KR102310464B1 - 유체 공급유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

유체 공급유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과; 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하는 유체 공급유닛을 포함하되, 유체 공급유닛은, 유체가 흐르는 유체 공급라인과; 유체 공급라인 상에 설치되는 필터와; 필터보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되고, 유체를 단열 팽창시키는 버퍼를 가질 수 있다.

Description

유체 공급유닛과 이를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{FLUID SUPPLYING UNIT, SUBSTRATE TREATING APPARATUS INCLUDING THE SAME AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 유체 공급유닛과 이를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 기판으로부터 제조한다. 구체적으로, 반도체 소자는 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정 등을 수행하여 기판의 상부면에 미세한 회로 패턴을 형성하여 제조된다.
상기의 공정들을 수행하면서 상기 회로 패턴이 형성된 기판의 상부면에 각종 이물질이 부착되므로, 상기 공정들 사이에 기판 상의 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.
일반적으로 세정 공정은 케미칼을 기판에 공급하여 기판 상의 이물질을 제거하는 케미칼 처리, 순수를 기판에 공급하여 기판 상에 잔류하는 케미칼을 제거하는 린스 처리, 그리고 기판 상에 잔류하는 순수를 제거하는 건조 처리를 포함한다.
기판의 건조 처리를 위해 초임계 유체가 사용된다. 일 예에 의하면, 기판 상의 순수를 유기용제로 치환한 다음, 고압 챔버 내에서 초임계 유체를 기판의 상부면에 공급하여 기판 상에 남아있는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 기판으로부터 제거한다. 유기용제로 이소프로필알코올(isopropyl alcohol; 이하, IPA)이 사용되는 경우, 초임계 유체로는 임계 온도 및 임계 압력이 상대적으로 낮고, IPA가 잘 용해되는 이산화탄소(CO2)가 사용된다.
초임계 유체를 공정 챔버로 공급하는 과정에서, 초임계 유체 내부에 존재하는 파티클이 공정 챔버로 유입되는 문제가 있다.
본 발명은 초임계 유체를 공급하는 과정에서 파티클이 유입되는 것을 방지하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와; 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과; 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하는 유체 공급유닛을 포함하되, 유체 공급유닛은, 유체가 흐르는 유체 공급라인과; 유체 공급라인 상에 설치되는 필터와; 필터보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되고, 유체를 단열 팽창시키는 버퍼를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼는 필터에 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼는 유체 공급라인의 길이 방향에 수직한 단면적이 유체 공급라인을 형성하는 배관의 직경보다 크게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체 공급유닛은, 버퍼보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되는 오리피스를 더 포함하고, 오리피스는 버퍼와 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체 공급유닛은, 버퍼 보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되어 유체를 가열시키는 제1히터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체 공급유닛은, 필터 보다 하류에서 유체 공급라인에 설치되어 유체를 가열시키는 제2히터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판의 처리는 기판 상에 잔류하는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 기판으로부터 제거하는 공정일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체는 이산화탄소일 수 있다.
또한, 본 발명은 유체 공급유닛을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 유체 공급유닛은 유체가 흐르는 유체 공급라인과; 유체 공급라인 상에 설치되는 필터와; 필터보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되고, 유체를 단열 팽창시키는 버퍼를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼는 필터에 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼는 유체 공급라인의 길이 방향에 수직한 단면적이 유체 공급라인을 형성하는 배관의 직경보다 크게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되는 오리피스를 더 포함하고, 오리피스는 버퍼와 인접하게 위치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 버퍼 보다 상류에서 유체 공급라인에 설치되어 유체를 가열시키는 제1히터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 필터 보다 하류에서 유체 공급라인에 설치되어 유체를 가열시키는 제2히터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은 챔버 내의 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하여 처리 공간 내에 배치된 기판을 처리하되,
유체를 단열 팽창시켜 유체 내의 입자를 응결시키고, 응결된 입자를 필터에 여과한 후 유체를 처리 공간으로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체는 단열 팽창되기 전에 초임계 상태로 가온 또는 가압될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판의 처리는 기판 상에 잔류하는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 기판으로부터 제거하는 공정일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 유체는 이산화탄소일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 초임계 유체를 공급하는 과정에서 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 초임계 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 공급유닛을 간략히 나타낸 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 버퍼의 내부에서 유체가 단열 팽창되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 공급유닛을 간략히 나타낸 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 버퍼의 내부에서 유체가 단열 팽창되는 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 시스템은 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 장치(300), 액 처리 장치(400), 그리고 초임계 장치(500)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 장치(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 초임계 장치(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 장치(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 장치(400), 그리고 초임계 장치(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 장치(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 장치(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 장치(400)와 초임계 장치(500)는 반송 장치(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 장치(400)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 초임계 장치(500)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 장치(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 장치(400)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되고, 초임계 장치(500)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 장치(400)들은 초임계 장치(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 장치(300)의 일측에서 액 처리 장치(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 장치(300)의 일측에서 초임계 장치(500)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 장치(300)의 일측에는 액 처리 장치(400)들만 제공되고, 그 타측에는 초임계 장치(500)들만 제공될 수 있다.
반송 장치(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 장치(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 장치(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 장치(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 장치(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 승강 유닛(480) 및 제어기(40)를 가진다. 제어기(40)는 액 공급 유닛(460), 지지 유닛(440) 및 승강 유닛(480)의 동작을 제어한다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 전 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다. 지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다.
척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)을 가진다. 제1노즐(462)은 제1액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2노즐(464)은 제2액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 기판(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다.
일 예에 의하면, 제2액은 물일 수 있다. 제3노즐(466)은 제3액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3액은 초임계 장치(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3액은 제2액에 비해 초임계 장치(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액은 유기용제일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 일 예에 의하면, 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 전 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 초임계 장치(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 초임계 장치(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 일 실시예에 따르면, 기판(W) 상의 액은 이소프로필 알코올(IPA)이다. 초임계 장치(500)는 초임계 유체를 기판 상에 공급하여 기판(W) 상의 IPA를 초임계 유체에 용해시켜 기판(W)으로부터 IPA를 제거한다.
초임계 장치(500)는 공정챔버(520), 유체 공급유닛(560), 지지 장치(580) 그리고 배기 라인(550)을 포함한다.
공정챔버(520)는 세정 공정이 수행되는 처리 공간(502)을 제공한다. 공정챔버(520)는 상부 하우징(522)과 하부 하우징(524)을 가지며, 상부 하우징(522)과 하부 하우징(524)는 서로 조합되어 상술한 처리 공간(502)을 제공한다. 상부 하우징(522)은 하부 하우징(524)의 상부에 제공된다.
상부 하우징(522)은 그 위치가 고정되고, 하부 하우징(524)은 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하부 하우징(524)이 상부 하우징(522)으로부터 이격되면 처리 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다.
공정 진행시에는 하부 하우징(524)이 상부 하우징(522)에 밀착되어 처리 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 처리 공간(502)의 내부는 초임계 유체에 의한 분위기가 형성된다.
지지 장치(580)는 공정챔버(520)의 처리 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 공정챔버(520)의 처리 공간(502)으로 반입된 기판(W)은 지지 장치(580)에 놓인다. 일 예에 의하면, 기판(W)은 패턴면이 상부를 향하도록 지지 장치(580)에 의해 지지된다.
유체 공급유닛(560)은 공정챔버(520)의 처리 공간(502)으로 기판 처리를 위한 세정 유체를 공급한다. 하부 하우징(524)에는 배기 라인이 결합된다. 공정챔버(520)의 처리 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인을 통해서 공정챔버(520)의 외부로 배기된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 공급유닛(560)을 간략히 나타낸 모습을 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 유체 공급유닛(560)은 처리 공간으로 초임계 유체를 공급한다.
유체 공급유닛(560)은 유체 공급라인(610)을 가진다. 유체 공급라인(610)에는 펌프(611), 제1밸브(612), 제1히터(632), 오리피스(640), 버퍼(650), 필터(660), 제2히터(634) 그리고 제2밸브(614)가 설치된다.
펌프(611)는 유체공급원(미도시)로부터 이산화탄소를 공급받아 제1히터(632)로 송출한다. 제1밸브(612)는 펌프(611)로부터 제1히터(632)로 송출되는 이산화탄소의 유량을 조절한다. 제1히터(632)는 이산화탄소를 초임계 상태가 되도록 가열한다. 초임계 상태가 된 이산화탄소는 오리피스(640)와 버퍼(650)를 거쳐 단열 팽창된다. 필터(660)는 단열 팽창된 이산화탄소 내부의 불순물을 여과시킨다. 제2히터(643)는 이산화탄소를 재차 가열한다. 제2히터(643)는 유체 공급라인(610)을 거치며 온도가 낮아진 이산화탄소를 초임계 상태를 유지하도록 가열한다. 제2밸브(614)는 제2히터(634)로부터 처리 공간(502)으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절한다.
도 5는 도 4의 버퍼(650) 내부에서 유체가 단열 팽창되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 오리피스(640)는 버퍼(650)와 인접하게 위치하고, 버퍼(650)와 필터(660)가 인접하게 위치한다.
버퍼(650)는 유체 공급라인(610)의 길이 방향에 수직한 단면적이 유체 공급라인(610)을 형성하는 배관의 직경보다 크게 제공된다. 이에 따라, 버퍼(650)로 유입되는 유체가 통과하는 관로의 단면적이 넓어짐에 따라 압력이 급강하하게 되고, 이에 따라 온도가 하강하게 된다. 오리피스(640)는, 유체 공급라인(610)의 관로보다 단면적이 작은 관로를 갖도록 제공되고, 버퍼(650)에 인접하게 위치함에 따라 버퍼(650) 내부에서 유체의 단열 팽창을 돕는다.
유체 공급라인(610)을 흐르는 초임계 유체가 오리피스(640)와 버퍼(650)를 거치면서, 초임계 유체 내부에 파티클(P)이 응결되고, 단열 팽창에 의해 크기가 커지게 된다. 응결 및 단열 팽창된 어느 하나의 파티클(P)을 중심으로 주변의 파티클(P)이 응집되어 파티클(P)의 사이즈는 더욱 거대화된다. 응결 및 거대화된 파티클(P)은 버퍼(650)와 인접하게 위치되는 필터(660)에 의해 걸러진다. 이에 따라, 필터(660)의 후단에는 파티클(P)이 없는 순수한 초임계 유체만이 남게되어 처리 공간(502)으로 파티클(P)이 없는 초임계 유체가 공급된다.
상술한 예에서는, 유체 공급유닛(560)이 오리피스(640)를 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 다른 예에서, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유체 공급유닛(560)은 오리피스(640)를 포함하지 않을 수 있다. 도 6 내지 도 7을 참조하면, 버퍼(650)는 유체 공급라인(610)의 길이 방향에 수직한 단면적이 유체 공급라인(610)을 형성하는 배관(641)의 직경보다 크게 제공되어, 유체가 통과하는 관로의 단면적이 넓어짐에 따라 압력이 급강하하게 되고 상술한 예와 마찬가지로 초임계 유체를 단열 팽창시킬 수 있다.
상술한 예에서는, 유체 공급유닛(560)은 초임계 챔버에 초임계 상태의 이산화탄소를 공급하는 것으로 설명하였다. 그러나, 다른 예에서, 유체 공급유닛(560)은 초임계 상태의 다른 유체를 공급할 수 있다. 예컨대, 유체 공급유닛(560)은 초임계 상태의 IPA를 공급할 수 있다. 또는, 유체 공급 유닛은 초임계 상태의 IPA와 이산화탄소의 혼합물을 공급할 수 있다.
본 발명에 의하면, 처리 공간으로 유입되기 전에 초임계 유체를 단열 팽창시켜 파티클사이즈를 증대시킨 후 필터링하여 처리 공간(502)로 유입되는 파티클을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 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 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 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.
560: 유체 공급유닛
610: 유체 공급라인
640: 오리피스
650: 버퍼
660: 필터

Claims (18)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛과;
    상기 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하는 유체 공급유닛을 포함하되,
    상기 유체 공급유닛은,
    상기 유체가 흐르는 유체 공급라인과;
    상기 유체 공급라인 상에 설치되는 필터와;
    상기 필터보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되는 버퍼를 포함하고,
    상기 유체 공급라인의 길이 방향에 수직한 상기 버퍼의 단면적은 상기 유체 공급 라인의 길이 방향에 수직한 상기 유체 공급라인의 단면적보다 크게 제공되고, 상기 버퍼는 상기 유체를 단열 팽창시키는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼는 상기 필터에 인접하게 위치되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급유닛은,
    상기 버퍼보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되는 오리피스를 더 포함하고,
    상기 오리피스는 상기 버퍼와 인접하게 위치되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급유닛은,
    상기 버퍼 보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되어 상기 유체를 가열시키는 제1히터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급유닛은,
    상기 필터 보다 하류에서 상기 유체 공급라인에 설치되어 상기 유체를 가열시키는 제2히터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제2항, 그리고 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 상기 기판 상에 잔류하는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 상기 기판으로부터 제거하는 공정인 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제2항, 그리고 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체는 이산화탄소인 기판 처리 장치.
  9. 기판이 처리되는 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하는 유체 공급유닛에 있어서,
    상기 유체가 흐르는 유체 공급라인과;
    상기 유체 공급라인 상에 설치되는 필터와;
    상기 필터보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되는 버퍼를 포함하고,
    상기 유체 공급라인의 길이 방향에 수직한 상기 버퍼의 단면적은 상기 유체 공급라인의 길이 방향에 수직한 상기 유체 공급라인의 단면적보다 크게 제공되고, 상기 버퍼는 상기 유체를 단열 팽창시키는 유체 공급유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 버퍼는 상기 필터에 인접하게 위치되는 유체 공급유닛.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 버퍼보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되는 오리피스를 더 포함하고,
    상기 오리피스는 상기 버퍼와 인접하게 위치되는 유체 공급유닛.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 버퍼 보다 상류에서 상기 유체 공급라인에 설치되어 상기 유체를 가열시키는 제1히터를 더 포함하는 유체 공급유닛.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 필터 보다 하류에서 상기 유체 공급라인에 설치되어 상기 유체를 가열시키는 제2히터를 더 포함하는 유체 공급유닛.
  15. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    챔버 내의 처리 공간으로 초임계 상태의 유체를 공급하여 상기 처리 공간 내에 배치된 기판을 처리하되,
    상기 유체가 유동하는 경로 상에 제공된 버퍼의 단면적을 상기 유체가 유동하는 경로의 단면적보다 크게 제공하여 상기 버퍼에서 상기 유체를 단열 팽창시켜 상기 유체 내의 입자를 응결시키고, 응결된 입자를 필터에 여과한 후 상기 유체를 상기 처리 공간으로 공급하는 기판 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유체는 단열 팽창되기 전에 초임계 상태로 가온 또는 가압되는 기판 처리 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 상기 기판 상에 잔류하는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 상기 기판으로부터 제거하는 공정인 기판 처리 방법.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 유체는 이산화탄소인 기판 처리 방법.
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