KR101540409B1 - Facility and method for treating substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초임계유체를 사용하여 기판을 처리하는 설비 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 가압되는 처리가스 및 일정량의 처리액을 공급받아 일정농도의 초임계유체를 생성하는 복수의 혼합부재들을 가지는 초임계유체 공급장치, 그리고 생성된 초임계유체를 공급받아 웨이퍼에 잔류하는 감광액을 제거하는 공정장치를 포함한다. 본 발명은 공정시 초임계유체 공급장치의 혼합부재들이 교대로 일정 농도 및 온도, 그리고 압력을 만족하는 초임계유체를 생성한 후 공정챔버로 공급한다.The present invention relates to an apparatus and a method for processing a substrate using a supercritical fluid. The present invention relates to a supercritical fluid supply device having a plurality of mixing members which are supplied with a process gas to be pressurized and a predetermined amount of a process liquid to generate a supercritical fluid of a predetermined concentration, And a process apparatus for removing the substrate. The present invention provides a process chamber in which the mixing members of the supercritical fluid supply system alternately produce a supercritical fluid that satisfies a certain concentration, temperature, and pressure.
반도체, 웨이퍼, 애싱, ashing, 감광액, 초임계, Semiconductor, wafer, ashing, ashing, photoresist, supercritical,
Description
본 발명은 기판 처리 설비 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계유체를 사용하여 기판을 처리하는 설비 및 상기 설비의 기판 처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
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 manufacturing processes include processes such as cleaning, coating, deposition, development, ion implantation, chemical mechanical planarization, and etching on a wafer. Among these processes, the etching process is a process for removing unnecessary foreign substances on the wafer surface. The etching process is divided into a dry etching process and a wet etching process. In the dry etching process, various types of process gases are supplied 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 a photosensitive liquid on a wafer surface by using a supercritical fluid is used. An apparatus for removing a photosensitive liquid on a wafer surface using a supercritical fluid includes a chamber. A photoresist removing apparatus using a general supercritical fluid presses the chamber at a constant pressure after positioning the wafer in the chamber during the process. Then, a treatment liquid for removing carbon dioxide and photosensitive liquid is supplied into the chamber to generate supercritical fluid in the chamber to remove the photosensitive liquid on the wafer surface.
그러나, 이러한 초임계유체를 사용한 감광액 제거 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the apparatus for removing a photosensitizer using such a supercritical fluid has the following problems.
첫째, 장치의 기판 처리량이 적다. 즉, 일반적인 감광액 제거 장치는 챔버 내부에 웨이퍼를 위치시킨 후 챔버 내부에서 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성하여 웨이퍼 표면의 감광액을 제거한다. 그러나, 공정시 챔버 내부에서 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성하는데 많은 시간이 소모되고, 또한 챔버 내부 압력을 기설정된 압력으로 조절하는데 많은 시간이 소모되므로, 장치의 기판 처리량이 적다.First, the substrate throughput of the device is low. That is, a general photoresist removing apparatus removes a photosensitive liquid on a surface of a wafer by placing a wafer in a chamber, and then generating a supercritical fluid that satisfies predetermined concentrations and temperatures within the chamber. However, it takes a lot of time to produce a supercritical fluid that satisfies a predetermined concentration and temperature in the chamber during the process, and also, since the time required to adjust the pressure inside the chamber to a predetermined pressure is long, .
둘째, 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.Second, the process time is increased due to the pressurization time of the chamber. That is, a device for removing a photosensitizer using a general supercritical fluid should adjust the inside of the chamber to a predetermined pressure and temperature every time a single wafer is processed. However, this method increases the processing time because it takes a lot of time to adjust the pressure and temperature of the chamber to predetermined pressure and temperature.
셋째, 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.Third, it is difficult to keep the concentration of supercritical fluid constant. That is, a general photoresist removing apparatus supplies a process liquid for removing carbon dioxide and a photoresist to a chamber during a process, thereby generating a supercritical fluid having a predetermined concentration in the chamber. However, in this method, the concentration of the supercritical fluid generated inside the chamber is not constant, and the removal of the photosensitive liquid is made non-uniform.
본 발명은 장치의 기판 처리량을 향상시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing facility and method for improving substrate throughput of a device.
본 발명은 감광액 제거 효율을 향상시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing apparatus and method for improving a photoresist removing efficiency.
본 발명은 초임계유체의 농도를 일정하게 유지시키는 기판 처리 설비 및 방법을 제공한다.The present invention provides a substrate processing facility and method for maintaining a constant concentration of supercritical fluid.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 설비는 기판 처리 공정을 수행하는 공정챔버 및 초임계유체를 생성하여 상기 공정챔버로 생성된 초임계유체를 공급하는 초임계유체 공급장치를 포함하되, 상기 초임계유체 공급장치는 처리가스를 공급하는 처리가스 공급부재, 처리액을 공급하는 처리액 공급부재, 그리고 상기 처리가스 공급부재 및 상기 처리액 공급부재 각각으로부터 처리가스 및 처리액을 공급받는 복수의 혼합부재들을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including a process chamber for performing a substrate processing process, and a supercritical fluid supply device for supplying a supercritical fluid generated in the process chamber by generating a supercritical fluid, , The supercritical fluid supply device includes a processing gas supply member for supplying a process gas, a process liquid supply member for supplying the process liquid, and a process gas supply member for supplying the process gas and the process liquid from the process gas supply member and the process liquid supply member, And includes a plurality of mixing members.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼합부재 각각은 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, each of the mixing members includes a production vessel for providing a space for generating a supercritical fluid therein, a heater for heating the housing, and a stirrer for mixing the processing gas and the processing solution in the housing do.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리액 공급부재는 처리액을 저장하는 처리액 공급원, 상기 처리액 공급원으로부터 상기 생성용기로 처리액을 공급하는 처 리액 공급라인, 그리고 상기 처리액 공급라인에 설치되어 상기 처리액 공급라인을 따라 이동되는 처리액을 가압하는 제2 가압부재를 포함한다.According to the embodiment of the present invention, the treatment liquid supply member includes a treatment liquid supply source for storing the treatment liquid, a treatment liquid supply line for supplying the treatment liquid from the treatment liquid supply source to the production vessel, And a second pressure member for pressurizing the treatment liquid which is moved along the treatment liquid supply line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공정챔버는 내부에 기판을 처리하는 공정을 수행하는 공간을 제공하고 측벽에 기판 출입구가 제공되고 하부가 개방된 하우징, 기판을 지지하고 상기 하우징의 개방된 하부에 삽입되는 지지부재, 그리고 상기 지지부재를 상하로 구동시키는 구동부재를 포함하되, 상기 구동부재는 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 이동시킨다.According to an embodiment of the present invention, the process chamber is provided with a space for performing a process of processing a substrate therein, a housing provided with a substrate inlet and a substrate opening on a side wall thereof, a support member for supporting the substrate, And a driving member for driving the supporting member up and down, wherein the driving member includes a processing position in which the upper surface of the supporting member is located at a position higher than the height of the substrate entry / The substrate is moved between standby positions located at positions lower than the height of the substrate entry / exit port.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공정챔버는 상기 지지부재가 상기 공정위치에 위치되었을 때, 상기 하우징에 상기 지지부재를 물리적으로 고정시키는 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재는 공정시 상기 하우징의 내측면에 형성되는 홈에 삽입되는 고정블럭 및 상기 고정블럭을 직선 왕복 이동시키는 구동기를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the process chamber further comprises a fixing member for physically fixing the support member to the housing when the support member is located at the process position, And a driver for linearly reciprocating the fixed block.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 상기 감광액을 제거하기 위한 처리액을 처리가스에 의해 추진시킨 후 복수의 생성용기들로 공급하고, 상기 생성용기들은 공급받은 처리액 및 처리가스를 기설정된 온도로 가열하여 초임계유체를 생성하여 공정챔버로 공급하되, 상기 생성용기들의 초임계유체 공급은 교대로 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: supplying a processing solution for removing the photosensitive liquid to a plurality of production vessels, The gas is heated to a predetermined temperature to produce a supercritical fluid and supply it to the process chamber, wherein the supercritical fluid supply of the production vessels alternates.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 생성용기들의 초임계유체 공급은 상기 생성용기들 중 어느 하나가 상기 공정챔버로 초임계유체를 공급하면, 상기 생성용기들 중 다른 생성용기는 상기 초임계유체를 생성한다.According to an embodiment of the present invention, supercritical fluid supply of the production vessels is such that when one of the production vessels supplies a supercritical fluid to the process chamber, another production vessel of the production vessels receives the supercritical fluid .
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 기판 처리 공정 시간을 단축시켜 장치의 기판 처리량을 향상시킨다.The substrate processing apparatus and method according to the present invention shortens the substrate processing time and improves the substrate throughput of the apparatus.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 웨이퍼 표면에 형성된 감광액을 효율적으로 제거한다.The substrate processing equipment and method according to the present invention efficiently removes the photosensitive liquid formed on the wafer surface.
본 발명에 따른 기판 처리 설비 및 방법은 초임계유체의 농도를 기설정된 농도값으로 일정하게 유지시켜 공정을 진행한다.The substrate processing equipment and method according to the present invention maintains the concentration of the supercritical fluid constant at a predetermined concentration value.
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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described here, but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like numbers refer to 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.Also, in this embodiment, an ashing process device for removing a photosensitive solution on a wafer surface by supplying a supercritical fluid to a semiconductor wafer has been described as an example, but the present invention is applicable to all devices for processing a substrate.
(실시예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정챔버를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정챔버를 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a view showing a substrate processing facility according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing a process chamber shown in FIG. 3 is a view showing a process chamber according to another embodiment of the present invention.
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 장치(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. 각각의 초임계유체 공급장치(10)는 처리가스 공급부재(treating gas supply member)(12), 처리액 공급부재(treating liquid supply source)(14), 그리고 복수의 혼합부재(mixing member)(16A, 16B, 16C)들을 포함한다.The supercritical
처리가스 공급부재(12)는 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 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)을 가진다.The process gas supply member 12 supplies the process gas to the
처리가스 공급원(12a)은 처리가스를 저장한다. 처리가스 공급원(12a)은 내부에 처리가스를 저장하며, 저장된 처리가스는 공정시 처리가스 공급라인(12b)을 통 해 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 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 각각의 혼합부재(16)들로 처리가스를 공급한다. 처리가스 공급라인(12b)의 일단은 처리가스 공급원(12a)과 연결되고, 처리가스 공급라인(12b)의 타단은 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들과 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 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리액을 추진시킨다. 따라서, 공정시 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리액은 처리가스에 의해 추진되어 초임계유체 상태를 만족하기 위한 압력에 도달된다.The
처리액 공급부재(14)는 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 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(16A, 16B, 16C)들로 처리액을 공급한다. 그리고, 제2 가압부재(14c)는 처리액 공급라인(14b)을 따라 흐르는 처리액에 유동압을 가한다. 이때, 제2 가압부재(14c)는 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리액이 혼합부재(16) 내부로 공급될 때, 초임계 상태를 위한 압력에 도달되도록 처리액을 가압한다. The treatment
또한, 제2 가압부재(14c)는 공정시 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리액이 기설정된 유량만큼 혼합부재(16A, 16B, 16C)로 공급되도록, 처리액 공급라인(14b)을 따라 흐르는 처리액의 유량을 조절한다. 즉, 공정시 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리가스 및 처리액은 혼합되어 일정 농도를 가지는 초임계유체가 이루어지므로, 제2 가압부재(14c)는 혼합부재(16A, 16B, 16C)들로 공급되는 처리액의 유량을 조절하여, 각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들에서 생성되는 초임계유체의 농도가 기설정된 농도를 만족하도록 한다.The second pressurizing
각각의 혼합부재(16A, 16B, 16C)는 처리가스 공급부재(12) 및 처리액 공급부재(14) 각각으로부터 처리가스 및 처리액을 공급받아 이를 혼합하여 초임계유체를 생성한다. 이때, 혼합부재는 복수개가 구비되며, 각각의 혼합부재들은 대체로 동일한 구성들을 가진다. 따라서, 본 실시예에서는 어느 하나의 혼합부재(16A)의 구성들에 대해 상세히 설명한다.Each of the mixing
혼합부재(16A)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 혼합한다. 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 agitator 16c mixes the process gas and the process liquid injected into 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
공정장치(20)는 초임계유체 공급장치(10)로부터 초임계유체를 공급받아 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행한다. 공정장치(20)는 적어도 하나의 공정챔버(process chaber)(100)를 가진다. 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
본 실시예에서는 세 개의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들이 하나의 공정챔 버(100)로 초임계유체를 공급하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 혼합부재 및 공정챔버의 개수는 다양하게 변경이 가능하다.In the present embodiment, three mixing
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), 그리고 고정부재(fixing member)(150)를 포함한다.Next, the
하우징(110)은 내부에 웨이퍼(W) 표면의 불필요한 감광액을 제거하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 하우징(110)는 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 출입구(112a)가 제공된다. 측벽(112) 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 대응되는 높이에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 애싱 공정시 웨이퍼(W) 표면으로 공급되는 초임계유체가 하우징(110)으로부터 용이하게 배출되도록 하기 위함이다.The
하우징(110)의 상부벽(114)에는 공급통로(supply passage)(114a)가 형성된 다. 공급통로(114a)는 공정시 초임계유체 공급라인(16d)을 통해 공급되는 초임계유체를 하우징(110) 내부로 공급한다.A
본 실시예에서는 하나의 공급통로(114a)가 상하로 수직하게 형성되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 공급통로(114a)의 개수 및 각도는 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 공급통로(114a)가 하우징(110)의 상부벽(114)에 제공되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 공급통로의 위치는 다양하게 변경 및 변형이 가능하다. 즉, 본 발명의 다른 실시예로서, 공급통로(112d)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 측벽(112)에 제공될 수 있다. 이 경우 공급통로(112d)와 배출통로(112c)는 서로 동일한 높이에서 서로 마주보도록 제공되는 것이 바람직하다. 이는 하우징(110)으로 공급되는 초임계유체가 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거한 후 효과적으로 배출통로(112c)를 향해 이동되도록 하기 위함이다.In this embodiment, one
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.
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)를 지지하는 상부면을 가지며, 하우징(110)의 개방된 하부 중앙에 삽입되도록 설치된다. 공정시 지지부재(130)가 하우징(110)의 개방된 하부 중앙에 삽입되면, 하우징(110) 내부 공간은 외부와 밀폐된다. 이를 위해, 애싱 공정시 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 업다운된다. 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 5b의 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 지 지부재(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 밀폐됨으로써 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.Further, 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 5c의 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
이하, 상술한 기판 처리 장치(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 설비의 공정 과정을 보여주는 순서도이다. 도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 그리고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 초임계유체 공급장치의 초임계유체 공급 과정을 설명하기 위한 도면들이다.Hereinafter, the process of the
공정이 개시되면, 초임계유체 생성실(10)는 초임계유체를 생성하고, 공정실(20)은 초임계유체 공급실(10)로부터 초임계유체를 공급받아 웨이퍼(W)를 처리하는 공정을 수행한다.When the process starts, the supercritical
도 4를 참조하면, 공정실(10)의 지지부재(130)에 웨이퍼(W)가 로딩(loading)된다(S100). 즉, 도 5a 및 도 5b를 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. 4, the wafer W is loaded on the
지지부재(130)가 공정위치(a)에 위치되면, 지지부재(130)는 하우징(110)에 고정된다(S200). 즉, 도 5c를 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 혼합부재(16A, 16B, 16C)들 중 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한 어느 하나의 혼합부재로부터 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급한다(S300). 초임계유체 공급장치(10)의 혼합부재(16A, 16B, 16C)들이 교대로 초임계유체를 공급하는 과정은 후술하겠다.When the
공정장치(100)는 초임계유체 생성장치(10)의 로부터 초임계유체를 공급받아 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거한다(S400). 즉, 5d를 참조하면, 초임계유체 공급라인(16d)은 제1 혼합부재(16)로부터 하우징(110)로 초임계유체를 공급한다. 이때, 하우징(110)의 공급통로(114a)를 통해 하우징(110) 내부로 공급되는 초임계유체는 지지부재(130)에 놓여진 웨이퍼(W)를 향해 공급된다. 웨이퍼(W)로 공급되는 초임계유체는 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거한다. The
이때, 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. At this time, the
또한, 애싱 공정시, 배기부재(120)의 유량조절부재(124)는 공정시 하우징(110) 내부를 이동하는 초임계유체의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 유량조절부재(124)는 공정시 배출라인(122)를 통해 배출되는 초임계유체의 배출량을 조절하여, 하우징(110) 내부를 이동하는 초임계유체가 배출통로(112c)를 통해 배출되도록함으로써, 애싱 공정시 하우징(110) 내 초임계유체는 공급통로(114a)로부터 배출통로(112c)로 일정한 속도로 이동되면서 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거할 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 5e 및 도 5f를 참조하면, 초임계유체의 공급이 중단되고, 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). 5E and 5F, the supply of the supercritical fluid is stopped and the
계속해서, 본 발명에 따른 초임계유체 공급장치(10)의 초임계유체 공급 방법에 대해 상세히 설명한다. 공정챔버(100)에 웨이퍼(W)가 로딩되면, 혼합부재(16)들 중 초임계유체 공급 준비가 완료된 어느 하나의 혼합부재(16)가 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급한다(S300).Next, a supercritical fluid supply method of the supercritical
일 실시예로서, 도 6a를 참조하면, 초임계유체 공급장치(10)는 밸브(V3)를 오픈시켜, 제1 혼합부재(16A) 내 초임계유체를 공정챔버(100)로 공급한다. 이때, 제2 혼합부재(16B)는 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한 후 공급 대기 상태에 있다. 그리고, 제3 혼합부재(16B)는 처리가스 공급부재(12) 및 처리액 공급부재(14) 각각으로부터 처리가스 및 처리액을 공급받아 초임계유체를 생성한다. 즉, 밸브(V7)가 오픈되고 제1 가압부재(12c)가 가동되어, 처리가스 공급라인(12b)은 처리가스 공급원(12a)으로부터 제3 혼합부재(16c)의 생성용기(16a)로 처리가스를 공급한다. 또한, 밸브(V8)가 오픈되어 제2 가압부재(14c)가 가동되어 처리액 공급라인(14b)은 처리액 공급원(14a)으로부터 제3 혼합부재(16c)의 생성용기(16a)로 처리액을 공급한다. Referring to FIG. 6A, supercritical
제3 혼합부재(16c)의 생성용기(16a)는 공급받은 처리가스 및 처리액을 혼합 및 가열한다. 즉, 생성용기(16a)로 공급되는 처리액은 처리가스에 의해 추진되어 생성용기(16a)로 분사되며, 생성용기(16a)로 공급된 처리액은 히터(16b)에 의해 가열되어 초임계상태로 변환된다. 따라서, 제3 혼합부재(16c)는 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한 후 대기한다.The
웨이퍼(W) 표면에 감광액이 제거되면, 공정챔버(100)로부터 웨이퍼(W)가 언로딩된 후 새로운 웨이퍼(W)가 공정챔버(100)에 로딩된다. 그리고, 도 6b를 참조하면, 공정챔버(100)는 초임계유체 공급장치(10)의 제2 혼합부재(16B)로부터 초임계 유체를 공급받아 새로운 웨이퍼(W) 표면의 감광액을 제거한다. 즉, 밸브(V6)가 오픈되어 초임계유체 공급 준비 상태에 있던 제2 혼합부재(16B)가 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급한다. 이때, 제2 혼합부재(16B)가 초임계유체를 공급하는 동안, 제1 혼합부재(16A)는 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한다.When the photosensitive liquid is removed from the surface of the wafer W, a new wafer W is loaded into the
그 후 공정챔버(100)의 감광액 제거 공정이 완료되면, 웨이퍼(W)는 공정챔버(100)로부터 반출된 후 다시 또 다른 새로운 웨이퍼(W)가 로딩된다. 공정챔버(100)에 또 다른 새로운 웨이퍼(W)가 로딩되면, 초임계유체 공급장치(100)는 제 6c에 도시된 바와 같이, 밸브(V9)를 오픈시켜, 기존의 초임계유체 공급 준비 상태에 있던 제3 혼합부재(16C)가 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급하도록 한다. 이때, 제3 혼합부재(16C)가 초임계유체를 공급하는 동안, 제2 혼합부재(16B)는 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 초임계유체를 생성한다.Thereafter, when the photosensitive liquid removing process of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 초임계유체 공급장치(100)가 복수의 혼합부재(16)들을 구비하여, 각각의 혼합부재(16)들이 교대로 공정챔버(100)로 초임계유체를 공급하여 공정을 진행한다. 따라서, 초임계유체 공급장치(10)가 초임계유체를 생성하는 동안 공정이 중지되는 것을 방지하여 장치의 기판 처리량을 향상시킨다.The present invention is characterized in that the supercritical
또한, 본 발명은 가압된 초임계유체를 하우징(110) 내부로 바로 공급해줌으로써, 하우징(110) 내부 압력을 신속하게 기설정된 압력에 도달되도록 할 수 있어 하우징(110) 내부 압력 조절에 따른 시간을 감소시켜, 기판 처리 공정 시간을 단축시킨다.In addition, since the pressurized supercritical fluid is directly supplied to the inside of the
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 is illustrative of the present invention. It is also to be understood that the foregoing is illustrative and explanatory of preferred embodiments of the invention only, and that the invention may be used in various other combinations, modifications and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the disclosure and the equivalents of the disclosure and / or the scope of the art or knowledge of the present invention. The foregoing embodiments are intended to illustrate the best mode contemplated for carrying out the invention and are not intended to limit the scope of the present invention to other modes of operation known in the art for utilizing other inventions such as the present invention, Various changes are possible. Accordingly, the foregoing description of the invention is not intended to limit the invention to the precise embodiments disclosed. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 공정챔버를 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view showing the process chamber shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정챔버를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a process chamber according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 보여주는 순서도이다.4 is a flowchart showing the process of the substrate processing apparatus according to the present invention.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.5A to 5F are views for explaining a process of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 초임계유체 공급장치의 초임계유체 공급 과정을 설명하기 위한 도면들이다.6A to 6C are views for explaining the supercritical fluid supply process of the supercritical fluid supply apparatus according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*Description of the Related Art [0002]
1 : 기판 처리 장치1: substrate processing apparatus
10 : 초임계유체 생성실10: supercritical fluid production chamber
20 : 공정실20: Process Room
100 : 공정챔버100: Process chamber
110 : 하우징110: Housing
120 : 배기부재120: exhaust member
130 : 지지부재130: Support member
140 : 구동부재140:
150 : 고정부재150: Fixing member
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070081347A KR101540409B1 (en) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Facility and method for treating substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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