KR102311732B1 - Apparatus for treating a substrate and an Method for treating a substrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고, 상기 유체 공급 유닛은, 공급 라인과; 상기 공급 라인에 제공되는 하나 이상의 오리피스와; 상기 오리피스 또는 상기 오리피스의 전단에 제공되는 제1 히터를 포함하며, 상기 제1 히터는 상기 공급 라인을 통과하는 상기 오리피스 상류의 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열한다.The present invention provides a method of processing a substrate. According to an embodiment, a substrate processing apparatus includes a chamber providing a processing space in which a process for processing a substrate is performed, and a fluid supply unit supplying a processing fluid to the chamber, wherein the fluid supply unit includes a supply line class; one or more orifices provided in the supply line; and a first heater provided at the orifice or a front end of the orifice, wherein the first heater heats the processing fluid upstream of the orifice passing through the supply line to a preset temperature or higher.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Apparatus for treating a substrate and an Method for treating a substrate}Apparatus for treating a substrate and an method for treating a substrate

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판으로 액을 공급하여 기판을 액 처리 한 후 액을 제거하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for supplying a liquid to a substrate to process the substrate and then remove the liquid.

반도체 공정은 기판 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 세정하는 공정을 포함한다. 이들 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 기판을 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 회전시킨 상태에서 기판 상에 처리액을 공급하고, 이후 기판을 건조함으로써 이루어진다.The semiconductor process includes a process of cleaning a thin film, foreign substances, particles, etc. on a substrate. These processes are performed by placing a substrate on a spin head so that the pattern surface faces up or down, supplying a treatment solution onto the substrate while rotating the spin head, and then drying the substrate.

최근에는 기판을 세정하는 공정에 초임계가 사용된다. 일 예에 의하면, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와 액 처리 후에 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판으로부터 처리액을 제거하는 고압 챔버가 각각 제공되고, 액 처리 챔버에서 처리가 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 고압 챔버로 반입된다. Recently, supercritical is used in a process for cleaning a substrate. According to an example, a liquid processing chamber for liquid processing the substrate by supplying a processing liquid to the substrate and a high-pressure chamber for removing the processing liquid from the substrate using a supercritical fluid after liquid processing are provided, respectively, and in the liquid processing chamber The processed substrate is loaded into the high-pressure chamber by the transfer robot.

도 1은 일반적인 초임계 유체를 사용하여 기판을 세정하는 기판 처리 장치의 개략도이다. 초임계 유체는 유체 공급 탱크(61)에 저장되며, 밸브를 개방하여 공급한다. 공급 라인에는 오리피스(63)가 설치된다. 오리피스(63)는 초임계 유체의 공급량을 조절한다. 오리피스(63)의 하류에는 오리피스(63)를 통과한 초임계 유체를 가열하는 히터(64)가 제공된다. 가열된 초임계 유체는 챔버(50)로 공급된다. 초임계 유체는 오리피스(63)를 통과함에 따라 단열팽창에 의해 의도하지 않은 상변화가 발생하기도 한다. 1 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus for cleaning a substrate using a general supercritical fluid. The supercritical fluid is stored in the fluid supply tank 61, and is supplied by opening a valve. An orifice 63 is installed in the supply line. The orifice 63 regulates the supply amount of the supercritical fluid. Downstream of the orifice 63 is provided a heater 64 that heats the supercritical fluid that has passed through the orifice 63 . The heated supercritical fluid is supplied to the chamber 50 . As the supercritical fluid passes through the orifice 63, an unintended phase change may occur due to adiabatic expansion.

본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving processing efficiency when processing a substrate using a supercritical fluid.

또한, 본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 기판에 공급되는 파티클이 저감된 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which particles supplied to the substrate are reduced when processing the substrate using a supercritical fluid.

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

본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고, 상기 유체 공급 유닛은, 공급 라인과; 상기 공급 라인에 제공되는 하나 이상의 오리피스와; 상기 오리피스 또는 상기 오리피스의 전단에 제공되는 제1 히터를 포함하며, 상기 제1 히터는 상기 오리피스를 통과하는 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열한다.The present invention provides a method of processing a substrate. According to an embodiment, a substrate processing apparatus includes a chamber providing a processing space in which a process for processing a substrate is performed, and a fluid supply unit supplying a processing fluid to the chamber, wherein the fluid supply unit includes a supply line class; one or more orifices provided in the supply line; and a first heater provided at the orifice or a front end of the orifice, wherein the first heater heats the processing fluid passing through the orifice to a predetermined temperature or higher.

일 예에 의하면, 상기 처리 유체는 상기 오리피스를 통과하여 후단에서 단열 팽창되며, 상기 설정 온도는 상기 오리피스를 통과하여 단열 팽창된 상기 처리 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도일 수 있다.In one example, the processing fluid passes through the orifice and is adiabatically expanded at the rear end, and the set temperature may be a temperature at which the temperature of the processing fluid adiabatically expanded through the orifice can be maintained above a critical temperature. .

일 예에 의하면, 상기 오리피스가 제공되는 오리피스 영역과; 상기 오리피스 영역의 상류의 상기 오리피스 전단의 오리피스 전단 영역과; 상기 오리피스 영역의 하류의 상기 오리피스 후단의 오리피스 후단 영역을 포함하고, 상기 처리 유체는 상기 오리피스 전단 영역과 상기 오리피스 영역과 상기 오리피스 후단 영역을 순차적으로 지남에 따라, 온도-압력 상변화 그래프에서 하나 이상의 변곡점을 형성하고, 상기 변곡점은 상기 처리 유체의 임계 온도보다 높은 온도에서 형성되도록 하는 온도일 수 있다.일 예에 의하면, 상기 설정온도는 상기 오리피스를 통과하는 상기 처리 유체가 기체와 초임계로 변하는 2상 또는 그 이하의 상변화를 하도록 하는 온도일 수 있다.According to an example, an orifice region in which the orifice is provided; an orifice front region upstream of the orifice region; an orifice trailing region downstream of the orifice trailing region, wherein the processing fluid sequentially passes through the orifice forward region, the orifice region, and the orifice trailing region; An inflection point is formed, and the inflection point may be a temperature such that the processing fluid is formed at a temperature higher than a critical temperature of the processing fluid. In one example, the set temperature is a temperature at which the processing fluid passing through the orifice changes to a gas and supercritical. It may be a temperature that causes a two-phase or lower phase change.

일 예에 의하면, 상기 오리피스 후단에 제공되는 제2 히터를 더 포함할 수 있다.According to an example, a second heater provided at the rear end of the orifice may be further included.

일 예에 의하면, 상기 처리 유체는 이산화탄소일 수 있다.In one example, the processing fluid may be carbon dioxide.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 초임계 유체를 기판 상에 공급하여 기판을 처리하되, 처리 유체는 상기 기판으로 공급되는 도중에 오리피스를 통해 흐르고, 상기 처리 유체가 상기 오리피스를 통과하기 전에 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열한다.The invention also provides a method of processing a substrate. According to an embodiment, a method for processing a substrate includes supplying a supercritical fluid onto a substrate to treat the substrate, wherein the processing fluid flows through an orifice while being supplied to the substrate, and the processing fluid flows through the orifice before passing through the orifice. The process fluid is heated above a set temperature.

일 예에 의하면, 상기 처리 유체는 상기 오리피스의 후단에서 온도가 감소되며, 상기 설정 온도는 감소된 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도일 수 있다.In one example, the temperature of the processing fluid is decreased at the rear end of the orifice, and the set temperature may be a temperature at which the reduced temperature can be maintained above a critical temperature.

일 예에 의하면, 상기 오리피스가 제공되는 오리피스 영역과; 상기 오리피스 영역의 상류의 상기 오리피스 전단의 오리피스 전단 영역과; 상기 오리피스 영역의 하류의 상기 오리피스 후단의 오리피스 후단 영역을 포함하고, 상기 처리 유체는 상기 오리피스 전단 영역과 상기 오리피스 영역과 상기 오리피스 후단 영역을 순차적으로 지남에 따라, 온도-압력 상변화 그래프에서 하나 이상의 변곡점을 형성하고, 상기 변곡점은 상기 처리 유체의 임계 온도보다 높은 온도에서 형성되도록 하는 온도일 수 있다.According to an example, an orifice region in which the orifice is provided; an orifice front region upstream of the orifice region; an orifice trailing region downstream of the orifice trailing region, wherein the processing fluid sequentially passes through the orifice forward region, the orifice region, and the orifice trailing region; An inflection point is formed, and the inflection point may be a temperature such that it is formed at a temperature higher than a critical temperature of the processing fluid.

일 예에 의하면, 상기 공정은 기판을 건조하는 공정일 수 있다.According to an example, the process may be a process of drying the substrate.

일 예에 의하면, 상기 처리 유체는 이산화탄소일 수 있다.In one example, the processing fluid may be carbon dioxide.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 처리 효율을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, processing efficiency can be improved when a substrate is processed using a supercritical fluid.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 기판에 공급되는 파티클이 감소될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the substrate is processed using the supercritical fluid, particles supplied to the substrate may be reduced.

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.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3는 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4은 도 2의 고압 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 6은 도 5의 오리피스 영역과 그 주변을 개략적으로 보여주는 확대도이다.
도 7은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프에 본 발명의 실시 예에 따른 상변화 과정을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a general substrate processing apparatus.
2 is a plan view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the liquid processing chamber of FIG. 2 .
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the high-pressure chamber of FIG. 2 .
5 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view schematically showing the orifice area and its periphery of FIG. 5 .
7 is a graph showing a phase change process according to an embodiment of the present invention in a graph relating to a phase change of carbon dioxide.
8 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

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 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 2 is a plan view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1 방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(92)과 수직한 방향을 제2 방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2 방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(96)이라 한다.Referring to FIG. 2 , the substrate processing apparatus includes an index module 10 , a processing module 20 , and a controller 30 . According to an embodiment, the index module 10 and the processing module 20 are disposed along one direction. Hereinafter, a direction in which the index module 10 and the processing module 20 are arranged is referred to as a first direction 92 , and a direction perpendicular to the first direction 92 when viewed from the top is referred to as a second direction 94 . and a direction perpendicular to both the first direction 92 and the second direction 94 is referred to as a third direction 96 .

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 제2 방향(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 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. The index module 10 transfers the substrate W from the container 80 in which the substrate W is accommodated to the processing module 20 , and transfers the substrate W that has been processed in the processing module 20 to the container 80 . to be stored with The longitudinal direction of the index module 10 is provided as a second direction 94 . The index module 10 has a load port 12 and an index frame 14 . With respect to the index frame 14 , the load port 12 is located on the opposite side of the processing module 20 . The container 80 in which the substrates W are accommodated is placed on the load port 12 . A plurality of load ports 12 may be provided, and the plurality of load ports 12 may be disposed along the second direction 94 .

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. As the container 80, a closed container such as a Front Open Unified Pod (FOUP) may be used. The vessel 80 may be placed in the load port 12 by a transfer means (not shown) or an operator, such as an overhead transfer, an overhead conveyor, or an automatic guided vehicle. can

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, 제3 방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(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.The index frame 14 is provided with an index robot 120 . A guide rail 140 having a longitudinal direction in the second direction 94 is provided in the index frame 14 , and the index robot 120 may be provided to be movable on the guide rail 140 . The index robot 120 includes a hand 122 on which the substrate W is placed, and the hand 122 moves forward and backward, rotates about the third direction 96 , and moves in the third direction 96 . It may be provided to be movable along with it. A plurality of hands 122 are provided to be vertically spaced apart, and the hands 122 may move forward and backward independently of each other.

처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400), 그리고 고압 챔버(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 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 고압 챔버(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 고압 챔버(500) 간에 기판(W)을 반송한다.The processing module 20 includes a buffer unit 200 , a transfer chamber 300 , a liquid processing chamber 400 , and a high-pressure chamber 500 . The buffer unit 200 provides a space in which the substrate W brought into the processing module 20 and the substrate W unloaded from the processing module 20 temporarily stay. The liquid processing chamber 400 performs a liquid processing process of liquid-processing the substrate W by supplying a liquid onto the substrate W. The high-pressure chamber 500 performs a drying process to remove the liquid remaining on the substrate (W). The transfer chamber 300 transfers the substrate W between the buffer unit 200 , the liquid processing chamber 400 , and the high-pressure chamber 500 .

반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 고압 챔버(500)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 고압 챔버(500)와 반송 챔버(300)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다. The transfer chamber 300 may be provided in its longitudinal direction in the first direction 92 . The buffer unit 200 may be disposed between the index module 10 and the transfer chamber 300 . The liquid processing chamber 400 and the high-pressure chamber 500 may be disposed on the side of the transfer chamber 300 . The liquid processing chamber 400 and the transfer chamber 300 may be disposed along the second direction 94 . The high-pressure chamber 500 and the transfer chamber 300 may be disposed along the second direction 94 . The buffer unit 200 may be located at one end of the transfer chamber 300 .

일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 고압 챔버(500)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 챔버(400)들은 고압 챔버(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1 방향(92) 및 제3 방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 챔버(300)의 일측에서 고압 챔버(500)들은 제1 방향(92) 및 제3 방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 챔버(300)의 일측에는 액 처리 챔버(400)들만 제공되고, 그 타측에는 고압 챔버(500)들만 제공될 수 있다.According to an example, the liquid processing chambers 400 are disposed on both sides of the transfer chamber 300 , the high-pressure chambers 500 are disposed on both sides of the transfer chamber 300 , and the liquid processing chambers 400 are the high-pressure chambers ( 500) may be disposed at a position closer to the buffer unit 200 than the ones. On one side of the transfer chamber 300, the liquid processing chambers 400 may be provided in an AXB arrangement (A and B each being 1 or a natural number greater than 1) along the first direction 92 and the third direction 96, respectively. have. In addition, in one side of the transfer chamber 300 , the high-pressure chambers 500 may be provided with CXD (C and D are each 1 or a natural number greater than 1) along the first direction 92 and the third direction 96 , respectively. have. Unlike the above, only the liquid processing chambers 400 may be provided on one side of the transfer chamber 300 , and only the high-pressure chambers 500 may be provided on the other side of the transfer chamber 300 .

반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1 방향(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, 제3 방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(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.The transfer chamber 300 has a transfer robot 320 . A guide rail 340 having a longitudinal direction in the first direction 92 is provided in the transfer chamber 300 , and the transfer robot 320 may be provided to be movable on the guide rail 340 . The transfer robot 320 includes a hand 322 on which the substrate W is placed, and the hand 322 moves forward and backward, rotates about the third direction 96 , and moves in the third direction 96 . It may be provided to be movable along with it. A plurality of hands 322 are provided to be spaced apart in the vertical direction, and the hands 322 may move forward and backward independently of each other.

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 챔버(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.The buffer unit 200 includes a plurality of buffers 220 on which the substrate W is placed. The buffers 220 may be disposed to be spaced apart from each other in the third direction 96 . The buffer unit 200 has an open front face and a rear face. The front surface is a surface facing the index module 10 , and the rear surface is a surface facing the transfer chamber 300 . The index robot 120 may access the buffer unit 200 through the front side, and the transfer robot 320 may access the buffer unit 200 through the rear side.

도 3은 도 2의 액 처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.3 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the liquid processing chamber 400 of FIG. 2 . Referring to FIG. 3 , the liquid processing chamber 400 includes a housing 410 , a cup 420 , a support unit 440 , a liquid supply unit 460 , and an elevation unit 480 . The housing 410 is provided in a substantially rectangular parallelepiped shape. The cup 420 , the support unit 440 , and the liquid supply unit 460 are disposed in the housing 410 .

컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리 된다. 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.The cup 420 has a processing space with an open top, and the substrate W is liquid-processed in the processing space. The support unit 440 supports the substrate W in the processing space. The liquid supply unit 460 supplies the liquid onto the substrate W supported by the support unit 440 . The liquid may be provided in a plurality of types, and may be sequentially supplied onto the substrate W. The lifting unit 480 adjusts the relative height between the cup 420 and the support unit 440 .

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 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1 회수통(422), 제2 회수통(424), 그리고 제3 회수통(426)을 가진다. 제1 회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2 회수통(424)은 제1 회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3 회수통(426)은 제2 회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2 회수통(424)으로 액을 유입하는 제2 유입구(424a)는 제1 회수통(422)으로 액을 유입하는 제1 유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3 회수통(426)으로 액을 유입하는 제3 유입구(426a)는 제2 유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.According to one example, the cup 420 has a plurality of collection containers (422, 424, 426). The recovery barrels 422 , 424 , and 426 each have a recovery space for recovering a liquid used for substrate processing. Each of the collection bins 422 , 424 , and 426 is provided in a ring shape surrounding the support unit 440 . When the liquid treatment process is in progress, the treatment liquid scattered by the rotation of the substrate W is introduced into the recovery space through the inlets 422a, 424a, and 426a of each of the collection tubes 422 , 424 , and 426 . According to an example, the cup 420 includes a first collection container 422 , a second collection container 424 , and a third collection container 426 . The first collection container 422 is disposed to surround the support unit 440 , the second collection container 424 is disposed to surround the first collection container 422 , and the third collection container 426 is disposed to surround the second collection container 440 . It is disposed so as to surround the recovery container (424). The second inlet 424a for introducing the liquid into the second collection tube 424 is located above the first inlet 422a for introducing the liquid into the first collection tube 422 , and the third collection tube 426 . The third inlet 426a through which the liquid is introduced may be located above the second inlet 424a.

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.The support unit 440 has a support plate 442 and a drive shaft 444 . The upper surface of the support plate 442 may be provided in a substantially circular shape and may have a larger diameter than the substrate W. As shown in FIG. A support pin 442a for supporting the rear surface of the substrate W is provided in the central portion of the support plate 442, and the support pin 442a has an upper end of the support plate (W) spaced apart from the support plate 442 by a predetermined distance. 442) is provided to protrude from. A chuck pin 442b is provided at an edge of the support plate 442 . The chuck pin 442b is provided to protrude upward from the support plate 442 , and supports the side of the substrate W so that the substrate W is not separated from the support unit 440 when the substrate W is rotated. The driving shaft 444 is driven by the driver 446 , is connected to the center of the bottom surface of the substrate W, and rotates the support plate 442 based on the central axis thereof.

일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)을 가진다. 제1 노즐(462)은 제1 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1 액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2 노즐(464)은 제2 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2 액은 기판(W) 상에 공급된 제1 액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2 액은 제1 액을 중화시키고 동시에 제1 액에 비해 제3 액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 제3 노즐(466)은 제3 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3 액은 고압 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3 액은 제2 액에 비해 고압 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다. According to an example, the liquid supply unit 460 includes a first nozzle 462 , a second nozzle 464 , and a third nozzle 466 . The first nozzle 462 supplies the first liquid onto the substrate W. The first liquid may be a liquid that removes a film or foreign material remaining on the substrate W. The second nozzle 464 supplies the second liquid onto the substrate W. The second liquid may be a liquid that neutralizes the first liquid supplied on the substrate W. In addition, the second liquid may be a liquid that neutralizes the first liquid and at the same time is more soluble in the third liquid than the first liquid. The third nozzle 466 supplies the third liquid onto the substrate W. The third liquid may be a liquid that is well soluble in the supercritical fluid used in the high-pressure chamber 500 . For example, the third liquid may be a liquid that is more soluble in the supercritical fluid used in the high-pressure chamber 500 than the second liquid. The first nozzle 462 , the second nozzle 464 , and the third nozzle 466 are supported on different arms 461 , and these arms 461 can be moved independently. Optionally, the first nozzle 462 , the second nozzle 464 , and the third nozzle 466 may be mounted on the same arm and moved simultaneously.

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 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.The lifting unit 480 moves the cup 420 up and down. The relative height between the cup 420 and the substrate W is changed by the vertical movement of the cup 420 . As a result, the collection cylinders 422 , 424 , and 426 for recovering the processing liquid are changed according to the type of liquid supplied to the substrate W, so that the liquids can be separated and collected. Unlike the above, the cup 420 is fixedly installed, and the lifting unit 480 may move the support unit 440 in the vertical direction.

도 4는 도 2의 고압 챔버(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 고압 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 고압 챔버(500)는 바디(520), 기판 지지 유닛(미도시), 유체 공급 유닛(560), 그리고 차단 플레이트(미도시)를 가진다. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the high-pressure chamber 500 of FIG. 2 . According to an embodiment, the high-pressure chamber 500 removes a liquid on the substrate W using a supercritical fluid. The high-pressure chamber 500 includes a body 520 , a substrate support unit (not shown), a fluid supply unit 560 , and a blocking plate (not shown).

바디(520)는 건조 공정이 수행되는 내부 공간(502)을 제공한다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가지며, 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 내부 공간(502)을 제공한다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 내부 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 내부 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 고압 챔버(500)는 히터(570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 바디(520)의 벽 내부에 위치된다. 히터(570)는 바디(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(520)의 내부 공간(502)을 가열한다.The body 520 provides an interior space 502 in which the drying process is performed. The body 520 has an upper body 522 and a lower body 524 , and the upper body 522 and the lower body 524 are combined with each other to provide the above-described internal space 502 . The upper body 522 is provided above the lower body 524 . The position of the upper body 522 is fixed, and the lower body 524 may be raised and lowered by a driving member 590 such as a cylinder. When the lower body 524 is spaced apart from the upper body 522 , the inner space 502 is opened, and at this time, the substrate W is loaded or unloaded. During the process, the lower body 524 is in close contact with the upper body 522 so that the inner space 502 is sealed from the outside. The high pressure chamber 500 has a heater 570 . In one example, the heater 570 is located inside the wall of the body 520 . The heater 570 heats the inner space 502 of the body 520 so that the fluid supplied into the inner space of the body 520 maintains a supercritical state.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 처리 공간(502) 내부에는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 기판 지지 유닛(미도시)은 바디(520)의 내부 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(미도시)은 하체(524)에 설치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 이 경우 기판 지지 유닛(미도시)은 기판(W)을 들어올려 지지하는 형태일 수 있다. 또는 기판 지지 유닛(미도시)은 상체(522)에 설치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 이 경우 기판 지지 유닛(미도시)은 기판(W)을 매달아 지지하는 형태일 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawings, a substrate support unit (not shown) for supporting the substrate W may be provided inside the processing space 502 . A substrate support unit (not shown) supports the substrate W in the inner space 502 of the body 520 . A substrate support unit (not shown) may be installed on the lower body 524 to support the substrate W. In this case, the substrate support unit (not shown) may be in the form of lifting and supporting the substrate W. Alternatively, a substrate support unit (not shown) may be installed on the upper body 522 to support the substrate W. In this case, the substrate support unit (not shown) may be in the form of hanging and supporting the substrate W.

유체 공급 유닛(560)은 바디(520)의 내부 공간(502)으로 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 처리 유체는 초임계 상태로 내부 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 처리 유체는 가스 상태로 내부 공간(502)으로 공급되고, 내부 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 처리 유체는 건조용 유체일 수 있다. The fluid supply unit 560 supplies a processing fluid to the internal space 502 of the body 520 . According to an example, the processing fluid may be supplied to the inner space 502 in a supercritical state. Alternatively, the processing fluid may be supplied to the internal space 502 in a gaseous state, and may be phase-changed to a supercritical state in the internal space 502 . The processing fluid may be a drying fluid.

일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 공급 라인(562)을 가진다. 공급 라인(562)은 기판 지지 유닛(미도시)에 놓인 기판(W)의 상부에서 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 공급 라인(562)은 상체(522)에 결합된다. 나아가 공급 라인(562)은 상체(522)의 중앙에 결합될 수 있다. According to one example, the fluid supply unit 560 has a supply line 562 . A supply line 562 supplies a processing fluid from an upper portion of the substrate W placed on a substrate support unit (not shown). In one example, the supply line 562 is coupled to the upper body 522 . Further, the supply line 562 may be coupled to the center of the upper body 522 .

또는, 공급 라인(562)은 상체(522)에 연결되는 상부 분기 라인(564)과 하부 분기 라인(미도시)로 분기될 수 있다. 하부 분기 라인(미도시)은 하체(524)에 결합될 수 있다. 상부 분기 라인(564)과 하부 분기 라인(미도시)에는 각각 유통 밸브가 설치될 수 있다.Alternatively, the supply line 562 may be branched into an upper branch line 564 connected to the upper body 522 and a lower branch line (not shown). A lower branch line (not shown) may be coupled to the lower body 524 . A distribution valve may be installed in the upper branch line 564 and the lower branch line (not shown), respectively.

하체(524)에는 배기 라인(550)이 결합된다. 바디(520)의 내부 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(550)을 통해서 바디(520)의 외부로 배기된다.An exhaust line 550 is coupled to the lower body 524 . The supercritical fluid in the internal space 502 of the body 520 is exhausted to the outside of the body 520 through the exhaust line 550 .

하부 분기 라인(미도시)이 하체(524)와 결합되는 경우, 바디(520)의 내부 공간(502) 내에는 차단 플레이트(미도시)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 바디(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(미도시)에 의해 지지된다. 지지대(미도시)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 하부 분기 라인(미도시)의 토출구와 배기 라인(550)의 유입구는 서로 간섭되지 않는 위치에 마련될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 하부 분기 라인(미도시)을 통해서 공급된 처리 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. When the lower branch line (not shown) is coupled to the lower body 524 , a blocking plate (not shown) may be disposed in the inner space 502 of the body 520 . The blocking plate (not shown) may be provided in a disk shape. The blocking plate (not shown) is supported by a support (not shown) so as to be spaced apart from the bottom surface of the body 520 upward. A plurality of supports (not shown) are provided in a rod shape and are spaced apart from each other by a predetermined distance. The outlet of the lower branch line (not shown) and the inlet of the exhaust line 550 may be provided at positions that do not interfere with each other. The blocking plate (not shown) may prevent the processing fluid supplied through the lower branch line (not shown) from being directly discharged toward the substrate W, thereby preventing the substrate W from being damaged.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다. 도 5를 참조하여, 유체 공급 유닛(560)에 대하여 상세히 설명한다.5 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the fluid supply unit 560 will be described in detail.

일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)의 상류에는 유체 공급 탱크(610)가 마련된다. 유체 공급 탱크(610)는 고압 챔버(500)에 공급될 처리 유체를 저장한다. 일 예에 의하면 처리 유체는 이산화탄소이다. 공급 라인(562)은 유체 공급 탱크(610)와 연결된다. 공급 라인(562)은 유체 공급 탱크(610)에 저장된 처리 유체가 고압 챔버(500)로 공급되는 경로를 제공한다.According to an example, a fluid supply tank 610 is provided upstream of the fluid supply unit 560 . The fluid supply tank 610 stores a processing fluid to be supplied to the high-pressure chamber 500 . In one example, the treatment fluid is carbon dioxide. The supply line 562 is connected to the fluid supply tank 610 . The supply line 562 provides a path through which the processing fluid stored in the fluid supply tank 610 is supplied to the high pressure chamber 500 .

일 예에 의하면, 공급 라인(562)에는 유통 밸브(620), 제1 히터(630), 오리피스(640), 제2 히터(650), 유통 밸브(660)가 마련된다. 일 예에 의하면, 유통 밸브(620), 제1 히터(630), 오리피스(640), 제2 히터(650), 유통 밸브(660)는 상류측에서 하류측을 향하여 순차적으로 마련된다. 여기서 말하는 상류측 및 하류측의 용어는, 공급 라인에서의 처리 유체의 유동 방향을 기준으로 한다.According to an example, the supply line 562 is provided with a distribution valve 620 , a first heater 630 , an orifice 640 , a second heater 650 , and a distribution valve 660 . According to one example, the circulation valve 620 , the first heater 630 , the orifice 640 , the second heater 650 , and the circulation valve 660 are sequentially provided from the upstream side toward the downstream side. As used herein, the terms upstream and downstream refer to the flow direction of the process fluid in the supply line.

유통 밸브(620)는, 유체 공급 탱크(610)로부터 처리 유체의 공급을 개방 또는 폐쇄되도록 조정하는 밸브이다. 개방 상태에서는 하류측의 공급 라인에 처리 유체를 흐르게 하고, 폐쇄 상태에서는 하류측의 공급 라인에 처리 유체를 흐르지 않게 한다. 유통 밸브(620)를 통과한 처리 유체는 고온의 기체 또는 초임계 유체로 존재한다. 유통 밸브(620)는 라인마다 다수개 설치되어 처리 유체의 공급을 제어할 수 있다.The flow valve 620 is a valve that adjusts the supply of the treatment fluid from the fluid supply tank 610 to be opened or closed. In the open state, the processing fluid flows in the downstream supply line, and in the closed state, the processing fluid does not flow in the downstream supply line. The processing fluid passing through the circulation valve 620 exists as a high-temperature gas or a supercritical fluid. A plurality of distribution valves 620 may be installed for each line to control the supply of the processing fluid.

오리피스(640)는 유체 공급 탱크(51)로부터 공급되는 처리 유체의 유량을 조정한다. 오리피스(640)의 개구 크기에 따라 통과하는 처리 유체의 유량이 조절된다. 오리피스(640)는 라인 내부의 유량 단면을 변화시킨다. 일 실시 예에 따른 오리피스(640)의 횡단면에 따른 유로의 면적은 상류에서 하류로 갈수록 좁아진다. 일예에 의하면, 오리피스(640)의 횡단면에 따른 유로의 면적은 상류에서 하류로 갈수록 좁아지는 구간, 유지되는 구간, 상류에서 하류로 갈수록 넓어지는 구간을 포함한다.The orifice 640 adjusts the flow rate of the processing fluid supplied from the fluid supply tank 51 . The flow rate of the processing fluid passing therethrough is adjusted according to the size of the opening of the orifice 640 . Orifice 640 changes the flow cross-section within the line. The area of the flow path along the cross-section of the orifice 640 according to an embodiment becomes narrower from the upstream to the downstream. According to an example, the area of the flow path along the cross section of the orifice 640 includes a section that becomes narrower from upstream to downstream, a maintained section, and a section that widens from upstream to downstream.

오리피스(640)의 전단에는 제1 히터(630)가 제공된다. 제1 히터(630)는 오리피스(640) 상류의 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열한다. A first heater 630 is provided at the front end of the orifice 640 . The first heater 630 heats the processing fluid upstream of the orifice 640 above a set temperature.

오리피스(640)의 후단에는 제2 히터(650)가 제공된다. 제2 히터(650)는 오리피스(640)를 통과한 하류의 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열한다. 일 예에 의하면, 제2 히터(650)의 가열은 보온이다. A second heater 650 is provided at the rear end of the orifice 640 . The second heater 650 heats the downstream processing fluid that has passed through the orifice 640 to a set temperature or higher. According to an example, the heating of the second heater 650 is heat retention.

도 6은 도 5의 오리피스 영역과 그 주변을 개략적으로 보여주는 확대도이고, 도 7은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프에 본 발명의 실시 예에 따른 상변화 과정을 나타낸 그래프이다. 6 is an enlarged view schematically showing the orifice region of FIG. 5 and its periphery, and FIG. 7 is a graph showing a phase change process according to an embodiment of the present invention in a graph related to a phase change of carbon dioxide.

도 6 및 7을 참조하면, 오리피스(640)가 제공되는 ②'오리피스 영역'의 상류에 ①'오리피스 전단 영역'이 제공되고, ②'오리피스 영역'의 하류에 ③'오리피스 후단 영역'이 제공된다. 오리피스 전단 영역에는 제1 히터(630)가 설치되고, 오리피스 후단 영역에는 제2 히터(650)가 설치된다.6 and 7, ① 'orifice front region' is provided upstream of ② 'orifice region' where the orifice 640 is provided, and ③' orifice rear end region' is provided downstream of ② 'orifice region' . The first heater 630 is installed in the front end region of the orifice, and the second heater 650 is installed in the rear end region of the orifice.

도 7의 Tcr은 임계점의 온도, Ttp는 삼상점의 온도, Tcr은 임계점의 압력, Ptr은 삼상점의 압력이다. 예컨대, 처리 유체가 이산화탄소인 경우, Tcr은 31.1℃, Ttp는 -56.4℃, Tcr은 73atm, Ptr은 5.11atm이다. 7, Tcr is the temperature of the critical point, Ttp is the temperature of the three-phase point, Tcr is the pressure of the critical point, and Ptr is the pressure of the three-phase point. For example, when the processing fluid is carbon dioxide, Tcr is 31.1° C., Ttp is -56.4° C., Tcr is 73 atm, and Ptr is 5.11 atm.

오리피스(640)를 통과한 Tcr이상의 처리 유체는 오리피스 후단에서 단열 팽창되면서, 도 7의 A->B방향을 따라 온도가 급격하게 감소하다가, 제2 히터(650)가 처리 유체를 가열함에 따라 B->C방향으로 온도가 상승한다.The processing fluid of Tcr or more passing through the orifice 640 adiabatically expands at the rear end of the orifice, and the temperature decreases rapidly along the A->B direction of FIG. 7 , and then as the second heater 650 heats the processing fluid, B -> The temperature rises in the C direction.

비교예1은, 온도-압력 그래프 상에서 특정 온도(Tcr 이상)의 특정 압력의 지점(A1)의 기체(Gaseous)상태에 있는 처리 유체는 오리피스(640)를 통과하여 단열팽창되면서 A1->B1방향으로 온도가 감소한다. 온도가 감소한 처리 유체는 변곡점(B1)에서 고체(Solid) 상태로 존재한다. 이후 오리피스 후단 영역에서 제2 히터(650)에 의해 가열되면 B1->C1 방향으로 액체 상태를 지나 초임계 상태로 변한다. 비교예1에 의하면 처리 유체가 초임계 유체로 공급되기까지 A1->B1->C1 지점을 지나는 과정에서 4상의 상변화가 발생한다.In Comparative Example 1, a process fluid in a gaseous state at a point A1 of a specific temperature (above Tcr) at a specific temperature (above Tcr) on the temperature-pressure graph passes through the orifice 640 and adiabatically expands in the A1->B1 direction. temperature decreases with The processing fluid with reduced temperature exists in a solid state at the inflection point B1. Thereafter, when heated by the second heater 650 in the rear end region of the orifice, it passes through the liquid state in the direction B1->C1 and changes to a supercritical state. According to Comparative Example 1, a four-phase phase change occurs in the process of passing the points A1->B1->C1 until the processing fluid is supplied as the supercritical fluid.

비교예2는, 온도-압력 그래프 상에서 특정 온도(Tcr 이상)의 특정 압력의 지점(A2, A2는 A1보다 높은 온도의 지점)의 기체(Gaseous)상태에 있는 처리 유체는 오리피스(640)를 통과하여 단열 팽창되면서 A2->B2방향으로 온도가 감소한다. 온도가 감소한 처리 유체는 변곡점(B2)에서 액체(Liquid) 상태로 존재한다. 이후, 오리피스 후단 영역에서 제2 히터(650)에 의해 가열되면 B2->C2 방향으로 초임계 상태로 변한다. 비교예2에 의하면 처리 유체가 초임계 유체로 공급되기 까지 A2->B2->C2 지점을 지나는 과정에서 3상의 상변화가 발생한다.In Comparative Example 2, the processing fluid in a gaseous state at a specific pressure point (A2, A2 is a point higher than A1) at a specific temperature (Tcr or higher) on the temperature-pressure graph passes through the orifice 640 As it expands adiabatic, the temperature decreases in the direction A2->B2. The processing fluid with the reduced temperature exists in a liquid state at the inflection point B2. Thereafter, when heated by the second heater 650 in the rear end region of the orifice, the supercritical state is changed in the direction B2->C2. According to Comparative Example 2, a three-phase phase change occurs in the process of passing the point A2->B2->C2 until the processing fluid is supplied as the supercritical fluid.

실시예는 온도-압력 그래프 상에서 특정 온도(Tcr 이상)의 특정 압력의 지점(A3, A3은 A2보다 높은 온도의 지점)의 기체(Gaseous)상태에 있는 처리 유체는 오리피스(640)를 통과하여 단열팽창되면서 A3->B3방향으로 온도가 감소한다. 온도가 감소한 처리 유체는 변곡점(B2)에서 기체(Gaseous) 또는 초임계(Supercritical) 상태로 존재한다. 이후, 오리피스 후단 영역에서 제2 히터(650)에 의해 가열되면 B3->C3 방향으로 초임계 상태로 변한다. 실시예에 의하면 처리 유체가 초임계 유체로 공급되기 까지 A3->B3->C3 지점을 지나는 과정에서 2상의 상변화가 발생한다.In the embodiment, the processing fluid in a gaseous state at a specific pressure point (A3, A3 is a point higher than A2) at a specific temperature (Tcr or higher) on the temperature-pressure graph passes through the orifice 640 and is As it expands, the temperature decreases in the A3->B3 direction. The processing fluid with reduced temperature exists in a gaseous or supercritical state at the inflection point B2. Thereafter, when heated by the second heater 650 in the rear end region of the orifice, the supercritical state is changed in the direction B3->C3. According to the embodiment, a two-phase phase change occurs in the process of passing the point A3->B3->C3 until the processing fluid is supplied as the supercritical fluid.

비교예1의 처리 유체는 4상의 상변화가 일어나고, 비교예2의 처리 유체는 3상의 상변화가 일어난다. 처리 유체의 상변화는 처리 유체 내의 오염도를 높인다. 일 예로, 비교예1의 점 B1에서 처리 유체가 고체가 되면, 공급 라인의 배관을 타격하여 오염이 발생할 수 있다.The treatment fluid of Comparative Example 1 undergoes a four-phase phase change, and the treatment fluid of Comparative Example 2 undergoes a three-phase phase change. A phase change in the processing fluid increases the degree of contamination in the processing fluid. For example, when the processing fluid becomes solid at point B1 of Comparative Example 1, contamination may occur by hitting the pipe of the supply line.

상변화를 최소화하기 위해서 유체 공급 탱크(610)에서 초임계 유체를 저장하였다가 공급하거나, 유체 공급 탱크(610)에서 온도를 최대로 높여 공급하는 방법이 강구될 수 있으나, 이 방법에 의하면 유체 공급 탱크(610)에 저장될 수 있는 처리 유체의 용량이 감소된다.In order to minimize the phase change, a method of storing and supplying the supercritical fluid in the fluid supply tank 610 or supplying the supercritical fluid by increasing the temperature to the maximum in the fluid supply tank 610 may be devised, but according to this method, the fluid supply The amount of processing fluid that can be stored in tank 610 is reduced.

실시예에 의한 공급 라인(562)에는 단열팽창이 발생하는 오리피스(640)의 전단에 제1 히터(630)가 제공된다. 제1 히터(630)는 처리 유체가 오리피스(640)를 통과하기 직전에 설정 온도 이상으로 초임계유체를 가열한다. 설정 온도는 오리피스(640)를 통과하여 팽창된 초임계 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지되는 범위의 온도이다. In the supply line 562 according to the embodiment, a first heater 630 is provided at the front end of the orifice 640 where adiabatic expansion occurs. The first heater 630 heats the supercritical fluid above a set temperature just before the processing fluid passes through the orifice 640 . The set temperature is a temperature in a range in which the temperature of the supercritical fluid expanded through the orifice 640 is maintained above the critical temperature.

제1 히터(630)는 오리피스(640)를 통과하여 온도가 감소된 처리 유체의 온도를 사전에 상승시키면서도, 유체 공급 탱크(610)에 저장 가능한 처리 유체의 용량을 늘릴 수 있다. The first heater 630 may increase the capacity of the processing fluid that can be stored in the fluid supply tank 610 while previously raising the temperature of the processing fluid whose temperature has been reduced through the orifice 640 .

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다. 도 8을 참조하면, 제1 히터(670)는 오리피스(640)에 제공될 수 있다. 제1 히터(670)를 오리피스(640)에 제공한다. 제1 히터(670)는 오리피스(640)를 통과한 처리 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있도록 가열한다.8 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , the first heater 670 may be provided in the orifice 640 . A first heater 670 is provided to the orifice 640 . The first heater 670 heats the processing fluid that has passed through the orifice 640 to maintain the temperature above the critical temperature.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다. 도 9를 참조하면, 도 5에 도시된 실시예와 도 8에 도시된 실시 예는 병합하여 적용될 수 있다. 제1 히터는 복수로 제공된다. 제1 히터(630)는 오리피스(640)의 전단에 제공되고, 제1 히터(670)는 오리피스(640)에 제공될 수 있다.9 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9 , the embodiment illustrated in FIG. 5 and the embodiment illustrated in FIG. 8 may be combined and applied. A plurality of first heaters are provided. The first heater 630 may be provided at the front end of the orifice 640 , and the first heater 670 may be provided at the orifice 640 .

본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 공정 외에도 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정에 대하여 적용할 수 있음은 통상의 창작능력 범위의 변형에 해당할 것이다.In addition to the process of drying the substrate using the supercritical fluid, the present invention can be applied to the process of treating the substrate using the supercritical fluid, which will correspond to a modification of the range of ordinary creativity.

320 : 반송 로봇
400 : 액 처리 챔버
500 : 고압 챔버320: transport robot
400: liquid processing chamber
500: high pressure chamber

Claims (12)

기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 챔버와;
상기 챔버로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고;
상기 유체 공급 유닛은,
공급 라인과;
상기 공급 라인에 제공되는 하나 이상의 유량조절부재와;
상기 유량조절부재 또는 상기 유량조절부재의 전단에 제공되는 제1 히터를 포함하며,
상기 제1 히터는 상기 유량조절부재를 통과하는 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열하고,
상기 처리 유체는 상기 유량조절부재를 통과하여 후단에서 단열 팽창되며,
상기 설정 온도는 상기 유량조절부재를 통과하여 단열 팽창된 상기 처리 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도인 기판 처리 장치. An apparatus for processing a substrate, comprising:
a chamber providing a processing space in which a process of processing a substrate is performed;
a fluid supply unit for supplying a processing fluid to the chamber;
The fluid supply unit,
supply line;
at least one flow control member provided to the supply line;
A first heater provided at the front end of the flow control member or the flow control member,
The first heater heats the processing fluid passing through the flow rate control member to a set temperature or higher,
The processing fluid passes through the flow control member and adiabatically expands at the rear end,
The set temperature is a temperature at which the temperature of the processing fluid adiabatically expanded through the flow control member can be maintained above a critical temperature. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 챔버와;
상기 챔버로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고;
상기 유체 공급 유닛은,
공급 라인과;
상기 공급 라인에 제공되는 하나 이상의 유량조절부재와;
상기 유량조절부재 또는 상기 유량조절부재의 전단에 제공되는 제1 히터를 포함하며,
상기 유량조절부재는 횡단면에 따른 유로의 면적은 상류에서 하류로 갈수록 좁아지는 구간, 횡단면에 따른 유로의 면적이 상기 상류 및 상기 하류보다 좁은 구간, 또는 횡단면에 따른 유로의 면적이 상기 상류에서 상기 하류로 갈수록 넓어지는 구간 중 하나 이상을 포함하고,
상기 제1 히터는 상기 유량조절부재를 통과하는 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열하고,
상기 처리 유체는 상기 유량조절부재를 통과하여 후단에서 단열 팽창되며,
상기 설정 온도는 상기 유량조절부재를 통과하여 단열 팽창된 상기 처리 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도인 기판 처리 장치.An apparatus for processing a substrate, comprising:
a chamber providing a processing space in which a process of processing a substrate is performed;
a fluid supply unit for supplying a processing fluid to the chamber;
The fluid supply unit,
supply line;
at least one flow control member provided to the supply line;
A first heater provided at the front end of the flow control member or the flow control member,
The flow control member has a section in which the area of the flow path along a cross section becomes narrower from upstream to downstream, a section in which the area of the flow path along the cross section is narrower than the upstream and the downstream, or the area of the flow path along the cross section is from the upstream to the downstream Including one or more of the sections that become wider as
The first heater heats the processing fluid passing through the flow rate control member to a set temperature or higher,
The processing fluid passes through the flow control member and adiabatically expands at the rear end,
The set temperature is a temperature at which the temperature of the processing fluid adiabatically expanded through the flow control member can be maintained above a critical temperature. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간을 제공하는 챔버와;
상기 챔버로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하고;
상기 유체 공급 유닛은,
공급 라인과;
상기 공급 라인에 제공되는 하나 이상의 유량조절부재와;
상기 유량조절부재 또는 상기 유량조절부재의 전단에 제공되는 제1 히터를 포함하며,
상기 제1 히터는 상기 유량조절부재를 통과하는 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열하되,
상기 처리 유체는 상기 유량조절부재를 통과하여 후단에서 단열 팽창되며, 상기 설정 온도는 상기 유량조절부재를 통과하여 단열 팽창된 상기 처리 유체의 온도가 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도로서, 상기 유량조절부재를 통과하는 상기 처리 유체가 기체와 초임계로 변하는 2상 또는 그 이하의 상변화를 하도록 하는 기판 처리 장치. An apparatus for processing a substrate, comprising:
a chamber providing a processing space in which a process of processing a substrate is performed;
a fluid supply unit for supplying a processing fluid to the chamber;
The fluid supply unit,
supply line;
at least one flow control member provided to the supply line;
A first heater provided at the front end of the flow control member or the flow control member,
The first heater heats the processing fluid passing through the flow rate control member to a set temperature or higher,
The processing fluid passes through the flow rate control member and is adiabatically expanded at the rear end, and the set temperature is a temperature at which the temperature of the processing fluid adiabatically expanded through the flow rate control member can be maintained above a critical temperature, the flow rate A substrate processing apparatus for causing a two-phase or less phase change in which the processing fluid passing through the regulating member changes to a gas and supercritical. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 유량조절부재 후단에 제공되는 제2 히터를 더 포함하고,
상기 제2 히터는 상기 유량조절부재를 통과한 하류의 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 보온하는 기판 처리 장치.4. The method of claim 2 or 3,
Further comprising a second heater provided at the rear end of the flow control member,
The second heater is a substrate processing apparatus for keeping the processing fluid downstream that has passed through the flow rate control member to a predetermined temperature or higher. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 유량조절부재가 제공되는 제1 영역과;
상기 제1 영역의 상류의 상기 유량조절부재 전단의 제2 영역과;
상기 제1 영역의 하류의 상기 유량조절부재 후단의 제3 영역을 포함하고,
상기 처리 유체는 상기 제2 영역과 상기 제1 영역과 상기 제3 영역을 순차적으로 지남에 따라, 온도-압력 상변화 그래프에서 하나 이상의 변곡점을 형성하고, 상기 변곡점은 상기 처리 유체의 임계 온도보다 높은 온도에서 형성되도록 하는 온도인 기판 처리 장치.4. The method of claim 2 or 3,
a first region in which the flow rate control member is provided;
a second region upstream of the first region and a front end of the flow control member;
and a third region at the rear end of the flow control member downstream of the first region,
As the processing fluid sequentially passes through the second region, the first region, and the third region, one or more inflection points are formed in the temperature-pressure phase change graph, the inflection point being higher than a critical temperature of the processing fluid. A substrate processing apparatus that is a temperature at which it is formed at a temperature. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 유체는 이산화탄소인 기판 처리 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The processing fluid is carbon dioxide. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공정은 초임계 상태의 상기 처리 유체로 기판을 처리하는 공정인 기판 처리 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
wherein the process is a process of treating a substrate with the process fluid in a supercritical state. 초임계 유체를 기판 상에 공급하여 기판을 처리하되,
처리 유체는 상기 기판으로 공급되는 도중에 유량조절부재를 통해 흐르고,
상기 처리 유체가 상기 유량조절부재를 통과하기 전에 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열하며,
상기 처리 유체는 상기 유량조절부재의 후단에서 온도가 감소되고,
상기 설정 온도는 감소된 온도가 상기 처리 유체의 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도인 기판 처리 방법. A supercritical fluid is supplied on the substrate to treat the substrate,
The processing fluid flows through the flow control member while being supplied to the substrate,
heating the processing fluid to a set temperature or higher before the processing fluid passes through the flow control member;
The temperature of the processing fluid is reduced at the rear end of the flow control member,
The set temperature is a temperature at which the reduced temperature can be maintained above a critical temperature of the processing fluid. 초임계 유체를 기판 상에 공급하여 기판을 처리하는 공정을 수행하되,
처리 유체는 상기 기판으로 공급되는 도중에 유량조절부재를 통과하여 흐르고,
상기 유량조절부재는 횡단면에 따른 유로의 면적은 상류에서 하류로 갈수록 좁아지는 구간, 횡단면에 따른 유로의 면적이 상기 상류 및 상기 하류보다 좁은 구간, 또는 횡단면에 따른 유로의 면적이 상기 상류에서 상기 하류로 갈수록 넓어지는 구간 중 하나 이상을 포함하고,
상기 처리 유체가 상기 유량조절부재를 통과하기 전에 상기 처리 유체를 설정 온도 이상으로 가열하며,
상기 처리 유체는 상기 유량조절부재의 후단에서 온도가 감소되며,
상기 설정 온도는 감소된 온도가 상기 처리 유체의 임계온도 이상으로 유지될 수 있는 온도인 기판 처리 방법.A process of treating the substrate by supplying a supercritical fluid onto the substrate is performed,
The processing fluid flows through the flow control member while being supplied to the substrate,
The flow control member has a section in which the area of the flow path along a cross-section becomes narrower from upstream to downstream, a section in which the area of the flow path along the cross-section is narrower than the upstream and the downstream, or the area of the flow path along the cross-section is from the upstream to the downstream Including one or more of the sections that become wider as
heating the processing fluid to a set temperature or higher before the processing fluid passes through the flow control member;
The temperature of the processing fluid is reduced at the rear end of the flow control member,
The set temperature is a temperature at which the reduced temperature can be maintained above a critical temperature of the processing fluid. 제9 항에 있어서,
상기 유량조절부재가 제공되는 제1 영역과;
상기 제1 영역의 상류의 상기 유량조절부재 전단의 제2 영역과;
상기 제1 영역의 하류의 상기 유량조절부재 후단의 제3 영역을 포함하고,
상기 처리 유체는 상기 제2 영역과 상기 제1 영역과 상기 제3 영역을 순차적으로 지남에 따라, 온도-압력 상변화 그래프에서 하나 이상의 변곡점을 형성하고, 상기 변곡점은 상기 처리 유체의 임계 온도보다 높은 온도에서 형성되도록 하는 온도인 기판 처리 방법.10. The method of claim 9,
a first region in which the flow rate control member is provided;
a second region upstream of the first region and a front end of the flow control member;
and a third region at the rear end of the flow control member downstream of the first region,
As the processing fluid sequentially passes through the second region, the first region, and the third region, one or more inflection points are formed in the temperature-pressure phase change graph, the inflection point being higher than a critical temperature of the processing fluid. A method of processing a substrate that is a temperature that allows it to form at a temperature. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
상기 공정은 기판을 건조하는 공정인 기판 처리 방법.11. The method of claim 9 or 10,
The process is a substrate processing method of drying the substrate. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
상기 처리 유체는 이산화탄소인 기판 처리 방법.


11. The method of claim 9 or 10,
wherein the processing fluid is carbon dioxide.
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