KR101654627B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 서로 조합되어 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 형성하는 하부 바디 및 상부 바디를 가지는 하우징, 상기 처리 공간이 개방 또는 폐쇄되도록 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나를 승하강시키는 바디 승강부재, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나의 승하강에 의해 상기 처리 공간이 개방된 상태에서 상기 처리 공간의 측부를 감싸도록 제공 가능한 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 커버 링을 승하강시키는 링 승강부재를 포함한다. 이로 인해 외부로부터 파티클이 처리 공간에 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 그리고 박막 증착등의 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 기판에 형성한다. 각각의 공정에는 다양한 처리액들이 사용되며, 공정 진행 중에는 오염물 및 파티클이 생성된다. 이를 해결하기 위해 각각의 공정 전후에는 오염물 및 파티클을 세정 처리하기 위한 세정 공정이 필수적으로 수행된다.
일반적으로 세정 공정은 기판을 케미칼 및 린스액으로 처리한 후에 건조 처리한다. 건조 처리 단계에는 기판 상에 잔류된 린스액을 건조하기 위한 공정으로, 이소프로필알코올(IPA)과 같은 유기 용제로 기판을 건조 처리한다. 그러나 기판에 형성된 패턴과 패턴과의 거리(CD:Critical Dimension)가 미세화됨에 따라, 그 패턴들의 사이 공간에 유기 용제가 잔류된다.
최근에는 기판 상에 잔류된 유기 용제를 제거하기 위해, 초임계 처리 공정을 수행한다. 초임계 처리 공정은 초임계 유체의 특정 조건을 만족하기 위해 외부로부터 밀폐된 공간에서 진행된다. 그러나 초임계 처리 공정이 완료되고, 그 밀폐 공간이 개방되는 중에 발생되는 압력차로 인해 외부의 파티클이 밀폐 공간으로 유입되어 기판을 오염시킨다. 도 1은 일반적으로 초임계 처리 공정을 수행하는 장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 초임계 처리 장치가 개방되는 과정을 보여주는 단면도이다.
하우징(2)은 상부 바디(4)와 하부 바디(6)를 가지며, 이들은 서로 조합되어 내부에 처리 공간(8)을 형성한다. 초임계 처리 공간(8)이 진행되는 동안에는 처리 공간(8)이 외부로부터 밀폐된 공간으로 제공된다. 초임계 처리 공정은 상압보다 높은 고압에서 진행된다. 이로 인해 상부 바디(4)와 하부 바디(6)는 그 고압보다 큰 압력으로 서로를 밀착시킨다. 이때 상부 바디(4)와 하부 바디(6) 간의 접촉면에는 금속성 파티클이 발생된다. 초임계 처리 공정이 완료되면 처리 공간(8)은 상압과 동일한 압력으로 조절되고, 상부 바디(4) 및 하부 바디(6)는 서로 멀어지도록 이동되며, 그 처리 공간(8)의 면적은 넓어진다. 처리 공간(8)의 면적이 급작스럽게 넓어짐에 따라 처리 공간(8)의 압력은 낮아지고, 처리 공간(8)과 외부 공간 간에는 압력 차가 발생된다. 이러한 압력 차로 인해 상부 바디(4)와 하부 바디(6)의 접촉면에서 발생된 금속성 파티클은 외부 분위기와 함께 처리 공간(8)으로 유입된다. 또한 외부 분위기가 처리 공간(8)에 유입되는 과정에서 그 처리 공간(8)에는 와류가 발생되고, 이는 초임계 처리 공정의 불량을 야기한다.
한국 공개 특허 번호 2011-0101045
본 발명은 외부로부터 밀폐된 처리 공간을 가진 고압의 하우징에서 기판을 처리한 후에, 기판을 반출 시 외부로부터 파티클이 처리 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 처리 공간을 외부로부터 개방하는 과정에서 발생되는 와류를 최소화할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 서로 조합되어 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 형성하는 하부 바디 및 상부 바디를 가지는 하우징, 상기 처리 공간이 개방 또는 폐쇄되도록 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나를 승하강시키는 바디 승강부재, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나의 승하강에 의해 상기 처리 공간이 개방된 상태에서 상기 처리 공간의 측부를 감싸도록 제공 가능한 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 커버 링을 승하강시키는 링 승강부재를 포함한다.
상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에는 링 형상이 제1홈이 제공되고, 상기 커버 링은 상기 제1홈에 위치될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 멀어지는 동안 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 하부 바디, 그리고 상기 커버 링에 의해 닫히도록 상기 커버 링을 상기 제1홈으로부터 돌출되게 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강 부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디는 서로 이격된 위치에서 정지되고 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 하부 바디, 그리고 상기 커버 링에 의해 닫힌 상태에서 기설정 시간이 지난 후 상기 커버 링을 상기 제1홈에 삽입하여 상기 처리 공간을 개방되도록 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강부재를 제어할 수 있다. 상기 제어기는 기판이 상기 처리 공간으로 반입되기 전에, 상기 커버 링이 상기 제1홈에 삽입된 상태에서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 멀어지도록 상기 바디 승강부재를 구동하여 상기 처리 공간을 개방하고, 상기 기판이 상기 처리 공간으로 반입되면 상기 커버 링이 상기 홈으로부터 돌출시켜 상기 처리 공간을 상기 커버 링으로 닫고, 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀진 상태를 유지하면서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디는 서로 가까워지도록 하고, 상기 커버 링의 전체 영역이 상기 제1홈에 삽입되어, 상기 처리 공간이 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 접촉에 의해 밀폐되도록 상기 바디 승강부재와 상기 링 승강부재를 제어할 수 있다. 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 다른 하나에는 링 형상의 제2홈이 제공되고, 상기 커버 링의 끝단은 상기 제1홈으로부터 돌출되어 상기 제2홈에 삽입 가능할 수 있다. 상기 제어기는 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀있을 때, 상기 커버 링의 끝단은 상기 제2홈이 형성된 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나와 틈이 제공될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 접촉된 상태에서 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키는 실링 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 링은 상기 실링 부재의 외측에 배치될 수 있다. 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 각각은 금속 재질로 제공될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 기판 처리 장치는 서로 조합되어 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 형성하는 하부 바디 및 상부 바디를 가지는 하우징, 상기 처리 공간이 개방 또는 폐쇄되도록 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나를 승하강시키는 바디 승강부재, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나의 승하강에 의해 상기 처리 공간이 개방된 상태에서 상기 처리 공간의 측부를 감싸도록 제공 가능한 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나에 고정 결합되며, 상기 커버 링을 지지하는 탄성 부재를 포함한다.
상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에는 링 형상이 홈이 제공되고, 상기 탄성 부재는 상기 홈에 위치될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 상대 위치가 폐쇄 위치, 중간 위치, 그리고 개방 위치로 이동되도록 상기 바디 승강부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 폐쇄 위치, 상기 중간 위치, 그리고 상기 개방 위치로 갈수록 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간에 거리는 점차 커지고, 상기 폐쇄 위치는 상기 탄성 부재가 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디에 의해 제1압축력으로 압축되고, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디에 의해 상기 처리 공간이 외부로부터 차단되는 위치이고, 상기 중간 위치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 상기 커버 링의 돌출 영역보다 좁게 이격되어 상기 탄성 부재를 제1압축력보다 낮은 제2압축력으로 압축하고, 상기 처리 공간의 측부가 상기 커버 링에 의해 닫혀지는 위치이며, 상기 개방 위치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 상기 커버 링의 돌출 영역보다 넓게 이격되어 상기 탄성 부재가 이완되고, 상기 처리 공간의 측부 중 일부가 개방될 수 있다. 상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 상대 위치를 상기 중간 위치로 이동시키고, 기설정 시간이 지난 후에 상기 중간 위치에서 상기 개방 위치로 이동되도록 상기 바디 승강부재를 제어할 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 폐쇄 위치에서 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키는 실링 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 링은 상기 실링 부재의 외측에 배치될 수 있다. 상기 기판 처리 장치는 상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 상부 바디 및 하부 바디의 조합에 의해 형성된 처리공간에서 기판을 처리하는 방법으로는, 상기 처리 공간에 기판을 반입하는 기판 반입 단계, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디를 서로 접촉시켜 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키고, 밀폐된 상기 처리 공간에서 기판을 처리하는 기판 처리 단계, 그리고 상기 처리 공간으로부터 기판을 반출하는 기판 반출 단계를 포함하되, 상기 기판 처리 단계와 상기 기판 반출 단계 사이에는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 서로 이격되고, 상기 처리 공간은 상기 상부 바디, 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀지는 반출 버퍼 단계를 포함한다.
상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에 형성된 링 형상의 홈에는 상기 커버 링이 위치되고, 상기 반출 버퍼 단계에는 상기 커버 링이 상기 홈으로부터 돌출될 수 있다. 상기 기판 반입 단계와 상기 기판 처리 단계 사이에 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 서로 이격되고, 상기 처리 공간은 상기 상부 바디, 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀지는 상기 반입 버퍼 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 링은 상기 링 승강 부재에 의해 상기 홈으로부터 돌출되도록 승하강될 수 있다. 상기 커버 링은 상기 탄성 부재에 의해 상기 홈으로부터 돌출될 수 있다. 상기 기판 처리 단계에는 링 형상의 실링 부재가 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 차단하고, 상기 커버 링은 상기 실링 부재보다 외측에서 승하강 가능할 수 있다. 상기 기판 처리 단계에는 상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하여 기판을 건조 처리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상부 바디와 하부 바디가 서로 멀어지는 동안에 처리 공간의 개방 영역은 커버 링에 의해 닫는다. 이로 인해 외부로부터 파티클이 처리 공간에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 커버 링은 외부 분위기가 처리 공간에 순간적으로 유입되는 것을 차단하여 처리 공간에 와류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 커버 링은 하나의 바디의 제1홈으로부터 돌출되고 다른 하나의 바디의 제2홈에 삽입되어 처리 공간의 개방 영역을 닫는다. 이에 따라 처리 공간의 낮아진 압력은 커버링과 제2홈의 틈을 통해 신속하게 상압으로 복구될 수 있다.
도 1은 일반적으로 초임계 처리 공정을 수행하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 초임계 처리 장치가 개방되는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 제1공정 챔버에서 기판을 세정 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 제2공정 챔버에서 기판을 건조 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 기판 지지 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 5의 커버 부재를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 5의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 9 내지 도 14는 도 5의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 15는 도 5의 기판 처리 장치의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.
도 16은 도 15의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이다.
도 17 내지 도 22는 도 15의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 발명은 도 3 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(18)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(18)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(18)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 제1공정챔버(260), 그리고 제2공정챔버(280)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측에는 제1공정챔버들(260)이 배치되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2공정챔버들(280)이 배치된다. 제1공정챔버들(260)과 제2공정챔버들(280)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공될 수 있다. 제1공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 제1공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 제1공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 제1공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 제2공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 제1공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 제1공정챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 제1공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 제2공정챔버들(280)도 제1공정챔버들(260)과 유사하게 M X N(M과 N은 각각 1 이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기에서 M, N은 각각 A, B와 동일한 수일 수 있다. 상술한 바와 달리, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)은 모두 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)은 각각 이송챔버(240)의 일측 및 타측에 단층으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 이송챔버(240)의 일측에 제1공정챔버들(260)이 적층되고, 타측에 제2공정챔버들(280)이 적층되도록 위치될 수 있다. 또한, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)는 상술한 바와 달리 다양한 배치로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(18)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(18)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(18)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220), 제1공정챔버(260), 그리고 제2공정챔버(280) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다.
제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 제1공정챔버(260)에서 케미칼 공정, 린스 공정, 그리고 1차 건조 공정이 수행되고, 제2공정챔버(260)에서 2차 건조 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 1차 건조 공정은 유기용제에 의해 이루어지고, 2차 건조 공정은 초임계 유체에 의해 이루어질 수 있다. 유기 용제로는 이소프로필 알코올(IPA) 액이 사용되고, 초임계 유체로는 이산화탄소가 사용될 수 있다. 이와 달리 제1공정챔버(260)에서 1차 건조 공정은 생략될 수 있다.
아래에서는 제1공정챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)에 대해 설명한다. 도 4는 도 3의 제1공정 챔버에서 기판을 세정 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 기판처리장치(300)는 처리 용기(320), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 그리고 분사부재(380)를 가진다. 처리 용기(320)는 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 처리 용기(320)는 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
스핀헤드(340)는 처리 용기(320) 내에 배치된다. 스핀헤드(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(334), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지핀(334)은 복수 개 제공된다. 지지핀(334)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(334)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(334)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
승강유닛(360)은 처리 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(340)에 대한 처리 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 처리 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 놓이거나, 스핀헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀헤드(340)가 처리 용기(320)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 처리 용기(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 처리 용기(320) 대신 스핀헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
분사부재(380)는 기판(W) 상에 처리액을 공급한다. 분사부재(380)는 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 처리 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(384)이 처리 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치로 정의한다. 분사부재(380)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사부재(380)가 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제 각각은 서로 상이한 분사부재(380)를 통해 제공될 수 있다. 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 액일 수 있다. 린스액은 순수일 수 있다. 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
제2공정 챔버에는 기판의 2차 건조 공정이 수행하는 기판 처리 장치(400)가 제공된다. 기판 처리 장치(400)는 제1공정 챔버에서 1차 건조 처리된 기판(W)을 2차 건조 처리한다. 기판 처리 장치(400)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W)을 건조 처리할 수 있다. 도 5는 도 3의 제2공정 챔버에서 기판을 건조 처리하는 장치를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 기판 처리 장치(400)는 하우징(410), 기판 지지 유닛(440), 바디 승강 부재(450), 가열 부재(460), 유체 공급 유닛(470), 차단 부재(480), 실링 부재(490), 커버 유닛(500), 그리고 제어기(550)를 포함한다.
하우징(410)은 내부에 기판(W)을 처리하는 처리 공간(412)을 형성한다. 하우징(410)은 기판(W)을 처리하는 동안에 그 처리 공간(412)을 외부로부터 밀폐한다. 하우징(410)은 하부 바디(420) 및 상부 바디(430)를 포함한다. 하부 바디(420)는 상부가 개방된 원형의 컵 형상을 가진다. 하부 바디(420)의 내측 저면에는 배기 포트(426)가 형성된다. 상부에서 바라볼 때 배기 포트(426)는 하부 바디(420)의 중심축을 벗어난 위치에 형성될 수 있다. 배기 포트(426)에는 감압 부재가 연결되어 처리 공간(412)에 발생된 파티클을 배기할 수 있다. 또한 처리 공간(412)은 배기 포트(426)를 통해 그 내부 압력을 조절할 수 있다. 하부 바디(420)의 측벽 상단에는 환형의 링 형상을 가지는 제1홈(422)이 형성된다. 제1홈(422)은 상부 바디(430)의 아래에 위치되는 하부 홈(422)으로 정의한다. 하부 홈(422)은 커버 링(510)이 삽입 가능한 크기를 가지도록 형성된다.
상부 바디(430)는 하부 바디(420)와 조합되어 내부에 처리 공간(412)을 형성한다. 상부 바디(430)는 하부 바디(420)의 위에 위치된다. 상부 바디(430)는 원형의 판 형상으로 제공된다. 예컨대, 상부 바디(430)는 하부 바디(420)와 중심축이 서로 일치하는 위치에서, 그 저면이 하부 바디(420)의 상단과 마주보는 크기의 직경을 가질 수 있다. 상부 바디(430)의 하단에는 하부 바디(420)의 하부 홈과 마주보는 영역에 제2홈(432)이 형성된다. 제2홈(432)은 하부 바디(420)의 위에 위치되는 상부 홈으로 정의한다. 상부 홈(432)은 하부 홈(422)과 동일한 직경을 가지는 환형의 링 형상으로 형성될 수 있다. 상부 홈(432)의 깊이는 하부 홈(422)의 깊이에 비해 작을 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 각각은 금속 재질로 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(440)은 처리 공간(412)에서 기판(W)을 지지한다. 도 6은 도 5의 기판 지지 유닛(440)을 보여주는 사시도이다. 도 6을 참조하면, 기판 지지 유닛(440)은 기판(W)의 처리면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(440)은 지지대(442) 및 기판 유지대(444)를 포함한다. 지지대(442)는 상부 바디(430)의 저면으로부터 아래로 연장된 바 형상으로 제공된다. 지지대(442)는 복수 개로 제공된다. 예컨대, 지지대(442)는 4 개일 수 있다. 기판 유지대(444)는 기판(W)의 저면 가장자리 영역을 지지한다. 기판 유지대(444)는 복수 개로 제공되며, 각각은 기판(W)의 서로 상이한 영역을 지지한다. 예컨대, 기판 유지대(444)는 2 개일 수 있다. 상부에서 바라볼 때 기판 유지대(444)는 라운드진 플레이트 형상으로 제공된다. 상부에서 바라볼 때 기판 유지대(444)는 지지대의 내측에 위치된다. 각각의 기판 유지대(444)는 서로 조합되어 링 형상을 가지도록 제공된다. 각각의 기판 유지대(444)는 서로 이격되게 위치된다.
다시 도 5를 참조하면, 바디 승강 부재(450)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 상대 위치를 조절한다. 바디 승강 부재(450)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 중 하나를 이동시킨다. 본 실시예에는 상부 바디(430)의 위치가 고정되고, 하부 바디(420)을 이동시켜 상부 바디(430)와 하부 바디(420) 간에 거리를 조절하는 것으로 설명한다. 선택적으로, 고정된 하부 바디(420)에 기판 지지 유닛(440)이 설치되고, 상부 바디(430)가 이동될 수 있다. 바디 승강 부재(450)는 바디 승강 부재(450)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 상대 위치가 개방 위치 및 폐쇄 위치로 이동되도록 하부 바디(420)를 이동시킨다. 여기서 개방 위치는 처리 공간(412)이 외부와 서로 통하도록 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 서로 이격되는 위치이고, 폐쇄 위치는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 서로 접촉되어 이들에 의해 처리 공간(412)을 외부로부터 폐쇄하는 위치로 정의한다. 바디 승강 부재(450)는 하부 바디(420)를 승하강시켜 처리 공간(412)을 개방 또는 폐쇄시킨다. 바디 승강 부재(450)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)를 서로 연결하는 복수 개의 승강 축들(452)을 포함한다. 승강 축들(452)은 하부 바디(420)의 상단과 상부 바디(430) 사이에 위치된다. 승강 축들(452)은 하부 바디(420)의 상단의 원주 방향을 따라 배열되게 위치된다. 각각의 승강 축(452)은 상부 바디(430)를 관통하여 하부 바디(420)의 상단에 고정 결합될 수 있다. 승강 축들(452)이 승강 또는 하강 이동함에 따라 하부 바디(420)의 높이가 변경되고, 상부 바디(430)와 하부 바디(420) 간에 거리를 조절할 수 있다.
가열 부재(460)는 처리 공간(412)을 가열한다. 가열 부재(460)는 처리 공간(412)에 공급된 초임계 유체를 임계온도 이상으로 가열하여 초임계 유체 상으로 유지한다. 가열 부재(460)는 상부 바디(430) 및 하부바디 중 적어도 하나의 벽 내에 매설되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 가열 부재(460)는 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시키는 히터로 제공될 수 있다.
유체 공급 유닛(470)은 처리 공간(412)에 초임계 유체를 공급한다. 유체 공급 유닛(470)은 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474)를 포함한다. 상부 공급 포트(472)는 상부 바디(430)에 형성되고, 하부 공급 포트(474)는 하부 바디(420)에 형성된다. 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474)는 상하 방향으로 서로 대향되게 위치된다. 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474)는 처리 공간(412)의 중심축에 일치하도록 위치된다. 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474) 각각에는 동일한 종류의 초임계 유체가 공급된다. 일 예에 의하면, 기판(W)의 비 처리면과 대향되는 공급 포트로부터 초임계 유체가 공급되고, 이후에 기판(W)의 처리면과 대향되는 공급 포트로부터 초임계 유체가 공급될 수 있다. 따라서 하부 공급 포트(474)로부터 초임계 유체가 공급되고, 이후에 상부 공급 포트(472)로부터 초임계 유체가 공급될 수 있다. 이는 초기에 공급되는 유체가 임계 압력 또는 임계 온도에 미도달된 상태에서 기판(W)에 공급되는 것을 방지하기 위함이다.
차단 부재(480)는 하부 공급 포트(474)로부터 공급되는 유체가 기판(W)의 비처리면에 직접적으로 공급되는 것을 방지한다. 차단 부재(480)는 차단 플레이트(482) 및 지지대(484)를 포함한다. 차단 플레이트(482)는 하부 공급 포트(474)와 기판 지지 유닛(440) 사이에 위치된다. 차단 플레이트(482)는 원형의 판 형상을 가지도록 제공된다. 차단 플레이트(482)는 하부 바디(420)의 내경보다 작은 직경을 가진다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(482)는 하부 공급 포트(474) 및 배기 포트(426)를 모두 가리는 직경을 가진다. 예컨대, 차단 플레이트(482)는 기판(W)의 직경과 대응되거나, 이보다 큰 직경을 가지도록 제공될 수 있다. 지지대(484)는 차단 플레이트(482)를 지지한다. 지지대(484)는 복수 개로 제공되며, 차단 플레이트(482)의 원주 방향을 따라 배열된다. 각각의 지지대(484)는 서로 일정 간격으로 이격되게 배열된다.
실링 부재(490)는 폐쇄 위치에 위치된 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 틈을 실링한다. 실링 부재(490)는 하부 바디(420)의 측벽 상단과 상부 바디(430) 사이에 위치된다. 실링 부재(490)는 하부 바디(420)의 측벽 상단에 고정 설치될 수 있다. 실링 부재(490)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 실링 부재(490)는 하부 바디(420)의 상단에서 하부 홈보다 내측에 위치된다. 실링 부재(490)는 하부 홈 및 상부 홈에 비해 작은 직경을 가진다.
커버 유닛(500)은 상부 바디(430)와 하부 바디(420)가 이격된 상태에서, 처리 공간(412)의 개방된 측부를 닫는다. 커버 유닛(500)은 처리 공간(412)의 개방된 영역을 통해 외부로부터 파티클이 유입되는 것을 방지한다. 커버 유닛(500)은 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 서로 이격된 상태에서 처리 공간(412)의 개방된 측부를 감싸도록 제공된다. 도 7은 도 5의 커버 유닛을 보여주는 사시도이다. 도 7을 참조하면, 커버 유닛(500)은 커버 링(510) 및 링 승강 부재(520)를 포함한다. 커버 링(510)은 상부 및 하부가 개방된 환형의 링 형상을 가진다. 커버 링(510)은 하부 홈과 대응되는 직경을 가진다. 커버 링(510)은 링 승강 부재(520)에 의해 승강 위치 및 하강 위치로 이동 가능하다. 여기서 승강 위치는 개방 위치에 위치된 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)에서 커버 링(510)의 상단이 상부 홈(432)에 삽입되고, 하단이 하부 홈(422)에 각각 삽입되는 위치이고, 하강 위치는 커버 링(510)의 전체가 하부 홈(422)에 삽입되는 위치로 정의한다. 일 예에 의하면, 커버 링(510)은 승강 위치에서 상단이 상부 홈(432)과 틈이 형성되도록 삽입될 수 있다. 커버 링(510)의 일면에 대한 폭은 상부 홈(432)의 폭보다 좁게 제공될 수 있다. 링 승강 부재(520)는 실린더 또는 모터와 같은 구동기(520)일 수 있다.
제어기(550)는 바디 승강 부재(450) 및 링 승강 부재(520)를 제어한다. 제어기(550)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)의 상대 위치가 조절됨에 따라 커버 링(510)의 위치를 함께 조절한다. 제어기(550)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 개방 위치로 이동 시, 커버 링(510)을 승강 위치로 이동시킨다. 제어기(550)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 폐쇄 위치로 이동 시, 커버 링(510)을 하강 위치로 이동시킨다.
다음은 상술한 제2공정 챔버의 기판 처리 장치(400)를 이용하여 기판(W)을 건조 처리하는 과정을 설명한다. 도 8은 도 5의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 9 내지 도 14는 도 5의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 8 내지 도 14를 참조하면, 기판(W)을 처리하는 방법으로는 기판 반입 단계(S110), 반입 버퍼 단계(S120), 기판 처리 단계(S130), 반출 버퍼 단계(S140), 그리고 기판 반출 단계(S150)를 포함한다. 기판 반입 단계(S110)는 기판을 처리 공간(412)으로 반입하는 단계이다. 반입 버퍼 단계(S120)는 처리 공간(412)의 압력 변화에 따른 외부 분위기의 영향을 최소화하는 단계이다. 기판 처리 단계(S130)는 처리 공간(412)을 외부로부터 밀폐한 상태에서 기판(W)을 건조 처리하는 단계이다. 반출 버퍼 단계(S140)는 처리 공간(412)의 면적이 급격하게 커지고, 그 내부 압력이 급격히 낮아짐에 따라 외부 분위기가 처리 공간(412)으로 유입되는 것을 방지하는 단계이다. 기판 반출 단계(S150)는 처리 공간(412)으로부터 기판(W)을 외부로 반출하는 단계이다.
다음은 상술한 단계를 보다 구체적으로 설명한다. 기판 반입 단계(S110)에는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 개방 위치로 이동되도록 하부 바디(420)를 하강시킨다. 처리 공간(412)의 측부는 개방되고, 이 개방된 영역을 통해 기판(W)은 기판 유지대(444)로 반송된다. 기판(W)이 기판 유지대(444)에 로딩되면, 반입 버퍼 단계(S120)가 진행된다.
반입 버퍼 단계(S120)에는 커버 링(510)이 승강 위치로 이동된다. 커버 링(510)은 처리 공간(412)의 개방된 측부가 닫히도록 승강 위치로 이동된다. 커버 링(510)은 상단이 상부 홈(432)에 삽입되도록 승강 이동된다. 커버 링(510)은 상단과 상부 홈(432) 간에 틈이 형성되도록 상부 홈(432)에 삽입된다. 처리 공간(412)이 닫혀지면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 폐쇄 위치로 이동되도록 하부 바디(420)가 승강되고, 처리 공간(412)의 면적은 점차 작아진다. 커버 링(510)은 하부 바디(420)와 함께 승강 위치에서 하강 위치로 이동된다. 이때 커버 링(510)은 그 상단이 상부 홈(432)에 삽입된 상태로 이동된다. 따라서 하부 바디(420) 및 커버 링(510)은 함께 이동되며, 처리 공간(412)은 닫혀진 상태로 그 면적이 점차 작아진다. 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 폐쇄 위치로 이동되면, 기판 처리 단계(S130)가 진행된다.
기판 처리 단계(S130)가 진행되면, 처리 공간(412)은 초임계 유체가 초임계 상으로 유지할 수 있는 임계 온도 및 임계 압력 이상으로 제공된다. 하부 공급 포트(474)로부터 초임계 유체를 공급한다. 일정 시간이 지난 후에 하부 공급 포트(474) 및 상부 공급 포트(472) 각각으로부터 초임계 유체를 공급한다. 이는 처리 공간(412)의 분위기가 임계 온도 또는 임계 압력에 도달하지 못하여 액화된 유체가 기판(W)에 직접 접촉되는 것을 방지하기 위함이다. 기판(W)의 건조 처리가 완료되면, 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474) 각각으로부터의 초임계 유체 공급을 중지하고, 처리 공간(412)을 외부의 대기압과 동일한 상압으로 유지시킨다. 처리 공간(412)의 압력이 상압으로 변화되면, 반출 버퍼 단계(S140)를 진행한다.
반출 버퍼 단계(S140)에는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동되도록 하부 바디(420)를 하강시킨다. 커버 링(510)은 상단이 상부 홈(432)에 삽입되도록 승강 이동된다. 커버 링(510)은 상단과 상부 홈(432) 간에 틈이 형성되도록 상부 홈(432)에 삽입된다. 이로 인해 하부 바디(420)가 하강되더라도, 처리 공간(412)은 커버 링(510)에 의해 계속적을 닫혀진 상태를 유지할 수 있다. 또한 하부 바디(420)가 하강됨에 따라 처리 공간(412)의 면적은 점차 넓어지고, 처리 공간(412)은 상압보다 낮은 압력이 형성된다. 이러한 압력차로 인해 외부 분위기가 파티클과 함께 처리 공간(412)으로 유입되는 과정에서 커버 링(510)은 파티클을 차단할 수 있다. 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 개방 위치로 이동되면, 커버 링(510)은 승강 위치에서 기설정 시간동안 정지된 상태를 유지한다. 상기 기설정 시간은 처리 공간(412)의 압력이 외부의 압력과 동일해지는 시간으로 정의된다. 기설정 시간이 지나면, 기판 반출 단계(S150)가 진행된다.
기판 반출 단계(S150)가 진행되면, 커버 링(510)은 하강 위치로 이동되고 처리 공간(412)의 측부는 개방된다. 기판(W)은 메인 로봇에 의해 기판 유지대(444)로부터 기판(W)을 언로딩한다.
다음은 본 발명의 제2실시예에 해당되는 기판 처리 장치를 설명한다. 도 15는 도 5의 기판 처리 장치의 제2실시예를 보여주는 단면도이다. 도 15를 참조하면, 제2실시예의 기판 처리 장치에는 커버 유닛(500)의 링 승강 부재(520)가 탄성 부재(540)로 대체될 수 있다. 탄성 부재(540)는 하부 홈(422)에서 커버 링(510)을 지지할 수 있다. 탄성 부재(540)는 커버 링(510)이 하부 홈(422)으로부터 돌출되도록 커버 링(510)에 탄성력을 제공할 수 있다. 이때 제어기(550)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 상대 위치를 3 단 높이로 제어할 수 있다. 예컨대, 탄성 부재(540)는 스프링일 수 있다.
제어기(550)는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 상대 위치를 개방 위치, 중간 위치, 그리고 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다. 폐쇄 위치, 중간 위치, 그리고 개방 위치로 갈수록 상부 바디(430)와 상부 바디(430) 간에 거리는 점차 커진다. 여기서 개방 위치 및 중간 위치는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 서로 이격되는 위치이고, 폐쇄 위치는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 서로 접촉되어, 이들로 인해 처리 공간(412)이 외부로부터 폐쇄되는 위치다. 폐쇄 위치에는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 탄성 부재(540)를 제1압축력으로 가압할 수 있다. 중간 위치는 상부 바디(430), 하부 바디(420), 그리고 커버 링(510)에 의해 처리 공간(412)이 닫혀진 위치다. 중간 위치에는 상부 바디(430)와 하부 바디(420) 간에 거리는 커버 링(510)의 돌출 영역보다 작게 제공될 수 있다. 중간 위치에는 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)에 의해 탄성 부재(540)가 제1압축력보다 낮은 제2압축력으로 압축될 수 있다. 개방 위치에는 상부 바디(430)와 하부 바디(420) 간에 거리가 커버 링(510)의 돌출 영역보다 크게 제공된다. 따라서 개방 위치에는 처리 공간(412)의 측부 일부가 개방된다.
다음은 상술한 기판 처리 장치의 제2실시예를 이용하여 기판(W)을 처리하는 과정을 설명한다. 도 16은 도 15의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 플로우 차트이고, 도 17 내지 도 22는 도 15의 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 16 내지 도 22를 참조하면, 제2실시예에 따른 기판(W)을 처리하는 방법으로는 기판 반입 단계(S210), 기판 처리 단계(S220), 반출 버퍼 단계(S230), 그리고 기판 반출 단계(S240)를 포함한다. 기판 반입 단계(S210), 기판 처리 단계(S220), 반출 버퍼 단계(S230), 그리고 기판 반출 단계(S240)는 순차적으로 진행된다.
기판 반입 단계(S210)가 진행되면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 개방 위치로 이동되고, 기판(W)은 기판 유지대(444)로 반송된다. 기판(W)이 기판 유지대(444)에 로딩되면, 기판 처리 단계(S220)가 진행된다.
기판 처리 단계(S220)가 진행되면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동된다. 커버 링(510)은 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)가 위 아래에서 누르는 제1압축력에 의해 하부 홈(422)에 삽입된다. 처리 공간(412)이 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)에 의해 외부로부터 밀폐되고, 처리 공간(412)은 초임계 유체가 초임계 상으로 유지할 수 있는 임계 온도 및 임계 압력 이상으로 제공된다. 처리 공간(412)에는 하부 공급 포트(474)로부터 초임계 유체가 공급된다. 일정 시간이 지난 후에 하부 공급 포트(474) 및 상부 공급 포트(472) 각각으로부터 초임계 유체를 공급한다. 기판(W)의 건조 처리가 완료되면, 상부 공급 포트(472) 및 하부 공급 포트(474) 각각으로부터의 초임계 유체 공급을 중지하고, 처리 공간(412)을 외부의 대기압과 동일한 상압으로 유지시킨다. 처리 공간(412)의 압력이 상압으로 변화되면, 반출버퍼 단계(S230)를 진행한다.
반출 버퍼 단계(S230)가 진행되면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 폐쇄 위치에서 중간 위치로 이동되도록 하부 바디(420)가 하강된다. 탄성 부재(540)는 상부 바디(430)에 의해 제2압축력으로 압축된다. 기설정 시간이 흐름에 따라 처리 공간(412)의 압력은 외부 압력과 동일한 상압으로 유지되면, 기판 반출 단계(S240)가 진행된다.
기판 반출 단계(S240)가 진행되면, 상부 바디(430) 및 하부 바디(420)는 개방 위치로 이동되도록 하부 바디(420)가 하강된다. 처리 공간(412)은 개방되고, 기판(W)은 메인 로봇에 의해 기판 유지대(444)로부터 언로딩된다.
선택적으로 제2실시예의 기판 처리 방법으로는 기판 반입 단계(S210)와 기판 처리 단계(S220) 사이에 반입 버퍼 단계를 더 포함할 수 있다. 반입 버퍼 단계에는 상부 바디(430)와 하부 바디(420) 간에 상대 위치를 중간 위치로 이동시키고, 기설정 시간이 지난 후에 상부 바디(430) 및 하부 바디(420) 간에 상대 위치를 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 상부 바디(430)와 하부 바디(420)가 서로 멀어지거나 가까워지는 동안에 처리 공간(412)의 개방된 측부는 커버 링(510)에 의해 닫혀진다. 이로 인해 상부 바디(430)와 하부 바디(420)가 폐쇄 위치에서 발생된 파티클이 처리 공간(412)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한 처리 공간(412)의 면적이 급격하게 넓어지면서 외부와 압력차가 발생되고, 커버 링(510)은 외부 분위기가 처리 공간(412)에 급격하게 유입되는 것을 완충한다. 이에 따라 처리 공간(412)에 와류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 상술한 제1실시예에는 커버 링(510)의 상단과 상부 바디(430) 간에 틈이 형성되는 것으로 설명하였나, 반입 버퍼 단계(S120) 및 반출 버퍼 단계(S140)에서 커버 링(510)의 상단은 상부 바디(430)와 접촉되게 위치될 수 있다. 또한 상부 바디(430)에는 상부 홈(432)이 제공되지 않을 수 있다. 다만, 커버 링(510)과 상부 바디(430) 간에 틈이 형성되는 구성에 반해 커버 링(510)과 상부 바디(430)가 서로 접촉되는 구성에는 외부 분위기가 처리 공간(412)으로 유입되는 속도가 느릴 수 있다. 또한 커버 링(510)은 상부 홈(432)에 삽입되며, 틈을 형성하고, 이러한 틈은 굴곡진 공간으로 제공된다. 이에 따라 외부 분위기가 처리 공간(412)에 유입되는 과정에서 파티클을 거르는 필터 역할을 수행할 수 있다.
410: 하우징 412: 처리 공간
420: 하부 바디 422: 상부 홈
430: 상부 바디 432: 하부 홈
452: 바디 승강부재 510: 커버 링
520: 링 승강부재

Claims (25)

  1. 서로 조합되어 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 형성하는 하부 바디 및 상부 바디를 가지는 하우징과;
    상기 처리 공간이 개방 또는 폐쇄되도록 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나를 승하강시키는 바디 승강부재와;
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나의 승하강에 의해 상기 처리 공간이 개방된 상태에서 상기 처리 공간의 측부를 감싸도록 제공 가능한 링 형상의 커버 링과;
    상기 커버 링을 승하강시키는 링 승강부재를 포함하되,
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에는 링 형상이 제1홈이 제공되고, 상기 커버 링은 상기 제1홈에 위치되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 멀어지는 동안 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 하부 바디, 그리고 상기 커버 링에 의해 닫히도록 상기 커버 링을 상기 제1홈으로부터 돌출되게 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디는 서로 이격된 위치에서 정지되고 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 하부 바디, 그리고 상기 커버 링에 의해 닫힌 상태에서 기설정 시간이 지난 후 상기 커버 링을 상기 제1홈에 삽입하여 상기 처리 공간을 개방되도록 상기 바디 승강부재 및 상기 링 승강부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 기판이 상기 처리 공간으로 반입되기 전에, 상기 커버 링이 상기 제1홈에 삽입된 상태에서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 멀어지도록 상기 바디 승강부재를 구동하여 상기 처리 공간을 개방하고,
    상기 기판이 상기 처리 공간으로 반입되면 상기 커버 링이 상기 제1홈으로부터 돌출시켜 상기 처리 공간을 상기 커버 링으로 닫고,
    상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀진 상태를 유지하면서 상기 상부 바디와 상기 하부 바디는 서로 가까워지도록 하고,
    상기 커버 링의 전체 영역이 상기 제1홈에 삽입되어, 상기 처리 공간이 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 접촉에 의해 밀폐되도록 상기 바디 승강부재와 상기 링 승강부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 다른 하나에는 링 형상의 제2홈이 제공되고, 상기 커버 링의 끝단은 상기 제1홈으로부터 돌출되어 상기 제2홈에 삽입 가능한 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 처리 공간이 상기 상부 바디, 상기 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀있을 때, 상기 커버 링의 끝단은 상기 제2홈이 형성된 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나와 틈이 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 상부 바디와 상기 하부 바디가 서로 접촉된 상태에서 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키는 실링 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커버 링은 상기 실링 부재의 외측에 배치되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항, 그리고 3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 각각은 금속 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항, 그리고 3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 서로 조합되어 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 형성하는 하부 바디 및 상부 바디를 가지는 하우징과;
    상기 처리 공간이 개방 또는 폐쇄되도록 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나를 승하강시키는 바디 승강부재와;
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나의 승하강에 의해 상기 처리 공간이 개방된 상태에서 상기 처리 공간의 측부를 감싸도록 제공 가능한 링 형상의 커버 링과;
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 중 하나에 고정 결합되며, 상기 커버 링을 지지하는 탄성 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에는 링 형상이 홈이 제공되고, 상기 탄성 부재는 상기 홈에 위치되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 상대 위치가 폐쇄 위치, 중간 위치, 그리고 개방 위치로 이동되도록 상기 바디 승강부재를 제어하는 제어기를 더 포함하되,
    상기 폐쇄 위치, 상기 중간 위치, 그리고 상기 개방 위치로 갈수록 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 간에 거리는 점차 커지고,
    상기 폐쇄 위치는 상기 탄성 부재가 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디에 의해 제1압축력으로 압축되고, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디에 의해 상기 처리 공간이 외부로부터 차단되는 위치이고,
    상기 중간 위치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 상기 커버 링의 돌출 영역보다 좁게 이격되어 상기 탄성 부재를 제1압축력보다 낮은 제2압축력으로 압축하고, 상기 처리 공간의 측부가 상기 커버 링에 의해 닫혀지는 위치이며,
    상기 개방 위치는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 상기 커버 링의 돌출 영역보다 넓게 이격되어 상기 탄성 부재가 이완되고, 상기 처리 공간의 측부 중 일부가 개방되는 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는 기판을 상기 처리 공간으로부터 반출하기 전에, 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 상대 위치를 상기 중간 위치로 이동시키고, 기설정 시간이 지난 후에 상기 중간 위치에서 상기 개방 위치로 이동되도록 상기 바디 승강부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 폐쇄 위치에서 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키는 실링 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 커버 링은 상기 실링 부재의 외측에 배치되는 기판 처리 장치.
  18. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 상부 바디 및 하부 바디의 조합에 의해 형성된 처리공간에서 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 처리 공간에 기판을 반입하는 기판 반입 단계와;
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디를 서로 접촉시켜 상기 처리 공간을 외부로부터 밀폐시키고, 밀폐된 상기 처리 공간에서 기판을 처리하는 기판 처리 단계와;
    상기 처리 공간으로부터 기판을 반출하는 기판 반출 단계를 포함하되,
    상기 기판 처리 단계와 상기 기판 반출 단계 사이에는 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 서로 이격되고, 상기 처리 공간은 상기 상부 바디, 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀지는 반출 버퍼 단계를 포함하되,
    상기 상부 바디 및 상기 하부 바디의 서로 마주보는 일면들 중 하나에 형성된 링 형상의 홈에는 상기 커버 링이 위치되고,
    상기 반출 버퍼 단계에는 상기 커버 링이 상기 홈으로부터 돌출되는 기판 처리 방법.
  20. 삭제
  21. 제19항에 있어서,
    상기 기판 반입 단계와 상기 기판 처리 단계 사이에 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디가 서로 이격되고, 상기 처리 공간은 상기 상부 바디, 링 형상의 커버 링, 그리고 상기 하부 바디에 의해 닫혀지는 상기 반입 버퍼 단계를 더 포함하는 기판 처리 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 커버 링은 상기 링 승강 부재에 의해 상기 홈으로부터 돌출되도록 승하강되는 기판 처리 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 커버 링은 탄성 부재에 의해 상기 홈으로부터 돌출되는 기판 처리 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 기판 처리 단계에는 링 형상의 실링 부재가 상기 상부 바디 및 상기 하부 바디 간에 틈을 실링하여 상기 처리 공간을 외부로부터 차단하고,
    상기 커버 링은 상기 실링 부재보다 외측에서 승하강 가능한 기판 처리 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 기판 처리 단계에는,
    상기 처리 공간에 초임계 유체를 공급하여 기판을 건조 처리하는 기판 처리 방법.



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