부공급포트
4600: 배기포트 4650: 배기라인 4700: 도어구동기
4710: 도어실린더 4720: 도어로드 4750: 도어링크
C: 용기 S: 기판

Claims (26)

1. 일면에 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징과;
   상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재와;
   상기 개구를 개폐하는 도어와;
   상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재와;
   상기 도어를 이동시키는 도어구동기와; 그리고
   일단이 상기 하우징에 결합되고, 타단이 상기 도어에 결합되고, 상기 도어의 이동을 안내하는 링크를 더 포함하되,
   상기 링크는 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합되는 기판처리장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 링크는, 상기 도어가 상기 일단을 중심으로 회전하도록 안내하는
   기판처리장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 링크는, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 하나씩 결합되는
   기판처리장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 하우징에서 상기 일면과 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면은, 서로 대응되는 곡면인
   기판처리장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 링크는, 상기 하우징의 일면과 상기 도어의 밀착되는 면이 평행한 상태를 유지하면서 상기 도어가 승강하도록 안내하는
   기판처리장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 링크는, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 복수개 결합되는
   기판처리장치.
9. 제1항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가압부재는, 상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판, 구동력을 발생하는 실린더 및 상기 실린더로의 구동력을 그 단부에 결합된 상기 가압판에 전달하는 로드를 포함하는
   기판처리장치.
10. 일면에 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재와;
    상기 개구를 개폐하는 도어와; 그리고
    상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재를 포함하되,
    상기 가압부재는,
    상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판, 구동력을 발생하는 실린더 및 상기 실린더로의 구동력을 그 단부에 결합된 상기 가압판에 전달하는 로드를 포함하고,
    상기 도어의 상면 또는 하면에는 홈이 형성되고,
    상기 도어가 승강하면, 상기 로드가 상기 홈에 삽입되고 상기 가압판이 상기 도어의 상기 반대면에 위치되는 기판처리장치.
11. 제1항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 내부를 가열하는 가열부재;
    상기 하우징으로 초임계유체를 공급하는 공급포트;
    상기 하우징으로부터 상기 초임계유체를 배기하는 배기포트;를 더 포함하여
    초임계공정을 수행하는
    기판처리장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 공급포트는, 상기 하우징의 상면에 형성되는 상부공급포트 및 상기 하우징의 하면에 형성되는 하부공급포트를 포함하는
    기판처리장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 기판을 이송하는 이송챔버; 및
    일면에 상기 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하며, 상기 일면이 상기 이송챔버의 일측면과 서로 마주보는 하우징, 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재, 상기 개구를 개폐하는 도어 및 상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재를 포함하고, 공정챔버를 포함하되,
    상기 공정챔버는,
    상기 도어를 이동시키는 도어구동기 및 일단이 상기 하우징에 결합되고, 타단이 상기 도어에 결합되고, 상기 도어의 이동을 안내하는 링크를 포함하고,
    상기 링크는 상기 도어가 상기 일단을 중심으로 회전하도록 안내하는 기판처리장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 링크는, 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합되되, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 하나씩 제공되고,
    상기 하우징에서 상기 일면과 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면은, 서로 대응되는 곡면인
    기판처리장치.
17. 기판을 이송하는 이송챔버; 및
    일면에 상기 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하며, 상기 일면이 상기 이송챔버의 일측면과 서로 마주보는 하우징, 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재, 상기 개구를 개폐하는 도어 및 상기 고압공정 시 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재를 포함하고, 공정챔버를 포함하되,
    상기 공정챔버는,
    상기 도어를 이동시키는 도어구동기 및 일단이 상기 하우징에 결합되고, 타단이 상기 도어에 결합되고, 상기 도어의 이동을 안내하는 링크를 포함하고,
    상기 링크는 상기 하우징의 일면과 상기 도어의 밀착되는 면이 평행한 상태를 유지하면서 상기 도어가 승강하도록 안내하는 기판처리장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 링크는, 상기 일단이 상기 하우징에서 상기 일면과 수직한 측면에 결합되고, 상기 타단이 상기 도어에서 상기 개구를 개폐하는 면과 수직한 측면에 결합되되, 상기 하우징과 상기 도어의 양 측면에 각각 복수개 제공되는
    기판처리장치.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압부재는, 상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판, 구동력을 발생하는 실린더 및 상기 실린더로의 구동력을 그 단부에 결합된 상기 가압판에 전달하는 로드를 포함하는
    기판처리장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 도어의 상면 또는 하면에는, 홈이 형성되고,
    상기 도어가 승강하면, 상기 로드가 상기 홈에 삽입되고 상기 가압판이 상기 도어의 상기 반대면에 위치되는
    기판처리장치.
21. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정챔버는, 복수이고,
    상기 복수의 공정챔버는, 연직방향으로 적층되어 배치되는
    기판처리장치.
22. 개구를 통해 하우징 내부에 기판이 반입되는 단계와;
    도어구동기에 의해 도어가 상기 개구를 폐쇄하는 단계와;
    상기 도어는 상기 도어구동기와 독립되게 제공된 가압부재에 의해 상기 개구를 향하는 방향으로 가압되는 단계와; 그리고
    상기 밀폐된 하우징 내에서 상기 기판에 대하여 공정을 수행하는 단계를 포함하는 기판처리방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 도어를 폐쇄하는 단계는, 상기 도어가 상기 개구에 대하여 승강하여 수행되는
    기판처리방법.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 공정을 수행하는 단계에는 상기 가압부재는 상기 하우징의 내부압력과 외부압력 간의 차이로 인해 상기 도어가 상기 하우징으로부터 이격시키는 힘보다 세게 상기 도어를 가압하는 기판처리방법.
25. 일면에 기판이 출입하는 개구가 형성되고, 고압공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 기판을 지지하는 지지부재와;
    상기 개구를 개폐하는 도어와;
    상기 도어를 이동시키는 도어구동기와;
    상기 하우징 및 상기 도어구동기와 독립되게 제공되고, 상기 고압공정 시 상기 하우징을 향하는 방향으로 상기 도어에 힘을 가압하는 가압부재를 포함하는 기판처리장치.
26. 제25항에 있어서,
    상기 가압부재는,
    상기 도어의 상기 개구를 개폐하는 면의 반대면을 가압하는 가압판과;
    일단이 상기 가압판에 결합되고, 길이방향이 상기 도어와 상기 개구가 마주보는 방향과 평행한 방향을 향하는 로드와;
    상기 로드가 상기 로드의 길이방향으로 이동되도록 상기 로드에 구동력을 제공하는 실린더를 포함하는 기판처리장치.
    

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